某鋼結(jié)構(gòu)車間現(xiàn)狀質(zhì)量檢測評價

李 偉 偉

(山西省建筑科學研究院有限公司，山西 太原 030001)

0 引言

近些年來，鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)展較快，鋼結(jié)構(gòu)占建筑工程中的份額越來越大。鋼結(jié)構(gòu)與其他建筑結(jié)構(gòu)相比，具有強度高、重量輕、工程化程度高等優(yōu)點，另外，“5·12”汶川地震也充分證明，鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能遠遠高于砌體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。如何保證鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量以及對既有鋼結(jié)構(gòu)進行檢測，越來越受到人們的重視，鋼結(jié)構(gòu)檢測任務有逐年增加的趨勢，迫切需要一些典型的工程經(jīng)驗。本文通過某工程實例，主要介紹關于補充資料的新建鋼結(jié)構(gòu)車間的現(xiàn)狀質(zhì)量驗收，從而為類似工程提供參考。

1 工程概況

某車間為單層雙坡雙跨門式鋼架，建成于2019年年底，該車間縱向鋼架33榀間距均為6.0 m，總長為192.0 m；橫向抗風柱每跨3根間隔6.0 m，單跨24 m，總寬為48 m；檐口高度10.8 m，最大高度13.2 m，建筑總面積約10 000 m2。該車間基礎形式為柱下獨立基礎，持力層為第①層粉土，地基承載力特征值為120 kPa，墊層混凝土強度為C15，獨立基礎強度為C30。車間平面、立面布置圖分別如圖1～圖3所示。

2 檢測原則

鑒于本次檢測所涉及建筑均已建設完成，受現(xiàn)狀條件局限，建筑部分質(zhì)量狀況業(yè)已隱蔽不便大范圍破損檢測。故本次檢測評價以建筑設計圖紙為根本，立足于現(xiàn)行標準規(guī)范，結(jié)合建筑現(xiàn)有的相關資料，根據(jù)實際情況進行必要的抽檢、復核、測試工作，以便客觀的揭示建筑現(xiàn)狀質(zhì)量狀況。

3 資料調(diào)查

3.1 巖土資料調(diào)查

據(jù)工程勘察結(jié)果及區(qū)域地質(zhì)資料，場地及場地附近無全新活動斷裂，且沒有發(fā)現(xiàn)其他影響本工程安全的其他不良地質(zhì)作用，該場地為相對穩(wěn)定場地，適宜本工程建設；擬建建筑物地基為均勻地基，持力層為第①層粉土，地基承載力為120 kPa，且為中等液化土層，深度按20.0 m考慮；另擬建場地為非自重濕陷性場地，建筑場地類別為Ⅲ類，且不存在地震液化現(xiàn)象，為抗震一般場地，可不考慮軟弱土的震陷影響。

3.2 設計資料調(diào)查

本工程主鋼架鋼材采用Q345B鋼，鋼系桿采用材質(zhì)為Q235B的鋼管，屋面水平支撐采用材質(zhì)為Q235B的圓鋼，屋面檁條采用材質(zhì)為Q235B的C型鋼，屋面隅撐采用材質(zhì)為Q235B的角鋼，拉條、斜拉條采用材質(zhì)為Q235B的圓鋼；橫梁與剛架柱之間、橫梁與抗風柱均采用螺栓連接；屋面及柱間支撐采用材質(zhì)為Q235B的角鋼，形式為十字交叉支撐體系。

端板與柱、梁翼緣和腹板的連接焊縫為全熔透坡口焊，質(zhì)量等級為二級，其他焊縫為三級。剛架構(gòu)件現(xiàn)場連接采用10.9級摩擦型高強螺栓，高強螺栓結(jié)合面不得涂裝，摩擦滑移系數(shù)為0.45；環(huán)氧富鋅底漆涂料兩遍,涂層厚度70 μm，環(huán)氧云鐵中間涂料一遍，涂層厚度60 μm，環(huán)氧聚氨酯面涂料兩遍,涂層厚度70 μm，當涂層用于室外時,涂層的總厚度宜增加20 μm～40 μm。

