史利波
(山西建投集團裝飾有限公司, 山西 太原 030032)
鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑中最重要的基礎(chǔ)建設(shè), 其在城市建設(shè)中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛, 同時, 在現(xiàn)代工程實踐中, 鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用也非常多。 鋼結(jié)構(gòu)作為一種新型的施工技術(shù), 其具有良好的經(jīng)濟、 環(huán)保和安全性能, 其可以減少材料與能源的消耗, 降低建筑施工成本。 但是建筑企業(yè)在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中仍然存在很多問題, 比如在施工過程中會出現(xiàn)諸多問題, 需要相關(guān)部門對此進行研究和分析。 因此,要想保證鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中得到廣泛應(yīng)用, 需要對建筑鋼構(gòu)施工技術(shù)進行研究與分析, 結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域的研究成果, 探討鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用要點, 尤其對于一些超高層建筑工程項目而言, 在實際施工中需要對鋼結(jié)構(gòu)的整體構(gòu)成形式進行科學(xué)合理的設(shè)計, 對項目工程施工所使用的鋼材料進行合理選擇, 有效做好超高層建筑工程項目的整體規(guī)劃,對超高層鋼結(jié)構(gòu)向工程施工流程進行全面了解, 有效保證每一個施工環(huán)節(jié)的工作順利進行, 提高超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量和效率, 實現(xiàn)項目工程建設(shè)單位的良好經(jīng)濟效益和社會效益。
1) 鋼結(jié)構(gòu)施工前, 必須進行必要的技術(shù)交底工作。 由于設(shè)計圖紙上的一些尺寸、 材料的規(guī)格等是以技術(shù)條件為依據(jù)的, 因此在施工前必須對施工圖紙進行校核, 使之符合設(shè)計要求。 同時, 施工中應(yīng)注意材料的堆放整齊、 穩(wěn)固、 防止位移及震動。
2) 鋼結(jié)構(gòu)施工中, 應(yīng)嚴格按照鋼結(jié)構(gòu)施工程序進行操作。 鋼結(jié)構(gòu)施工程序一般包括: 放線定位→預(yù)埋管線→焊接基礎(chǔ)→制作屋架及圍護構(gòu)件→吊裝屋架→校正屋架及圍護構(gòu)件(包括屋面、 天溝) 及屋面防水層、 墻面防水、 墻體防水, 以及屋面排水等工程程序。
3) 鋼柱在加工制作過程中, 應(yīng)注意鋼材表面的處理。 鋼結(jié)構(gòu)加工制作前, 應(yīng)檢查鋼材表面質(zhì)量是否符合要求, 有無缺陷或者裂紋等缺陷存在。 由于加工制作時有可能會造成彎曲變形不均勻, 所以在焊接時更要注意焊接質(zhì)量的控制, 同時對于焊接面應(yīng)進行除銹處理, 以保證焊縫面能與鋼板很好地結(jié)合在一起, 焊材和焊件的質(zhì)量要符合標準要求[1]。
