戴永強（陜西兵器建設監(jiān)理咨詢有限公司， 陜西 西安 710054）

0 引 言

隨著建筑業(yè)綠色健康的發(fā)展，鋼結構工程施工周期短、經濟合理、結構跨度大且能夠實現空間自由分隔等特點，深受社會的廣泛應用，同時也推動著建筑業(yè)綠色健康、節(jié)能環(huán)保地發(fā)展。目前在高層建筑中局部使用鋼結構，使用鋼結構實現大跨度的鋼筋混凝土連接和前廳的高大空間，應用大型鋼結構整體提升安裝技術（厚壁鋼結構焊接技術和鋼結構整體提升技術）存在施工難度大、工藝復雜、精度要求高、一次性提升安全風險大等難度。要實現工程質量和安全管理目標的有效控制，監(jiān)理工作尤為重要。筆者作為西安融僑城五期 2 號樓中銀大廈總監(jiān)理工程師，對此感觸頗深。

西安融僑城五期 2 號樓中銀大廈項目的總建筑面積約65952.10 m2，地下 2 層，地上 20 層；結構形式為（框剪+鋼桁架）連體結構，其中第十八層至屋頂結構采用鋼結構連廊將主體結構連成整體。本項目鋼結構桁架部分的重量為 1490 t，由兩榀連廊和一榀井字梁結構組成，整體吊裝施工分三個階段進行，安裝底標高達 75.56 m，頂標高92.06 m。其中：連廊一由兩榀 GHJ1 連結組成，共 3 層，總重量 360 t，長 37 m，高 16.75 m，寬 13.70 m，每端有8 個焊接連接點；連廊二由三榀 GHJ2 連結而成，共 3 層，總重量 650 t，長 32 m，高 16.75 m，寬 16 m，每端共有12 個焊接連結點；井字梁由 H 鋼連結而成，長 37.5 m，寬 32.4 m，重量為 280 t。本項目鋼結構提升采用計算機控制液壓同步提升技術，運用柔性鋼絞線承重、提升油缸集群、計算機控制、液壓同步提升新原理。該項技術是一項新穎的構件提升安裝施工技術。

監(jiān)理本項目的施工過程中，重點抓好對整體提升過程中質量和安全的有效控制，使鋼結構提升安裝順利進行，并一次性拼接成功。筆者就監(jiān)理如何做好大型鋼結構整體提升施工工程的質量安全控制工作進行闡述。

1 施工準備階段監(jiān)理主要工作

1.1 指導文件的編制與審核

監(jiān)理在準備階段的工作主要是編制監(jiān)理規(guī)劃和鋼結構專項監(jiān)理實施細則，針對本工程的施工難度及質量安全的薄弱環(huán)節(jié)進行分析，編制監(jiān)理規(guī)劃和專項監(jiān)理實施細則，確定出本工程的監(jiān)理工作主要控制點和控制措施方法。

監(jiān)理在規(guī)劃編制時，確定施工圖二次設計、鋼結構實施方案論證為監(jiān)理工作的控制點。在鋼結構監(jiān)理實施細則中明確了施工圖二次設計、鋼結構實施方案論證、原材料及半成品的質量驗收、核查加工制作人員的資質要求、控制焊接變形、鋼結構組裝和提升的質量安全控制措施。

1.2 施工圖二次深化設計

檢查鋼結構二次設計作為監(jiān)理工作的控制關鍵點，核查深化設計的設計單位是否具有相應資質，設計出的文件是否經過原設計單位的審核同意，即設計的主體及程序是否合法。

在對施工圖二次深化設計的審核中，我們發(fā)現原設計院對梁柱節(jié)點和吊裝需加固部位缺少細部做法；若不進行二次深化設計，勢必造成加工的構件在安裝時出現不相吻合，影響加工和安裝的質量。因此監(jiān)理工程師重點提出，要解決好鋼筋的錨固和鋼筋與鋼結構之間的相互合理避讓問題，即在柱梁節(jié)點處，當梁鋼筋遇到型鋼時鉆孔通過。計算鋼結構加載前后變形，消除了鋼結構變形影響的問題，確保鋼結構吊裝安裝完成后的幾何尺寸和外形與原設計相一致。

