鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制措施及工程應(yīng)用

（中鐵十六局集團有限公司，北京 100018）

1 鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量問題的特點

我國鋼材年產(chǎn)量超1億t，建筑類鋼結(jié)構(gòu)用鋼量僅占22%?？梢姡诮ㄖ袠I(yè)中鋼結(jié)構(gòu)有相當(dāng)廣闊的發(fā)展空間。

近年來，我國鋼結(jié)構(gòu)建筑在建設(shè)工程中被廣泛應(yīng)用，但一些資質(zhì)較差的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)在生產(chǎn)安裝時不能嚴格按照國家規(guī)范操作。同時，施工人員對鋼結(jié)構(gòu)的制作、施工技術(shù)不熟悉，給工程施工帶來安全質(zhì)量隱患，工程事故頻發(fā)。

鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量問題具有復(fù)雜性與可變性，由于其在制造、運輸、安裝、焊接等過程中對質(zhì)量的影響因素眾多，因此增加了分析和處理質(zhì)量問題的難度。

鋼結(jié)構(gòu)工程在施工中若出現(xiàn)質(zhì)量問題需返工，因為鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題隨外界如溫度、沉降、應(yīng)力的變化而不斷發(fā)展，最終引起建筑結(jié)構(gòu)的變形。

2 鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量問題分析

鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量問題主要有變形、倒塌、強度不足、構(gòu)件位移等，究其主要原因大致有施工工序、地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)及設(shè)計計算處理等有誤。建設(shè)施工工序是施工過程與規(guī)律的反映，不按工序施工，使工程留下各種隱患，造成嚴重損失，其主要表現(xiàn)為未搞清地質(zhì)狀況就急于開工、隨意修改設(shè)計等。

因未適當(dāng)進行地質(zhì)勘察，導(dǎo)致采用錯誤的基礎(chǔ)設(shè)計方案，造成上部結(jié)構(gòu)傾斜倒塌。設(shè)計是工程項目施工的首步，應(yīng)為工程提供對圖紙資料的具體要求，工程質(zhì)量是否滿足使用要求取決于設(shè)計過程。如設(shè)計考慮不周、內(nèi)力計算不正確會導(dǎo)致后期的施工質(zhì)量問題。

外界環(huán)境對工程質(zhì)量的影響主要包括鋼材、焊劑等連接材料、機具方面。母材出現(xiàn)夾層、高強度螺栓連接失效、機具不良等導(dǎo)致構(gòu)件強度不足，機具誤工造成構(gòu)件斷裂。

在鋼結(jié)構(gòu)工程項目中，制作安裝環(huán)節(jié)很容易因質(zhì)量管理不善而出現(xiàn)各種問題，主要表現(xiàn)為盲目施工、不按圖紙要求施工、不按有關(guān)施工驗收規(guī)范施工，如焊縫不按規(guī)定進行無損檢測、未進行摩擦面處理等為工程帶來隱患。

鋼結(jié)構(gòu)工程受氣候影響較大，如鋼材露天存放造成母材銹蝕過度，涂裝與氣候的影響關(guān)系很大，施工中若不注意氣候環(huán)境的影響會產(chǎn)生質(zhì)量問題。

3 鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制措施

3.1 三階段質(zhì)量控制理論

安全性、適應(yīng)性、可靠性和性能，是產(chǎn)品質(zhì)量的4個特性。鋼結(jié)構(gòu)工程實體是綜合加工產(chǎn)品，應(yīng)滿足人們要求具備的質(zhì)量特性的程度。鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量特性具有特殊性。

鋼結(jié)構(gòu)三階段質(zhì)量控制是指制作、安裝等施工工序中質(zhì)量要處于一種受控狀態(tài)，表現(xiàn)為對各工序進行計劃與處理，三階段質(zhì)量控制重點是加強每個工序的質(zhì)量控制。

