建筑鋼結構的施工技術及質量控制措施

史利波

（山西建投集團裝飾有限公司， 山西 太原 030032）

鋼結構是現(xiàn)代建筑中最重要的基礎建設， 其在城市建設中的應用已經非常廣泛， 同時， 在現(xiàn)代工程實踐中， 鋼結構施工技術應用也非常多。 鋼結構作為一種新型的施工技術， 其具有良好的經濟、 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)在鋼結構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， 需要相關部門對此進行研究和分析。 因此，要想保證鋼結構在建筑工程中得到廣泛應用， 需要對建筑鋼構施工技術進行研究與分析， 結合相關領域的研究成果， 探討鋼結構在建筑工程中的應用要點， 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構的整體構成形式進行科學合理的設計， 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，對超高層鋼結構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構施工質量和效率， 實現(xiàn)項目工程建設單位的良好經濟效益和社會效益。

1 鋼結構建筑施工的關鍵流程

1） 鋼結構施工前， 必須進行必要的技術交底工作。 由于設計圖紙上的一些尺寸、 材料的規(guī)格等是以技術條件為依據(jù)的， 因此在施工前必須對施工圖紙進行校核， 使之符合設計要求。 同時， 施工中應注意材料的堆放整齊、 穩(wěn)固、 防止位移及震動。

2） 鋼結構施工中， 應嚴格按照鋼結構施工程序進行操作。 鋼結構施工程序一般包括： 放線定位→預埋管線→焊接基礎→制作屋架及圍護構件→吊裝屋架→校正屋架及圍護構件（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， 應注意鋼材表面的處理。 鋼結構加工制作前， 應檢查鋼材表面質量是否符合要求， 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量的控制， 同時對于焊接面應進行除銹處理， 以保證焊縫面能與鋼板很好地結合在一起， 焊材和焊件的質量要符合標準要求[1]。

4） 鋼結構安裝前要做好準備工作。 鋼結構安裝人員應熟悉掌握現(xiàn)場條件和施工程序、 方法及注意事項等； 焊接人員必須經過培訓并取得合格證方能上崗操作； 對于重要結構和關鍵構件還要有專門人員進行技術指導； 鋼結構連接部分要按規(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。 鋼結構安裝時， 安裝人員必須按照安裝要求在鋼構件上安裝焊縫質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） 鋼結構安裝完成后， 必須對鋼構件進行外觀檢查和檢驗， 包括對各構件的焊口情況、 焊件質量、表面涂層質量以及連接部位的變形等方面的觀察和檢查； 必要時還應對各構件之間的連接情況做無損探傷檢驗； 對于焊接部位的焊縫， 應按照規(guī)范要求進行化學清洗和射線探傷檢查（當發(fā)現(xiàn)焊縫內部存在未焊透等缺陷時） 并作酸洗或磷化處理。

2 建筑鋼結構施工技術要點分析

2.1 做好施工前的準備工作

在鋼結構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交底， 嚴格按照設計圖紙組織安裝， 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， 確保建筑工程質量符合相關要求。 鋼結構工程在建設中會涉及到許多的專業(yè)知識與技能以及各種相關專業(yè)技術要求等。 為了確保建筑工程的質量問題得到有效控制， 必須做好鋼結構的安裝工作， 確保工程質量合格、 安全穩(wěn)定運行以及使用功能符合預期效果等。

2.2 鋼柱安裝施工

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， 對柱上構件和預埋件進行檢查， 確保符合設計要求， 并采用相應的吊裝方法進行安裝， 對預埋螺栓等緊固件進行拆除與安裝， 采用機械吊裝法， 使預埋螺栓等緊固件與鋼結構構件連接牢固， 將鋼柱連接起來， 在鋼柱焊接完成后再焊接角鋼， 以保證鋼結構整體的穩(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。 鋼柱吊裝時在預埋件處應設置“U” 型鋼筋， 以防止由于重力作用鋼柱產生傾斜， 在吊運時， 要注意保護預埋件， 防止由于重力作用使預埋件產生扭曲變形。 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， 在鋼結構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， 造成結構安全隱患。 吊裝完成后采用焊接或螺栓連接的方法將預埋件與鋼構件連接。

