鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn)探析

孔令熙，李書恒，寇安

（中國建筑第二工程局有限公司，沈陽 110000）

1 引言

鋼結(jié)構(gòu)廠房由于跨度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、自重輕等優(yōu)勢在我國廣泛應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)廠房符合節(jié)能發(fā)展理念，且施工速度較快。但如果安裝參數(shù)不合理，可能會導(dǎo)致其存在安全隱患。國外學(xué)者對鋼結(jié)構(gòu)廠房的施工研究更加完善，歐洲已經(jīng)將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用到單體建筑和多層公寓的建設(shè)之中，美國則走精品發(fā)展路線，采用機(jī)械化的方式進(jìn)行施工。比較國外內(nèi)學(xué)者的研究內(nèi)容，本文則結(jié)合具體的施工案例，將研究重點(diǎn)放到工藝施工流程上，對鋼結(jié)構(gòu)吊裝、安裝技術(shù)參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，從質(zhì)量控制角度對其進(jìn)行創(chuàng)新研究。

2 案例分析

鋼結(jié)構(gòu)廠房工業(yè)項(xiàng)目位于漳平市工業(yè)園，建筑總面積達(dá)到9.32×104m2，單棟工業(yè)廠房面積為1.2×104m2，采用70 m×160 m的布局方式。廠房施工所應(yīng)用的鋼結(jié)構(gòu)包括架梁、鋼柱等，鋼材結(jié)構(gòu)固定采用螺栓和焊接同時固定的方式。

3 鋼結(jié)構(gòu)廠房施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 施工技術(shù)流程

鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房施工按照工藝流程，應(yīng)預(yù)先進(jìn)行測量，對廠房需要使用的鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、規(guī)格、參數(shù)等進(jìn)行明確，隨后在基礎(chǔ)混凝土內(nèi)進(jìn)行螺栓預(yù)埋件的施工。預(yù)埋件埋設(shè)完成后進(jìn)行鋼梁、鋼架、屋面板的吊裝和焊接，并對型鋼進(jìn)行調(diào)整，然后對鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行涂裝處理，最后進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收[1]。具體技術(shù)工藝流程如圖1所示。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)廠房施工工藝流程圖

3.2 放線測量

按照鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)圖進(jìn)行施工，以及鋼結(jié)構(gòu)位置、規(guī)格、參數(shù)的核準(zhǔn)。軸線核對使用經(jīng)緯儀，標(biāo)高使用水準(zhǔn)儀，在固定物上使用墨線標(biāo)記位置，做好記錄工作。進(jìn)行大樣測量后，對鋼結(jié)構(gòu)廠房進(jìn)行小樣測量，以基礎(chǔ)混凝土為基礎(chǔ)，對邊線、縱軸、橫軸進(jìn)行劃線，確定各結(jié)構(gòu)的連接面。對鋼柱進(jìn)行定位，控制鋼柱底部與預(yù)埋螺栓的距離，減少與混凝土的基礎(chǔ)面，確定鋼結(jié)構(gòu)各項(xiàng)參數(shù)后，進(jìn)行基礎(chǔ)混凝土的施工。

3.3 預(yù)埋螺栓

基礎(chǔ)混凝土澆筑和振搗之前，應(yīng)對螺栓的位置、參數(shù)等進(jìn)行明確，然后對其進(jìn)行固定。澆筑前使用塑料薄膜保護(hù)好預(yù)埋螺栓的絲口，避免澆筑時混凝土污染預(yù)埋螺栓?；A(chǔ)混凝土澆筑過程中派遣專門人員進(jìn)行觀察，避免澆筑、振搗過程中螺栓位置發(fā)生改變。澆筑完成后對預(yù)埋螺栓桿進(jìn)行清理。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)加工

按照設(shè)計(jì)方案中鋼結(jié)構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行鋼材加工，按照基準(zhǔn)線位置進(jìn)行樣板制作，預(yù)留一定空間進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的焊接。如鋼材出現(xiàn)彎曲、變形等問題，應(yīng)對其進(jìn)行矯正，樣板的加工應(yīng)合理控制誤差，具體允許偏差見表1。

表1 鋼材樣板加工與放樣測量結(jié)果允許偏差表

鋼板的下料采用切割機(jī)設(shè)備，切割前要清除鋼材表面的銹蝕物。然后進(jìn)行切割，切割過程應(yīng)連續(xù)，保持切割面的平整性，切割完成后清除鋼材切割產(chǎn)生的殘?jiān)?，然后對鋼材的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，保障其沒有裂紋，再進(jìn)行組立施工。鋼材結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)和質(zhì)量檢驗(yàn)使用鋼尺設(shè)備，其切割偏差控制見表2。