1.3 專項方案審查

在本項目的施工準備階段，監(jiān)理工程師組織對專項施工方案進行審查。審查時發(fā)現，方案中缺少對鋼結構的受熱不均勻發(fā)生變形所采取的措施，鋼結構組裝時的起拱高度不能滿足要求。為了控制焊接過程受熱不均勻所產生的變形，要求采用專用的組裝模板操作臺，臨時加活桿焊接固定在腹板處，確保鋼結構在焊接構成中不變形。由于本鋼結構桁架最大跨度 37.5 m，跨度很大，要求在桁架鋼結構組裝時的起拱高度必須考慮后期裝飾裝修時荷載引起的變形。通過計算，使起拱高度達到 70 mm。同時，審查施工方案的鋼結構加工焊接、拼裝和吊裝安裝的質量安全控制措施情況。

1.4 專項施工方案論證

按照推廣應用十項新技術的要求，本項目的鋼結構工程屬于推廣應用新技術、新工藝。施工安裝的高度是75.56 m，屬于危險性較大的分部分項工程，按照相關規(guī)定，本施工方案必須經過專家論證。監(jiān)理工程師參與了專家論證，同時對方案中的編審程序、工程質量措施、安全生產的技術措施等內容進行審核。對連廊一及連廊二的上部吊點和下部吊點提升結構及井字梁上部吊點提升結構進行強度校核，核驗提升點的強度均滿足要求。

在方案論證過程中，專家提出：在提升時由于鋼結構的變形（微變），若兩端的連接不是活段連接，在碰口過程中的難度很大，應每端各備 1 m 左右的活節(jié)，在鋼結構吊裝到位后，復核該活節(jié)的尺寸并對活節(jié)進行修整，以滿足最快安裝的連結，使鋼結構安裝到位就能固定。這條建議解決了方便施工和吊裝完成后的快捷連接，并且提出吊裝處的鋼結構利用本鋼結構的支架進行加固。

2 施工過程監(jiān)理的主要工作

2.1 對施工人員的資質和企業(yè)資質審查

本項目由于是工廠化加工，監(jiān)理工程師嚴格審核鋼結構加工單位的資質、質量管理體系和特種作業(yè)人員的資格。審查特種作業(yè)人員的證件時，對特種作業(yè)人員的證件與施工人員進行了逐一對照，確保加工制作鋼結構的特種人員均持證上崗。

2.2 工程原材料及半成品質量控制

監(jiān)理工程師對工程原材料及半成品質量進行控制，對材質證明原件進行審核，確保所提供的證明文件與進場的原材料相符合且合格。要求在材質證明文件上注明相關的使用部位、進場時間、抄件人的姓名等，保證過程中形成的資料具有可追溯性；對進入現場的原材料及半成品的外觀尺寸、錨釘長度和直徑、規(guī)格型號等進行檢測，確保相關的數據符合設計要求，并且根據相關規(guī)定對原材料進行見證取樣和送檢，在復檢報告合格后，方可用于本工程。對于半成品構件，做好驗收明顯編號標志及驗收臺賬，臺賬中注明存放地點等信息，在鋼結構示意圖中標注構件編號，能夠清晰地看到缺少的構件，也方便后期的安裝選取。

2.3 加工過程質量控制

本工程焊接施工采用 CO2氣體保護焊和以半自動化焊為主、手工焊為輔的焊接工藝。

監(jiān)理工程師采用駐廠監(jiān)理，檢查所有母材的規(guī)格型號是否滿足施工圖紙要求。下料前先放樣，保證每塊材料的下料準確，同時對下料坡口、打孔及拼接的幾何尺寸等進行嚴格的控制。檢查所用的焊條、焊絲是否能滿足要求，在使用前先要進行焊接試驗，并且應調整好焊接的工藝參數，即焊接電流、電壓及焊接速度等一系列參數。