3.3 其他資料調(diào)查

經(jīng)委托方提供工程相關的建設原材復檢報告，包括鋼材材質(zhì)報告、物理力學復檢報告、高強螺栓連接副試驗報告及抗滑移報告和焊縫超聲波探傷檢驗報告，其檢測結(jié)果均符合相關要求。

4 現(xiàn)場檢查、檢測

4.1 結(jié)構(gòu)布局及基本尺寸核查

該建筑為單層雙坡雙跨門式剛架車間，規(guī)格為192.0 m×48.0 m，每榀剛架間距6.0 m，單跨24 m。鋼柱、梁均采用H型鋼，鋼系桿采用鋼管，屋面水平支撐及柱間支撐均采用角鋼剪刀撐，屋面隅撐采用角鋼，檁條采用C型卷鋼，拉條、斜拉條采用圓鋼，撐桿材質(zhì)為Q235B的圓鋼+套管。

鋼柱在高度為6.5 m～7.0 m位置設置牛腿，用以支撐吊車梁，兩側(cè)鋼柱牛腿上下鋼柱規(guī)格相同以500 mm×300 mm×8 mm×14 mm H形截面為主，翼緣寬300 mm、截面高500 mm、翼緣板厚14 mm、腹板厚8 mm；鋼梁每跨可分為三節(jié)，整體分為四個節(jié)點由高強螺栓連接。

車間縱向剛架33榀間距為6.0 m，橫向抗風柱每跨3根間隔6.0 m。檐口高度10.8 m，最大高度13.2 m?？癸L柱規(guī)格300 mm×200 mm×6 mm×8 mm H形截面，翼緣寬200 mm、截面高300 mm、翼緣板厚8 mm、腹板厚6 mm。

4.2 支撐體系核查

該車間共設置六道柱間支撐分別位于建筑物①軸～②軸、⑧軸～⑨軸、軸～軸、軸～軸、軸～軸以及軸～軸間，對應位置設置屋面水平支撐，柱間支撐規(guī)格為75 mm×5 mm的角鋼，形式為剪刀撐；柱高約7.0 m位置及每榀分別在端部及跨中位置設置水平鋼系桿。

根據(jù)現(xiàn)場條件，對部分節(jié)點進行檢查未發(fā)現(xiàn)明顯的螺栓松動等不良現(xiàn)象。屋面檁條通過隅撐固定在剛架梁上。支撐系統(tǒng)設置情況與設計基本相符,未發(fā)現(xiàn)其他明顯缺陷。

4.3 基礎檢查、檢測

根據(jù)現(xiàn)場條件，對該建筑30/C軸基礎開挖揭示：基礎形式為混凝土獨立基礎，基底埋深為-1.7 m，基礎總尺寸約為4 000 mm×2 500 mm，共三階拓寬；上部鋼柱剛接混凝土柱墩，底部兩階拓寬800 mm，高600 mm；現(xiàn)場揭示基礎底部為壓實素土，周邊有素土回填，經(jīng)與設計圖紙復核，其基礎規(guī)格、尺寸及基底、回填土等均與設計圖紙相符；另本次還同步在開挖基礎部位鉆取芯樣1個，經(jīng)試驗，其現(xiàn)齡期抗壓強度為31.6 MPa，滿足設計要求。

4.4 鋼構(gòu)件材料強度檢測

根據(jù)現(xiàn)場條件，本次鋼材力學性能測試分兩種方式進行：

1)根據(jù)現(xiàn)場情況選取車間鋼材加工余料截取鋼試件進行室內(nèi)力學性能測試，測試結(jié)果見表1。

由表1可知：本次截取樣品的力學性能均可滿足GB/T 1591—2018低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼中Q345B所要求的技術(shù)參數(shù)。

