[摘要] 灌注桩建造施工常需要将钢筋笼骨架在现场分段起吊连接安装就位，使适用于精细化高强度焊接的二氧化碳气体保护焊技术创新改进应用于钢筋混凝土灌注桩钢筋笼竖向骨架连接现场施工，形成流水操作工法。
[关键词] 二氧化碳气体保护焊； 竖向结构钢筋 ； 吊装焊接施工流程 ； 技术经济效益分析
钢筋砼灌注桩建造实践中常常因现场空间因素影响或起吊高度不满足桩体钢筋笼长度的情况，造成钢筋笼骨架无法整体起吊就位，需要将灌注桩钢筋笼分段吊装连接就位。施工实践中连接形式以普通焊条电弧焊接为主，此种连接方式对强度质量保证不稳定、骨架钢筋热变形大不易定位连接、焊缝清理耗费较多时效、作业成本较高。创新性地将二氧化碳气体保护焊技术引入钢筋笼分段焊接实际操作，能够显著改善灌注桩钢筋笼骨架连接技术性能和经济指标。
1 技术原理
二氧化碳气体保护焊是以二氧化碳气体作为保护介质，使施焊位置与周围空气隔离，焊丝和钢筋焊件作为两个电极，在电压作用下产生工作电弧，焊丝与焊件施焊部位以熔融金属冶金的方式发生合金化反应，焊接位置达到原子结合的程度，得到高强度连接（桩体结构内钢筋主要应用性能为抗拉强度）。
骨架钢筋二氧化碳气体保护密缝距对接立焊示意
2 工艺技术质量特点
（1）二氧化碳气体保护焊通过气体保护层的隔离作用和焊丝组分中脱氧剂的使用，有效防止空气中氮、氢、氧等元素对工作电弧和熔池的不利影响，形成高质量焊接接头。
（2）二氧化碳气体保护焊为明弧焊，操作性能好，可以看清电弧及熔池情况，便于掌握和调整，易于多方位作业。
（3）二氧化碳气体保护焊连接技术运用于骨架竖向连接作业，避免了现场施工环境下笼体钢筋机械连接难于克服的操作空间小、安装容差性低等问题。
（4）进行骨架钢筋二氧化碳气体保护密缝距对接立焊施工作业，现场需要采取防风措施，使用专用焊接夹具及防风罩设备，可使二氧化碳气体在焊接工作面保持足够的充盈度。
（5）在气体保护层作用下，二保焊起弧容易，电弧稳定，焊接电流密度大，熔透能力强，熔深是普通手工电弧焊的2~3倍，焊接强度比普通手工电弧焊提高20~30%。焊接热影响区小，热应力变形小（角变形5‰、不平度4‰），抗冷裂性能强。
3 施工流程及操作要点
（1）根据现场高度空间条件，确定每根单桩分段情况。钢筋笼吊装定位前一段笼体进入桩孔临时固定，后一段起吊与之组合定位稳固后进行竖向焊接连接，完成后笼体在桩孔内进深移位，循环进行，直至钢筋笼整体连接完成在桩孔就位。
（2）钢筋笼整体加工成型后进行分段切割时，同一连接区段长度范围内切割受力钢筋面积不大于受力钢筋总面积的50%，接头交错布置，相邻切割横断面间距不得小于纵向最粗骨架钢筋直径的35倍且不小于500mm。
（3）钢筋笼分段采用机械切割方式（砂轮切断），避免热熔切割造成钢筋热应力变形而影响后续焊接施工时骨架钢筋对接定位的精确度，在切割断面两侧15cm内预加工安装定位加固环向筋，便于后续焊接各段钢筋笼对接定位。
（4）钢筋笼骨架对焊连接选用焊丝遵循“母材屈服点<焊丝屈服点<母材抗拉强度<焊丝抗拉强度”的高匹配模式（灌注桩钢筋骨架焊接常规采用焊丝型号：H08Mn2SiA），骨架钢筋对焊连接工作间隙以8～12mm为宜，焊接夹具内侧熔池区域设置形状内凹的耐高温陶质衬垫以使连接焊缝饱满均匀。
（5）钢筋骨架焊接操作要随班进行外观检查并按质量控制要求留置力学性能试验试件，对于发现的焊接缺陷等质量问题及隐患要及时采取措施积极消除。
（6）现场各操作步骤安排要紧凑有序，前后工序要统筹安排，钢筋笼吊装连接同时要进行灌注桩结构预埋件的置放安装，使预埋件与钢筋笼同步整体完成安装就位。
4 现场实施技术经济效益对比分析
以实际工程中焊接安装1根长度14m灌注结构桩钢筋笼为例进行对比分析，因空间条件限制钢筋笼分为三段起吊焊接安装，笼体骨架为径粗28mmHRB400螺纹钢筋，笼体共四个钢筋截断面（按照每个截断面切断钢筋根数不超过骨架钢筋总数50%形成），每个截断面有骨架钢筋9根需焊接安装。采用对接立焊连接方式与普通焊条电弧焊方式对比如下：
保护密缝距对接立焊施工方式与普通焊条电弧焊对比
资源环保 材料节省、能源利用率高；钢筋笼焊接在防风罩内作业，焊烟废气、光污染处理可控 钢筋、焊材等耗费大，热量集中度不足能源利用率不高；传统焊接作业对环境影响较大
对接立焊施工在确保焊接强度质量前提下，较常规作业方式（钢筋笼骨架普通焊条电弧焊连接）单位工作量节省施工造价19%，施工效率提高17%，应用推广价值良好。