表2 鋼材切割允許偏差值mm

3.5 鋼結(jié)構(gòu)安裝與焊接

3.5.1 鋼結(jié)構(gòu)安裝

鋼材的組立、成型在對誤差以及形變進(jìn)行控制的基礎(chǔ)上，按照放樣測量的位置進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的吊裝。吊裝應(yīng)保障鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)合的緊密性，控制其誤差在合理范圍內(nèi)。吊裝過程采用分件吊裝的方式，首先，進(jìn)行鋼柱的吊裝，固定后進(jìn)行鋼梁、屋面板、墻板的吊裝[2]。

鋼柱的吊裝應(yīng)科學(xué)控制其吊點(diǎn)位置，并在吊裝期間進(jìn)行防護(hù)?？刂其撝_與螺栓之間的距離約為35 cm時，扶正梁柱，并確保孔位與螺栓相對應(yīng)。然后對鋼柱進(jìn)行初步調(diào)整，避免脫鉤。鋼梁的吊裝則在鋼柱吊裝完成后，采用對稱吊裝方法，距離柱基約10 cm放緩吊裝速度，將其吊裝到特定位置后，對其進(jìn)行矯正、固定，并對位置進(jìn)行調(diào)整，控制誤差。墻面和屋面的安裝采用一鉤多吊的方法，成片進(jìn)行吊裝，控制好檀條的平直度，并控制好鋼材的間距，進(jìn)行平直度檢查后，使用螺栓進(jìn)行固定。

鋼結(jié)構(gòu)安裝應(yīng)保持鋼材與螺栓口對接良好，并對鋼梁、鋼柱的位置、垂直度等進(jìn)行矯正。螺栓與型鋼的安裝使用大六角頭的高強(qiáng)度螺栓，使用墊圈傳遞外力。螺栓與鋼材連接后，應(yīng)對其接觸面進(jìn)行處理，觀察是否存在間隙。如果間隙在1 mm以內(nèi)，可以不對其進(jìn)行處理，如果間隙在1～3 mm，則需要對鋼板進(jìn)行磨面處理，如果間隙大于3 mm，則應(yīng)使用材料與鋼板相同的墊板進(jìn)行施工。

3.5.2 鋼結(jié)構(gòu)焊接

鋼材的焊接采用全自動埋弧機(jī)，根據(jù)焊縫的厚度合理控制焊接過程中電流、電壓等參數(shù)，并控制焊接速度，具體埋弧焊接工藝參數(shù)要求見表3。

表3 埋弧焊接工藝參數(shù)表

鋼柱、鋼梁采用埋弧焊接的方式進(jìn)行施工，鋼梁則使用手工焊接的方式進(jìn)行施工。焊接之前，應(yīng)對焊縫周邊2.5 cm范圍進(jìn)行清理，避免焊接過程出現(xiàn)氣孔。焊接應(yīng)用的引弧板應(yīng)與鋼材材質(zhì)相同，完成焊接后型鋼焊接的偏差值進(jìn)行檢驗(yàn)。按照鋼結(jié)構(gòu)焊接施工的要求，其允許偏差見表4。

表4 型鋼焊接允許偏差表mm

3.6 鋼結(jié)構(gòu)涂刷

為提高鋼結(jié)構(gòu)的環(huán)境適應(yīng)性，采用涂刷油漆的方式進(jìn)行施工。按照工藝流程需要預(yù)先處理好鋼結(jié)構(gòu)的基層，然后進(jìn)行防銹漆、膩?zhàn)?、底漆、面漆的涂刷?；鶎犹幚碇饕Ｕ箱摻Y(jié)構(gòu)表面不存在污染物，并將鋼材表面的銹蝕物處理干凈，可使用砂輪機(jī)、風(fēng)磨機(jī)等設(shè)備進(jìn)行除銹?；鶎犹幚硗瓿珊?，在表面位置涂抹相應(yīng)的防銹漆，其間需要保持鋼結(jié)構(gòu)表面的干燥程度，并保障除銹漆涂刷均勻。存在花樣的板材可以采用人工棉紗涂刷的方式，縫隙接合位置應(yīng)在吊裝拼接之前進(jìn)行涂刷。膩?zhàn)油克⒅饕槍︿摬谋砻嫖恢玫娜毕萏帲捎眉雍衲佔(zhàn)舆M(jìn)行涂刷，可適當(dāng)在涂刷料中添加紅丹粉，保障膩?zhàn)拥母捎渤潭?。底漆涂刷則使用磷化底漆，使用的磷化液由丁醇、乙醇、氧化鋅組成，磷化液與底漆之間的比例控制在1∶4，涂刷厚度應(yīng)控制良好，完成后約2 h可進(jìn)行面漆的涂刷（視底漆干燥程度），24 h后可以使用清水進(jìn)行清理。面漆的涂刷應(yīng)均勻、合理，保持表面的光亮程度，且避免出現(xiàn)漏刷的情況，涂刷順序應(yīng)自上至下進(jìn)行[3]。

