淺談鋼結(jié)構(gòu)工程監(jiān)理質(zhì)量控制

戢肅燕，邊保樂，胡繼勇，劉 虎（北京中協(xié)成工程管理有限公司， 北京 100044）

0 引 言

鋼結(jié)構(gòu)因其自重較輕、強度較高、抗震性能優(yōu)越、施工速度快等諸多優(yōu)點而大量地被應(yīng)用于城市建筑中，尤其在高層、超高層建筑中逐步取代了傳統(tǒng)的混凝土框架結(jié)構(gòu)。近幾年來，政府工作報告中也提出大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)以提高建筑工程標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量。由于鋼結(jié)構(gòu)工程在建筑領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)工程的施工質(zhì)量控制將成為監(jiān)理工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文結(jié)合項目監(jiān)理工作實踐，談?wù)劚O(jiān)理過程中對鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量控制要點。

1 項目概況

某項目為辦公建筑，地上部分為全鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)屋面標(biāo)高為 88 m。鋼結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件形式為 H 型鋼柱、箱形柱、H 型鋼梁、箱形梁，柱最大截面為 700 mm×800 mm×60 mm×60 mm（高度×寬度×腹板厚度×翼板厚度，下同），梁最大截面為 800 mm×400 mm×50 mm×50 mm。分析項目的結(jié)構(gòu)形式和特點，從中總結(jié)出監(jiān)理質(zhì)量控制的工作重點，具體包含以下幾個方面。

（1）由于采用全鋼結(jié)構(gòu)，電梯井核心筒等部位豎向斜撐構(gòu)件較多，加工類型、規(guī)格較多，對安裝精度要求較高。應(yīng)嚴(yán)格構(gòu)件編號準(zhǔn)確區(qū)分相似構(gòu)件，按照相應(yīng)的安裝順序和進度計劃進場、堆放，避免裝混、錯裝。

（2）構(gòu)件最大壁厚為 60 mm，此類超厚板的焊接難度較大，易出現(xiàn)氣孔、裂紋等缺陷，焊接時應(yīng)選擇好焊接工藝、控制變形，焊接后應(yīng)嚴(yán)格進行無損探傷檢測。

（3）考慮到剛度要求，核心筒部位箱形柱內(nèi)需要灌C60 混凝土。此部位混凝土質(zhì)量應(yīng)重點控制，若混凝土達不到設(shè)計要求的強度等級，整改難度極大。

2 施工前的質(zhì)量控制

鋼結(jié)構(gòu)工程專業(yè)性較強，為做好質(zhì)量控制工作，首先應(yīng)建立健全監(jiān)理組織機構(gòu)，配備鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)監(jiān)理人員，從加工、安裝、焊接、檢測等環(huán)節(jié)加以控制。

2.1 針對工程特點編制監(jiān)理規(guī)劃和實施細則

監(jiān)理規(guī)劃是項目監(jiān)理機構(gòu)實施監(jiān)理工作的指導(dǎo)性文件，其內(nèi)容應(yīng)具有針對性，做到目標(biāo)明確、職責(zé)分工清楚。監(jiān)理規(guī)劃編制的完善程度，在一定程度上影響著項目監(jiān)理的實施。監(jiān)理實施細則應(yīng)針對本項目鋼結(jié)構(gòu)工程的特點進行編制，明確相關(guān)程序、控制措施和方法，保證在監(jiān)理過程中有效控制質(zhì)量問題，達到約定的質(zhì)量目標(biāo)。

2.2 審核鋼結(jié)構(gòu)加工單位資質(zhì)、深化設(shè)計能力和生產(chǎn)能力

鑒于鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)性強的特點，鋼結(jié)構(gòu)加工基本都由總承包單位分包給分包單位來完成，分包單位的構(gòu)件加工質(zhì)量是影響鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。因此，監(jiān)理應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工單位的資質(zhì)、深化設(shè)計能力和生產(chǎn)能力進行審核，加工單位應(yīng)有符合工程規(guī)模的圖紙深化設(shè)計人員，生產(chǎn)能力和加工設(shè)備配置應(yīng)能滿足項目的進度計劃需求，并配有合格的質(zhì)量檢測人員。