4) 鋼結(jié)構(gòu)安裝前要做好準備工作。 鋼結(jié)構(gòu)安裝人員應(yīng)熟悉掌握現(xiàn)場條件和施工程序、 方法及注意事項等; 焊接人員必須經(jīng)過培訓(xùn)并取得合格證方能上崗操作; 對于重要結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵構(gòu)件還要有專門人員進行技術(shù)指導(dǎo); 鋼結(jié)構(gòu)連接部分要按規(guī)范要求采用高強螺栓緊固連接; 鋼材在存放時要注意防潮、防曬、 防雨等措施。 鋼結(jié)構(gòu)安裝時, 安裝人員必須按照安裝要求在鋼構(gòu)件上安裝焊縫質(zhì)量是否合格進行檢查評定后才能進行下一道工序作業(yè)。
5) 鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后, 必須對鋼構(gòu)件進行外觀檢查和檢驗, 包括對各構(gòu)件的焊口情況、 焊件質(zhì)量、表面涂層質(zhì)量以及連接部位的變形等方面的觀察和檢查; 必要時還應(yīng)對各構(gòu)件之間的連接情況做無損探傷檢驗; 對于焊接部位的焊縫, 應(yīng)按照規(guī)范要求進行化學(xué)清洗和射線探傷檢查(當發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部存在未焊透等缺陷時) 并作酸洗或磷化處理。
在鋼結(jié)構(gòu)建筑正式開始施工前, 需要做好充分準備工作, 在實際施工過程中要做好技術(shù)交底, 嚴格按照設(shè)計圖紙組織安裝, 保證安裝精度和整體穩(wěn)定性。 在施工過程中嚴格按照技術(shù)標準與要求進行操作, 嚴格按照施工方案與工序進行施工, 對每道工序都要進行檢查驗收, 確保建筑工程質(zhì)量符合相關(guān)要求。 鋼結(jié)構(gòu)工程在建設(shè)中會涉及到許多的專業(yè)知識與技能以及各種相關(guān)專業(yè)技術(shù)要求等。 為了確保建筑工程的質(zhì)量問題得到有效控制, 必須做好鋼結(jié)構(gòu)的安裝工作, 確保工程質(zhì)量合格、 安全穩(wěn)定運行以及使用功能符合預(yù)期效果等。
鋼柱安裝施工時, 要將安裝位置選擇好, 對柱的安裝進行嚴格控制, 保證其受力穩(wěn)定, 對柱上構(gòu)件和預(yù)埋件進行檢查, 確保符合設(shè)計要求, 并采用相應(yīng)的吊裝方法進行安裝, 對預(yù)埋螺栓等緊固件進行拆除與安裝, 采用機械吊裝法, 使預(yù)埋螺栓等緊固件與鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接牢固, 將鋼柱連接起來, 在鋼柱焊接完成后再焊接角鋼, 以保證鋼結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。 要對螺栓要定期檢查并做好記錄, 以確保其連接質(zhì)量, 使用吊車起吊和就位鋼柱時還要做好防護工作。 鋼柱吊裝時在預(yù)埋件處應(yīng)設(shè)置“U” 型鋼筋, 以防止由于重力作用鋼柱產(chǎn)生傾斜, 在吊運時, 要注意保護預(yù)埋件, 防止由于重力作用使預(yù)埋件產(chǎn)生扭曲變形。 鋼柱吊裝完畢后用水平尺、 直尺校核各支柱標高是否正確, 要檢查鋼柱與柱子的連接是否牢固, 鋼立柱之間的連接處是否有焊接痕跡,如果沒有就要進行處理, 在使用吊車吊裝時注意起吊鋼絲繩是否有斷裂, 在鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中要對鋼樁進行保護工作, 防止鋼樁被碰撞。 在柱頂面施工期間要及時對柱頂進行維護, 防止柱頂混凝土澆筑過程中的損傷, 造成結(jié)構(gòu)安全隱患。 吊裝完成后采用焊接或螺栓連接的方法將預(yù)埋件與鋼構(gòu)件連接。
鋼柱焊接時采用手工電弧焊、 埋弧焊或氣保護焊, 焊縫應(yīng)飽滿, 無夾渣、 未熔透及氣孔, 不得有未熔合的焊絲, 焊接時應(yīng)保持焊接環(huán)境溫度不低于10℃, 并采用有效的保護措施。 焊縫接頭處應(yīng)保持清潔并檢查是否有氣孔、 夾渣、 未熔合的焊絲及焊條頭等缺陷, 焊縫接頭應(yīng)采用有效控制工藝參數(shù)的方法進行控制, 以確保焊接質(zhì)量不得留有明顯的虛焊、 未焊透和夾渣, 焊縫工作需要保證必次焊成, 焊縫表面不得有油污、 焊渣及氧化物等雜質(zhì), 可以采用二氧化碳氣體保護焊時需進行切割和機械加工[2]。