鋼柱焊接時采用手工電弧焊、 埋弧焊或氣保護焊， 焊縫應飽滿， 無夾渣、 未熔透及氣孔， 不得有未熔合的焊絲， 焊接時應保持焊接環(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， 焊縫接頭應采用有效控制工藝參數(shù)的方法進行控制， 以確保焊接質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， 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]。

2.3 模板安裝施工

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， 導致吊點發(fā)生變化而產生意外事故。 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， 造成混凝土表面產生裂縫甚至掉塊。

鋼結構的模板安裝工作當中， 采用鋼模板對墻體進行安裝時， 應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。鋼結構的吊裝施工中， 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備作業(yè)等會對鋼材產生影響， 在使用鋼模板時應注意避免出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象， 當發(fā)生翹曲現(xiàn)象時應及時處理， 施工過程中應該重視對建筑垃圾、 廢渣和灰塵等進行清理工作， 保證施工環(huán)境干凈整潔。

2.4 螺栓連接

在鋼結構施工過程中， 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， 在實際應用過程中， 鋼結構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雜， 其需要對螺栓進行預埋處理[3]。 此外， 也可以采用雙頭螺栓連接方式來減少鋼結構中由于安裝施工造成的應力差， 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)鋼結構尺寸和構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規(guī)范進行操作，同時要對螺栓預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。

2.5 鋼結構焊接技術

建筑鋼結構的焊接技術主要包括， 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， 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， 容易產生氣孔、 夾渣和未熔合等缺陷； 2） 激光焊接技術： 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構； 3） 角焊縫施工技術的優(yōu)點是可以避免應力集中， 減少應力集中產生的變形， 防止應力腐蝕現(xiàn)象出現(xiàn)， 也可以避免出現(xiàn)“搭接” 現(xiàn)象。 在鋼結構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進行的焊接[4]。 在該空間內充滿了電弧， 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。

3 建筑鋼結構的施工質量控制措施

3.1 材料的質量控制

鋼結構工程在施工過程中會涉及到許多的材料，為了確保施工質量與安全， 需要對鋼結構材料進行嚴格的控制， 對于一些重要的工程項目， 還應該根據(jù)施工需要選擇材料。 為了避免出現(xiàn)材料質量問題，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構施工項目， 應該聘請專業(yè)機構進行質量鑒定工作。 在鋼結構安裝過程中， 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， 如果不進行相應處理將會影響鋼結構工程的整體質量與安全， 對于一些特殊鋼材應做好防銹工作[5]。

3.2 加工的精度控制

鋼結構加工精度的高低直接影響著結構施工質量， 為了確保施工單位的加工精度， 必須嚴格按照相關規(guī)定以及相關標準進行加工。 在安裝前必須先對工件進行除銹， 去除銹跡等。

同時需要對加工設備進行清潔調試， 保證設備正常運行， 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。 在對鋼結構進行加工時， 需要對加工過程中出現(xiàn)的偏差做出合理有效的處理， 確保施工質量符合設計要求與規(guī)范。 為了保證工藝方案和工序的合理性與科學性， 在進行鋼構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置專人來控制加工過程和檢驗結果。 當鋼構件存在彎曲或扭轉等復雜情況時， 應采取有效措施來解決這些問題， 從而確保鋼結構整體質量達到設計要求。

3.3 焊接質量控制

焊接質量對結構整體性能有重要影響， 是鋼結構的重中之重， 焊接時為了保證焊接效果在安裝前應做好準備工作。 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， 要做好焊接質量的檢測工作， 焊接前需對材料、 設備和構件進行外觀檢查， 對焊縫接頭等進行質量檢測， 對于大型鋼結構的焊接工作， 要制定專門的焊接質量檢驗標準來確定檢測結果， 對于復雜結構與構件要在不同環(huán)境下進行不同位置的試焊[6]。