2.3 審核深化設(shè)計圖紙和專項施工方案

圖紙是工程施工的依據(jù)，深化圖紙應(yīng)經(jīng)過原設(shè)計單位確認(rèn)。鋼構(gòu)件加工前應(yīng)組織相關(guān)單位進行圖紙會審和設(shè)計交底，項目監(jiān)理機構(gòu)要組織監(jiān)理人員熟悉工程圖紙，充分領(lǐng)會設(shè)計意圖，明確鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工、安裝的相關(guān)參數(shù)，特別是焊縫等級、檢測要求等；還要檢查施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”，力爭把問題解決在施工之前，以減少圖紙問題對工程質(zhì)量的影響。

施工方案是施工單位全面指導(dǎo)工程實施的技術(shù)性文件，施工方案的優(yōu)劣直接影響工程的質(zhì)量。監(jiān)理應(yīng)在施工單位內(nèi)部審查的基礎(chǔ)上，重點審核鋼結(jié)構(gòu)施工方案的針對性、合理性和可操作性。

2.4 材料、構(gòu)配件的質(zhì)量控制

鋼構(gòu)件加工所需鋼材、焊接材料等均為采購后直接運至加工廠，監(jiān)理應(yīng)到加工廠進行驗收。其間，鋼材、焊接材料等應(yīng)提供出廠質(zhì)量證明文件，并按進場批次對取樣進行驗證，鋼材、焊接材料的抽樣復(fù)試檢驗批應(yīng)符合設(shè)計要求或《鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》規(guī)定，復(fù)試合格后方可使用。

扭剪型高強螺栓連接副、防火涂料等進場后應(yīng)檢查其質(zhì)量合格證明文件、質(zhì)量證明文件（如檢驗報告等），符合要求后按規(guī)定進行見證取樣送檢，合格后方可投入使用。

3 施工過程的質(zhì)量控制

過程控制包括構(gòu)件加工和現(xiàn)場安裝兩部分。為控制構(gòu)件加工質(zhì)量，監(jiān)理對加工過程進行不定期隨機抽查，嚴(yán)格把好構(gòu)件進場前的質(zhì)量關(guān)；對安裝過程以巡視、旁站等方式進行質(zhì)量控制，并且檢查施工單位現(xiàn)場質(zhì)量管理體系的運行情況，做到施工過程的有效控制。

3.1 鋼構(gòu)件加工的質(zhì)量控制

構(gòu)件的加工質(zhì)量是現(xiàn)場安裝質(zhì)量的基礎(chǔ)，控制加工質(zhì)量首先是對下料尺寸的控制。本項目鋼材原材規(guī)格較多，鋼材材質(zhì)為 Q390GJ、Q345B 等，為避免不同規(guī)格混用，要求加工單位建立首件復(fù)核制度，首件下料后經(jīng)確認(rèn)后再批量下料。監(jiān)理應(yīng)做好過程檢查和實測實量工作，避免加工尺寸偏差；構(gòu)件下完料后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計全熔透范圍檢查坡口形式及角度，檢查箱梁加勁隔板厚度；若采用部件拼接，應(yīng)嚴(yán)格檢查翼緣板拼接縫和腹板拼接縫的間距、翼緣板拼接長度和腹板拼接長度。構(gòu)件設(shè)計最大壁厚為60 mm，對焊接工藝要求較高。為找出針對采用鋼材、焊接材料的最佳焊接工藝參數(shù)，保證焊接質(zhì)量，要求施焊人員進行焊接工藝評定，并形成評定報告以指導(dǎo)焊接工藝生產(chǎn)。

3.2 防腐涂裝的質(zhì)量控制

構(gòu)件防腐涂裝質(zhì)量直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的耐久性，構(gòu)件成型后的涂裝質(zhì)量應(yīng)重點檢查。影響涂裝質(zhì)量的因素，除了涂料的質(zhì)量以外，構(gòu)件表面除銹也是關(guān)鍵工序，本項目設(shè)計要求除銹等級為 Sa2.5 級。監(jiān)理應(yīng)嚴(yán)格檢查涂料質(zhì)量，要求提供相應(yīng)的質(zhì)量證明文件，并逐批檢查涂料的有效期，確保涂料質(zhì)量合格；除銹工藝采用設(shè)計限定的方式，除銹后應(yīng)確認(rèn)構(gòu)件表面達到清潔程度方可涂裝；涂裝過程中應(yīng)檢查涂料品種、涂裝遍數(shù)和涂層厚度，其結(jié)果必須符合設(shè)計要求。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)安裝的質(zhì)量控制