所謂的鋼結(jié)構(gòu)工程實行三階段質(zhì)量控制，即進行全過程控制，以保證鋼結(jié)構(gòu)工程的整體建設(shè)質(zhì)量。唐山市曹妃甸綜合保稅區(qū)倉儲項目是拱形倒三角桁架結(jié)構(gòu)，主桁架跨度達54m，一端牛腿高度為30m，次桁架跨度為9m。建筑面積2 430m2。為保證工程管理體系順利實施，采用三階段質(zhì)量控制理論進行管理。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事前控制

項目經(jīng)理負責(zé)協(xié)調(diào)項目與監(jiān)理間的關(guān)系，工程技術(shù)部負責(zé)項目施工的技術(shù)工作，質(zhì)量安全部負責(zé)編制項目質(zhì)量保證及施工質(zhì)量交底。同時，設(shè)置1個綜合管理部門，主要負責(zé)日常管理工作。

工程開工前，施工單位應(yīng)先根據(jù)實際情況制定出施工人員安排表和施工機械使用計劃，合理安排不同人員的工作。企業(yè)預(yù)先制定質(zhì)量安全目標(biāo)，事先與各單位協(xié)商確定。此外，科學(xué)編制三級質(zhì)量控制計劃，包括分項分部工程、檢驗批質(zhì)量控制計劃。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量控制

增強施工質(zhì)量控制意識是施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在質(zhì)量控制活動過程中，應(yīng)運用完善的監(jiān)督機制來發(fā)揮操作者的自我控制能力。鋼結(jié)構(gòu)工程中，絕大部分工作屬于焊接與安裝施工，因此，最重要的就是要做好焊接與安裝施工質(zhì)量的管理。

焊接質(zhì)量最終好壞，與焊工的專業(yè)技能和職業(yè)責(zé)任心息息相關(guān)。一些施工人員對焊接工作不重視，為工程埋下了隱患。鋼結(jié)構(gòu)工程施工中明確焊接為關(guān)鍵工序，開工前與有關(guān)單位進行技術(shù)交底，將準備工作、焊接檢驗、資料整理等工作程序落實到具體的負責(zé)人員。召集焊接工進行細致的思想動員活動，可提高焊工的技能和全體員工的責(zé)任心。

安裝施工的主要工作內(nèi)容是螺栓連接施工，在此過程中，不僅要做好施工前的各項準備工作，而且要確保職工擁有嚴格的質(zhì)量控制意識。可調(diào)柱腳螺栓結(jié)構(gòu)便于施工（見圖1），但施工人員缺乏足夠的責(zé)任心，施工單位缺乏完善的質(zhì)量控制程序，無法保證結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。只有在事前控制中充分調(diào)動施工人員的質(zhì)量意識，施工中嚴格執(zhí)行質(zhì)量控制程序才能保證施工質(zhì)量。

圖1 可調(diào)柱腳螺栓

所用螺栓由專門廠家生產(chǎn)，螺栓連接施工的三階段質(zhì)量控制有其獨特的內(nèi)容，施工中往往將工地用剩的螺栓用到新工地，螺栓使用前應(yīng)分別送檢，但實際上只送檢新的，不同廠家的大小角頭的高強度螺栓扭矩系數(shù)不同，采用新批扭矩系數(shù)施擰舊批螺栓會造成超擰的后果。在安裝施工前，施工單位質(zhì)控人員應(yīng)做好高強度螺栓分開管理工作。此外，對于有油污的高強度螺栓應(yīng)使用煤油清洗。

預(yù)埋柱腳螺栓位置必須精確，通常先將柱腳螺栓用多道鋼箍焊成固定骨架，套緊柱腳螺栓的外露部位。周邊混凝土澆注振搗完畢后，檢查柱腳螺栓的軸線。在混凝土還沒固化前，可通過調(diào)節(jié)柱腳螺栓的方式來承擔(dān)施工荷載，并需強調(diào)設(shè)計對柱腳螺栓的受力驗算。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事后控制

鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事后控制，指的是要加強對構(gòu)件銹蝕等項目指標(biāo)的檢測，主要就焊縫抗拉試驗與外觀質(zhì)量的檢測。為了明確焊縫強度是否達標(biāo)，可通過焊縫抗拉試驗的方式。試驗構(gòu)件與鋼構(gòu)件應(yīng)采用相同的焊接工藝。

試塊鋼板厚度必須根據(jù)有代表性的板材厚度來確定，試塊的寬度為20～35mm。同時，試塊表面應(yīng)保證平整，要控制拉力試驗機誤差在1%以內(nèi)。軸線應(yīng)與試驗機夾具中心嚴格對中，首先應(yīng)加入10%的焊縫設(shè)計強度值，然后平穩(wěn)持續(xù)地加大荷載，直到試塊焊縫處斷裂。

由于板件對接誤差經(jīng)常出現(xiàn)焊縫對接部位不平現(xiàn)象。因此，采用焊接檢測尺對焊縫進行測量的過程中，在選定測量部位后，測點應(yīng)在板件對接時較低一方的鋼板表面比較好，擺放位置應(yīng)在焊縫邊緣附近。同時，焊接檢測尺直角端面對鋼板表面需呈垂直擺放狀態(tài)。測塊板讀數(shù)反映焊縫錯邊的偏差值。

焊縫外觀缺陷檢測主要檢測的是表面缺陷的幾何形狀，并且能利用目測來測定焊縫是否存在表面缺陷。用放大鏡觀察一些不明顯的缺陷，可有效提高外觀缺陷檢出率。

采用液體滲透探傷方法檢測時，需采用焊縫檢測尺測出必要的數(shù)據(jù)。例如，對大型鋼結(jié)構(gòu)工程制作焊接吊車梁，應(yīng)根據(jù)施工質(zhì)量驗收的規(guī)范來檢測焊縫外觀質(zhì)量。使用焊接縫檢測尺、鋼尺等工具檢測上翼緣與腹板連接的T形接頭，采用液體滲透探傷法進行檢測。需注意的是，由于液體滲透探傷法對焊縫表面裂紋等具有相當(dāng)高的靈敏度，在放大鏡下可清晰地觀察到焊縫表面裂紋。采用此檢測方法，檢測出的數(shù)據(jù)真實可靠。

超聲波檢測是比較常規(guī)的無損檢測方法之一，無損檢測技術(shù)在大型廠房、多層建筑等有廣泛應(yīng)用。為保障工程質(zhì)量，可通過無損檢測技術(shù)對焊縫進行檢測。其中，鋼結(jié)構(gòu)焊縫無損檢測技術(shù)主要有3種，分別是超聲波探傷、射線探傷及磁粉探傷。超聲波探傷采用高頻超聲波穿過焊縫，然后通過反射波來判斷缺陷性質(zhì)。所謂射線探傷技術(shù)，即通過X射線來透照焊縫，焊縫內(nèi)缺陷對X射線進行反射，最終在底片留下影像。

為了保證工程鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝的焊縫質(zhì)量，在安裝焊縫前，務(wù)必要先對焊工進行系統(tǒng)化和專業(yè)化的培訓(xùn)，按照不同的焊法制作相應(yīng)的焊縫試板，經(jīng)射線探傷后才能進行其他各項試驗。與此同時，焊工培訓(xùn)應(yīng)與超聲波探傷工作進行配合。此外，要想保證建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，可通過制定質(zhì)量返修通知書，在通知書上標(biāo)明具體的缺陷位置，從而確保和提高返修部位的焊接質(zhì)量。

4 結(jié)語

目前鋼結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用日益廣泛。鋼結(jié)構(gòu)工程只有保證施工各環(huán)節(jié)的質(zhì)量，才能建設(shè)高質(zhì)量的鋼結(jié)構(gòu)工程。本文圍繞三階段質(zhì)量控制理論，對鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量控制進行了詳細探討，以期為今后的相關(guān)工程施工提供參考。