鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量通病及預(yù)防措施

侯美林

(山西智達(dá)建筑檢測(cè)有限公司，山西太原 030013)

鋼結(jié)構(gòu)建筑因其強(qiáng)度高，重量輕，塑性韌性好、抗震性能好;工作可靠性能高;施工周期短;節(jié)約資源等多方面的優(yōu)勢(shì)，在建設(shè)領(lǐng)域日益得到了廣泛的應(yīng)用。但在施工過(guò)程中產(chǎn)生缺陷后，表現(xiàn)為影響正常使用以及承載力、耐久性、完整性的種種隱藏和顯露的不足，往往是產(chǎn)生事故的直接或間接原因。以下是鋼結(jié)構(gòu)施工中的常見(jiàn)缺陷分析。

1 切割邊未加工或達(dá)不到規(guī)范要求

鋼材切割面存在大于1mm的缺棱、彎曲不平等缺陷。

原因分析:

氣割過(guò)程操作不規(guī)范，切割工藝不符合要求。

預(yù)防措施:

1)氣割前檢查確認(rèn)整個(gè)氣割系統(tǒng)的設(shè)備全部運(yùn)行正常，壓力表正常無(wú)損，割嘴氣流順暢，割炬角度。2)根據(jù)機(jī)械和板厚選擇正確的工藝參數(shù)。3)氣割時(shí)調(diào)整氧氣射流的形狀，使其輪廓清晰、射力高，割炬移動(dòng)保持勻速，割嘴表面距焰心尖端2mm～5mm為宜。

2 放樣、號(hào)料尺寸超過(guò)允許偏差

原因分析:

構(gòu)件下料前的放樣、號(hào)料存在偏差甚至錯(cuò)誤。

預(yù)防措施:

1)放樣應(yīng)按圖紙1∶1的比例在平臺(tái)上放出大樣，同時(shí)應(yīng)預(yù)留切割余量、加工余量、焊件收縮量和起拱量等。2)在放樣結(jié)束后對(duì)照?qǐng)D紙仔細(xì)核對(duì)，檢查放樣尺寸和偏差，符合要求后，報(bào)專職檢驗(yàn)員或技術(shù)員核查，確認(rèn)無(wú)誤后方可開(kāi)始下料。

3 高強(qiáng)螺栓連接缺陷

3.1 螺栓連接孔徑，間距偏差大

原因分析:

螺栓孔連接板孔徑，孔間距偏差超出規(guī)范要求。安裝時(shí)螺栓不能自由穿入，強(qiáng)行穿入損傷絲扣。

預(yù)防措施:

1)對(duì)鉆孔精度要求高的連接板采用鉆模確保孔間距、孔徑尺寸和精度。2)對(duì)螺栓孔數(shù)量較多的連接板號(hào)孔時(shí)要先測(cè)量，定位出孔群總長(zhǎng)，在總長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行分段、定位，避免較大的孔距累計(jì)誤差。3)利用數(shù)控平面鉆床進(jìn)行制孔，采用多疊板一次性鉆孔成型，有效避免連接板的孔群偏差。

3.2 高強(qiáng)螺栓連接摩擦面抗滑移系數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求

原因分析:

1)施工人員認(rèn)識(shí)不到高強(qiáng)螺栓連接摩擦面抗滑移系數(shù)的重要性，不進(jìn)行試驗(yàn)或試驗(yàn)不符合要求就直接進(jìn)入下道工序。2)不重視抗滑移系數(shù)的處理過(guò)程，尤其是鋼構(gòu)件兩端、柱頂?shù)母邚?qiáng)螺栓連接板都不易拋丸清理，致使抗滑移系數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。3)高強(qiáng)螺栓摩擦面未采取防止油漆等污染的保護(hù)措施。

預(yù)防措施:

1)對(duì)批量生產(chǎn)的高強(qiáng)螺栓連接面，先進(jìn)行首件試驗(yàn)，摩擦系數(shù)試驗(yàn)合格后，制定工藝再批量生產(chǎn)。2)在組裝前，對(duì)拋丸不易清理的高強(qiáng)螺栓連接板進(jìn)行單獨(dú)拋丸。3)向施工人員現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)交底，要求涂裝前采取措施保護(hù)好摩擦面(貼紙或粘膠帶)，防止在處理好的摩擦面誤刷涂料。4)在構(gòu)件出廠前檢查摩擦面，有問(wèn)題在廠內(nèi)處理。

3.3 高強(qiáng)螺栓終擰后連接板存在縫隙，減少了接觸面積，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)受力

