關(guān)于土木工程施工中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的探討

李存榮

(山西潞安工程有限公司， 山西 長治 046204）

1 鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 穩(wěn)定環(huán)保

鋼結(jié)構(gòu)通過組裝可以成為立體式框架結(jié)構(gòu)， 整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性提升顯著。 鋼結(jié)構(gòu)施工的拼接速度更快、 精度更高， 對現(xiàn)場施工環(huán)境的要求相對較。 在鋼結(jié)構(gòu)施工完畢后可以進行快速拆除， 具有重復(fù)使用的特點， 能夠顯著提高鋼結(jié)構(gòu)施工的整體效果。 鋼結(jié)構(gòu)體系所有材料均為可再生材料， 即使鋼結(jié)構(gòu)廢棄后也能夠進行回收再利用， 符合國家的環(huán)保要求， 有效減少企業(yè)的成本費用， 可以減少資源的消耗。

1.2 經(jīng)濟性強

鋼結(jié)構(gòu)施工的初次采購成本投入較大， 但是后續(xù)無需增加額外的投入成本， 整個鋼結(jié)構(gòu)堅固耐用， 不容易變形， 具有非常長的使用壽命， 可以多次循環(huán)利用。 材料廢棄后具有非常高的殘值回收價值。 鋼結(jié)構(gòu)具有非常良好的經(jīng)濟效益， 可以減少企業(yè)的成本消耗。 在鋼結(jié)構(gòu)實際澆筑中， 其表面光滑細膩， 能滿足清水混凝土施工要求， 無需對墻面施工就可快速安裝。

2 土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工重點難點分析

2.1 深化設(shè)計

深化設(shè)計是復(fù)雜高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的重難點，主要表現(xiàn)在兩個方面： 1） 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)規(guī)模大，鋼結(jié)構(gòu)分布面廣， 交叉作業(yè)頻繁， 對鋼結(jié)構(gòu)與其他專業(yè)碰撞的處理難度大， 深化設(shè)計過程中與各專業(yè)的協(xié)調(diào)管理及確保鋼結(jié)構(gòu)與其他相關(guān)專業(yè)的交叉作業(yè)的順利實施， 是施工重難點之一； 2） 外框柱截面大， 連接節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜、 形式多樣， 對此類復(fù)雜構(gòu)件、 節(jié)點的深化設(shè)計同樣是深化設(shè)計重難點。 因此必須完善設(shè)計組織， 做好各專業(yè)間的信息溝通和技術(shù)交底， 完善圖紙審核制度和流程， 并通過三維實體模型提前進行模擬驗證。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點的制作加工

該項目鋼柱大多為圓管柱， 且柱上部牛腿較多，同一柱與梁的連接節(jié)點最多有六個牛腿， 這就要求嚴(yán)格控制鋼結(jié)構(gòu)的制作精度， 以便后續(xù)安裝焊接。 對此， 需要抓好兩個關(guān)鍵控制點： 1） 從源頭工序上進行嚴(yán)格把關(guān)， 下料時控制好尺寸， 特別是零件坡口尺寸， 組立時要控制好定位和坡口間隙的精度； 2） 采取合理的工藝措施， 控制組對精度， 并利用BIM進行三維模擬。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)吊裝

吊裝區(qū)域附近臨近其他超高層建筑， 如果施工場地狹小， 而且存在超長構(gòu)件， 最長構(gòu)件達到33.6m。這就給吊裝工作帶來很大的難度。 因此， 必須在施工前做好充足的裝備： 1） 吊裝前做好構(gòu)件的進場、 驗收與堆放順序安排； 2） 起重機械選型以及吊裝方案結(jié)合現(xiàn)場實際情況， 并采用BIM技術(shù)進行三維模擬吊裝， 避免出現(xiàn)卡桿現(xiàn)象以及吊車超負荷狀況； 3） 對超長構(gòu)件， 采取合理分段并經(jīng)設(shè)計單位審核； 4） 為保障吊裝的安全性和安裝的穩(wěn)定性， 局部大跨度簡支梁和懸挑梁在吊裝前需搭設(shè)臨時支撐， 待支撐及次梁安裝完畢， 結(jié)構(gòu)具有一定的強度、 整體性后方可拆除。

3 土木工程建設(shè)中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 鋼結(jié)構(gòu)全焊型連接技術(shù)的應(yīng)用