在模板安裝施工之前需要保證鋼柱的吊裝工作完成, 同時在現(xiàn)場進行安裝時, 要注意鋼柱的吊裝位置, 避免由于吊車不平衡等因素, 導(dǎo)致吊點發(fā)生變化而產(chǎn)生意外事故。 混凝土墻體在安裝時必須保證垂直度和垂直度, 澆筑混凝土前必須先進行清理然后進行振搗, 混凝土澆筑后應(yīng)對其表面進行清潔,避免影響其使用壽命, 造成混凝土表面產(chǎn)生裂縫甚至掉塊。
鋼結(jié)構(gòu)的模板安裝工作當中, 采用鋼模板對墻體進行安裝時, 應(yīng)注意鋼模板要與墻體相連接的牢固性, 避免在安裝過程中出現(xiàn)碰撞而造成模板受損。鋼結(jié)構(gòu)的吊裝施工中, 必須注意防止鋼材出現(xiàn)變形現(xiàn)象, 尤其是吊裝過程中的震動和機械設(shè)備作業(yè)等會對鋼材產(chǎn)生影響, 在使用鋼模板時應(yīng)注意避免出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象, 當發(fā)生翹曲現(xiàn)象時應(yīng)及時處理, 施工過程中應(yīng)該重視對建筑垃圾、 廢渣和灰塵等進行清理工作, 保證施工環(huán)境干凈整潔。
在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中, 螺栓連接是最主要的連接方式, 其在工程施工中的使用非常廣泛, 螺栓連接主要有三種, 包括滑動螺母、 普通螺母和雙頭螺母。 滑動螺母相對來說更加簡單, 但是使用的時候需要嚴格控制墊片的厚度和位置, 防止墊片出現(xiàn)斷裂的情況, 需要施工人員做好相關(guān)檢查工作。 普通緊固件是最常用的方式, 一般采用雙頭、 五星等規(guī)格, 在實際應(yīng)用過程中, 鋼結(jié)構(gòu)施工人員還要注意使用墊片的方法和厚度控制, 對墊片進行檢驗時不僅要保證其強度、 穩(wěn)定性和抗疲勞性能等方面, 還要做好檢查記錄工作, 雙頭螺栓是連接中最常用的方式, 但是由于安裝過程較復(fù)雜, 其需要對螺栓進行預(yù)埋處理[3]。 此外, 也可以采用雙頭螺栓連接方式來減少鋼結(jié)構(gòu)中由于安裝施工造成的應(yīng)力差, 同時還可以減少后期維護成本。 在進行螺栓連接施工時, 要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)尺寸和構(gòu)件形式等確定好螺栓規(guī)格和數(shù)量, 在安裝時必須按照相關(guān)規(guī)范進行操作,同時要對螺栓預(yù)埋位置進行嚴格控制。 雙頭螺桿連接方式是最常見的方式, 但因為其具有很高的強度和穩(wěn)定性、 良好的抗疲勞性能以及良好的連接效果等方面被廣泛應(yīng)用, 同時也可以通過增加墊片厚度、墊片間距離以及采用雙頭螺紋等方法來提高雙頭螺桿連接效果。
建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)主要包括, 電弧焊、 氬弧焊和激光焊三種, 電弧焊工藝的優(yōu)點是焊件變形小, 但存在熱影響區(qū)窄和金屬收縮量大等缺點。 1)氬弧焊技術(shù), 其優(yōu)點是電弧穩(wěn)定, 焊接變形小, 但氬弧焊接時的冷卻速度慢而金屬冷卻速度快, 容易產(chǎn)生氣孔、 夾渣和未熔合等缺陷; 2) 激光焊接技術(shù): 激光焊接有兩種焊接方式, 一是普通的激光焊,二是新型的激光焊, 點焊法適用于各種截面和形狀的鋼板和型鋼結(jié)構(gòu); 3) 角焊縫施工技術(shù)的優(yōu)點是可以避免應(yīng)力集中, 減少應(yīng)力集中產(chǎn)生的變形, 防止應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象出現(xiàn), 也可以避免出現(xiàn)“搭接” 現(xiàn)象。 