土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)探究

孫凱明

摘要：鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用推動(dòng)了建筑結(jié)構(gòu)形式的變化，本文針對(duì)土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的探討。

關(guān)鍵詞：土木工程；鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU758.11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2016）13-110-02

前言

土木工程是我國(guó)社會(huì)建設(shè)中一個(gè)非常重要的組成部分，而鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在土木工程中也得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，探究土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)尤為重要。

1.土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的概述

鋼結(jié)構(gòu)是指由鋼制材料組成的結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)代建筑中一種比較常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)類型，包括了由型鋼、鋼板等材料制成的梁柱、桁架等。不同的構(gòu)件之間采用螺栓、鉚釘或者焊接的方式進(jìn)行連接。與傳統(tǒng)的鋼混結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有施工簡(jiǎn)單快速、自重輕、整體剛性好以及變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)，在一些大型工業(yè)廠房、場(chǎng)館以及超高層建筑中有著廣泛地應(yīng)用。在土木工程建設(shè)中，應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，可以說(shuō)是時(shí)代發(fā)展的客觀要求。在現(xiàn)代社會(huì)，如果土木工程的施工仍然沿用傳統(tǒng)的鋼筋混凝土施工技術(shù)，不僅無(wú)法適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的要求，建筑自身的穩(wěn)定性也無(wú)法得到保證。因此，應(yīng)該在對(duì)土木工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，提升建筑的穩(wěn)定性和可靠性。

2.土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的特點(diǎn)

2.1抗壓性

鋼結(jié)構(gòu)是由型號(hào)不同的鋼筋、型鋼等組合而成的鋼構(gòu)體，在整體上具備了鋼筋本身的韌性，因此具備良好的抗壓能力，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行改善，提升建筑對(duì)于地震等自然災(zāi)害的防御能力，保證建筑的使用安全。

2.2經(jīng)濟(jì)性

以混凝土為主要施工材料的土木工程中，混凝土包括了水泥、骨料等。在采購(gòu)和質(zhì)量檢測(cè)方面比較繁瑣，而且混凝土的配置、拌和、澆筑以及養(yǎng)護(hù)流程復(fù)雜，需要消耗大量的成本。與之相比，鋼結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上更加簡(jiǎn)單，施工更加方便快速，能夠有效降低施工成本，提升施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3安全性

傳統(tǒng)土木工程中，混凝土是主要材料，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，受各種因素的影響，很容易出現(xiàn)不同程序的病害，如裂縫、脫落、開(kāi)裂等，嚴(yán)重影響著工程的穩(wěn)定性和安全性。而使用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，能夠提升建筑主體的強(qiáng)度和穩(wěn)固性，對(duì)裂縫等病害進(jìn)行改善，強(qiáng)化工程的整體性能。

2.4環(huán)保性

土木工程施工建設(shè)中，采用以混凝土結(jié)構(gòu)為主的工藝形式，一方面對(duì)能源的需求量及消耗量極大，另一方面會(huì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)及施工周邊區(qū)域環(huán)境施加不利影響。而鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，以鋼筋等可二次回收及利用的材料為主，能夠發(fā)揮其環(huán)保性優(yōu)勢(shì)，在能源節(jié)約的同時(shí)，又不對(duì)環(huán)境造成污染及破壞，提高施工的文明程度。

3.土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的應(yīng)用范圍

（1）跨度空間較大的鋼結(jié)構(gòu)建筑。涉及到空間跨度較大的建筑施工形式，如膜建筑、薄殼建筑、網(wǎng)架（殼）建筑等，由于其施工難度較大，需要在跨度、強(qiáng)度、自重等方面予以綜合考量，采用鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的頻率較高。

（2）輕鋼結(jié)構(gòu)建筑。輕鋼結(jié)構(gòu)建筑主要以多層建筑及低層建筑為主，如貿(mào)易市場(chǎng)，工廠貨倉(cāng)等，借助鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)焊接、鋼結(jié)構(gòu)加裝，可以縮短施工周期，擴(kuò)大建筑空間。

（3）樓層數(shù)量較多的重鋼結(jié)構(gòu)建筑。重鋼結(jié)構(gòu)建筑，一般以高層建筑形式為主，是通過(guò)鋼板及型鋼等，將鋼構(gòu)件加以連接及焊接，使之成為建筑物的主結(jié)構(gòu)體。