3.7 質(zhì)量驗(yàn)收

鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)按照GB 50205—2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》文件中的內(nèi)容，按照施工設(shè)計(jì)圖和設(shè)計(jì)方案，切實(shí)保障鋼材、涂料等質(zhì)量更符合要求。并做好鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的驗(yàn)收記錄。質(zhì)量驗(yàn)收重點(diǎn)檢查鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)格參數(shù)是否存在問題，并檢查構(gòu)件的數(shù)量、種類是否合理。

4 鋼結(jié)構(gòu)廠房施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

根據(jù)施工技術(shù)、施工流程對鋼結(jié)構(gòu)廠房施工質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行分析，影響鋼結(jié)構(gòu)廠房施工質(zhì)量的主要因素在吊裝過程和測量過程，誤差過大會嚴(yán)重影響鋼結(jié)構(gòu)廠房的施工質(zhì)量，施工過程不合理會增加安全隱患。

4.1 合理控制鋼結(jié)構(gòu)施工偏差

鋼結(jié)構(gòu)施工偏差控制要點(diǎn)應(yīng)分為4個部分，第一個部分是放樣測量時的鋼材規(guī)格參數(shù)，應(yīng)科學(xué)控制該過程中鋼材長度、高度的誤差值；第二個部分是鋼材加工過程中的誤差值控制，由于樣板加工受放樣測量結(jié)果影響，應(yīng)反復(fù)核對設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)圖紙，并對參數(shù)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)；第三個部分是型鋼吊裝過程中的誤差值控制，吊裝過程應(yīng)保障與螺栓之間緊密結(jié)合，使用高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行施工，應(yīng)合理設(shè)置安裝孔位，確?？孜粩?shù)量，控制螺栓連接的間隙，間隙過大應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理；第四個部分是對型鋼焊接的參數(shù)控制，嚴(yán)格按照焊接技術(shù)參數(shù)，避免焊接誤差，保障焊接質(zhì)量良好。

4.2 重視鋼結(jié)構(gòu)施工過程管理

鋼結(jié)構(gòu)廠房施工的重點(diǎn)在于對鋼結(jié)構(gòu)主體的吊裝，施工過程中應(yīng)明確型鋼的吊點(diǎn)和吊裝順序，并在每項(xiàng)施工工作開展之前對材料、參數(shù)等進(jìn)行檢驗(yàn)，完成后對結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。例如，在鋼柱的吊裝過程中，使用50 t起吊裝置進(jìn)行吊裝，應(yīng)緩慢移動，達(dá)到吊裝位置后，應(yīng)采用扶正的方式對型鋼進(jìn)行矯正。安裝過程中，需要使用絞力性較好的鋼絲進(jìn)行捆綁，避免鋼材在吊裝過程中出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、傾斜等問題，切實(shí)保障吊裝過程的穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)廠房的施工過程管理應(yīng)切實(shí)保障施工的安全性與穩(wěn)定性，及時識別并剔除影響鋼結(jié)構(gòu)廠房施工質(zhì)量的各項(xiàng)參數(shù)，并嚴(yán)格遵循技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工程序，按照主梁、次梁，由內(nèi)至外、由下至上的吊裝順序，保障工藝流程的科學(xué)性，實(shí)現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)廠房施工的質(zhì)量控制。

5 結(jié)語

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)廠房施工流程包括放線測量、基礎(chǔ)施工、鋼結(jié)構(gòu)吊裝、墻面板安裝、鋼結(jié)構(gòu)涂裝等環(huán)節(jié)。為切實(shí)保障工程項(xiàng)目建設(shè)過程中各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)滿足質(zhì)量要求，符合設(shè)計(jì)方案，要從材料、施工過程、施工結(jié)果等角度出發(fā)，對質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。最終結(jié)果表明，嚴(yán)格按照技術(shù)參數(shù)、技術(shù)規(guī)范進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的施工、吊裝、可以有效保障鋼結(jié)構(gòu)廠房的穩(wěn)定性、安全性，廠房壽命可以達(dá)到60年以上。因此，施工隊(duì)伍需要嚴(yán)格把控施工環(huán)節(jié)、施工流程，對鋼材原料進(jìn)行檢驗(yàn)，按照鋼結(jié)構(gòu)廠房施工工序執(zhí)行，滿足相關(guān)規(guī)范的要求。