在土木工程建設(shè)中， 鋼結(jié)構(gòu)全焊型連接技術(shù)的應(yīng)用常見于工民建鋼結(jié)構(gòu)的施工中。 鋼結(jié)構(gòu)全焊型連接技術(shù)的應(yīng)用也需要以下主要幾方面。 第一， 在應(yīng)用該技術(shù)的時候， 不僅要明確標(biāo)示出節(jié)點板的厚度， 還要保證節(jié)點板設(shè)計的科學(xué)合理性。 如果節(jié)點板過強， 不僅會造成施工材料的不必要浪費， 還會出現(xiàn)節(jié)點區(qū)變形情況， 無法承受住地震的破壞力。 如果節(jié)點板過弱， 即便是其塑性再強， 也無法保證梁翼緣的正常塑性。 這樣就會因為節(jié)點耗能被制約、 節(jié)點域塑性轉(zhuǎn)動較大而使框架出現(xiàn)水平位移， 進而導(dǎo)致框架出現(xiàn)受力不均勻的現(xiàn)象。 第二， 在具體的施工過程中， 只有確保焊縫焊接完全， 才能夠保證焊接縫的施工質(zhì)量。 所以， 必須要加強梁上、 蓋板、 柱等對接焊縫的質(zhì)量控制， 避免影響梁柱剛性連接滯回性。 第三， 針對焊縫以及柱翼緣的連接面， 必須要進行除油初漆處理， 保證施工進度的順利推進。 第四， 如果構(gòu)件上存在下翼緣的焊接引弧板， 那么就要進行柱的焊接以及梁翼緣的焊接， 避免對接焊縫施工不到位而影響梁柱連接處的受力。

3.2 對高強度螺栓的安裝施工

高強度螺栓和地腳螺栓一樣是保證鋼結(jié)構(gòu)建筑穩(wěn)定性及安全性的關(guān)鍵部件。 施工人員在進行高強螺栓安裝施工的時候， 首先需要做好產(chǎn)品的質(zhì)量檢測， 確保高強螺栓的型號、 孔徑等各方面的指標(biāo)符合工程需要； 對殘次品、 損傷品等進行剔除。 其次， 要做好高強螺栓的接觸面管理。 比如螺栓與面板接觸的空隙大于3mm， 則需要在螺栓和面板之間添加墊片并進行噴砂處理， 以提高螺栓的緊固質(zhì)量， 避免出現(xiàn)接觸不緊實而產(chǎn)生晃動。 而對于間隙不足1mm的情況， 一般情況下不做處理。 高強螺栓在進行安裝使用過程中，也需要做到輕拿輕放， 保證螺栓的完好度， 避免磕碰以及散亂堆放。 在拆卸或者擰緊螺栓的作業(yè)中， 要做好螺栓和螺孔的對位， 保證螺栓的穿入順暢自如， 避免強硬穿入損傷螺栓。

3.3 預(yù)埋件安裝

預(yù)埋件安裝主要包括柱腳錨栓預(yù)埋測量校正與核心筒預(yù)埋件安裝兩個部分。 1） 柱腳錨栓預(yù)埋測量校正。 鋼結(jié)構(gòu)安裝施工的第一道工序就是柱腳錨栓的預(yù)埋安裝， 質(zhì)量控制的重點就是安裝的牢固程度和定位的精度。 通過計算得出安裝坐標(biāo)， 在土建鋼筋捆扎完成后， 借助全站儀測量放線軸線位置， 把定位環(huán)板與錨栓安裝好， 然后進行混凝土澆筑。 澆筑中要防止錨栓發(fā)生位移， 及時做好糾偏處理； 2） 核心筒預(yù)埋件安裝。 鋼筋混凝土核心筒鋼梁埋件主要為樓層鋼梁與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)連接的埋件。 為保證預(yù)埋件的安裝精度， 受剪連接板待埋件板安裝定位且混凝土澆筑后，再放線定位焊接。

4 鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量管理與控制工作的措施

4.1 做好施工設(shè)備管理工作

設(shè)備投資力度要不斷加大， 通過先進的設(shè)備為施工提供保證， 對于落后設(shè)備及時回收， 在保證耗能和效率的前提下盡量選擇節(jié)能設(shè)備。 設(shè)備內(nèi)部和外部的清潔以及保養(yǎng)工作要做好， 使機電設(shè)備運行環(huán)境得以保證。 機電設(shè)備換油加油以及日常保養(yǎng)必須高度重視， 油壓必須控制在正常范圍內(nèi)。 掌握所有設(shè)備的磨損情況， 并對實際運轉(zhuǎn)情況掌握。 如果設(shè)備運轉(zhuǎn)過程出現(xiàn)問題， 必須立刻停機， 存在故障的設(shè)備嚴(yán)禁投入工作， 避免發(fā)生問題。

