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隧道施工常见问题原因分析及处理措施

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隧道施工常见问题原因分析及

处理措施

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隧道施工中常见问题原因分析及处理预防措施

问题一:二衬拱顶、拱腰个别地方存在空洞和不密实 ㈠原因分析:

1、Ⅱ、Ⅲ级围岩光爆效果差,造成隧道开挖轮廓凹凸不平,有棱角 ⑴光爆设计不合理(孔网参数、装药结构、起爆网络等)。 ⑵火工品的性能不稳定(炸药的爆速、非电毫秒雷管延期时间的精确性、火工品的可靠性).

⑶钻爆时施工班组存在偷工行为,未按要求炮眼间距、数量布置炮眼。

⑷在开挖断面的下部位置,由于作业空间的和操作人员的操作水平的问题。在钻眼时,未能较好的控制钻杆的角度和周边眼的间距。

⑸在周边眼施工放样时,放样精度不满足要求. 2、人为原因:

⑴Ⅱ、Ⅲ级围岩初期支护砼厚度不足,喷射砼时未把凹凸面喷平,平整未达到规范要求。

⑵防水板铺设时未预留好足够的松铺系数,导致砼浇筑完毕后防水板未与初支面密贴。

⑶在砼浇筑到拱顶位置时,未及时的调整砼的坍落度,导致拱顶未被砼充填密实。

⑷在砼浇筑到拱顶位置时出现堵管现象,现场人员在未仔细分析原因的情况下就主观地认为已经管满,停止砼泵送造成二衬厚度不足,出现脱空现象。

⑸在浇筑二衬砼时,施工作业班组主观上存在偷工减料行为,表现为衬砌厚度不足,注浆不满、不实等现象;现场管理人员在砼最后补方时,向拌合站提供的补方数量不准确,造成拌合站停止砼搅拌,实际二衬砼在未注满的情况下停止,造成二衬脱空。

⑹在二衬砼未初凝前急于拆管,造成未自稳的砼掉在自重的作用下下落形成漏斗,造成二衬脱空。

3、技术原因:

⑴砼的收缩徐变,导致空隙。

⑵砼施工配合比水灰比偏大、坍落度大、砼振捣不密实,砼自重下沉。

⑶用输送泵输送砼时,拱顶的砼在输送过程中把部分空气密闲在狭小空间内无法排出,造成空隙。

㈡处理措施

1、加强Ⅱ、Ⅲ级围岩光爆控制,提高光爆效果和基岩面平整度。 ⑴针对不同围岩、不同的开挖断面、有无仰拱三种情况重新进行光爆设计,其设计参数见(表1~表5及附图):

⑵提高轮廓线放样精度,周边轮廓线的放样允许误差控制为±2cm。 ⑶掏槽眼采用高爆速、高猛速、高密度的炸药;周边眼采用低爆速、低猛度、低密度、传爆性能好、爆炸威力大的炸药。

⑷采用不耦合装药结构,通过空气的缓冲作用减轻震动和保护岩体。 ⑸根据地质条件选择合理的爆破参数。在施工中,首先调整周边眼的药量,并对炮眼装药结构进行调整,具体做法是将周边眼炸药均匀的绑扎在导爆索上,使炸药能量更加均布于炮孔壁上,必要时增打导向孔以减轻爆破对围岩的扰动,其次是加强掏槽,增大内圈眼至周边眼的段间隔时间,跳1~2段分别使用毫秒雷管,以减轻爆破时围岩对周边孔的夹制作用及破坏,确保周边眼采用通段雷管同时起爆(采用导爆索连接),提高爆破效果。最后是加强孔口填塞质量,使用高质量炮泥堵塞.

⑹提高钻孔精度及炮孔成孔质量。光爆效果好坏,超欠挖多少均与周边钻孔成孔质量有密切关系。在钻凿周边眼时,要尽量控制好外插角.

