淺析監理對鋼結構施工的質量控制

于長江

1 工程概況

該工程位于遼寧省大石橋市鐵路貨場院內、貨六線東側,建筑平面布局呈一字形,長505 m,寬25 m。工程于 2008年 6月1日開工,2008年8月1日竣工,建筑面積7 848 m2,雨棚水平投影面積12 625 m2,結構形式為下部鋼筋混凝土獨立基礎,上部為一層輕型門式鋼架,H形鋼梁、柱,屋面為U形檁條鋪設壓型彩鋼,柱兩側縱向設桁架支撐,鋼柱間橫向最大跨度19.05 m,兩側分別懸挑4.375 m和1.825 m,縱向柱間距為9.0 m,檐口高度 5.22 m,屋脊高度為7.295 m,屋面坡度1/10,建筑抗震設防類別為丙類,設防烈度7度。工程所有主次構件、支撐、系桿、檁條均為 Q235A型鋼、E43型焊條、FH-550-NQ-3型焊絲。鋼結構主要用量為主鋼構310 t,次鋼構102 t。主鋼構技術截面均為變截面H形。大部分梁柱腹板厚度采用8 mm,局部采用12 mm厚腹板,梁腹板與翼緣板間的角焊縫采用埋弧自動焊,并為雙面焊縫,整體結構均為輕鋼構件。鋼結構設計制作符合《門式輕型房屋鋼結構技術規程》,結構安裝是在鋼筋混凝土獨立基礎達到結構安裝強度后進行的,本工程是按獨立基礎強度達到70%后開始安裝的。

2 監理的準備工作

1)認真審查熟悉圖紙,全面掌握施工規范,了解施工各項技術要求和控制指標。組織設計人員、施工人員進行圖紙會審,解答疑問;認真審查鋼結構施工組織設計(施工方案)。2)對施工單位報送總承包資質、進場管理人員技術資質、特殊工種上崗人員資格有關明細及其附件一一進行認真審查,杜絕超范圍承包和無證上崗作業。3)對進場焊接設備、加工條件的檢查驗收。對照進場設備報驗清單進行設備檢查核對,檢查設備種類、數量、狀態、參數等能否滿足施工要求;對現場加工胎架等條件進行檢查驗收。

3 監理對鋼結構原材料的要求

鋼結構工程所使用的材料,必須具有質量證明文件或出廠合格證,要求寫明鋼材的爐號、鋼號、化學成分和機械性能等,并按照國家有關標準進行材料檢驗。材料進場應按照不同生產廠家、批號、型號和不同的品種分別送檢復驗。鋼材的表面不得有結疤、裂紋、折疊、分層等缺陷。表面的銹蝕、麻點、劃痕深度不得大于該鋼材厚度負偏差值的1/2;其次還要對焊料、高強螺栓質量證明文件進行檢查,并按要求進行現場見證取樣送檢試驗。

4 鋼結構加工制作階段的質量控制

1)放樣和號料。正式加工前,首先組織現場工程師、工人技師對一榀梁柱進行1∶1放大樣,施工單位自檢并報監理復檢確認無誤后開始號料,制作樣板件,號料原則應先大后小,依次進行。

2)下料和變形矯正。鋼材在切割過程中因為高溫而產生變形,因此組裝前必須進行矯正;要求矯正后的鋼材在1 m范圍內的局部撓曲矢高,其偏差不得大于驗收標準的允許值,監理要對施工單位自檢結果進行復檢確認;如采用火焰矯正,溫度不應超過900℃,且應緩慢冷卻。經過切割的鋼板在平整度矯正后,其個別邊緣部分多為不平整,因此需要刨銑加工以達到規定的要求。

3)鋼結構切割下料及矯正打磨合格后,即可按照圖紙組裝成構件。在組裝工作中,監理要重點檢查控制組裝后鋼構件的外形幾何尺寸、平整度以及焊接的間隙、接頭的高差、焊縫的質量等等。在鋼柱、屋面梁加工焊接過程中,個別地方出現焊接變形,針對這一問題我們專門召集工程技術人員、技師分析會,分析原因并采取措施。

4)焊接質量直接關系到整個鋼結構的堅固、穩定和使用強度,因此必須嚴格控制焊接的質量。對焊縫本身質量和焊件質量進行檢查測試;本工程焊縫等級為二級,二級焊縫不得有氣孔、夾渣、弧坑裂紋、未滿焊等缺陷,檢查分為內在檢查和外觀檢查。外觀檢查主要檢查焊縫厚度是否滿足要求,是否有咬邊、氣孔、針眼等缺陷;對于細小缺陷可以進行補焊,但同部位處理次數不能超過兩次。對于不合格的焊縫不得盲目擅自處理,要定出修改工藝方案后再行處理。內在檢查我們使用超聲波法,超聲波無損檢測要根據檢驗批進度定出檢測計劃,分批進行,我們確定10榀梁柱為一檢驗批,進行現場實地檢測。

5)焊件成品幾何尺寸驗收、涂刷。這是一個由焊接工序到涂刷工序的轉換,在轉換前要對焊接成品進行嚴格的轉序檢查,包括幾何尺寸、變形、焊縫質量是否滿足驗收標準要求,超聲波檢測合格后即完成了單元構件焊接加工,將構件運送到涂裝車間進行涂裝;防銹涂裝要控制溫度在10℃～30℃,相對濕度80%條件下進行,雨霧天氣我們停止了施工。在安裝焊縫處預留30 mm～50 mm寬的范圍不予涂刷,待安裝施焊后再進行二次涂刷,以免影響焊接質量,此區域用膠紙帶遮蓋起來以免上漆。由于控制措施得力和施工單位的積極配合,單元構件制作合格率達到了100%。