在焊接過程中監(jiān)理工程師進行全過程檢查，要求嚴格按照焊接操作規(guī)程實施焊接。工廠焊接時大部分采用自動焊接，質量比較穩(wěn)定，但是構件焊接容易變形，變形直接影響到后期的安裝質量，控制焊接變形是控制質量的關鍵環(huán)節(jié)。在焊接中為了預防變形，采用專用的組裝模板操作臺，臨時加活桿焊接固定在腹板處，以及對母材的焊縫兩側 100 mm 范圍內進行預熱等措施。監(jiān)理工程師采取逐次全數檢查構件的質量，對變形不符合要求的構件采用H鋼機械進行矯正，直至合格。

2.4 半成品進場驗收

由于該工程的鋼結構是以工廠化加工的形式并且在現場組裝，因此對進場材料的合格證、檢驗報告以及加工成型的半成品，組織各參建方進行聯合驗收。出廠前對預拼裝的構件進行標識，以后安裝時方便找相應的構件，避免構件錯誤連接。對“T”字型、“+”字型、“口”字型和“H”字型等斷面的結構尺寸進行復核，尤其是對兩兩相連構件的幾何尺寸以及接觸坡口的大小位置等部位進行復核。在安裝以前必須進行先拼裝校對；位置都能準確后進行預拼接，主要是對加工過程中的變形和位置不準確引起的誤差進行提前調整，確保該構件在組裝過程中能夠準確拼裝。

2.5 現場拼裝

現場拼裝前，監(jiān)理工程師對現場支墩的位置和標高進行復核。因為該結構的跨度較大，中部支墩標高應滿足起拱要求。起拱的主要原因是，吊裝時消解鋼結構自重引起的變形和后期裝飾裝修過程中的荷載產生的撓度變形。在現場拼裝時，首先要復核構件的位置是否準確，組裝過程的連接處的位移偏差是否滿足要求，并對焊縫的飽滿度、夾渣等進行質量控制；其次對組裝時的每一個焊接部位的觀感進行全數檢查，并通過探測儀對每個焊縫進行探傷，保證所有的焊縫均合格；最后檢查連接構件的噴砂除銹和涂刷質量是否滿足要求，鋼結構的銹蝕直接影響鋼結構的質量和使用年限，而構件的噴砂除銹和涂刷質量又是容易被忽視的，所以監(jiān)理在檢查中必須加強構件的除銹和涂刷質量。

2.6 鋼結構的提升控制點

本次采用柔性鋼絞線承重、提升油缸集群、計算機控制、液壓同步提升新原理，實現超大型構件超高空整體同步提升。根據施工方案要求，首先應要求施工單位的施工組織人員召開提升前的交底會議，監(jiān)理人員參與，會議中對相關的提升指揮管理、提升步驟、提升關鍵點的處理以及遇到緊急情況的處理等內容均交代到位，同時明確職責分工。其次，在提升過程中必須嚴格按照方案要求完成提升，即：第一次提升 0.2 m 后，停 24 h 后觀察無變形且滿足要求后，進行第二次提升；第二次提升高度為 2.5 m，再停 24 h 后，觀察無變形后進行整體提升，不允許有隨意提升的行為。再次，在提升過程中每 3 m 應停止提升并進行檢查，用測距儀測量其距地面的高度，保證鋼結構在提升過程中的平穩(wěn)。由于四個油缸所提升的重量不一致，導致鋼結構提升的高度會出現一些偏差，因此在提升過程中用測距儀測量來控制整體平衡比較慢。監(jiān)理工程師通過觀察發(fā)現，鋼絞線的導筒是很好的參照物，通過觀察鋼絞線在導筒的位置可以達到控制提升平衡的效果。因為觀察鋼絞線在導筒中的位置偏向某一側，說明鋼結構提升不平衡，若四個點的提升高度出現不同步，應采用單個油缸的提升來確保鋼結構的平穩(wěn)。通過觀察實現施工安全目標，比較方便，也加快了鋼結構的提升速度。

