淺談沿海地區某鋼結構廠房工程施工

林偉坡

隨著社會生產力的發展,由于鋼結構具有施工速度快、工期短、工廠制作具備成批大件生產和成品加工精度高特點采用工廠制作現場安裝的施工方法有效的縮短工期為降低造價發揮投資的經濟效益創造了條件但是在安裝過程中會有種種原因產生各種不同的問題。現以大連某鋼結構廠房為例來具體解析。

1 工程概況

該工程地處沿海地區,該區域為圍海造田出的陸地,地表土為回填的山皮石,回填厚度約為4～5m,山皮石以下為海洋淤泥。該工程為單層排架式鋼結構廠房,縱向300.100m,27個軸線,柱距為12m;橫向36m*3跨。鋼柱為雙柱腳H型鋼格構式鋼柱,基礎為先張法預應力高強混凝土管樁獨立杯口基礎,整個建筑場地采用強夯法進行處理,在廠房的四周有混凝土地連梁,即A列,D列,1軸,27軸有地連梁與鋼柱基礎相連。

2 測量準備

全面復核土建施工測量控制網、軸線、標高。根據前期施工單位提供的控制點及主軸線,得到4個控制點的精確坐標。根據測量規范要求,在矩形方格網的四邊,按鋼柱間距設置距離指標樁加密方格網,便于鋼柱的測設。平面軸線位置控制采用內控法。

根據土建用水準點,選4～6個水準點均勻地布置在施工現場四周,建立水準基點組。配置TOPCON-221D全站儀,該儀器測角精度為±2,測距精度為±(2mm+2*10)用于鋼結構安裝過程的監控。

2.1 基礎標高控制

原設計鋼柱直接坐在杯口基礎上校正后澆筑細石混凝土,后來改為決定把鋼柱整體提升50mm,采用鋼柱吊裝前在杯口基礎的杯底用鋼墊板找平。處理原因:

(1)杯口基礎施工完成但杯底標高、水平度超標。

(2)鋼柱柱腳底座板的面積大(鋼柱柱腳底座板700*480、600*400兩種)。杯口基礎內施工空間狹小,水平度不好控制。

(3)最長鋼柱從柱底到柱頂為29.035m,兩柱腳軸線長度最大為3.500m。根據實際測算兩個柱腳的標高如果相差1mm,整個柱子會垂直度會偏移14mm,(整個鋼柱分為一段制作加工)增加校正難度。

(4)鑿掉基礎重新施工工期不允許。

2.2 柱腳標高控制及鋼柱垂直度校正

(1)柱腳鋼墊板標高偏差 相鄰兩柱腳標高控制在1mm之內,總體標高控制在規范規定的(+3mm,-5mm)之內。

(2)鋼墊板找平后點焊固定,防止在安裝鋼柱過程中滑脫。

(3)在鋼墊板擺放過程中注意剛墊板的寬窄方向不能隨意亂放,墊板的寬邊沿著屋架安裝方向。

(4)鋼柱安裝完成后用鋼楔臨時固定調整兩個方向的定位軸線控制在規范規定的5mm之內,使用兩臺經緯儀對鋼柱進行垂直度的校核控制在H/1000,且不大于25mm之內,由于鋼柱超過25m所以選擇25mm之內。

(5)校核完成后,打緊鋼楔子纜風繩固定,澆筑C40細石混凝土。在澆筑混凝土前必須確認檢查鋼柱的標高、垂直度確認無誤后方可進行澆筑。

3 地腳螺栓、預埋件埋件調整與控制

3.1 地腳螺栓、預埋件埋件調整

在廠房四周抗風柱及山墻柱的柱腳與地連梁上的地腳螺栓連接。在地腳螺栓復查過程中發現地腳螺栓軸線偏差有大有小,個別螺紋還有撞壞的,螺桿撞彎等的。

①地腳螺紋損壞,螺栓無法旋入螺母和緊固。

當螺紋被損壞的長度不超過其有效長度時,用鋼銼修整螺紋達到順利旋入螺母為止。

②經檢查測定如埋設的地腳螺栓有個別的垂直度偏差很小時應在混凝土養護強度達到75%及以上時進行調整,調整可用氧-乙炔焰將不直的螺栓在螺桿處加熱后采用木方墊護,用錘敲擊扶直到正確位置。

③對位移或不直度超差過大的地腳螺栓可以在其周圍用鋼鑿將混凝土鑿到適宜深度后用氣割割斷,按照規定的長度直徑尺寸及相同的材質材料加工后采用搭接焊上一段,并采取補強措施來調整達到規定位置和垂直度。

④對位移偏差過大的個別地腳螺栓除采用搭接焊接處理外在允許的條件下還可采用擴大底座板孔徑來調整位移的偏差,調整后用自制的厚墊板覆蓋進行焊接補強固定。

3.2 地腳螺栓、預埋件埋件控制

基礎預埋件的安裝工作應盡可能采取在安裝時提前控制。具體控制措施如下:

①基礎的預埋件安裝單位配合土建單位一起監督控制預埋件在澆筑的施工質量。

②保證測量儀器精度準確,使用前必須校核或經計量部門檢定發現問題及時調整以防止失誤或產生累積誤差,造成軸線和標高超過允許偏差。

③確保基礎模板支設的牢固程度,在澆筑混凝土下料和振搗時要防止撞擊模板產生位移,在澆筑混凝土過程中如發生偏移,應及時停止澆筑振搗經加固調整后再進行。在混凝土終凝前對預埋件或支座應進行二次找正標高、水平度,并保證底部混凝土密實。基礎支撐柱鋼板或支座應設置必要的固定措施以保證位置和標高的正確。