原因分析:

1)連接面摩擦面有飛邊、毛刺、焊接飛濺物、焊疤、氧化鐵皮、污垢等;2)兩連接面由于變形而不平整，造成安裝后仍存在縫隙;3)高強(qiáng)螺栓的擰緊順序和方法不當(dāng);4)忽視高強(qiáng)螺栓連接的實(shí)測(cè)工作。

預(yù)防措施:

1)采用端板矯平機(jī)對(duì)焊接完成后的連接板進(jìn)行校平，邊校平邊用直角尺隨時(shí)測(cè)量平整度。2)高強(qiáng)螺栓應(yīng)自由穿入孔內(nèi)，不得強(qiáng)行敲打，并不得氣割擴(kuò)孔。3)高強(qiáng)度螺栓的安裝應(yīng)按一定順序施擰，宜由螺栓群中央順序向外擰緊，并應(yīng)當(dāng)天終擰完畢。4)高強(qiáng)度大六角頭螺栓扭矩檢查應(yīng)在終擰1h后，24h內(nèi)完成。5)扭剪型高強(qiáng)度螺栓終擰結(jié)束后，以目測(cè)尾部梅花頭擰掉為合格。高強(qiáng)度大六角頭螺栓終擰結(jié)束后，用0.3 kg的小錘逐個(gè)敲檢，螺栓或螺母不偏移、不松動(dòng)、錘聲清脆為合格，并進(jìn)行扭矩檢查，欠擰或漏擰者應(yīng)及時(shí)補(bǔ)擰，超擰者應(yīng)予更換。

3.4 高強(qiáng)螺栓替代安裝螺栓

原因分析:

為趕進(jìn)度圖省事，直接用高強(qiáng)螺栓代替臨時(shí)安裝螺栓一次性固定，當(dāng)孔位不正，強(qiáng)行對(duì)孔時(shí)，高強(qiáng)螺栓的螺紋受損，降低連接強(qiáng)度。

預(yù)防措施:

嚴(yán)格按照規(guī)范對(duì)操作人員進(jìn)行技術(shù)交底，先用試孔器100%對(duì)孔進(jìn)行檢驗(yàn)，然后用臨時(shí)螺栓固定，若有不對(duì)孔的，要先修孔后再安裝臨時(shí)螺栓，最后卸去臨時(shí)螺栓，換成高強(qiáng)螺栓。

4 焊縫連接缺陷

焊縫成型不良、弧坑、裂紋、焊疤、未熔合、未焊透、咬肉、夾渣、氣孔、母材擦傷等。

4.1 氣孔

原因分析:

1)焊條受潮;2)酸性焊條烘焙溫度過(guò)高，焊件不清潔;3)電流過(guò)大使焊條發(fā)紅;4)保護(hù)性氣體不純;5)焊絲銹蝕。

預(yù)防措施:

1)焊前必須將焊縫坡口表面雜質(zhì)清理干凈;2)合理選擇焊接方法;3)焊件材料必須適當(dāng)烘焙;4)在風(fēng)速大的環(huán)境下施焊應(yīng)采取防風(fēng)措施。

4.2 夾渣

原因分析:

1)焊接材料質(zhì)量不好，熔渣太稠;2)焊件上或坡口內(nèi)的銹蝕或其他雜質(zhì)未清理干凈;3)分層焊時(shí)，各層熔渣在焊接工程中未徹底清除干凈便進(jìn)行下一層的焊接;4)電流太小，焊速太快。

預(yù)防措施:

1)采用工藝性能良好的焊條;2)焊前選擇合理的焊接規(guī)范及坡口尺寸;3)坡口兩側(cè)要清理干凈;4)在多層施焊時(shí)要徹底清理每層的熔渣。

4.3 咬肉

原因分析:

1)電流太大;2)電弧過(guò)長(zhǎng)或運(yùn)條角度不當(dāng);3)焊接位置不當(dāng)。

預(yù)防措施:

1)在施焊時(shí)正確選擇焊接電流和焊接速度;2)采用正確的運(yùn)條方法;3)采用合適的焊條角度和電弧長(zhǎng)度。

4.4 未焊透

原因分析:

1)焊接電流太小，焊接速度太快;2)坡口角度太小，焊接角度不當(dāng);3)焊條有偏心;4)雙面焊時(shí)，背部清根不夠徹底;5)焊件上有銹蝕等沒(méi)有清理干凈的雜質(zhì);6)定位焊時(shí)焊接材料不匹配，焊角尺寸和焊點(diǎn)間距不規(guī)范，影響焊縫成型，造成未焊透、未熔合缺陷。

