鋼結構施工質量通病及預防措施

侯美林

(山西智達建筑檢測有限公司，山西太原 030013)

鋼結構建筑因其強度高，重量輕，塑性韌性好、抗震性能好;工作可靠性能高;施工周期短;節約資源等多方面的優勢，在建設領域日益得到了廣泛的應用。但在施工過程中產生缺陷后，表現為影響正常使用以及承載力、耐久性、完整性的種種隱藏和顯露的不足，往往是產生事故的直接或間接原因。以下是鋼結構施工中的常見缺陷分析。

1 切割邊未加工或達不到規范要求

鋼材切割面存在大于1mm的缺棱、彎曲不平等缺陷。

原因分析:

氣割過程操作不規范，切割工藝不符合要求。

預防措施:

1)氣割前檢查確認整個氣割系統的設備全部運行正常，壓力表正常無損，割嘴氣流順暢，割炬角度。2)根據機械和板厚選擇正確的工藝參數。3)氣割時調整氧氣射流的形狀，使其輪廓清晰、射力高，割炬移動保持勻速，割嘴表面距焰心尖端2mm～5mm為宜。

2 放樣、號料尺寸超過允許偏差

原因分析:

構件下料前的放樣、號料存在偏差甚至錯誤。

預防措施:

1)放樣應按圖紙1∶1的比例在平臺上放出大樣，同時應預留切割余量、加工余量、焊件收縮量和起拱量等。2)在放樣結束后對照圖紙仔細核對，檢查放樣尺寸和偏差，符合要求后，報專職檢驗員或技術員核查，確認無誤后方可開始下料。

3 高強螺栓連接缺陷

3.1 螺栓連接孔徑，間距偏差大

原因分析:

螺栓孔連接板孔徑，孔間距偏差超出規范要求。安裝時螺栓不能自由穿入，強行穿入損傷絲扣。

預防措施:

1)對鉆孔精度要求高的連接板采用鉆模確保孔間距、孔徑尺寸和精度。2)對螺栓孔數量較多的連接板號孔時要先測量，定位出孔群總長，在總長范圍內進行分段、定位，避免較大的孔距累計誤差。3)利用數控平面鉆床進行制孔，采用多疊板一次性鉆孔成型，有效避免連接板的孔群偏差。

3.2 高強螺栓連接摩擦面抗滑移系數達不到設計要求

原因分析:

1)施工人員認識不到高強螺栓連接摩擦面抗滑移系數的重要性，不進行試驗或試驗不符合要求就直接進入下道工序。2)不重視抗滑移系數的處理過程，尤其是鋼構件兩端、柱頂的高強螺栓連接板都不易拋丸清理，致使抗滑移系數達不到設計要求。3)高強螺栓摩擦面未采取防止油漆等污染的保護措施。

預防措施:

1)對批量生產的高強螺栓連接面，先進行首件試驗，摩擦系數試驗合格后，制定工藝再批量生產。2)在組裝前，對拋丸不易清理的高強螺栓連接板進行單獨拋丸。3)向施工人員現場技術交底，要求涂裝前采取措施保護好摩擦面(貼紙或粘膠帶)，防止在處理好的摩擦面誤刷涂料。4)在構件出廠前檢查摩擦面，有問題在廠內處理。

3.3 高強螺栓終擰后連接板存在縫隙，減少了接觸面積，嚴重影響結構受力

原因分析:

1)連接面摩擦面有飛邊、毛刺、焊接飛濺物、焊疤、氧化鐵皮、污垢等;2)兩連接面由于變形而不平整，造成安裝后仍存在縫隙;3)高強螺栓的擰緊順序和方法不當;4)忽視高強螺栓連接的實測工作。

預防措施:

1)采用端板矯平機對焊接完成后的連接板進行校平，邊校平邊用直角尺隨時測量平整度。2)高強螺栓應自由穿入孔內，不得強行敲打，并不得氣割擴孔。3)高強度螺栓的安裝應按一定順序施擰，宜由螺栓群中央順序向外擰緊，并應當天終擰完畢。4)高強度大六角頭螺栓扭矩檢查應在終擰1h后，24h內完成。5)扭剪型高強度螺栓終擰結束后，以目測尾部梅花頭擰掉為合格。高強度大六角頭螺栓終擰結束后，用0.3 kg的小錘逐個敲檢，螺栓或螺母不偏移、不松動、錘聲清脆為合格，并進行扭矩檢查，欠擰或漏擰者應及時補擰，超擰者應予更換。

3.4 高強螺栓替代安裝螺栓

原因分析:

為趕進度圖省事，直接用高強螺栓代替臨時安裝螺栓一次性固定，當孔位不正，強行對孔時，高強螺栓的螺紋受損，降低連接強度。

預防措施:

嚴格按照規范對操作人員進行技術交底，先用試孔器100%對孔進行檢驗，然后用臨時螺栓固定，若有不對孔的，要先修孔后再安裝臨時螺栓，最后卸去臨時螺栓，換成高強螺栓。

4 焊縫連接缺陷

焊縫成型不良、弧坑、裂紋、焊疤、未熔合、未焊透、咬肉、夾渣、氣孔、母材擦傷等。

4.1 氣孔

原因分析:

1)焊條受潮;2)酸性焊條烘焙溫度過高，焊件不清潔;3)電流過大使焊條發紅;4)保護性氣體不純;5)焊絲銹蝕。

預防措施:

1)焊前必須將焊縫坡口表面雜質清理干凈;2)合理選擇焊接方法;3)焊件材料必須適當烘焙;4)在風速大的環境下施焊應采取防風措施。

4.2 夾渣

原因分析:

1)焊接材料質量不好，熔渣太稠;2)焊件上或坡口內的銹蝕或其他雜質未清理干凈;3)分層焊時，各層熔渣在焊接工程中未徹底清除干凈便進行下一層的焊接;4)電流太小，焊速太快。

預防措施:

1)采用工藝性能良好的焊條;2)焊前選擇合理的焊接規范及坡口尺寸;3)坡口兩側要清理干凈;4)在多層施焊時要徹底清理每層的熔渣。

4.3 咬肉

原因分析:

1)電流太大;2)電弧過長或運條角度不當;3)焊接位置不當。

預防措施:

1)在施焊時正確選擇焊接電流和焊接速度;2)采用正確的運條方法;3)采用合適的焊條角度和電弧長度。

4.4 未焊透

原因分析:

1)焊接電流太小，焊接速度太快;2)坡口角度太小，焊接角度不當;3)焊條有偏心;4)雙面焊時，背部清根不夠徹底;5)焊件上有銹蝕等沒有清理干凈的雜質;6)定位焊時焊接材料不匹配，焊角尺寸和焊點間距不規范，影響焊縫成型，造成未焊透、未熔合缺陷。

預防措施:

1)選擇合理的焊接規范;2)正確選用坡口形式、尺寸、角度和間隙;3)采用適當的工藝和正確的操作方法;4)定位焊必須由持相應合格證的焊工施焊;定位焊時使用與正式焊相同的焊接材料，要求清根的焊縫應在接頭坡口的外側進行定位焊接;定位焊焊縫上有氣孔和裂紋時，鏟除后重新焊接。

4.5 裂紋分為冷裂紋和熱裂紋兩類

熱裂紋產生原因:

1)電壓過低，電流過高，在焊縫冷卻收縮時焊道的斷面產生裂紋;2)弧坑處的冷卻速度過快，弧坑的凹形未充分填滿。

熱裂紋預防措施:

1)選擇適當的焊接電壓和電流;2)在焊縫兩端設置引弧板和收弧板。

冷裂紋產生原因:

1)焊接金屬中含氫量較高;2)焊接接頭的約束力較大;3)母材的含碳量較高，冷卻速度快。

冷裂紋預防措施:

1)選用低氫或超低氫焊材;2)焊條和焊劑等進行必要的烘焙，使用時注意保管;3)焊前應將焊接坡口及附近的水分、油分、鐵銹等雜質清理干凈;4)選擇正確的焊接順序和焊接方向，一般性構件焊接時最好采用由中間向兩端對稱施焊。

5 成品鋼構件嚴重變形，給精確安裝帶來困難

原因分析:

1)焊接工藝不合理，電焊參數選擇不當，焊接遍數不當形成的焊接變形;2)運輸不小心，安裝工序不合理，吊點位置不當，臨時支撐不足，堆放場地不平，強行安裝也可以產生變形。

預防措施:

1)施焊采用合理的焊接順序，根據焊接接頭形式，構件放置條件、焊縫布置等因素可采用對稱焊。2)對長焊縫采用分段退焊法、跳焊法或多人對稱焊接。3)對H型自動焊，四條自動焊縫應交錯進行焊接。4)在滿足焊接工藝的情況下，盡量采用小電流施焊。5)采用能量密度高的焊接方法，如盡量采用熔化極氣體保護焊或藥芯焊絲自保護電弧焊。6)采用反變形措施或剛性固定措施，對接焊時，焊前可將坡口處墊高，焊后由于焊后收縮對接處基本平整;對易變形的大型構件，焊前分析焊接變形的方向，采用加臨時支撐的方法施以拉力或支撐力限制。7)構件在運輸與場地堆放時，應用枕木等墊平堆放。