⑺加强对工人的培训,增强工人责任心,钻凿周边眼时,选择经验丰富的钻工作为领钻员,让其先钻凿一拱顶周边眼,插入钢钎,其他钻工依据此作为引导,平行于钢钎进行钻凿,以控制好钻孔角度。

⑻根据现场实际地质情况,动态调整爆破参数,尤其是孔网参数的确定和药量控制,更好的对超欠挖加以控制。

⑼隧道开挖前,分部主管技术员根据现场围岩情况制定光面爆破参数报监理审批后交作业人员执行,在整个钻眼、装药过程技术员要全程监控,每一循环进尺不宜超过3.5米。

2、对于初期支护表面不平整的情况,采取喷射砼补喷平整,必要时打设锚杆并挂网喷砼。使其岩石个别突出部分(每1m2不大于0。1m2)

欠挖不大于5cm。

3、在二衬砼浇筑到拱顶位置时,及时的调整砼的坍落度,使拱顶完全被砼充填密实。

4、采用有效措施提高施工作业人员及现场管理人员的责任心、质量意识:补方准确、砼初凝后拆管等;

5、对已形成二衬后脱空现象的处理:

对于拱顶部位二衬脱空:采用拱顶预留注浆孔进行注浆回填;对拱腰及边墙处二衬脱空:采用钻孔后注浆回填.

⑴以雷达监测数据为依据,明确需注浆回填加固的范围和数量。根据现场实际情况选定合适的注浆方案。

①对于脱空高度小于10cm,一般采用φ42mm注浆管压注纯水泥浆处理,水灰比为0。5:1;

②对于脱空高度为10~15cm,采用φ42mm注浆管压注水泥砂浆处理,水泥砂浆具有良好的流动性;

③对于脱空高度大于15cm,采用φ150mm钢管接砼输送泵直接泵送砼。砼要具有良好的和易性和流动性.坍落度控制在15~20cm,碎石最大粒径小于1cm。

⑵施工过程中注意事项:

①钻孔预埋注浆管时,管口距围岩要预留5~10cm空隙,以便浆液能顺利流出。

②注浆管要用钢板和膨胀螺栓与既有衬砌固结,最后通过法兰盘连接注浆管或注浆泵进行注浆或泵送砼。

③注浆速度不能过快,当出现较大压力时可暂停10分钟左右,使浆液顺利扩散。

④注浆完成后不要急于拆除法兰盘,待浆液有一定的自稳能力后再拆并及时封堵注浆口。

6、返工处理情况

对于二衬砼标号低于设计标准、二衬厚度低于验收标准和二衬厚度不足范围过大的现象,要分析原因。并对此类工程要坚决拆除返工。

㈢二衬背后脱空的预防措施

1、严格执行“三检制度\",严把工序质量关,上道工序不合格严禁

下道工序施工。

2、加强光面爆破控制,提高基岩平整度。

3、加强施工过程控制,对初支平整度不满足要求的不予验收,直至补喷合格后才允许进行下道工序施工,确保初支基面平整。

4、加强二衬砼振捣质量。

5、加强各工序作业人员的质量意识教育,掌握每道工序的质量标准。

6、加强技术管理人员的责任心教育,把好每道工序质量。

光面爆破参数统计(Ⅱ级围岩) 表1

序号 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 凝灰岩 (Ⅱ级) 花岗岩 (Ⅱ级) 围岩 类别 参数名称 钻孔深度(m) 炮眼间距(m) 炮孔个数(个) 装填系数(%) 光爆层厚度(m) 周边眼线装药密度—1(Kg*m) 炸药单耗(Kg*m) 钻孔深度(m) 炮眼间距(m) 炮孔个数(个) 装填系数(%) 光爆层厚度(m) 周边眼线装药密度—1(Kg*m) 炸药单耗(Kg*m) -3—3炮眼类别 掏槽眼 4。5 0.25 14 80 4。3 0。3 14 80 掘进眼 3.7 0.8 10 80 3.8 0。8 10 80 辅助眼 4.3 0。8 118 70 4。3 0.8 118 70 周边眼 3.5 0。5 60 60 0。55 0.25 1 3。5 0.55 56 60 0。6 0。3 1 底眼 4.7 0。65 20 80 4.5 0.65 20 80 备注 说明:此数量表中数据为全断面爆破开挖炮眼数量。