預(yù)防措施:

1)選擇合理的焊接規(guī)范;2)正確選用坡口形式、尺寸、角度和間隙;3)采用適當(dāng)?shù)墓に嚭驼_的操作方法;4)定位焊必須由持相應(yīng)合格證的焊工施焊;定位焊時(shí)使用與正式焊相同的焊接材料，要求清根的焊縫應(yīng)在接頭坡口的外側(cè)進(jìn)行定位焊接;定位焊焊縫上有氣孔和裂紋時(shí)，鏟除后重新焊接。

4.5 裂紋分為冷裂紋和熱裂紋兩類

熱裂紋產(chǎn)生原因:

1)電壓過(guò)低，電流過(guò)高，在焊縫冷卻收縮時(shí)焊道的斷面產(chǎn)生裂紋;2)弧坑處的冷卻速度過(guò)快，弧坑的凹形未充分填滿。

熱裂紋預(yù)防措施:

1)選擇適當(dāng)?shù)暮附与妷汉碗娏?2)在焊縫兩端設(shè)置引弧板和收弧板。

冷裂紋產(chǎn)生原因:

1)焊接金屬中含氫量較高;2)焊接接頭的約束力較大;3)母材的含碳量較高，冷卻速度快。

冷裂紋預(yù)防措施:

1)選用低氫或超低氫焊材;2)焊條和焊劑等進(jìn)行必要的烘焙，使用時(shí)注意保管;3)焊前應(yīng)將焊接坡口及附近的水分、油分、鐵銹等雜質(zhì)清理干凈;4)選擇正確的焊接順序和焊接方向，一般性構(gòu)件焊接時(shí)最好采用由中間向兩端對(duì)稱施焊。

5 成品鋼構(gòu)件嚴(yán)重變形，給精確安裝帶來(lái)困難

原因分析:

1)焊接工藝不合理，電焊參數(shù)選擇不當(dāng)，焊接遍數(shù)不當(dāng)形成的焊接變形;2)運(yùn)輸不小心，安裝工序不合理，吊點(diǎn)位置不當(dāng)，臨時(shí)支撐不足，堆放場(chǎng)地不平，強(qiáng)行安裝也可以產(chǎn)生變形。

預(yù)防措施:

1)施焊采用合理的焊接順序，根據(jù)焊接接頭形式，構(gòu)件放置條件、焊縫布置等因素可采用對(duì)稱焊。2)對(duì)長(zhǎng)焊縫采用分段退焊法、跳焊法或多人對(duì)稱焊接。3)對(duì)H型自動(dòng)焊，四條自動(dòng)焊縫應(yīng)交錯(cuò)進(jìn)行焊接。4)在滿足焊接工藝的情況下，盡量采用小電流施焊。5)采用能量密度高的焊接方法，如盡量采用熔化極氣體保護(hù)焊或藥芯焊絲自保護(hù)電弧焊。6)采用反變形措施或剛性固定措施，對(duì)接焊時(shí)，焊前可將坡口處墊高，焊后由于焊后收縮對(duì)接處基本平整;對(duì)易變形的大型構(gòu)件，焊前分析焊接變形的方向，采用加臨時(shí)支撐的方法施以拉力或支撐力限制。7)構(gòu)件在運(yùn)輸與場(chǎng)地堆放時(shí)，應(yīng)用枕木等墊平堆放。

6 涂層返銹，局部銹蝕

原因分析:

1)涂裝前鋼材表面存在焊渣、焊疤、灰塵、油污、水和毛刺等，除銹質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)和規(guī)范的規(guī)定。2)底漆和面漆相互替代。3)涂裝施工環(huán)境惡劣。4)涂刷后受太陽(yáng)暴曬。5)涂層的遍數(shù)和厚度達(dá)不到要求。

預(yù)防措施:

1)認(rèn)真執(zhí)行工序交接制度，裝配、焊接工序未完成，不得進(jìn)行涂裝。2)涂裝前，鋼材表面的焊渣、焊疤、灰塵、油污、水和毛刺等附著物要清理干凈，除銹等級(jí)要達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3)除過(guò)銹的構(gòu)件在4h內(nèi)完成涂裝。4)施工中重視底漆、中間漆和面漆的配套情況及每遍和每種油漆涂刷的間隔時(shí)間。5)避免在5℃以下和40℃以上及太陽(yáng)光下直曬，或85%濕度以上情況進(jìn)行涂刷，且涂刷要均勻，交叉覆蓋涂刷，涂刷后注意成品防護(hù)。6)對(duì)焊接、螺栓連接處、邊角處最易發(fā)生涂刷缺陷的部位采用加涂。7)嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的涂裝遍數(shù)和涂裝厚度進(jìn)行施工，對(duì)重要工程用漆膜測(cè)厚儀進(jìn)行抽檢檢測(cè)。8)涂裝后待漆膜干后方可翻轉(zhuǎn)、吊運(yùn)、擺放。9)燒壞漆膜后及時(shí)補(bǔ)涂油漆，在補(bǔ)涂前用鋼絲刷將燒壞漆膜清理干凈，露出金屬光澤。