6 涂層返銹，局部銹蝕

原因分析:

1)涂裝前鋼材表面存在焊渣、焊疤、灰塵、油污、水和毛刺等，除銹質量達不到設計和規范的規定。2)底漆和面漆相互替代。3)涂裝施工環境惡劣。4)涂刷后受太陽暴曬。5)涂層的遍數和厚度達不到要求。

預防措施:

1)認真執行工序交接制度，裝配、焊接工序未完成，不得進行涂裝。2)涂裝前，鋼材表面的焊渣、焊疤、灰塵、油污、水和毛刺等附著物要清理干凈，除銹等級要達到設計要求。3)除過銹的構件在4h內完成涂裝。4)施工中重視底漆、中間漆和面漆的配套情況及每遍和每種油漆涂刷的間隔時間。5)避免在5℃以下和40℃以上及太陽光下直曬，或85%濕度以上情況進行涂刷，且涂刷要均勻，交叉覆蓋涂刷，涂刷后注意成品防護。6)對焊接、螺栓連接處、邊角處最易發生涂刷缺陷的部位采用加涂。7)嚴格按照規范和設計要求的涂裝遍數和涂裝厚度進行施工，對重要工程用漆膜測厚儀進行抽檢檢測。8)涂裝后待漆膜干后方可翻轉、吊運、擺放。9)燒壞漆膜后及時補涂油漆，在補涂前用鋼絲刷將燒壞漆膜清理干凈，露出金屬光澤。

7 鋼柱安裝困難或不能安裝

原因分析:

1)基礎測量放線時誤差大。2)地腳螺栓安裝時，固定不牢固，混凝土澆筑振搗時發生傾斜和位移。

預防措施:

用鋼板制成與地腳螺栓孔徑、孔距相同的地腳螺栓鋼模板，穿入地腳螺栓后用鋼筋把地腳螺栓焊接成整體并與基礎鋼筋固定。模板按照圖紙標高和軸線安裝固定好后，把軸線和標高引到模板上，待所有地腳螺栓安裝完畢后，整體校驗軸線和標高，確認地腳螺栓位置和垂直度符合要求，澆筑混凝土。

8 安裝前不核對構件尺寸，對局部變形及涂層質量不予處理便進行安裝

原因分析:

構件在出廠前雖然已經檢驗合格，但在裝卸、運輸、堆放過程中有可能造成鋼構件變形和涂層刮蹭，影響鋼結構安裝質量。

預防措施:

1)大型構件在制作時，根據鋼構件的實際長度在重心位置焊接適當數量的吊點。2)對構件進行編號，減少構件翻動頻次。3)小型構件采用打捆包裝，在吊裝部位，對包裝采取保護措施。4)裝車時，在構件下面墊適當數量的枕木。5)運輸過程中注意車速，防止構件間的碰撞。6)裝卸時要輕拿輕放，文明施工，杜絕野蠻施工。7)安裝前，對構件尺寸、形狀、油漆涂層進行細致檢查，發現構件變形超出規范要求或涂層脫落，及時進行矯正和補刷油漆。

9 彩鋼板已開始安裝，柱腳卻沒有封閉

原因分析:

施工單位無安裝工藝，安裝構件無順序。

預防措施:

嚴格按照安裝工藝施工，鋼構件柱、梁安裝完畢后，應盡快調整鋼柱垂直度和高差墊片，用雙螺母固定好后，封閉柱腳，并二次灌漿密實。

10 鋼屋架安裝起拱高度超過規范允許偏差

原因分析:

1)加工廠制作時，屋架起拱角度不一致，不正確。2)加工廠制作時，螺栓連接板的角度偏差較大。3)吊裝時，吊點不合理，導致屋架變形。

預防措施:

1)屋架制作時，根據跨度大小按比例進行起拱，并用樣板進行檢查，嚴格控制起拱尺寸。2)根據屋架的重量、跨度制定合理的吊裝方案。3)安裝前對柱子軸線、垂直度、跨度及鋼屋架的起拱度進行復查，對超過允許偏差的要先調整方可吊裝。

對鋼結構施工缺陷進行預防總的原則:鋼結構施工中應重視各個環節工藝的重要性和設備的先進性、安裝工序的合理性，并加強質量的監控工作。

[1]雷宏剛.鋼結構事故分析與處理[M].北京:中國建材工業出版社，2003.

[2]張 琨.鋼結構工程施工工藝標準[M].北京:中國建筑工業出版社，2003.

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