531153791315171519注:本图尺寸除注明外均以厘米计。Ⅱ级围岩Ⅱa型全断面爆破开挖炮眼布置图 光面爆破参数统计(Ⅲ级围岩) 表2

序号 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 凝灰岩 (Ⅲ级) 花岗岩 (Ⅲ级) 围岩类别 参数名称 钻孔深度(m) 炮眼间距(m) 炮孔个数(个) 装填系数(%) 光爆层厚度(m) 周边眼线装药密度-1(Kg*m) 炸药单耗(Kg*m) 钻孔深度(m) 炮眼间距(m) 炮孔个数(个) 装填系数(%) 光爆层厚度(m) 周边眼线装药密度-1(Kg*m) 炸药单耗(Kg*m) —3-3

炮眼类别 掏槽眼 4。5 0.35 8 80 4。3 0.3 8 80 掘进眼 3。7 0.8 10 80 3.8 0.8 10 80 辅助眼 4.5 0.8 120 70 4。3 0。8 116 65 周边眼 3.5 0。6 42 60 0。6 0。3 0.9 3.5 0.65 40 60 0。6 0。3 0。9 底眼 4.7 0.75 17 80 4.5 0.75 17 80 备注 说明:此表中的数量为全断面爆破开挖炮眼布置数量(无仰拱).

1131137913151317注:本图尺寸除注明外均以厘米计。Ⅲ级围岩Ⅲa型全断面爆破开挖炮眼布置图

光面爆破参数统计(Ⅲ级围岩) 表3

序号 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 凝灰岩 (Ⅲ级) 花岗岩 (Ⅲ级) 围岩 类别 参数名称 钻孔深度(m) 炮眼间距(m) 炮孔个数(个) 装填系数(%) 光爆层厚度(m) 周边眼线装药密度-1(Kg*m) 炸药单耗(Kg*m) 钻孔深度(m) 炮眼间距(m) 炮孔个数(个) 装填系数(%) 光爆层厚度(m) —3炮眼类别 掏槽眼 4.5 0.35 8 80 4.3 0.3 8 80 掘进眼 3.7 0.8 10 80 3。8 0.8 10 80 辅助眼 4。5 0。8 120 70 4。3 0。8 116 65 周边眼 3。5 0。6 42 60 0.6 0.3 0。9 3。5 0.65 40 60 0。6 底眼 4。7 0.7 24 80 4。5 0.7 24 80 备注 6 7 周边眼线装药密度—1(Kg*m) 炸药单耗(Kg*m) —3 0。3 0。9 说明:此表中的数量为全断面爆破开挖炮眼布置数量(有仰拱)。

111113791315111317注:本图尺寸除注明外均以厘米计。Ⅲ级围岩Ⅲb型全断面爆破开挖炮眼布置图 光面爆破参数统计(Ⅲ级围岩) 表4

序号 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 凝灰岩 (Ⅲ级) 花岗岩 (Ⅲ级) 围岩 类别 参数名称 钻孔深度(m) 炮眼间距(m) 炮孔个数(个) 装填系数(%) 光爆层厚度(m) 周边眼线装药密度—1(Kg*m) 炸药单耗(Kg*m) 钻孔深度(m) 炮眼间距(m) 炮孔个数(个) 装填系数(%) -3

炮眼类别 掏槽眼 4。5 0。35 8 80 4.3 0。3 8 80 掘进眼 3.7 0。8 10 80 3。8 0。8 10 80 辅助眼 4。5 0。8 67 70 4.3 0.8 65 周边眼 3。5 0.6 32 60 0。6 0。3 0.9 3.5 0.65 30 60 底眼 4.7 0。7 26 80 4。5 0.7 26 80 备注 5 6 7 光爆层厚度(m) 周边眼线装药密度-1(Kg*m) 炸药单耗(Kg*m) -3 0。6 0。3 0。9 说明:此表中的数量为台阶法施工上台阶爆破开挖炮眼布置数量。

7311391113注:本图尺寸除注明外均以厘米计。Ⅲ级围岩Ⅲa型台阶法炮眼布置图(无仰拱)7311391113注:本图尺寸除注明外均以厘米计。Ⅲ级围岩Ⅲb型台阶法炮眼布置图(有仰拱)

问题二:无砂砼、排水盲管、土工布及防水板施工不规范 ㈠原因分析: 1、排水管

⑴纵向排水管接侧沟处的泄水管在浇筑砼前,未固定牢固.致使砼浇筑后,泄水管在砼浇筑过程中产生位移,导致管口高底不一致或管口高于管底现象.

⑵纵、环向排水管在浇筑砼前,未对管口进行有效的保护,致使砼浇筑后管口堵塞。

⑶由于在制作和安装纵向排水管时,未精确定位,导致两相邻接侧沟处的泄水管管口中心间距超标。

2、无砂砼排水体

⑴未严格按无砂砼配合比进行拌制,致使拌制后的砼质量差、施作不饱满。

⑵在施作排水体时未按要求采用防水板将纵向排水管进行反包。 3、土工布及防水板铺设

⑴在准备铺设防水板前,未对隧道不平整基面进行有效处理;

⑵铺挂土工布时,用于固定土工布的射钉和热熔衬垫数量不足,特别是Ⅱ、Ⅲ级围岩由于现场喷射砼的厚度薄而岩石又较坚硬,射钉很难固定在岩石上,此时作业人员为了省工,存在侥幸心理。最后导致固定防水板的焊点密度不足,铺挂后的防水板不规范。

⑶由于基面不平整、防水板的松铺系数不准确,导致相邻两幅防水板铺设后,搭接处出现错位,最终致使两幅防水板间个别地方的搭接宽度未达到设计要求。

4、止水带安装:

⑴纵向止水带个别地方未采用固定钢筋固定或固定不牢固,导致砼施工后止水带不顺直。

⑵二衬环向止水带安装不规范、下板仰拱开挖时未对上板仰拱安装的止水带进行有效保护导致破损。

⑶止水带未按要求进行焊接,相邻止水带接头搭接长度不足。 ㈡处理措施 1、基面处理

严格施工过程控制,对初支面不平整的不予验收,直至补喷合格后才允许下道工序的施工,确保初支基面平整。 2、排水管

⑴纵向排水管安装前,按设计尺寸划线,使其位置准确合理;

⑵纵向排水管接侧沟处的泄水管在浇筑砼前,采用有效的加固措施进行加固,使出水口与管底坡度符合要求。并保证泄水管在砼浇筑过程中不产生位移,管口高底不一致或管口高于管底现象.

⑶纵、环向排水管在浇筑砼前,向管口塞堵土工布或其他软质材料进行保护,保证砼浇筑后管口不被堵塞。

⑷在制作和安装纵向排水管时,按设计尺寸精确定位,保证两相邻接侧沟处的泄水管管口中心间距符合要求。

⑸连接纵向排水管与接侧沟的泄水管的135°的弯头,必须采用胶带包扎。

3、止水带

⑴二衬环向止水带的安装

沿隧道衬砌厚度的中心线每隔0。5m在档头板上钻φ12的钢筋孔。将制成的钢筋卡,由内侧向外侧穿过档头板,内侧卡进止水带一半,另一半止水带平靠在挡头板上。待砼凝固后拆除挡头板,将止水带拉直,然后弯钢筋卡紧止水带.

②注意事项:

A、按断面环向长度截取止水带,使每条施工缝用一整条止水带,尽量不采取搭接,除材料长度原因只允许有左右两侧边基上部两个接头(搭接长度不小于30cm,且将搭接位置设置在大跨以下或起拱线下边墙位置)。

B、止水带对称安装,伸入模内和外露部分宽度必须相等,并用钢筋卡固定牢固,以保证止水带在整个浇筑过程中的位置正确。止水带处砼表面质量应达到宽度均匀、缝身竖直、环向贯通、填塞密实,外表光洁。

C、浇筑砼时,注意在止水带附近振捣密实,但不得碰撞止水带,防止止水带位移。

⑵前方进行爆破作业时,对后方止水带进行有效保护,防止爆破作业损坏已安装的止水带.

⑶止水带按要求进行焊接,相邻止水带接头搭接长度满足要求。 4、防水板铺设及注意事项 ⑴防水板铺设

①铺设前,对围岩基面进行处理,使其平整度满足要求。

②首先将单幅土工布固定在预定位置,然后用专用热熔衬垫及射钉将无纺布固定在初支面上。专用热熔衬垫及射钉按梅花型布置(拱脚线以上间距0.5~0.8m;边墙0.8~1。0m;底部1.0~1.5m)。土工布铺设要松紧适度,使之能紧贴初支面,不致因过紧被撕裂;过松,土工布褶皱堆积形成人工蓄水点。土工布幅间搭接宽度≮5cm。

③防水板铺设:先从拱部向两侧边墙悬挂进行,下部防水板必须压上部防水板,然后用手动电热熔接器加热。使防水板焊接在固定土工布的专用热熔衬垫上.防水板铺设松紧适度,使之能与土工布充分结合并紧贴在初支面上。防止过紧或过松,防水板受挤压破损或形成人工蓄水点。防水板间搭接缝应与变形缝、施工缝等防水薄弱环节错开1~2m的距离。阳角和阴角处应平展闭合、平顺焊接。

④采用自动双缝热熔焊接机对焊接进行焊接。单条焊缝的有效焊缝宽度≮1。5cm,搭接宽度≮15cm,分段铺设的防水板边缘部位应预留至

少60cm的搭接余量。

⑵注意事项:

①焊缝若有漏焊、假焊应予以补焊;若有烤焦、焊焦处以及外露的固定点,必须用塑料片焊接覆盖。

②焊接钢筋时在其周围用石棉水泥板进行遮挡,以免溅出火花烧坏防水层.

③灌注砼时输送泵管不得直接对着防水板,避免砼冲击防水板引起防水板被带滑脱,防水板下滑。

5、无砂砼排水体

⑴ 根据试验配合比拌制合格的砼,在施作时其饱满度、堆高等均应符合要求。

⑵采用土工布、防水板对排水体按要求进行包裹(方法如图)。

问题三、局部二衬砼表面出现裂纹 ㈠裂纹产生类型、原因 1、裂纹的类型

隧道衬砌砼裂纹的类型主要有:⑴干缩裂纹;⑵温度裂纹;⑶外荷载作用产生的变形裂纹;⑷施工缝不当处理引起的接茬缝等。

2、裂纹的成因

⑴干缩裂纹:砼在硬化过程中水分逐渐蒸发散失,使水泥石中的凝结胶体干燥收缩产生变形,由于受到围岩和模板的双重约束,变形产生应力,当应力值超过砼的抗拉强度时,就会出现干缩裂纹。其影响因素主要有:水

泥品种、用量及水灰比,骨料粒径的大小、级配,外加剂的品种和掺量。

⑵温度裂纹:水泥在水化过程中要产生大量的热量,在砼内部和表面形成较大温度梯度从而产生应力,当温度应力超过砼内外的约束力时,就会产生温度裂纹.它的产生与衬砌厚度、水泥的品种、用量有关。

⑶荷载变形裂纹:

①如仰拱和边墙基础下的虚碴未清理干净、仰拱下初期支护砼不是采用喷射工艺而是采用浇筑的方式、围岩变形未稳定就浇筑二衬砼、二衬纵向钢筋未通长焊接成型等。砼浇筑后,基底易产生不均匀沉降;

②衬砌模板台车和挡头板固定不牢固、过早脱模、或脱模时砼受到较大的外力撞击都易产生变形裂纹。

⑷施工缝:施工过程停电或机械故障往往会使砼的浇筑过程被迫中断甚至严重超过砼的初凝时间,继续浇筑时,由于施工工艺的问题往往对原浇筑砼的表面未进行凿毛处理,或处理后冲洗不干净,同时未铺设砂浆垫层的情况下就开始在原浇筑砼表面浇筑新的砼,使得两次浇筑砼出现施工缝(接茬缝)。

㈡处理措施 1、准备工作 ⑴裂缝观测

在裂缝未处理前,在裂缝的两端设标志、在开裂处设砂浆饼、并设置标点,并采用带刻度的放大镜对裂缝的发展进行观测,并做好记录。

⑵材料准备

提前购置并准备好整治材料:环氧树脂、固化剂(乙二胺)、增塑剂(邻苯二甲酸二丁脂)、稀释剂(丙酮)、水泥、细砂.