7 鋼柱安裝困難或不能安裝

原因分析:

1)基礎(chǔ)測(cè)量放線時(shí)誤差大。2)地腳螺栓安裝時(shí)，固定不牢固，混凝土澆筑振搗時(shí)發(fā)生傾斜和位移。

預(yù)防措施:

用鋼板制成與地腳螺栓孔徑、孔距相同的地腳螺栓鋼模板，穿入地腳螺栓后用鋼筋把地腳螺栓焊接成整體并與基礎(chǔ)鋼筋固定。模板按照?qǐng)D紙標(biāo)高和軸線安裝固定好后，把軸線和標(biāo)高引到模板上，待所有地腳螺栓安裝完畢后，整體校驗(yàn)軸線和標(biāo)高，確認(rèn)地腳螺栓位置和垂直度符合要求，澆筑混凝土。

8 安裝前不核對(duì)構(gòu)件尺寸，對(duì)局部變形及涂層質(zhì)量不予處理便進(jìn)行安裝

原因分析:

構(gòu)件在出廠前雖然已經(jīng)檢驗(yàn)合格，但在裝卸、運(yùn)輸、堆放過(guò)程中有可能造成鋼構(gòu)件變形和涂層刮蹭，影響鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量。

預(yù)防措施:

1)大型構(gòu)件在制作時(shí)，根據(jù)鋼構(gòu)件的實(shí)際長(zhǎng)度在重心位置焊接適當(dāng)數(shù)量的吊點(diǎn)。2)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行編號(hào)，減少構(gòu)件翻動(dòng)頻次。3)小型構(gòu)件采用打捆包裝，在吊裝部位，對(duì)包裝采取保護(hù)措施。4)裝車時(shí)，在構(gòu)件下面墊適當(dāng)數(shù)量的枕木。5)運(yùn)輸過(guò)程中注意車速，防止構(gòu)件間的碰撞。6)裝卸時(shí)要輕拿輕放，文明施工，杜絕野蠻施工。7)安裝前，對(duì)構(gòu)件尺寸、形狀、油漆涂層進(jìn)行細(xì)致檢查，發(fā)現(xiàn)構(gòu)件變形超出規(guī)范要求或涂層脫落，及時(shí)進(jìn)行矯正和補(bǔ)刷油漆。

9 彩鋼板已開(kāi)始安裝，柱腳卻沒(méi)有封閉

原因分析:

施工單位無(wú)安裝工藝，安裝構(gòu)件無(wú)順序。

預(yù)防措施:

嚴(yán)格按照安裝工藝施工，鋼構(gòu)件柱、梁安裝完畢后，應(yīng)盡快調(diào)整鋼柱垂直度和高差墊片，用雙螺母固定好后，封閉柱腳，并二次灌漿密實(shí)。

10 鋼屋架安裝起拱高度超過(guò)規(guī)范允許偏差

原因分析:

1)加工廠制作時(shí)，屋架起拱角度不一致，不正確。2)加工廠制作時(shí)，螺栓連接板的角度偏差較大。3)吊裝時(shí)，吊點(diǎn)不合理，導(dǎo)致屋架變形。

預(yù)防措施:

1)屋架制作時(shí)，根據(jù)跨度大小按比例進(jìn)行起拱，并用樣板進(jìn)行檢查，嚴(yán)格控制起拱尺寸。2)根據(jù)屋架的重量、跨度制定合理的吊裝方案。3)安裝前對(duì)柱子軸線、垂直度、跨度及鋼屋架的起拱度進(jìn)行復(fù)查，對(duì)超過(guò)允許偏差的要先調(diào)整方可吊裝。

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工缺陷進(jìn)行預(yù)防總的原則:鋼結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)重視各個(gè)環(huán)節(jié)工藝的重要性和設(shè)備的先進(jìn)性、安裝工序的合理性，并加強(qiáng)質(zhì)量的監(jiān)控工作。

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