在鋼結(jié)構(gòu)的施工方式上主要包含以下幾種: 1)點焊法, 用手工電弧焊或氬弧焊的焊條, 在構(gòu)件焊縫上進行點焊, 點焊法主要用于焊接低合金鋼、 不銹鋼和銅合金等, 焊接是利用氣體將熔池與金屬焊接成一體的過程, 點焊是把多個焊條按一定的間距排列在電極上, 用焊條尖端的電弧力進行焊接的方法; 2) 電弧焊又分為弧坑、 弧上、 弧背, 一般情況下, 不推薦使用雙峰或三峰的弧背或雙峰的弧上焊接方法; 3) 焊條電弧焊是以電流為能源, 將焊條熔化到一定程度, 然后再迅速從熔池中移出, 以獲得所需焊件的一種焊接方法; 4) 埋弧焊: 是指將熔化的金屬填充在一個密閉的空間內(nèi)進行的焊接[4]。 在該空間內(nèi)充滿了電弧, 當電弧被移到下一區(qū)域時,其表面形成一個封閉區(qū), 因此叫埋弧焊接; 5) 氣體保護焊: 是指以惰性氣體為保護氣, 通過電弧熔化金屬而進行焊接(如鎢極電弧焊) 或以惰性氣體作為保護氣, 通過電弧熔化金屬而進行焊接(如氬弧焊) 或用惰性氣體作為保護氣, 通過電弧熔化金屬來進行焊接。
鋼結(jié)構(gòu)工程在施工過程中會涉及到許多的材料,為了確保施工質(zhì)量與安全, 需要對鋼結(jié)構(gòu)材料進行嚴格的控制, 對于一些重要的工程項目, 還應(yīng)該根據(jù)施工需要選擇材料。 為了避免出現(xiàn)材料質(zhì)量問題,要嚴格進行原材料驗收工作, 驗收過程中必須注意檢測樣品的數(shù)量、 尺寸、 形狀以及規(guī)格, 對于一些重要的鋼結(jié)構(gòu)施工項目, 應(yīng)該聘請專業(yè)機構(gòu)進行質(zhì)量鑒定工作。 在鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中, 需要使用到的鋼格板是一種具有一定強度和剛度的輕質(zhì)板材, 在使用前還需要對其進行熱處理與表面處理。 由于建筑鋼材存在著不同程度的銹蝕, 如果不進行相應(yīng)處理將會影響鋼結(jié)構(gòu)工程的整體質(zhì)量與安全, 對于一些特殊鋼材應(yīng)做好防銹工作[5]。
鋼結(jié)構(gòu)加工精度的高低直接影響著結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量, 為了確保施工單位的加工精度, 必須嚴格按照相關(guān)規(guī)定以及相關(guān)標準進行加工。 在安裝前必須先對工件進行除銹, 去除銹跡等。
同時需要對加工設(shè)備進行清潔調(diào)試, 保證設(shè)備正常運行, 如果施工條件允許可以使用專用工具對工件表面進行打磨。 在對鋼結(jié)構(gòu)進行加工時, 需要對加工過程中出現(xiàn)的偏差做出合理有效的處理, 確保施工質(zhì)量符合設(shè)計要求與規(guī)范。 為了保證工藝方案和工序的合理性與科學(xué)性, 在進行鋼構(gòu)件加工時要控制好精度和穩(wěn)定性, 對于有特殊精度要求的零件可以設(shè)置專人來控制加工過程和檢驗結(jié)果。 當鋼構(gòu)件存在彎曲或扭轉(zhuǎn)等復(fù)雜情況時, 應(yīng)采取有效措施來解決這些問題, 從而確保鋼結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量達到設(shè)計要求。