5 底腳螺栓預埋

底腳螺栓預埋是安裝前一項十分關鍵的工序,只有預埋位置準確,才能保證順利實現安裝。這時監理工程師要在澆筑混凝土前進行一次全面驗收,合格后對螺栓露出部分進行保護(我們是用塑料紙包嚴),防止水泥對其污染,給安裝帶來不便。在基礎澆筑混凝土過程中派專人檢查觀測,特別是混凝土初凝前監理與施工單位進行一次復測,確保螺栓位置精確度偏差控制在1.5 mm以內。

6 鋼結構安裝過程中質量控制

1)本工程高強螺栓采用上海高強螺栓廠生產的10.9s承壓高強螺栓,高強螺栓在使用前除了必須有出廠合格證和抗滑移實驗報告外,還應檢查其外觀質量。通常高強螺栓外表面都有發黑并經處理過。在高強螺栓螺母進場時我們按上述要求檢查,發現個別的大六角面及螺栓邊有不規則的微裂紋,針對這種現象我們對進場螺母進行抽樣檢查,抽取兩組,進行高強螺栓螺母保證荷載試驗,結果均符合要求,同意使用該批螺栓。2)內業質量控制資料方面主要具備：a.鋼材材質的復試報告單;b.鋼材材質合格證明文件;c.焊縫無損檢測報告;d.焊縫工藝評定報告;e.主要構件驗收記錄;f.高強螺栓摩擦面抗滑移系數試驗報告;g.高強螺栓螺母保證荷載試驗報告;h.預拼裝記錄;i.涂層檢測報告,資料齊全,同意進入安裝階段。3)鋼柱安裝時要重點控制其底板的水平度、垂直度和柱頂標高。為實現順利安裝,我們在每根柱上縱橫兩個方向軸線位置事先彈上墨線和高度控制標記,在安裝過程中隨時用經緯儀和水準儀進行控制,及時調整偏差,提高安裝精度,支座標高控制在+5 mm,-8 mm,垂直度控制在H/1 000以內。本工程由底腳調整螺母調節柱底標高即在預埋螺栓上先安裝螺母。螺母上表面即是柱底板下表面,垂直度、標高調整好后擰緊固定上面的螺母,有效地控制了柱位標高及垂直度。4)鋼梁安裝時重點是控制其安裝的跨中垂直度、側向矢高,事先計算好安裝吊點位置,本工程采用兩臺GY16-16T汽車式起重機雙抬,保證鋼梁變形在允許范圍之內,確保安裝固定后的梁在垂直平面內工作,用經緯儀雙向控制,跨中垂直度控制在h/250且不應大于15.0 mm,側向彎曲矢高f≤L/1 000且不大于10.0 mm。5)螺栓連接：a.與高強螺栓連接的構件的摩擦表面應保持干燥,不得有氧化鐵、毛刺、飛濺物、焊接殘留物、污物、涂料等,因此必須將連接構件表面清理干凈后方可進行組織安裝。b.高強螺栓緊固分初擰和終擰兩次進行,初擰采用手動扳手或專用扭矩扳手,初擰值應為預拉力標準值的50%左右,施擰過程中要均勻對稱,并由內向外進行。終擰采用專用電動扳手。初擰后的高強螺栓用藍色記號在螺母上標記,標記后按計算出的施工扭矩值進行終擰,終擰要在初擰同一天及時來完成,終擰后的高強螺栓用紅色筆在螺母上標記,終擰后高強螺栓外漏絲扣長度應為2扣～3扣。終擰后監理宜用0.3 kg～0.5 kg小錘進行不少于10%敲檢,且應進行扭矩檢查,欠擰的補擰,超擰的更換。c.在個別夾層梁與柱螺栓連接的構件中存有空隙大于3.0 mm的,我們檢查后要求在空隙中加鋼墊板(該墊板應有足夠的尺寸,確保螺栓安裝后達到接觸面之間70%的頂緊面要求),很好的解決了接觸面不足的問題。d.用扭矩扳手檢查螺栓擰緊的情況是否達到要求,這項工作監理一定要做,要抽查扭矩大小滿足設計的程度,做到心中有數。

7 柱底腳二次灌注

當結構安裝形成空間固定單元并進行驗收合格后,要求施工單位及時的將柱底板與基礎頂面的空間(一般50 mm～80 mm)用膨脹混凝土二次灌注密實。

8 結語

目前本鋼結構工程已竣工并投入使用,各項指標評定合格達到98%,使用效果良好。在這僅用短短60天的時間圓滿完成了該項工程任務,充分顯示了鋼結構建筑的優越性,工程很快的投入了貨物倉儲、裝車使用,達到了投資收益最大化,受到了業主的高度贊揚。隨著經濟的不斷發展,鋼結構工程在建設領域將被廣泛應用,監理對鋼結構施工質量的控制顯得尤為重要,要真正發揮工程監理的作用,監理工程師必須對鋼結構工程中間產品嚴格檢查驗收,對鋼結構加工質量及安裝做好過程控制,嚴格進行工序轉換,以確保業主所要求的產品質量和使用價值,來實現建設投資的經濟效益和社會效益。

[1]熊詩躍,王 慧.監理對鋼結構工程施工質量的控制[J].山西建筑,2008,34(13)：251-252.