高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量控制淺論

謝全

【摘要】施工階段的質(zhì)量控制是高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制的核心階段。因此，本文基于鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理，并在此基礎(chǔ)上，有針對(duì)的建議了質(zhì)量控制措施，為鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量控制提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu);施工;質(zhì)量控制

1、簡(jiǎn)介

建筑鋼結(jié)構(gòu)由于輕質(zhì)高強(qiáng)、施工工期短，經(jīng)濟(jì)效益好，并在型材工業(yè)化生產(chǎn)等領(lǐng)域較好的附和了裝配式建筑的發(fā)展需求，但當(dāng)前高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工，存在盲目追求經(jīng)濟(jì)效益最大化，施工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)控制嚴(yán)重缺失的現(xiàn)象，致使鋼結(jié)構(gòu)施工經(jīng)常出現(xiàn)較為嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷與經(jīng)濟(jì)損失。

2、鋼結(jié)構(gòu)工程施工子質(zhì)量目標(biāo)控制

高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工經(jīng)常有許多單位參與，各參與方需根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程總施工質(zhì)量目標(biāo)分解出自身子施工質(zhì)量目標(biāo)，在從子施工質(zhì)量目標(biāo)出發(fā)，制定符合自身質(zhì)量要求的作業(yè)人員的操作規(guī)范及流程，明確作業(yè)相關(guān)活動(dòng)的質(zhì)量?jī)?nèi)容、目標(biāo)及實(shí)施手冊(cè)。各參與方作為子質(zhì)量目標(biāo)的執(zhí)行者，需正確的評(píng)估及驗(yàn)收自身承擔(dān)的鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量成果，保證各子質(zhì)量目標(biāo)控制措施有效落地。

由于整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程，施工質(zhì)量控制主要涉及質(zhì)量控制單位的人員素質(zhì)和管控手段兩方面。因此，在施工過(guò)程中各施工企業(yè)需分析質(zhì)量偏差產(chǎn)生的原因，不斷強(qiáng)化作業(yè)人員素質(zhì)，優(yōu)化管理手段。加大質(zhì)量行為監(jiān)督和工序檢查力度，杜絕不符合質(zhì)量控制措施的質(zhì)量行為和質(zhì)量成果進(jìn)入下一道工序。

鋼結(jié)構(gòu)工程施工過(guò)程中涉及的重要質(zhì)量控制點(diǎn)包括：鋼結(jié)構(gòu)安裝前的施工準(zhǔn)備，鋼柱與鋼梁吊裝，連接節(jié)點(diǎn)固定（包括高強(qiáng)螺栓連接和焊接）和鋼結(jié)構(gòu)涂裝。

3、鋼結(jié)構(gòu)工程施工中質(zhì)量目標(biāo)控制措施

3.1 鋼結(jié)構(gòu)安裝前的施工準(zhǔn)備

首先，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)場(chǎng)材料質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行排查。施工企業(yè)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件及規(guī)范要求采購(gòu)鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)材料，對(duì)進(jìn)場(chǎng)的型鋼、焊條、涂料及高螺栓等鋼結(jié)構(gòu)材料實(shí)行業(yè)主、監(jiān)理及施工單位三方聯(lián)合檢查。重點(diǎn)關(guān)注型材的質(zhì)量證明書(shū)，焊條、涂料的質(zhì)保書(shū)、試驗(yàn)報(bào)告等，杜絕不合格材料進(jìn)場(chǎng)。其次，完成結(jié)構(gòu)構(gòu)件吊裝前的檢查。其核心是基于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深化圖和結(jié)構(gòu)放樣圖，明確每一個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝位置、順序并形成施工編號(hào)，并根據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型和安裝計(jì)劃堆放在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)設(shè)場(chǎng)地。在正式安裝時(shí)對(duì)號(hào)運(yùn)輸及吊裝，保證安裝質(zhì)量。為保證吊裝順利進(jìn)行，還需再次核對(duì)各型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸，復(fù)核摩擦面的位置及大小，焊縫坡口的形式，清點(diǎn)各型材附件的數(shù)目，并熟悉型材上連接板和螺栓孔的位置。同時(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)柱基的定位線，柱中心線及預(yù)埋螺栓的位置及標(biāo)高基準(zhǔn)面進(jìn)行復(fù)核，形成吊裝細(xì)節(jié)清單。正式安裝時(shí)，按細(xì)節(jié)清單操作。