在鋼結構提升到頂點時，應及時連接最上面四個點和最下面四個點，以確保鋼結構免受高空風力引起擺動的影響。固定完成后，開始聯結焊接。

2.7 鋼結構連接質量的控制

連廊一縱向是 2 道梁組成的鋼結構桁架，連廊一提升點的變形較少。連廊二是縱向 3 道梁組成的鋼結構桁架，端頭每層有 3 個梁節(jié)點，而連廊二端頭的中間連接點鋼梁變形較大，主要是由于吊點在兩邊、中間處產生的撓度所致。避免變形所采取的措施是：先提升至端頭兩邊連接的高度；兩邊連接后開始下落，再連接中間端頭節(jié)點。這樣也使三點的受力較均勻，確保使用的安全。包括井字梁每邊的連接也是這樣處理。監(jiān)理工程師及時檢查連接處的位移偏差，要求其連接正確就位方可開始施焊。在“口”字型梁連接處的焊接應在上口處先不封板；待連接處四周連接且焊縫檢測合格后，才可封上口板。

鋼結構梁在連接焊接中對柱的預埋件的焊接變形要加以控制，在焊接中每次焊接長度不宜過長，不超過 2 cm，若焊接過長會引起對柱中連接件的變形翹起。對混凝土中預埋鐵件鋼板翅起的部位，應采用環(huán)氧樹脂進行灌入，確保連接件與混凝土表面的粘合性。

2.8 對鋼結構的防銹、防凍和防火涂料的監(jiān)理檢查驗收的要點

鋼結構在出廠前已經進行了除銹。該項目鋼結構的除銹等級為 Sa2?，噴砂除銹全部構件，在出廠前全部除銹完成且先刷環(huán)氧富鋅底漆。監(jiān)理工作要求對所有構件的除銹和刷漆進行全面檢查。若有一處生銹，則可能會從生銹的地方開始銹蝕，對結構產生影響。因此，發(fā)現有遺漏現象必須返廠重新除銹處理，且要求對漆膜的厚度進行測量。對防火涂料的涂刷，監(jiān)理按照同時控制涂刷遍數及厚度的原則，確保每處都不能生銹，且涂料涂刷厚度也能夠滿足要求。對在高空拼接完成的節(jié)點，監(jiān)理進行全數檢查，確保除銹和涂刷符合要求。

3 工程的實施效果

3.1 工法先進性

本項目鋼結構的提升采用計算機控制液壓同步提升技術及柔性鋼絞線承重、提升油缸集群、計算機控制、液壓同步提升新原理，整體提升到預定位置安裝就位。該項技術是一項新穎的構件提升安裝施工技術，實現了大噸位、大跨度、大面積的超大型構件超高空的整體同步提升。

本工程案例證明了大型鋼結構工程整體提升工藝的適應性和先進性，也越來越多地被施工企業(yè)和業(yè)主所接受。這次在中銀大廈項目上的應用，對業(yè)主來說也是建設工程施工工藝上的一個亮點。

3.2 質量保證，安全可靠，工期縮短

（1）質量保證。在地面上直接把連廊拼裝成為一個整體，在提升過程中基本沒有改變連廊結構的設計受力狀態(tài)，施工質量可以保證。

（2）安全可靠。主體的主要施工過程在地面進行，安全防護措施的投入相應減少。提升過程通過微機控制，整體提升。提升過程的各種工況均經過結構設計軟件校驗，采取一系列措施保證施工的安全可靠性。

（3）工期縮短。在地面利用汽車吊對連廊井字鋼梁進行拼裝，避免利用大型起重設備，作業(yè)人員、工具不用在超高空進行作業(yè)，增加了工作效率。若在高空實施組裝，工期最少需要 180 d，還存在高空作業(yè)的安全隱患；而地面施工整體提升的安裝實際工期為 100 d，節(jié)約工期 80 d，為提前完工奠定了基礎。

3.3 經濟性

鋼連廊和井字鋼梁采用整體在地面拼裝的施工工藝，人工增效效果明顯。不用長期配備高空作業(yè)的大型起重設備，只需吊車能滿足鋼結構的地面拼裝施工即可，機械臺班費用可大大降低；相比搭設各種腳手架施工、利用大型起重裝備，在其他常規(guī)措施費用相同情況下，專項措施費用減少；同時因工期縮短可降低一部分成本，因此總體從經濟性上來講比較合理。

4 結 語

本項目已投入使用，整體效果很好，對以后同類型鋼結構施工中運用該項新技術積累了相當豐富的經驗，同時也加快了新材料、新工藝、新技術的推廣應用和綠色建筑發(fā)展的步伐。