④地腳螺栓安裝完成后進行成品保護,防止碰撞、碾壓等。

4 結構安裝過程中連接材料的使用

4.1 螺栓的使用

在進行安裝前要進行詳細的書面技術交底,在各個部位使用螺栓的型號、規格,嚴格按照交底進行執行隨時進行監督,并且要在使用過程中要加強管理,防止螺栓胡亂使用。例如某些項目螺栓的型號不多但是長短規格卻很多,防止螺栓混用以長代短。

吊車梁連接為普通螺栓連接,在螺栓緊固后會在吊車運行過程中會由于動載沖擊力及剎車沖力、振動力及溫度變異較大等原因以前進行緊固的螺栓會松動甚至脫落。處理方法如下幾種:

①將螺母擰緊后用尖錘或剛沖在螺栓伸出螺母側面或靠近螺母上面的螺紋處進行對稱點鉚3～4處,破壞螺紋使螺母不能旋轉從而起到放松作用。此做法破壞了螺紋以后螺栓不能松開,因此沒有采用。

②使用雙螺母擰緊。此種做法增加費用較多并且增加工人的工作量。

③在螺母下面墊一彈簧墊圈在彈簧墊圈下面或再加墊一平墊圈。此種做法增加的費用不多,并且基本沒有增加工人的工作量,因此采用此方法。

4.2 焊接材料的使用

不同材質組成的構件在施焊前應加強技術交底,對同一構件使用不同鋼材、同一批構件有不同鋼材的構件對制作和安裝人員分別作詳細的技術交底。焊工施焊前要搞清那個部位哪一構件采用何種牌號焊條,更不能隨意使用他人的焊條焊接。檢查人員對不同焊條用于不同位置作重點監控,保管員發放焊條時要針對不同部位或構件發放相應的焊條并做好記錄。

5 主體結構安裝

由于本工程按照標準圖集進行設計制作加工,在制作時與安裝單位溝通較少,因此在安裝時發現:鋼托架與鋼柱的腹板相連接,在連接處上面有柱頂板中間和下面有加勁板使得鋼托架無法安裝,現場只能采取在柱頂板和加勁板開洞割除部分加勁板,待鋼托架就位后再補焊。此節點連接應加以深化改進如增加牛腿方式,或者在加勁板和柱頂板上預留空間待安裝完成后再進行補焊。原來連接方式安裝困難并且增加現場的焊接量。

6 基礎整體位移處理

B、C列鋼柱完畢后準備安裝屋架時發現有C列有4根鋼柱和基礎發生整體位移,軸線偏移數據如下:南北方向:C22偏北115mm,C23偏北135mm,C24偏北138mm,C25偏北25mm。東西方向:C25-C24軸線間距偏差:-11mm,C24-C23軸線間距偏差:-7mm,C23-C22軸線間距偏差:-21mm。

分析原因:

①此地址為圍海造田,回填為山皮石,海底為具有流動性的淤泥。

②鋼柱樁基為先張法預應力高強混凝土管樁,回填土石層4～5米。當進行油壓機基礎清理淤泥施工時雖然采用預制樁圍護進行,但是淤泥具有流動性導致南側的鋼柱及鋼柱基礎一起整體位移。

③B列、C列基礎設計時沒有使用地連梁把進鋼柱基礎進行連接,每個鋼柱基礎是獨立的基礎。

④鋼柱安裝完畢時,500厚混凝土地坪沒有施工,所有鋼柱基礎沒有形成一個整體進行整體受力。

根據以上原因分心決定整體位移的鋼柱全部拆除,基礎破除重新施工。上海某外資類似廠房施工做法是鋼柱基礎全部用地連梁連接起來,混凝土地坪全部施工完畢,樁和基礎、地坪形成一個整體承臺后才進行地面以上主結構施工。因此沿海地區類似地質、結構的廠房在施工時要合理安排施工工藝流程防止類似事故發生。

7 防腐涂裝

此工程地處沿海,空氣濕度大,空氣含鹽分高,腐蝕性強,因此對構件的防腐要求高,為了防止出現返銹現象,延長防腐的使用壽命關鍵是除銹的質量好與壞。除銹方式采用噴砂除銹或拋丸除銹,除銹等級不低于Sa2.5,在嚴把除銹質量關,杜絕死角,除銹符合設計要求后進行涂裝底漆、中間漆,在施工現場安裝完成后對磕碰劃痕、焊縫等進行補漆后最后才進行面漆涂裝。

鋼結構工程的施工在我國市場越來越廣闊,施工時要嚴格按照施工程序有計劃有組織的施工,針對一些質量通病做到事前、事中控制,做好針對性的施工方案嚴格按照方案認真執行相信施工質量會越來越好,更能發揮鋼結構的優勢。

參考文獻

[1] 中華人民共和國建設部.鋼結構工程施工質量驗收規范GB5020-2001中國計劃出版社,2001.

[2] 中國建筑工程總公司.鋼結構工程施工工藝標準(ZJQ00-SG-005-2003.中國建筑工業出版社.