2)現(xiàn)場采用里氏硬度計進行鋼材硬度測試，進而推算鋼材力學性能。具體檢測情況見表2。

表1 鋼試件力學性能測試

表2 鋼架鋼材強度計算結(jié)果

4.5 鋼構(gòu)件涂層厚度檢測

設計要求環(huán)氧富鋅底漆涂料兩遍，涂層厚度70 μm；環(huán)氧云鐵中間涂料一遍，涂層厚度60 μm；環(huán)氧聚氨酯面涂料兩遍，涂層厚度70 μm，漆膜總厚度為200 μm。依據(jù)GB/T 50205—2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范相關規(guī)定，涂層厚度允許偏差為-25 μm，使用涂層測厚儀對鋼柱涂層厚度進行檢測，檢測結(jié)果如表3所示。

4.6 焊縫質(zhì)量抽檢

采用JUT500型超聲探傷儀對鋼柱的焊縫進行超聲探傷，具體結(jié)果如表4所示。由表4可知：焊縫外觀成型較好，滿足GB/T 50205—2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范關于二級焊縫外觀質(zhì)量標準；超聲探傷結(jié)果表明，本次抽檢發(fā)現(xiàn)一處焊縫質(zhì)量超標，已現(xiàn)場進行整改；除此外，其余焊縫質(zhì)量均滿足標準JG/T 203—2007鋼結(jié)構(gòu)超聲探傷及質(zhì)量分級法的二級焊縫Ⅲ級質(zhì)量要求的規(guī)定。

4.7 構(gòu)件變形測量

依據(jù)GB/T 50205—2001表10.3.4規(guī)定“單層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程整體垂直度允許偏差為H/1 000，且不應大于25 mm,”采用全站儀對鋼柱進行垂直度測量，具體測量數(shù)據(jù)如表5所示，由表5中數(shù)據(jù)可知，該建筑現(xiàn)狀垂直度控制良好，未超過GB/T 50205—2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范的允許偏差。

表3 涂層厚度檢測結(jié)果表

表4 鋼柱焊縫超聲探傷檢測

表5 鋼柱變形檢測

5 現(xiàn)狀質(zhì)量分析評價

5.1 地基基礎

由場地勘察資料揭示，場地存在輕微的非自重濕陷隱患；依據(jù)濕陷規(guī)范規(guī)定，場地可不做處理，但需做好相應的防水措施；故其建筑場地在做好周邊防排水工作及日常用水管理的狀況下，場地濕陷隱患不足為慮。

另由本次基礎檢查揭示，車間基礎規(guī)格、埋深、混凝土強度及基礎回填土等狀況均基本符合設計要求；且由本次結(jié)構(gòu)垂直度測量揭示其主體變形控制良好；綜上可見，該結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀地基基礎狀況良好，能夠滿足結(jié)構(gòu)正常安全使用要求。

5.2 上部結(jié)構(gòu)

由本次現(xiàn)場檢查、檢測揭示，車間結(jié)構(gòu)布置合理，且鋼柱鋼梁截面尺寸、鋼材硬度測試、焊縫質(zhì)量把控等項次均符合設計要求；加之現(xiàn)場鋼柱變形測試及支撐系統(tǒng)核查揭示，剛架制作安裝質(zhì)量控制良好；支撐體系安裝到位；再結(jié)合委托方提供車間鋼材強度，螺栓相關參數(shù)及焊縫質(zhì)量檢驗等原材復檢印證報告綜合分析認為，車間現(xiàn)狀上部結(jié)構(gòu)整體承載系統(tǒng)完善，基本實現(xiàn)設計意圖，能夠滿足結(jié)構(gòu)正常安全使用要求。

6 結(jié)語

目前，我國正處于城市建設的快速發(fā)展時期，難免會存在一批未批先建的鋼結(jié)構(gòu)建筑，在缺乏主管部門監(jiān)管之下的鋼結(jié)構(gòu)建筑的工程質(zhì)量就勢必需要通過科學的方法和檢測手段才能夠保證檢測結(jié)果的準確性，從而確保結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。