3.2鋼柱與鋼梁吊裝

第一步，控制鋼柱吊裝施工質(zhì)量。首先，根據(jù)鋼柱設(shè)計(jì)參數(shù)、施工環(huán)境及吊裝組織計(jì)劃，提前布置吊裝設(shè)備及人員。其次，檢查吊裝細(xì)節(jié)清單，明確預(yù)吊鋼柱的外觀品質(zhì)、尺寸、吊裝方案，柱基及地腳螺栓現(xiàn)狀。鋼柱吊裝時(shí)要確定合適吊點(diǎn)，在鋼柱根部墊設(shè)木塊，避免吊裝過(guò)程中柱底和地面劃擦，造成鋼柱磨損。最后，在鋼柱就位時(shí)，應(yīng)緩慢回鉤，精確穿引螺栓，并使柱底與地腳螺栓連接緊固。柱頂通過(guò)四根纜繩封固。在橫梁就位后，使用兩端與橫梁垂直的兩根纜繩進(jìn)行鋼柱封固作業(yè)，在所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝完成后，完成找正、精平作業(yè)，隨后拆除纜繩。第二步，控制鋼柱安裝校正施工質(zhì)量。采用單構(gòu)件安裝校正法對(duì)已安裝鋼柱進(jìn)行校正。即，以每節(jié)柱子柱頂中心線重合為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鋼柱安裝進(jìn)行校正。使用兩臺(tái)經(jīng)緯儀從柱底和柱端兩個(gè)方向進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果經(jīng)緯儀監(jiān)測(cè)的兩條基線不重合，則表明鋼柱安裝偏倚、需繼續(xù)調(diào)整，直至將柱頂偏差控制在2mm范圍內(nèi)，柱頂標(biāo)高控制在5mm范圍內(nèi)，保證鋼柱安裝垂直、標(biāo)高恰當(dāng)。第三步，控制鋼梁安裝施工質(zhì)量。在鋼柱就位后，吊裝鋼梁。以?xún)筛撝鶠橐唤M進(jìn)行鋼梁吊裝作業(yè)。鋼梁起吊后，不斷校正直至位置恰當(dāng)——使連接板螺栓孔對(duì)正，隨即用螺栓穿孔固定鋼梁。吊裝時(shí)以?xún)蓪訛橐话惭b單元，先固定下層梁，在固定上層梁。主梁安裝完成后，在安裝次梁，次梁的安裝方法與主梁相同。第四步，控制整體校正施工質(zhì)量。待鋼柱和鋼梁全部就位后，使用兩臺(tái)經(jīng)緯儀從不同方向再次進(jìn)行監(jiān)測(cè)、校核，全面校核鋼梁、鋼柱的標(biāo)高，以及鋼柱的垂直度，不斷調(diào)整構(gòu)件直至上述參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)文件或規(guī)范允許的精度，方可進(jìn)行螺栓終擰，終擰完成后，再加焊梁、柱連接板及焊釘。第五步，落實(shí)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件吊裝質(zhì)量檢測(cè)和監(jiān)督。檢測(cè)的重點(diǎn)包括三方面內(nèi)容，一是控制頂層柱垂直度偏差，二是控制底層柱垂直度偏差，三是確保結(jié)構(gòu)連接原孔拼裝。

3.3 高強(qiáng)螺栓安裝

高強(qiáng)螺栓連接是一種重要的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接方式，其安裝和檢測(cè)是鋼結(jié)構(gòu)工程施工中兩項(xiàng)重要內(nèi)容。高強(qiáng)螺栓安裝時(shí)，需保證構(gòu)件連接板的平整度，且需保證連接板孔位對(duì)正，螺栓可自由穿過(guò)螺栓孔，禁止錘擊螺栓穿孔。同時(shí)，同一結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)所使用的全部高強(qiáng)螺栓均應(yīng)屬于同一批次，不同批號(hào)的螺栓不得混用。各螺栓的安裝方向必須一致，所有螺母與墊圈在一側(cè)，螺釘在另一側(cè)。在鋼梁、鋼柱連接板處高強(qiáng)螺栓安裝時(shí)，將四顆螺栓同時(shí)穿過(guò)連接板兩端面的四螺栓孔后，進(jìn)行初擰。也可以先使用與高強(qiáng)螺栓同規(guī)格的普通螺栓，作為臨時(shí)螺栓，從連接板一側(cè)穿孔后初擰，這一過(guò)程中，臨時(shí)螺栓的數(shù)量應(yīng)超過(guò)高強(qiáng)螺栓數(shù)的1/3，但最少需同時(shí)有兩個(gè)臨時(shí)螺栓。當(dāng)然，亦可使用高強(qiáng)螺栓作為臨時(shí)螺栓使用，但用作臨時(shí)螺栓的高強(qiáng)螺栓此后不得再作為高強(qiáng)螺栓繼續(xù)在鋼結(jié)構(gòu)中使用。臨時(shí)螺栓固定后，應(yīng)及時(shí)校核連接構(gòu)件軸線是否符合安裝精度要求，如若存在扭曲變形需及時(shí)調(diào)整。在同一柱節(jié)上的梁，高強(qiáng)螺栓的擰緊順序?yàn)樽陨蠈恿憾聦恿海缓笤僦虚g層。對(duì)于同層梁而言，應(yīng)先擰緊主梁，再擰緊次梁。對(duì)于同結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)而言，應(yīng)先初擰再終擰，自中間向四周安裝施工。值得注意的是，一旦溫度低于-10℃或連接板摩擦面受潮，上述高強(qiáng)螺栓安裝作業(yè)應(yīng)立即停止。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)焊接