4.2 合理調(diào)整施工進度計劃的措施

在實際施工過程中可能因為各種因素的影響導(dǎo)致施工無法按照甚至違背原計劃進行施工的情況發(fā)生。這就需要對導(dǎo)致這樣情況發(fā)生的原因進行深入探究，并通過相應(yīng)方案來挽救這種局面， 盡可能將施工重新走向正軌， 可以應(yīng)用的方案主要包括： 1） 利用階段審核方式保證施工有序開展， 并對符合要求的人員和部門采取相應(yīng)激勵措施； 2） 積極引入先進的施工技術(shù)和方法來提升施工水平； 3） 資源投入適當(dāng)加大力度， 規(guī)劃要科學(xué)合理， 作業(yè)次數(shù)不斷優(yōu)化； 4） 施工合同以及有關(guān)規(guī)范都是具有法律效力的， 要以此來要求施工人員嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行， 確保施工質(zhì)量符合有關(guān)規(guī)定， 保證各個部門效率的提升。

4.3 加強操作人員的技術(shù)培訓(xùn)

在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中， 由于操作人員自身受教育水平比較低， 對于施工的專業(yè)技術(shù)沒有全面掌握， 很容易引發(fā)安全事故。 對施工人員、 檢測人員資格和能力要進行全面認證， 查驗相關(guān)證書。 其次， 要加強對操作人員的技術(shù)培訓(xùn)， 嚴(yán)格按照相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系進行訓(xùn)練， 掌握相應(yīng)的焊工考試內(nèi)容， 并且通過考試才能夠進行施工操作。 在鋼結(jié)構(gòu)施工開展之前， 必須由專人進行恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)交流， 針對整個建筑結(jié)構(gòu)的圖紙說明書、 施工工序進行全面分析， 明確鋼結(jié)構(gòu)施工的整體設(shè)計要求， 同時要對設(shè)計意圖詳細說明， 幫助施工人員更好掌握鋼結(jié)構(gòu)施工的操作規(guī)范。 在對設(shè)計內(nèi)容完全審核之后， 需按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)選擇專業(yè)的生產(chǎn)廠家統(tǒng)一生產(chǎn)， 鋼結(jié)構(gòu)的預(yù)拼裝和預(yù)驗收都需要做到統(tǒng)一編號， 并且按照設(shè)計進行分類， 對鋼結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)版進行嚴(yán)格管理， 在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)完畢后， 需要及時運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。 在鋼結(jié)構(gòu)施工前需要加強對施工人員的技術(shù)培訓(xùn)， 讓施工人員充分掌握鋼結(jié)構(gòu)安裝的具體技法， 提高施工熟練效果， 確保整個鋼結(jié)構(gòu)安裝施工質(zhì)量更高， 確保施工中鋼結(jié)構(gòu)安裝能夠穩(wěn)定運行。

4.4 建立健全管理制度

任何行業(yè)都離不開科學(xué)有效的管理制度， 因此管理部門的作用必須得到高度重視， 首先要做到管理部門功能完善且保證功能能夠發(fā)揮出來， 其次是管理要結(jié)合具體情況落實， 做到科學(xué)有效的管理， 施工進度得到保障。 針對鋼結(jié)構(gòu)施工管理方面， 我國相關(guān)制度和規(guī)范還不夠健全， 需要引入國外成熟先進的管理方法， 結(jié)合我國施工實際情況， 由經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員深入討論共同制定鋼結(jié)構(gòu)施工管理制度體系。

5 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代建筑以及工程項目施工的重要組成部分， 其優(yōu)勢顯而易見， 但其缺點也同樣明顯。 我們在進行鋼結(jié)構(gòu)建筑施工的時候， 不僅要考慮鋼結(jié)構(gòu)建筑本身的設(shè)計的合理性， 同時也要注意到材料質(zhì)量、 隔熱性能、 螺栓使用、 結(jié)構(gòu)探傷等細節(jié)內(nèi)容， 并嚴(yán)格做好細節(jié)環(huán)節(jié)的把控， 從而保證鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。施工人員需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進行操作， 在相關(guān)材料、設(shè)備、 工藝、 程序等各方面嚴(yán)格把關(guān)、 合理應(yīng)對， 如此才能真正發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢， 保障國民生產(chǎn)生活的正常進行， 并為國家經(jīng)濟發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻。