钢结构技术是建设部2005年推广的“建筑业十项新技术”之一,该项技术已在大型工业厂房、公共建筑中得到广泛应用。笔者曾经担任过四川长虹红太阳2号工程(23万m2)、美的(中山)工业园工程(20万m2)及格兰仕(中山)工业园门 8万旷)等大型钢结构/网架结构厂房工程的总监,对大型钢结构厂房的监理工作及质量通病的防治有一定的认识。现结合工作实践,提出如下看法,供同行参考。
1 监理工程师应充分了解工程的使用功能及设计意图,有针对性地提出专业意见,做好“专业”把关。
钢结构具有强度高,自重轻,抗震性能好,施工速度快等优点,但同时也有制作精度要 求高,隔音隔热效果差,耐腐蚀性能差等缺点。了解所监工程的使用功能,工艺要求及设计意图,对钢结构的结构选型,材料使用提出专业意见,这对于优化设计,使之合理地满足使 用功能要求,从而体现出监理的价值,具有较大的帮助。
1.1 功能要求:主要了解厂房的采光、通风、隔音隔热要求及防火要求。有的厂房要求恒温恒湿,设有中央空调,采用普通的隔墙板则显然不能满足要求;有的厂房内工人较多,或者高温作业需要提高换气次数,则确保满足通风要求显得尤为重要;还有的厂房内可能存在着水蒸气或酸碱腐蚀气体,则对屋面板的选用及梁、柱的防腐处理需作认真对待。
1.2 使用要求:厂房内是否设有吊车,车间内生产设备的摆设,流水线设置等问题均与钢结构的跨度大小、结构选型,柱、梁主钢材的选择及建筑物的单方经济指标有较大关系。一般情况下,当厂房的跨度超过30M,且没有配置吊车时,宜选择钢网架结构,其单方造价比轻钢结构可降低5~10%。
1.3 工艺要求:主要了解生产工艺流程对厂房设计有无特殊要求,是否会对钢结构产生影响,如震动荷载、层高与防火方面的要求等;
2 监理工程师应认真审查钢结构设计及施工单位的资质,强调从源头严格把关。
2.1 了解钢结构设计及施工单位的现状:轻钢结构建筑市场当前正处于高速成长阶段, 但仍未成熟,所以大型企业少,小型企业多。很多钢结构制作企业虽然有一些设计人员,但 水平参差不齐,有的还没有设计资质;相反的是有的设计院有设计资质,但设计人员接触钢结构极少,专业水平较差;
2.2 注意区分不同等级钢结构与钢网架结构对资质的需求:钢结构与钢网架结构对资质要求有所不同,主要区别在二,三级施工企业。二级施工企业可以承担跨度30M以下一总重量 1000T以下、单体建筑面积20000 m2 以下的钢结构工程和边长70M以下、总重量300T以下,建筑面积5000m2 以下的钢网架结构工程;三级企业可承担跨度20M以下一总重量500T以下。单体建筑面积5000m2 以下的钢结构工程和边长20M以下、总重量100T以下、建筑面积1000m2以下的钢网架结构工程。
3 钢结构的质量控制: 在钢结构的设计、制作与安装等过程中,都要以“精度控制”为主线,强调“精、细”。监理工程师应注重抓好以下几点:
3.1 测量控制:在钢结构的制作及安装过程中,其测量仪器、工具必须经过经技术监督部门检验标定,同时,必须注意这些仪器工具的精度是否与钢结构生产要求相匹配。
3.2 工艺控制:在钢结构的制作过程中,要采用高精度的加工方法,要预测各工艺过程中的各种变形,采取相应的防止变形措施。如焊接产生的收缩变形,就要采取释放消除余量。小变形焊接、自动对称焊接方法等等。
3.3 预埋控制:预埋地脚螺栓是钢结构安装施工现场的重点工作项目,必须要求施工单位编制专项施工方案,并精确施工。一般情况下,在施工单位浇灌硂前,监理工程师应要对已预埋的螺栓进行闭合测量检查,除纵横轴线量测之外,还要进行标高检查。在已浇灌的硂初凝之前要再次进行复测检查,以确保地脚螺栓精确预埋。
3.4 拼装控制:钢结构拼装一般采用平面拼装法,精度要求较高,通常要求在工厂模拟施工现场的实际工作状况进行预拼装。当拼装出现偏差时,要仔细查找原因,采取相应措施进行处理。
3.5 防腐及防火涂装控制:
(1)防腐涂装:钢结构的防腐主要分为防大气腐蚀和防土壤腐蚀两种。涂层一般分为底漆、过渡层、中间层及面层等四层。监理工程师除了要控制涂层厚度以及涂装工艺要求外,也要掌握各种涂装材料的基本性能,对在监工程进行有效控制。如在沿海地区及日照长久的地区,就要注意选择防紫外线和防盐、酸腐蚀的油漆。[1] [
(2)防火涂装:钢结构的防火要求较高,其耐火极限与耐火等级密切相关,在同一耐火等级下,梁、柱、板等不同构件的耐火极限各不相同。但在施工过程中往往造成所有的构件都是刷同样厚度防火漆的现象,这样极易留下安全隐患,监理工程师应对此有足够的重视,工作中应要认真对照图纸,对主要结构构件的耐火极限及防火涂层厚度进行认真检查。
4 施工安全控制
施工安全生产责任制的建立固然重要,但更重要的是要检查安全管理措施是否真正到位。监理工程师一是要要求施工单位对工人进行安全技术交底及安全教育,签字后交监理工程师备查。特别要对中途进场的施工人员进行安全技术交底及安全教育是否到位的检查;二是要要求施工单位对高空作业人员定期进行身体检查,严禁带病进行高空作业。这就在每天上班前安全管理人员要对高空作业人员进行间询;三是要重点检查高空作业人员是否正确系好安全带,拉好安全绳,作业现场下面是否挂好了安全网。特别是在屋面板的安装时,由于有的保温棉颜色与屋面板颜色相近,容易发生工人误踩上去的意外。
5 质量通病的防治
5.二 预埋地脚螺栓偏位:
(1)产生原因:
1)预埋时没有精确到位;
2)浇灌硂时挤压移位;
3)施工机械造成的碰撞错位;
(2)防治措施:
l)在预埋螺栓的定位测量时,大型厂房若从第一条轴线依次量测到最后一条轴线,往往容易产生累计误差,故宜从中间开始往两边测量;
2)预埋地脚螺栓尽量不要与硂结构中的钢筋焊接在一起,最好有一套独立的固定系统,如采用井字型钢管固定。在硂浇灌完成后要立即进行复测,发现偏差及时处理;
3)预埋完成后,要对螺栓及时进行围护标示,作好成品保护;
5.2 构件拼装偏差:
(1)产生原因:
1)构件在运输及堆放时产生变形;
2)起吊后产生挠曲变形;
3)安装时的累计误差;
(4)防治措施:
l)构件在装车运输过程中要采取有效保护措施,卸车堆放必须垫平整;
2)对大型构件的起吊位置,要经过计算确认;多台吊机同步作业时,要统一指挥,平稳起吊;
3)为尽量消除累计误差,构件在拼装时应从中间往两边分,并加强过程量测,发现偏差后,要及时找出原因并调校好;安装过程中如发现偏差过大,千万不能强行校正或随意扩孔,应交设计采取技术补救措施解决。中山市某工地有一单层厂房,在安装钢构梁时发现偏差过大,施工方采取用绞车强拉纠偏,结果造成结构失稳倒塌,好在没有造成人员伤亡。
5.3 钢柱垂直偏差:
(1)产生原因:钢柱吊装完成后,柱脚垫块没有及时垫好,或者垫块不平衡;
(2)防治措施:钢柱吊装完成后,要在柱脚的四个方向及时加塞钢垫块,防止钢柱加荷后失稳变形。当测量校正完成之后,要及时进行二次灌浆,并要确保灌浆质量;
5.4 屋面及天沟漏水:
(1)产生原因:搭接收口收边不好,打胶不好;
(2)防治措施:屋面漏水多发生在屋面板与采光板、通风设备之间的搭接处,故应对上述位置作重点检查。天沟漏水除多发生在搭接位置外,要特别注意屋面板伸人到无沟处的搭接收边,要防止雨水倒流进室内;同时要注意天沟内的排水管帽应使用球型管帽,不宜使用平蓖管帽,以免造成排水不畅;
5.5 吊车梁摆动
(1)产生原因:吊车梁弹簧垫片松动,或者固定螺栓松动;
(2)防治措施:吊车梁的钢板弹簧垫片通常是按图纸要求焊接在牛腿上,焊接质量如何,监理工程师一定要登高检查,确保质量。对于固定螺栓,则应逐个全数检查。
6 结束语
钢结构的发展势头迅猛,市场前景乐观,随着钢结构的广泛应用,大型钢结构的技术难度会越来越大,加工、安装精度要求也越来越高,质量问题也会愈来愈受关注。监理工程师应及时掌握新技术、新工艺、新方法,树立良好的质量意识,从大处着眼,小处人手,切实有效地实施工序管理。既做好质量预控工作,也要重视过程控制和成果校核。只有这样,才能很好地控制质量,防止质量事故发生。钢结构预埋地脚螺栓施工工法 1. 前言
钢结构由于具有材料强度高、重量轻、制作简便、施工工期短等优点,在房屋建筑尤其是工业厂房和大型公共建筑中得到了越来越广泛的应用。钢结构构件通常是在加工厂内严格按图纸尺寸进行加工的,在施工现场许多情况下钢结构柱是通过预埋的地脚螺栓与钢筋混凝土基础连接的,因此在钢结构施工中预埋地脚螺栓位置的准确性就至关重要。而钢结构工程基础中的地脚螺栓定位的精确度要求相对较高,施工相对繁琐,若预埋地脚螺栓若发生严重偏位,将给上部结构的安装带来很大地困难。为此我们项目部结合招商局海关库、招商局CFS库工程,试验总结了钢结构预埋螺栓施工的关键工艺,形成了一套比较精密可行的钢结构预埋螺栓施工工法。
2.工法特点
2.0.1施工工艺简便,操作人员容易掌握。
2.0.2充分利用竹胶板、钢管脚手杆和扣件周转材料,节省工程投入。 2.0.3采用定型模具固定预埋螺栓,使螺栓组内的螺栓相对位置保持准确。
3.适用范围
适用于钢筋混凝土基础结构类型的各类钢结构地脚螺栓的预埋。
4.工艺原理
以独立的支架系统,利用定型模具定位预埋螺栓,经经纬仪和水准仪多次精确调整和校对,一次性浇注混凝土承台及柱基,达到准确预埋。
5.工艺流程及操作要点
5.0.1施工工艺流程
制作样板→在样板上弹线钻地脚螺栓孔并由质检员对其成品进行检测→将螺栓穿入孔中并上下用螺母上紧→用ф12的钢筋与螺栓焊接成一个整体→在需预埋螺栓的柱或地梁四周打入钢管架以便悬吊螺栓骨架→用经纬仪、水准仪确定螺栓骨架的位置及标高并用悬吊铁丝进行微调→用ф12附加筋将螺栓骨架与柱或地梁的箍筋点焊固定→再次检查螺栓骨架位置及标高无误后拆除样板→摸好黄油缠麻绳外包塑料袋以保护丝扣→浇筑混凝土→在混凝土终凝前用经纬仪、水准仪检查纠正螺栓骨架的位置及标高→交付钢结构验收
5.0.2操作要点
1. 由木工制作样板,先将整块木板按规定尺寸切割好,按图纸螺栓定位尺寸在木板上弹定位墨线,在有地脚栓的位置用木工钻头在木板对应的位置钻眼,钻头选用比地脚螺栓大1mm的钻头,螺杆在进场后应上油保养(图1)。
2.样板制作完毕并验收合格后,将螺栓用双螺母固定在样板上,将水平、垂直位置调准,用直径ф12钢筋将螺栓焊成一个骨架整体,设上下两道钢筋环箍,从而牢牢控制了螺栓的相对位置(图2)。
3.在需要预埋螺栓的柱、地梁四周打入钢管竖杆,并锁上水平横杆,用铁丝将螺栓骨架及样板悬吊于预埋螺栓处上方,用水准仪对样板操平,再用经纬仪对样板上的定位线复核,移动悬吊样板的铁丝进行细微调动,直到木盒上的定位线和经纬仪扫的线一致,再用水准仪操平后,并用ф12附加钢筋将螺栓骨架与柱或地梁钢筋箍筋焊死(图3)。
4. 用经纬仪、水准仪同时复核螺栓标高及轴线,准确无误后,拆除样板,摸好黄油缠麻绳外包塑料袋以保护丝扣。
5. 在浇筑混凝土时,要用经纬仪、水准仪同时对木盒上螺栓的定位线、标高跟踪检查,严格控制振动棒插入点,防止碰撞螺栓骨架。待混凝土终凝前再次检查校正,无误后交与钢结构验收。
6.材料与设备
6.1材料:钢管、扣件、铁丝、12毫米厚竹胶板、ф12钢筋
6.2设备:大锤、电钻、水准仪、经纬仪、墨斗、木工锯、电焊机
7质量控制
7.1规范
钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001) 混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002) 7.2质量标准
项目 允许偏差(mm) 螺栓露出长度 +30——0 螺纹长度 +30——0 螺栓中心偏移 5
水平度 L/1000
7.3质量控制措施
焊工必须持证上岗,焊接时不得焊伤主筋,焊渣要清净;所使用钢尺及仪器必须经过校正,并在使用期范围内;在混凝土浇筑过程中,应在基础四周均匀对称下料,避免因下料不
均匀混凝土流动造成螺栓位置偏移。随时检查螺栓位置和标高,发现螺栓位置偏移及标高变化应及时调整。
8.安全文明措施
1.所有管理人员及专业施工人员进入施工现场均需戴安全帽、服装应整齐。 2.严格按照临时用电规范施工,电工、电焊工必须持证上岗。 3.在施工过程中应尽量保持现场干净整洁,材料不乱堆乱放。
4.在施工现场做好围护,并挂出标识牌,以免不明情况者进入施工现场,发生危险,影响施工。
5.施工完毕后及时做到工完料尽场清
9.效益分析
9.1利用该工法施工保证了工程质量,螺栓在样板上已焊成了一个整体,在安装时,螺栓与螺栓之间的相对位置已被牢牢固定,仅仅校正螺栓与轴线间的位置及标高即可,大大提高了工效。
9.2螺栓的允许偏差也控制在规范要求的范围之内,保证了施工质量, 减少了因返工造成的人力、物力的浪费。
9.3充分利用施工常用的竹胶板、钢管脚手杆和扣件等周转材料,节省了工程投入。
10工程实例
10.1招商局海关库工程
10.1.1工程概况。招商局海关库工程位于招商局码头,一座2层办公用房附加360平方敞开库,用于出入港口单证的办理及货物检查。2006年6月开工,2006年11月竣工。
10.1.2施工情况。基础为剪力墙带附加柱,柱间距6m,每侧6根柱子共12根柱子,总共96根M30的螺栓。
10.1.3应用效果。使用该工法,一天内96根螺栓全部定位完毕,无一返工,全部通过钢结构验收。
10.2招商局CFS库
10.2.1工程概况。招商局CFS库工程位于招商局码头,一座2层办公用房附加5600平方密闭库,用于危险品的周转堆放。2007年4月开工2007年10月竣工。
10.2.2施工情况。基础为独立柱基础,柱间距6m,共36根柱子,288根M30的螺栓。 10.2.3应用效果。使用该工法,一天半内螺栓全部定位完毕,无一返工,全部通过钢结构验收。赢得了业主的好评。
螺栓图1 单根螺栓示意图样板固定螺栓示意螺栓附加筋箍筋主筋图附加筋焊接示意图
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容