構(gòu)件的安裝質(zhì)量決定工程結(jié)構(gòu)的尺寸偏差，豎向構(gòu)件安裝應(yīng)待樓層驗線后進行。為保證安裝精度，所用測量儀器應(yīng)在檢定有效期內(nèi)，首節(jié)柱安裝后應(yīng)及時進行校正。監(jiān)理應(yīng)采用全站儀對安裝構(gòu)件進行測量復(fù)核；首節(jié)以上的柱定位軸線應(yīng)從地面控制軸線直接引上，不得從相鄰下層柱的軸線引上，以免累計誤差；構(gòu)件的安裝順序應(yīng)符合審定的施工方案，并形成穩(wěn)定的空間剛度單元；構(gòu)件安裝時，應(yīng)注意檢查摩擦面，確保其干燥、清潔，無污垢、浮銹。

3.4 堅固件連接的質(zhì)量控制

堅固件連接是鋼結(jié)構(gòu)安裝的又一重要環(huán)節(jié)，本項目采用 10.9 級扭剪型高強螺栓，規(guī)格包括 M16、M20、M22等，摩擦面抗滑移系數(shù)為 0.50。高強螺栓安裝時，監(jiān)理應(yīng)檢查螺栓是否能自由穿入螺栓孔，不得強行穿入。若發(fā)生螺栓不能自由穿入需要擴孔時，擴孔數(shù)量應(yīng)征得設(shè)計同意。扭剪型高強螺栓連接副除螺栓、螺母外，只安裝一個墊圈，螺栓長度應(yīng)根據(jù)連接板厚度選用，以終擰后外露2～3 扣絲為標(biāo)準(zhǔn)。監(jiān)理應(yīng)檢查螺栓初擰、終擰扭矩值及施擰順序，且終擰后應(yīng)擰掉螺栓尾部梅花頭，重點應(yīng)檢查不能使用專用扳手部位螺栓的堅固情況。高強螺栓和焊接混用的連接節(jié)點，按先螺栓堅固后焊接的施工順序。

3.5 鋼結(jié)構(gòu)焊接的質(zhì)量控制

鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場焊接過程是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵，監(jiān)理應(yīng)重點檢查、嚴(yán)格把控?，F(xiàn)場焊工應(yīng)持資格證并在認(rèn)可范圍內(nèi)焊接作業(yè)，焊接前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件進行焊接工藝評定，過程中嚴(yán)格按工藝評定執(zhí)行，不得隨意改變工藝參數(shù)。監(jiān)理應(yīng)對施焊過程進行檢查，焊接完成后應(yīng)檢查焊縫的尺寸偏差和外觀質(zhì)量，并按照一、二級焊縫的規(guī)定檢驗數(shù)量對焊縫進行無損探傷檢測。監(jiān)理應(yīng)對檢測過程進行見證，對存在缺陷的焊縫應(yīng)按施工方案進行返修，焊縫同一部位的缺陷返修次數(shù)不能超過 2 次。

構(gòu)件的焊接順序應(yīng)按方案進行，箱型梁焊接按照先底邊后側(cè)面的施焊順序，待底邊焊縫及側(cè)面焊縫通過探傷檢測合格后再進行箱型梁蓋板的焊接。長柱及多層梁應(yīng)先焊接最上層梁，再焊接最下層梁，最后再焊接中間層梁。

3.6 現(xiàn)場涂裝的質(zhì)量控制

現(xiàn)場焊接完成，經(jīng)無損檢測試驗合格，再對焊縫部位、焊接燒傷處和涂層碰損處的表面進行處理，隨后進入補涂和防火涂裝工序。工地焊接部位的焊縫兩側(cè)及預(yù)留區(qū)域，應(yīng)使用與加工廠相同的各層涂料進行補涂，以保證涂料性能的相容性，各層涂料的涂布間隔時間應(yīng)遵循涂料產(chǎn)品說明書的相關(guān)規(guī)定。

防火涂料的品種性能必須符合國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求，并具有消防部門認(rèn)可的、國家技術(shù)監(jiān)督局檢測機構(gòu)檢測后的耐火檢測報告和理化性能檢測報告，復(fù)試結(jié)果合格方可使用。為確保防腐漆與防火涂料不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，要求施工單位先進行樣板施工，待驗收合格后再進行大面積施工。防火涂料噴涂完成后采用測量儀、鋼尺和測針檢查其噴涂厚度，最薄處厚度不得低于設(shè)計要求的 85%。檢查鋼構(gòu)件表面是否有漏涂情況，涂層是否存在未閉合、脫層、空鼓、明顯凹陷、粉化松散和浮漿等外觀缺陷。