⑶试验研究及参数确定

在整治前,首先综合考虑裂纹宽度、施工工艺流程、隧道内环境温(湿)度等确定合理的环氧树脂膏配合比。

2、处理措施、工艺流程 ⑴处理措施

①埋设注浆管:先用手持式电钻钻孔,然后用手锤将压浆嘴打入孔内(压浆嘴采用长4cm的Φ5mm铜管)。压浆器与压浆嘴采用软胶管联结,并设铜质闸阀.

②封堵裂缝:裂纹宽度小于5mm时,首先用干净棉纱蘸丙酮擦拭裂纹表面的灰尘,然后将环氧树脂膏挤压进裂纹以封堵;裂纹宽度大于

5mm时,先将裂纹表面凿出梯形槽,槽宽1。5~2。5cm,槽深1.0~1。5cm;最后用棉纱蘸丙酮将槽面擦拭干净,槽内抹入环氧树脂膏,与其周围的衬砌砼表面平齐。

③压浆:将配制好的环氧树脂膏,采用压浆器对裂缝进行压浆。

⑵工艺流程

施工准备埋设注浆管封堵裂缝压浆处理压浆效果检测合格压浆设备清洗配比实验不合格注浆工艺流程图3、后期控制裂纹产生措施

为了避免隧道后期施工时二衬再次产生类似裂缝,我部特从原材料、砼配合比、质检、拆模时间、养生、施工工艺等方面加强控制,以保证二衬质量.

⑴选用合适的水泥,这是因为高强度水泥其砼的早期弹性模量高,在一定的温度变化和干缩变形下,会产生较高的应力。

⑵在施作二次衬砌砼前,严格按照试验配合比进行拌制砼,并选用合适的水灰比和正确的水泥、水的用量.

⑶严格控制骨料粒径的大小及其级配和细骨料的含泥量。 ⑷通过试验确定外加剂的类型、掺量。

⑸通过质检工程师和监理工程师的层层把关,加强仰拱和边墙基础下的虚碴未清理干净、仰拱下初期支护砼不是采用喷射工艺而是采用浇筑的方式、围岩变形未稳定就浇筑二衬砼、二衬纵向钢筋未通长焊接成型等管理工作.

⑹通过同条件养护下的对比试验分析,并结合隧道施工技术指南和验收标准,确定衬砌拆模时间,避免较大的撞击。

⑺加强衬砌砼的养生工作,尤其是在砼最高温度峰值一般出现的砼浇筑后的前3d,控制砼浇筑后的内部温度与气温温差在25℃内。

⑻对设计为素砼的地段,在边墙部位增设衬砌钢筋骨架。

⑼加强施工组织,完善施工工艺,采用备用机械设备,消除砼浇筑过程的停顿,降低其浇筑过程机械的故障率。

为了来年在隧道施工过程中以上常见问题能有较大的改善和提高,我分部决定成立以分部经理、总工为组长,副经理为副组长,四部一室、管点工程师及作业队队长为组员的安全质量督察小组。小组成员安排如下:

组 长:XX

副组长:XXXXXXXXXXXX

组 员:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

钢结构施工有关质量问题分析与处理

摘要:在钢结构工程施工中,发现不少钢结构从业人员对现场钢结构的施工质量

控制存在诸多盲点,甚至是理解误区,进而导致实际质量控制要求未能得到有效落实,部分工程施工过程中存在较多质量问题.通过整理相关规范及技术标准,并向有关钢结构设计及施工资深人士请教,将施工中发现的常见质量问题进行汇总整理,以期理清问题,找到应对措施,并结合个人理解对有关问题作出必要说明,希望能够与一线工程技 术人员共同提高,切实改进钢结构工程施工质量控制水平。