3.4 鋼結構安裝施工質量控制

鋼結構安裝過程中需要嚴格控制鋼結構的變形，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， 要保證鋼結構的連接部位是穩(wěn)定可靠。 在實際施工中要嚴格按照設計圖紙來施工， 保證安裝過程中所使用的鋼材質量合格、 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]。 當鋼結構出現(xiàn)變形時應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。 在鋼結構安裝施工完成之后， 要鋼結構實施驗收工作， 施工完成后還需要做好試運轉工作，通過了試工作之后才能進行正式投入使用。

另外， 還要對鋼結構的安裝精度， 和鋼結構的整體穩(wěn)定性以及鋼結構與主體工程之間的連接情況等進行檢查與檢驗。

3.5 鋼構件的力學性能檢測和檢查工作

鋼結構工程安裝完成后， 要對其進行力學性能檢測， 在檢測工作當需要結合現(xiàn)場的實際情況來進行操作， 要選擇有相應資質的機構來進行檢測。 在鋼結構安裝前要確保其質量和安全性能都符合相關要求， 對鋼結構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， 應該在檢測之前先對現(xiàn)場施工人員進行培訓， 并在每一個構件上都粘貼上相應的標簽， 提高檢測工作效率和精確性。 如果鋼結構工程檢測工作出現(xiàn)質量問題， 必須做好記錄工作并且把有關情況向有關部門匯報， 如果是因為材料質量原因造成的問題， 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。

3.6 外觀質量檢測和檢查工作

檢查鋼結構構件外觀質量， 主要是通過檢查外觀的油漆、 鋼材表面狀況和焊接質量來完成， 對于一些表面比較粗糙或者有缺陷或者不均勻的構件，要進行仔細檢查和調整， 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， 鋼結構在安裝完成之后應該對鋼材表面的油漆、 鋼材表面狀態(tài)以及鋼結構整體造型進行檢查。為了避免工程質量出現(xiàn)問題， 需要根據(jù)圖紙要求對建筑工程進行施工組織設計， 并且要在施工過程中不斷地進行復查工作， 在工程施工過程中經常會出現(xiàn)一些問題， 如不均勻沉降、 應力集中等。 鋼結構在施工中有很多的質量問題， 是由于施工人員的不規(guī)范操作造成的， 因此在鋼結構施工前要做好相關檢測工作， 可以使用儀器或者工具來對構件是否存在不均勻沉降、 應力集中等情況進行檢測[9]。 鋼結構施工中還應該對質量檢測結果進行認真分析， 對于不合格的焊縫和接頭進行調整處理， 對于有缺陷的構件要及時予以更換。

3.7 提高施工人員專業(yè)素質

鋼結構施工企業(yè)應在項目經理部設立專職的鋼結構施工技術管理人員， 負責本項目的組織、 計劃和現(xiàn)場管理， 企業(yè)應對本項目施工技術人員進行必要的崗前培訓， 應定期進行崗位技能培訓， 加強安全教育， 不斷提高員工隊伍的綜合素質。 企業(yè)應采取有效措施， 提高現(xiàn)有鋼結構施工技術人員的技術水平和綜合素質， 對新進職工要進行崗前技術培訓和必要的業(yè)務培訓。 施工單位應為鋼結構工程施工組織設計， 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， 可通過設立各種獎勵基金來激勵人才培養(yǎng)。 鋼結構工程項目施工中， 項目經理應負責對其下屬職工進行必要的業(yè)務培訓， 使他們掌握生產過程中應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)技術工人操作技能培訓， 并在工程建設期間實行嚴格管理， 加強監(jiān)督檢查[10]。 對安全生產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導匯報。 對于在鋼結構工程中發(fā)生重大安全事故， 或嚴重經濟損失事件的單位主要負責人和責任人， 由項目經理向當?shù)匕踩a監(jiān)督管理部門進行書面報告并做出檢查結果報告。

4 結語

綜上， 在鋼結構建筑工程施工中， 對整個工程施工技術要求標準相對較高， 因此要求工程施工單位需要結合實際施工條件， 對鋼結構工程施工要點進行全面把控， 同時要做好鋼結構工程施工質量的監(jiān)督和管理， 避免產生嚴重的質量缺陷， 推動建筑鋼結構施工技術水平的提高。