焊接質(zhì)量對結(jié)構(gòu)整體性能有重要影響, 是鋼結(jié)構(gòu)的重中之重, 焊接時為了保證焊接效果在安裝前應(yīng)做好準備工作。 首先, 是合理安排焊接順序, 在施工過程中根據(jù)所采用的焊接材料以及所用的電焊機、 電渣壓力焊機等設(shè)備, 將各個環(huán)節(jié)合理有序地進行連接。 其次, 是合理控制焊接電流和電壓, 為了確保每一道工序完成后不會出現(xiàn)缺陷問題, 必須嚴格控制焊接電流和電壓。 再次, 是控制好每一道連接工藝。 根據(jù)相關(guān)規(guī)定對每一道連接工藝進行評定, 對各方面指標進行綜合評定。 最后, 要做好焊接質(zhì)量的檢測工作, 焊接前需對材料、 設(shè)備和構(gòu)件進行外觀檢查, 對焊縫接頭等進行質(zhì)量檢測, 對于大型鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作, 要制定專門的焊接質(zhì)量檢驗標準來確定檢測結(jié)果, 對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)與構(gòu)件要在不同環(huán)境下進行不同位置的試焊[6]。
鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中需要嚴格控制鋼結(jié)構(gòu)的變形,避免在后期使用過程中出現(xiàn)問題, 在實際的安裝施工當中, 要保證鋼結(jié)構(gòu)的連接部位是穩(wěn)定可靠。 在實際施工中要嚴格按照設(shè)計圖紙來施工, 保證安裝過程中所使用的鋼材質(zhì)量合格、 數(shù)量充足, 同時還要加強現(xiàn)場安全管理工作, 做好材料堆放和搬運工作, 避免發(fā)生安全事故[7]。 當鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形時應(yīng)該立即采取措施進行處理, 在變形較大時還要采取加固措施。 在鋼結(jié)構(gòu)安裝施工完成之后, 要鋼結(jié)構(gòu)實施驗收工作, 施工完成后還需要做好試運轉(zhuǎn)工作,通過了試工作之后才能進行正式投入使用。
另外, 還要對鋼結(jié)構(gòu)的安裝精度, 和鋼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性以及鋼結(jié)構(gòu)與主體工程之間的連接情況等進行檢查與檢驗。
鋼結(jié)構(gòu)工程安裝完成后, 要對其進行力學(xué)性能檢測, 在檢測工作當需要結(jié)合現(xiàn)場的實際情況來進行操作, 要選擇有相應(yīng)資質(zhì)的機構(gòu)來進行檢測。 在鋼結(jié)構(gòu)安裝前要確保其質(zhì)量和安全性能都符合相關(guān)要求, 對鋼結(jié)構(gòu)安裝中的重要部位要做好支撐工作,對一些存在安全隱患的地方進行加固處理[8]。 為了確保檢測數(shù)據(jù)與實際情況相符, 應(yīng)該在檢測之前先對現(xiàn)場施工人員進行培訓(xùn), 并在每一個構(gòu)件上都粘貼上相應(yīng)的標簽, 提高檢測工作效率和精確性。 如果鋼結(jié)構(gòu)工程檢測工作出現(xiàn)質(zhì)量問題, 必須做好記錄工作并且把有關(guān)情況向有關(guān)部門匯報, 如果是因為材料質(zhì)量原因造成的問題, 必須要找出具體原因,并把具體數(shù)據(jù)上報給相關(guān)部門并采取措施解決, 如果是人為原因造成的問題, 需要追究相關(guān)人員的責任,比如在施工過程中偷工減料了也會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
