高層民用建筑鋼結構工程施工質量控制淺論

謝全

【摘要】施工階段的質量控制是高層民用建筑鋼結構工程質量控制的核心階段。因此，本文基于鋼結構現場施工過程，對鋼結構施工質量控制點進行系統梳理，并在此基礎上，有針對的建議了質量控制措施，為鋼結構工程施工質量控制提供依據。

【關鍵詞】鋼結構;施工;質量控制

1、簡介

建筑鋼結構由于輕質高強、施工工期短，經濟效益好，并在型材工業化生產等領域較好的附和了裝配式建筑的發展需求，但當前高層民用建筑鋼結構工程施工，存在盲目追求經濟效益最大化，施工質量風險控制嚴重缺失的現象，致使鋼結構施工經常出現較為嚴重的質量缺陷與經濟損失。

2、鋼結構工程施工子質量目標控制

高層民用建筑鋼結構工程施工經常有許多單位參與，各參與方需根據鋼結構工程總施工質量目標分解出自身子施工質量目標，在從子施工質量目標出發，制定符合自身質量要求的作業人員的操作規范及流程，明確作業相關活動的質量內容、目標及實施手冊。各參與方作為子質量目標的執行者，需正確的評估及驗收自身承擔的鋼結構工程施工質量成果，保證各子質量目標控制措施有效落地。

由于整個鋼結構施工過程，施工質量控制主要涉及質量控制單位的人員素質和管控手段兩方面。因此，在施工過程中各施工企業需分析質量偏差產生的原因，不斷強化作業人員素質，優化管理手段。加大質量行為監督和工序檢查力度，杜絕不符合質量控制措施的質量行為和質量成果進入下一道工序。

鋼結構工程施工過程中涉及的重要質量控制點包括：鋼結構安裝前的施工準備，鋼柱與鋼梁吊裝，連接節點固定（包括高強螺栓連接和焊接）和鋼結構涂裝。

3、鋼結構工程施工中質量目標控制措施

3.1 鋼結構安裝前的施工準備

首先，對鋼結構進場材料質量風險進行排查。施工企業要嚴格按照設計文件及規范要求采購鋼結構相關材料，對進場的型鋼、焊條、涂料及高螺栓等鋼結構材料實行業主、監理及施工單位三方聯合檢查。重點關注型材的質量證明書，焊條、涂料的質保書、試驗報告等，杜絕不合格材料進場。其次，完成結構構件吊裝前的檢查。其核心是基于鋼結構設計深化圖和結構放樣圖，明確每一個結構構件的安裝位置、順序并形成施工編號，并根據結構類型和安裝計劃堆放在現場預設場地。在正式安裝時對號運輸及吊裝，保證安裝質量。為保證吊裝順利進行，還需再次核對各型鋼結構構件尺寸，復核摩擦面的位置及大小，焊縫坡口的形式，清點各型材附件的數目，并熟悉型材上連接板和螺栓孔的位置。同時，對現場柱基的定位線，柱中心線及預埋螺栓的位置及標高基準面進行復核，形成吊裝細節清單。正式安裝時，按細節清單操作。

3.2鋼柱與鋼梁吊裝

第一步，控制鋼柱吊裝施工質量。首先，根據鋼柱設計參數、施工環境及吊裝組織計劃，提前布置吊裝設備及人員。其次，檢查吊裝細節清單，明確預吊鋼柱的外觀品質、尺寸、吊裝方案，柱基及地腳螺栓現狀。鋼柱吊裝時要確定合適吊點，在鋼柱根部墊設木塊，避免吊裝過程中柱底和地面劃擦，造成鋼柱磨損。最后，在鋼柱就位時，應緩慢回鉤，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行鋼柱封固作業，在所有結構構件安裝完成后，完成找正、精平作業，隨后拆除纜繩。第二步，控制鋼柱安裝校正施工質量。采用單構件安裝校正法對已安裝鋼柱進行校正。即，以每節柱子柱頂中心線重合為標準，對鋼柱安裝進行校正。使用兩臺經緯儀從柱底和柱端兩個方向進行監測，如果經緯儀監測的兩條基線不重合，則表明鋼柱安裝偏倚、需繼續調整，直至將柱頂偏差控制在2mm范圍內，柱頂標高控制在5mm范圍內，保證鋼柱安裝垂直、標高恰當。第三步，控制鋼梁安裝施工質量。在鋼柱就位后，吊裝鋼梁。以兩根鋼柱為一組進行鋼梁吊裝作業。鋼梁起吊后，不斷校正直至位置恰當——使連接板螺栓孔對正，隨即用螺栓穿孔固定鋼梁。吊裝時以兩層為一安裝單元，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量。待鋼柱和鋼梁全部就位后，使用兩臺經緯儀從不同方向再次進行監測、校核，全面校核鋼梁、鋼柱的標高，以及鋼柱的垂直度，不斷調整構件直至上述參數達到設計文件或規范允許的精度，方可進行螺栓終擰，終擰完成后，再加焊梁、柱連接板及焊釘。第五步，落實鋼結構構件吊裝質量檢測和監督。檢測的重點包括三方面內容，一是控制頂層柱垂直度偏差，二是控制底層柱垂直度偏差，三是確保結構連接原孔拼裝。