4.土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的要點(diǎn)

4.1前期施工準(zhǔn)備

在土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用前，作為施工技術(shù)人員而言，一是要嚴(yán)格挑選鋼結(jié)構(gòu)的材料類型，首選碳素鋼及低合金鋼，發(fā)揮其強(qiáng)度及剛度的性能優(yōu)勢(shì)：二是要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的主體及相關(guān)配件進(jìn)行質(zhì)量檢查及驗(yàn)收，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的鋼筋及構(gòu)件的剛度，硬度進(jìn)行計(jì)算分析，確保各項(xiàng)計(jì)算數(shù)據(jù)符合鋼結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：三是要做好土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工機(jī)械設(shè)備的選擇及配置，對(duì)施工機(jī)械設(shè)備的性能加以檢測(cè)，確保塔吊等設(shè)施能夠安全高效地開(kāi)展鋼結(jié)構(gòu)的吊裝施工：四是要連同土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)監(jiān)理人員，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工的圖紙、流程、施工重點(diǎn)等加以明確，在與施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行比對(duì)后，找出鋼結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)方案及施工圖紙中的誤差，借助鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)交底工作，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工的重點(diǎn)及安全隱患易發(fā)點(diǎn)做好標(biāo)記，并制定防范及改進(jìn)措施。

4.2鋼混結(jié)構(gòu)施工

在該工程中，對(duì)于鋼混結(jié)構(gòu)的施工，采用了分層壓密注漿技術(shù)，通過(guò)準(zhǔn)確的配合比設(shè)計(jì)，搭配混凝土材料，同時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)施加一定的壓力，從而保證了鋼結(jié)構(gòu)與混凝土的緊密結(jié)合。

4.2.1定位

定位是施工的首要環(huán)節(jié)，其準(zhǔn)確性直接影響著后期的施工質(zhì)量。應(yīng)該做好施工現(xiàn)場(chǎng)的水土勘察工作，確保定位的有效進(jìn)行，找準(zhǔn)分層壓密注漿的孔位，以短鋼筋進(jìn)行標(biāo)示。

4.2.2鉆孔

鉆孔的質(zhì)量會(huì)直接影響注漿工藝的實(shí)際效果。分層壓密注漿的鉆孔施工分為了機(jī)械鉆孔和人工鉆孔兩部分，前者是利用專業(yè)鉆孔設(shè)備，結(jié)合干鉆法進(jìn)行施工，后者則是對(duì)存在缺陷的孔位進(jìn)行修補(bǔ)，以保證成孔質(zhì)量。

4.2.3注漿

鉆孔完成后，需要進(jìn)行清孔，確保孔內(nèi)清潔無(wú)雜物，然后依照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行注漿操作。應(yīng)該將鉆桿上部與注漿泵連接在一起，按照由下向上的順序進(jìn)行注漿。需要對(duì)注漿量進(jìn)行嚴(yán)格控制，在注漿結(jié)束后，及時(shí)對(duì)孔口進(jìn)行密封，確保水泥漿液具備足夠的凝固空間。

4.2.4養(yǎng)護(hù)

在注漿完成后，必須做好相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)工作，以保證混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。通常情況下，養(yǎng)護(hù)的周期在30d左右。在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，將結(jié)構(gòu)的性能維持在一個(gè)正常的水平。

4.3塔吊及吊裝施工

在塔吊設(shè)施設(shè)備的配備上，要對(duì)前期選擇的塔吊類型各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，與土木工程施工項(xiàng)目的實(shí)際狀況加以對(duì)比，確保塔吊設(shè)備能夠在起重重量及伸縮幅度上滿足土木工程鋼結(jié)構(gòu)吊裝的技術(shù)要求。一般而言，在土木工程鋼結(jié)構(gòu)塔吊機(jī)械的選擇上，相比于以往選用的附著式塔吊，采用更加安全實(shí)用的內(nèi)爬式塔吊，可以有效地節(jié)省鋼結(jié)構(gòu)施工成本，增強(qiáng)土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工的安全性。附著式塔吊在裝設(shè)高度上一般不小于土木建筑樓層高度，而采用內(nèi)爬式塔吊設(shè)施，則能夠?qū)⑺醯难b設(shè)高度縮短近50%，從而極大提升了土木建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的經(jīng)濟(jì)性。在土木工程吊裝施工環(huán)節(jié)，應(yīng)對(duì)吊裝施工的具體區(qū)域及吊裝施工平面圖加以確定，確定的依據(jù)要參照土木工程建筑的內(nèi)外部構(gòu)造及鋼結(jié)構(gòu)規(guī)格。