檢查鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件外觀質(zhì)量, 主要是通過檢查外觀的油漆、 鋼材表面狀況和焊接質(zhì)量來完成, 對于一些表面比較粗糙或者有缺陷或者不均勻的構(gòu)件,要進行仔細檢查和調(diào)整, 如果是焊接缺陷或是焊縫中存在氣孔等, 則需要對焊接人員的操作技能進行提升, 鋼結(jié)構(gòu)在安裝完成之后應(yīng)該對鋼材表面的油漆、 鋼材表面狀態(tài)以及鋼結(jié)構(gòu)整體造型進行檢查。為了避免工程質(zhì)量出現(xiàn)問題, 需要根據(jù)圖紙要求對建筑工程進行施工組織設(shè)計, 并且要在施工過程中不斷地進行復(fù)查工作, 在工程施工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題, 如不均勻沉降、 應(yīng)力集中等。 鋼結(jié)構(gòu)在施工中有很多的質(zhì)量問題, 是由于施工人員的不規(guī)范操作造成的, 因此在鋼結(jié)構(gòu)施工前要做好相關(guān)檢測工作, 可以使用儀器或者工具來對構(gòu)件是否存在不均勻沉降、 應(yīng)力集中等情況進行檢測[9]。 鋼結(jié)構(gòu)施工中還應(yīng)該對質(zhì)量檢測結(jié)果進行認真分析, 對于不合格的焊縫和接頭進行調(diào)整處理, 對于有缺陷的構(gòu)件要及時予以更換。
鋼結(jié)構(gòu)施工企業(yè)應(yīng)在項目經(jīng)理部設(shè)立專職的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)管理人員, 負責本項目的組織、 計劃和現(xiàn)場管理, 企業(yè)應(yīng)對本項目施工技術(shù)人員進行必要的崗前培訓(xùn), 應(yīng)定期進行崗位技能培訓(xùn), 加強安全教育, 不斷提高員工隊伍的綜合素質(zhì)。 企業(yè)應(yīng)采取有效措施, 提高現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)人員的技術(shù)水平和綜合素質(zhì), 對新進職工要進行崗前技術(shù)培訓(xùn)和必要的業(yè)務(wù)培訓(xùn)。 施工單位應(yīng)為鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織設(shè)計, 及專項方案所涉及到的各個專業(yè)工種提供必要的條件, 并定期對各工段班組進行檢查和考核, 可通過設(shè)立各種獎勵基金來激勵人才培養(yǎng)。 鋼結(jié)構(gòu)工程項目施工中, 項目經(jīng)理應(yīng)負責對其下屬職工進行必要的業(yè)務(wù)培訓(xùn), 使他們掌握生產(chǎn)過程中應(yīng)具備的各項技能和專業(yè)知識, 同時加強對本項目管理人員和專業(yè)技術(shù)工人操作技能培訓(xùn), 并在工程建設(shè)期間實行嚴格管理, 加強監(jiān)督檢查[10]。 對安全生產(chǎn)工作突出并取得顯著成績的職工給予表彰和獎勵,對違章違紀或事故頻發(fā)者給予批評教育或處罰, 對觸犯刑律者要追究刑事責任, 對重大安全事故要及時向上級領(lǐng)導(dǎo)匯報。 對于在鋼結(jié)構(gòu)工程中發(fā)生重大安全事故, 或嚴重經(jīng)濟損失事件的單位主要負責人和責任人, 由項目經(jīng)理向當?shù)匕踩a(chǎn)監(jiān)督管理部門進行書面報告并做出檢查結(jié)果報告。
綜上, 在鋼結(jié)構(gòu)建筑工程施工中, 對整個工程施工技術(shù)要求標準相對較高, 因此要求工程施工單位需要結(jié)合實際施工條件, 對鋼結(jié)構(gòu)工程施工要點進行全面把控, 同時要做好鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量的監(jiān)督和管理, 避免產(chǎn)生嚴重的質(zhì)量缺陷, 推動建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)水平的提高。