3.7 樓承板及栓釘?shù)馁|(zhì)量控制

鋼結(jié)構(gòu)安裝、焊接驗收合格后，即可鋪設(shè)樓承板。樓承板應(yīng)按設(shè)計給定的排版圖進行鋪設(shè)，鋪設(shè)時樓承板拼接槽口應(yīng)對準(zhǔn)，查驗樓承板與結(jié)構(gòu)梁的支承長度應(yīng)符合設(shè)計要求。栓釘焊接前進行焊接工藝評定，確定焊接工藝參數(shù)，每班焊接作業(yè)前先試焊，檢查合格后再正式焊接。栓釘焊接位置應(yīng)按設(shè)計要求布設(shè)，同一梁上拉通控制線進行焊接，以保證焊接位置。焊接后監(jiān)理應(yīng)進行彎曲試驗抽查，以保證栓釘焊接質(zhì)量。栓釘焊接完成后，應(yīng)注意檢查樓承板內(nèi)瓷環(huán)，確認(rèn)垃圾已及時被清理干凈。

4 BIM 技術(shù)的應(yīng)用

復(fù)雜結(jié)構(gòu)靠人腦結(jié)合二維圖紙去想象比較困難，BIM技術(shù)能提供可視化模式，將傳統(tǒng)的二維構(gòu)件圖紙轉(zhuǎn)化成三維的立體實物，使得復(fù)雜結(jié)構(gòu)一目了然。BIM 技術(shù)在復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)體系尤其是鋼結(jié)構(gòu)建筑中運用越來越多，本項目在監(jiān)理質(zhì)量控制工作中也運用了 BIM 技術(shù)，以下列舉兩個例子加以說明。

（1）鋼骨柱生根于地下混凝土結(jié)構(gòu)，鋼骨柱梁節(jié)點部位結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，此節(jié)點涉及勁鋼梁柱的連接、主梁鋼筋連接器與型鋼柱腹板的連接、主梁角部鋼筋貫通型鋼柱腹板上預(yù)留過筋孔等。通過 BIM 平臺進行三維模擬，可以檢查鋼筋連接器的焊接部位是否影響梁整體鋼筋的綁扎和定位，節(jié)點部位鋼筋連接器在型鋼柱翼緣板焊接的尺寸排布及對質(zhì)量的可控性。在型鋼柱腹板上開孔時，監(jiān)理應(yīng)注意檢查截面的缺損率，其不應(yīng)超過腹板面積的25%，若開孔率過大，則應(yīng)考慮采取適當(dāng)?shù)难a強措施。腹板開孔不能采用現(xiàn)場火焰開孔，必須在構(gòu)件加工廠進行機械式開孔，預(yù)留孔的定位應(yīng)精確控制。

（2）地上鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是核心筒部位和異形結(jié)構(gòu)部位，通過 BIM 模型對復(fù)雜結(jié)構(gòu)進行可視化，監(jiān)理人員能深入理解圖紙，可直觀地統(tǒng)計出需要檢測的焊縫數(shù)量，方便檢查箱梁柱內(nèi)加勁板的位置及數(shù)量、焊縫坡口形式、斜撐焊接角度，以及現(xiàn)場安裝時 H 型鋼梁與連接板的位置關(guān)系等，從而保證構(gòu)件加工質(zhì)量和現(xiàn)場安裝質(zhì)量。

5 結(jié) 語

鋼結(jié)構(gòu)工程因其特有的優(yōu)勢而越來越多地被應(yīng)用于城市建筑中，在鋼結(jié)構(gòu)工程施工過程中，監(jiān)理要從技術(shù)上加強學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)知識，儲備必要的專業(yè)能力，真正發(fā)揮出工程監(jiān)理的作用。工作中，除了要做好各分項工程的驗收工作以外，監(jiān)理還要加強施工過程的監(jiān)督檢查，這樣才能保證鋼結(jié)構(gòu)工程的施工質(zhì)量。本工程項目監(jiān)理部認(rèn)真檢查各種材料和構(gòu)配件，嚴(yán)格監(jiān)理的安裝過程各環(huán)節(jié)，合理應(yīng)用 BIM 技術(shù)，使得鋼結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量得到了有效控制。