4.4鋼結(jié)構(gòu)焊接施工

在焊接前，應(yīng)該做好相應(yīng)的試驗(yàn)，對(duì)焊接位置、焊縫外形、坡口形式等參數(shù)進(jìn)行確定，并且明確結(jié)構(gòu)的受力情況。采用的焊接材料以及焊接設(shè)備技術(shù)條件必須能夠滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保焊接質(zhì)量。應(yīng)該確保焊絲包裝完好，質(zhì)量達(dá)標(biāo)，對(duì)于出現(xiàn)污染、彎折等情況的焊絲，應(yīng)該避免使用。焊接后應(yīng)該進(jìn)行外觀檢測(cè)以及超聲波檢查，確認(rèn)合格后，還需要進(jìn)行相應(yīng)的力學(xué)和物理實(shí)驗(yàn)，對(duì)結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。

另外，在采用二氧化碳保護(hù)焊時(shí)，二氧化碳?xì)怏w的濃度應(yīng)該至少達(dá)到99.9%，含水量不超過(guò)0.05%，當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣壓低于1MPa時(shí)，必須停止使用。焊接施工前，應(yīng)該在高溫箱內(nèi)對(duì)焊條進(jìn)行烘干處理，同時(shí)保證烘干的次數(shù)在兩次以下，以免焊條出現(xiàn)性質(zhì)的變化。焊接的順序應(yīng)該按照焊前檢查一預(yù)熱、除銹一焊墊板以及引弧板的安裝一焊接一檢驗(yàn)的流程進(jìn)行。對(duì)于焊前檢查，主要是檢查坡口角度、鈍邊、錯(cuò)口量等，去除表面的鐵銹、油污等，同時(shí)對(duì)坡口及兩側(cè)約100mm的母材進(jìn)行預(yù)熱，確保其溫度能夠滿足相關(guān)要求。墊板應(yīng)該與母材緊貼，引弧板則應(yīng)該由母材牢固焊接在一起。

在土木工程焊接施工完成后，要提高鋼結(jié)構(gòu)的抗蝕性，應(yīng)做好鋼結(jié)構(gòu)的油漆涂刷施工。相關(guān)要點(diǎn)如下：①做好鋼材金屬面的清理工作，采用鋼絲刷、砂布及砂輪機(jī)等裝置對(duì)鋼材表面進(jìn)行除銹及打磨：②防銹漆涂刷施工時(shí)要確保涂刷面覆蓋整個(gè)鋼材面，在防銹漆干燥之后，進(jìn)行鋼材表面抹平施工。在此過(guò)程中，應(yīng)注意保護(hù)鋼材鉚孔，避免油漆流入。③防銹漆的涂刷厚度以70um為宜，在涂刷后的2-3h后，可以進(jìn)行底漆的涂刷。

4.5鋼結(jié)構(gòu)后期檢修

土木工程鋼結(jié)構(gòu)在吊裝施工、焊接施工及防銹處理施工完成后，要及時(shí)跟進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)的后期檢修工作，在鋼結(jié)構(gòu)后期檢修中，應(yīng)參考《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》及《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)。首先，要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的焊縫質(zhì)量進(jìn)行等級(jí)評(píng)定，可采用超聲波檢測(cè)手段，對(duì)焊縫及鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)及探傷，然后針對(duì)性地采用后續(xù)修補(bǔ)手段予以改善。然后，要對(duì)土木工程鋼結(jié)構(gòu)的屋面進(jìn)行定期的保養(yǎng)及清潔，在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行保養(yǎng)時(shí)，要避免出現(xiàn)刮劃，不能使用腐蝕性強(qiáng)的物質(zhì)。最后，如鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)金屬面板的損壞，要及時(shí)進(jìn)行更換，并在更換的金屬面板表面涂刷抗腐蝕的納米材料。

5.結(jié)語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)能夠顯著提高土木工程的整體質(zhì)量，其符合土木工程行業(yè)的技術(shù)發(fā)展方向。在土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工中，要全面的掌握鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的要點(diǎn)，才能推動(dòng)土木工程建設(shè)的健康發(fā)展。