當(dāng)前，90%的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接為焊接。鋼結(jié)構(gòu)焊接主要包括三個(gè)方面：一是柱頭焊接，二是梁柱連接板焊接，三是栓釘焊接。鋼結(jié)構(gòu)焊接以滿焊為主，操作人員一般需具有平、立、橫焊接資質(zhì)，高空作業(yè)時(shí)需兼具登高證。一般焊接的結(jié)構(gòu)類(lèi)型不同，鋼結(jié)構(gòu)的焊接順序也不同。對(duì)于同層結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)焊接，應(yīng)自中心向四周展開(kāi)?；诮Y(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)與節(jié)點(diǎn)對(duì)稱(chēng)原則采用對(duì)稱(chēng)焊，并宜先焊接鋼梁，在焊接鋼柱。對(duì)于相同結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)件焊接，可采用雙人對(duì)稱(chēng)焊。對(duì)于同一柱節(jié)的上、下層梁結(jié)構(gòu)焊接，應(yīng)自上而下，先焊接上層梁，再焊接下層梁。對(duì)于同根梁的焊接，宜先焊接梁一端，待該端焊縫冷卻后再焊接另一端，并應(yīng)杜絕兩端同時(shí)焊接的情況，以減少焊接應(yīng)變與應(yīng)力集中。對(duì)于同一梁節(jié)點(diǎn)焊接，在墊板安裝完成后，需先焊接下翼緣，再焊接上翼緣。

鋼結(jié)構(gòu)焊接施工中，應(yīng)特別重視對(duì)焊接應(yīng)變與焊接變形的控制，其具體控制措施如下圖1所示。焊接完成后，需對(duì)焊縫進(jìn)行探傷檢測(cè)。對(duì)于關(guān)鍵結(jié)構(gòu)焊縫，例如頂層梁焊縫等，需進(jìn)行100%的焊縫探傷作業(yè)，對(duì)于一般結(jié)構(gòu)焊縫，可進(jìn)行20%的焊縫探傷作業(yè)，但必須滿足設(shè)計(jì)文件和規(guī)范關(guān)于焊縫等級(jí)的檢測(cè)要求。

3.5鋼結(jié)構(gòu)涂裝

鋼結(jié)構(gòu)涂裝是鋼結(jié)構(gòu)交付使用前必備的施工作業(yè)。良好的保護(hù)涂裝不僅能減少、減緩結(jié)構(gòu)受到的化學(xué)腐蝕，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命，還能保證結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下的結(jié)構(gòu)性能，降低結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷。鋼結(jié)構(gòu)涂裝施工質(zhì)量控制，首先需控制除銹和涂裝的施工質(zhì)量。構(gòu)件加工、安裝完成后，需進(jìn)行全面除銹，并在除銹完成后立即開(kāi)展涂裝作業(yè)。鋼結(jié)構(gòu)施工企業(yè)，應(yīng)安排專(zhuān)人在鋼結(jié)構(gòu)吊裝作業(yè)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)表面的涂裝質(zhì)量進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)檢查，對(duì)施工損壞的涂裝進(jìn)行標(biāo)記，并立即組織專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行修補(bǔ)。在螺栓連接及焊接通過(guò)驗(yàn)收后，應(yīng)立即組織人員完成除銹及涂裝作業(yè)，不得超過(guò)規(guī)范要求時(shí)間。其次，需控制防銹漆施工質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)在出廠前會(huì)完成二級(jí)防銹漆涂裝，隨后運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)吊裝，但在構(gòu)件運(yùn)輸、堆場(chǎng)、吊裝及連接作業(yè)時(shí)會(huì)造成部分鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件磕碰、劃傷，連接部位出現(xiàn)焊縫，擠壓，表面防銹漆破損、失效。

總結(jié)：

對(duì)于高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)工程而言，其質(zhì)量控制主要集中于現(xiàn)場(chǎng)施工階段，完善的鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制措施對(duì)整個(gè)高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量有決定性的影響。本文基于鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理，并在此基礎(chǔ)上，有針對(duì)的建議了質(zhì)量控制措施，為鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量控制提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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