3.3 高強螺栓安裝

高強螺栓連接是一種重要的鋼結構節點連接方式，其安裝和檢測是鋼結構工程施工中兩項重要內容。高強螺栓安裝時，需保證構件連接板的平整度，且需保證連接板孔位對正，螺栓可自由穿過螺栓孔，禁止錘擊螺栓穿孔。同時，同一結構節點所使用的全部高強螺栓均應屬于同一批次，不同批號的螺栓不得混用。各螺栓的安裝方向必須一致，所有螺母與墊圈在一側，螺釘在另一側。在鋼梁、鋼柱連接板處高強螺栓安裝時，將四顆螺栓同時穿過連接板兩端面的四螺栓孔后，進行初擰。也可以先使用與高強螺栓同規格的普通螺栓，作為臨時螺栓，從連接板一側穿孔后初擰，這一過程中，臨時螺栓的數量應超過高強螺栓數的1/3，但最少需同時有兩個臨時螺栓。當然，亦可使用高強螺栓作為臨時螺栓使用，但用作臨時螺栓的高強螺栓此后不得再作為高強螺栓繼續在鋼結構中使用。臨時螺栓固定后，應及時校核連接構件軸線是否符合安裝精度要求，如若存在扭曲變形需及時調整。在同一柱節上的梁，高強螺栓的擰緊順序為自上層梁而下層梁，然后再中間層。對于同層梁而言，應先擰緊主梁，再擰緊次梁。對于同結構節點而言，應先初擰再終擰，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，上述高強螺栓安裝作業應立即停止。

3.4 鋼結構焊接

當前，90%的鋼結構節點連接為焊接。鋼結構焊接主要包括三個方面：一是柱頭焊接，二是梁柱連接板焊接，三是栓釘焊接。鋼結構焊接以滿焊為主，操作人員一般需具有平、立、橫焊接資質，高空作業時需兼具登高證。一般焊接的結構類型不同，鋼結構的焊接順序也不同。對于同層結構連接節點焊接，應自中心向四周展開。基于結構對稱與節點對稱原則采用對稱焊，并宜先焊接鋼梁，在焊接鋼柱。對于相同結構節點的構件焊接，可采用雙人對稱焊。對于同一柱節的上、下層梁結構焊接，應自上而下，先焊接上層梁，再焊接下層梁。對于同根梁的焊接，宜先焊接梁一端，待該端焊縫冷卻后再焊接另一端，并應杜絕兩端同時焊接的情況，以減少焊接應變與應力集中。對于同一梁節點焊接，在墊板安裝完成后，需先焊接下翼緣，再焊接上翼緣。

鋼結構焊接施工中，應特別重視對焊接應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，需對焊縫進行探傷檢測。對于關鍵結構焊縫，例如頂層梁焊縫等，需進行100%的焊縫探傷作業，對于一般結構焊縫，可進行20%的焊縫探傷作業，但必須滿足設計文件和規范關于焊縫等級的檢測要求。

3.5鋼結構涂裝

鋼結構涂裝是鋼結構交付使用前必備的施工作業。良好的保護涂裝不僅能減少、減緩結構受到的化學腐蝕，延長結構使用壽命，還能保證結構在火災下的結構性能，降低結構火災損傷。鋼結構涂裝施工質量控制，首先需控制除銹和涂裝的施工質量。構件加工、安裝完成后，需進行全面除銹，并在除銹完成后立即開展涂裝作業。鋼結構施工企業，應安排專人在鋼結構吊裝作業時對結構表面的涂裝質量進行專項檢查，對施工損壞的涂裝進行標記，并立即組織專業人員進行修補。在螺栓連接及焊接通過驗收后，應立即組織人員完成除銹及涂裝作業，不得超過規范要求時間。其次，需控制防銹漆施工質量。鋼結構在出廠前會完成二級防銹漆涂裝，隨后運抵現場吊裝，但在構件運輸、堆場、吊裝及連接作業時會造成部分鋼結構構件磕碰、劃傷，連接部位出現焊縫，擠壓，表面防銹漆破損、失效。

總結：

對于高層民用建筑鋼結構工程而言，其質量控制主要集中于現場施工階段，完善的鋼結構施工質量控制措施對整個高層民用建筑鋼結構工程質量有決定性的影響。本文基于鋼結構現場施工過程，對鋼結構施工質量控制點進行系統梳理，并在此基礎上，有針對的建議了質量控制措施，為鋼結構工程施工質量控制提供依據。

參考文獻：

[1]程統然.鋼結構工程施工過程質量問題及管理措施研究[D].東南大學，2019.

[2]楊明軒.鋼結構工程的施工質量控制[J].干各機構，2015（6）.