关键词:

钢结构施工、质量问题、质量控制、焊接、高强螺栓控制、构件变形、涂装质量

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一、对目前现行的钢结构规范标准及适用范围了解不完整

相当多钢结构一线施工及监理人员,对钢结构相关的规范了解甚少,部分现场监理人员经常对规范内容及要求一问三不知;此外,对钢结构施工质量验收资料也不甚熟悉,过程控制资料不知如何收集、整理、完善。

1、目前主要规范标准情况

目前我国钢结构类规范及技术标准主要包括设计及施工验收两大类,结合目前钢结构工程主要结构形式,涉及的主要规范如下:

1)设计类

主要有《钢结构设计规范》GB50017-2003、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018—2002、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002、《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91等。

需特别指出的是:目前单层工业建筑中较多采用门式刚架这一轻型钢结构类型,设计中较多依据CECS102:2002相关要求,该规程的适用范围为:

适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或仅有起重量不大于20t的中、轻级工作制桥式吊车或3t•悬挂式起重机的单层房屋钢结构。

对于那些仅仅采用轻钢屋盖或是多层的结构体系,是不适用该规范的,不能胡乱套用.

此外,轻钢以外的钢结构范围很广,可以包含各种钢结构,且不管荷载大小,甚至包括轻型钢结构的许多内容,相应的设计标准主要依据GB50017-2003(网架需依据网架设计规范)。

2)验收类

主要有《钢结构工程施工质量验收规范》GB5 5—2001、《网架结构工程质量检验评定标准》JGJ78-91、《钢网架螺栓球节点》JG10-1999、《钢网架焊接球节点》JG11-1999、《钢网架检验与验收标准》JG12-1999、《钢结构高强度螺栓连接的设计施工验收规程》JGJ82-91及《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002等。

各类钢结构的质量验收均需依据GB5 5—2001执行;对于网架结构,可以在GB5 5的基础上结合其他规范及标准相关内容。特别是JGJ78-91,目前仍处有效中,其与GB5 5的关系可以认为国标GB5 5为母规,是最低要求,而JGJ78-91则更侧重于网架工程。

2、施工质量控制资料整理

不少钢结构施工单位对施工资料管理很混乱,自己随意自作验收表格,各家模式迥异,没有固定格式,不便于工程资料的整理、审查和保存。参建单位应严格对照江苏省建设厅印发的《建筑工程施工质量验收资料》中“GJ:钢结构工程部分”内容及要求进行施工资料整理。

二、施工图审查方面存在问题 1、施工图审查意见未能有效落实

现场施工用图原则上应该是经过审查合格且经审查机构盖章确认的图纸,但由于盖章确认图纸一般数量不多,且部分设计单位对审查意见回复采用单独出设计变更配合原图模式,因此如施工现场采用未盖章确认的设计图纸施工,就可能产生图审内容未被涵盖在内、图纸使用不当的问题。此外,很多建设单位对图审意见不重视,审查文件不及时下发给施工、监理等单位,导致部分工程现场施工、监理等人员在完全不清楚图纸审查内容情况下按照不正确图纸开展工作.因此需要建设、施工及监理单位采取措施加强对这方面的质量控制,确保施工审查内容切实落实到施工过程中.

2、审查合格的图纸被“优化”后未重新送审

在一些大型钢结构工程中,业主单位为降低成本、钢构施工单位为压低报价进而中标,经常存在所谓“优化”现象:即由钢构施工单位对审查合格的图纸结构设计进行修改,降低用钢量,然后按修改后的图纸进行加工制作及安装。由于此类“优化”可能导致结构原有安全大大降低,因此为确保结构安全,对经“优化”的结构设计图纸,必须重新送原施工图审查机构进行审查,合格后方可施工.

三、钢结构工程所用的原材料与设计或规范不符 1、钢材用错

钢构用钢材主要有碳素结构钢Q235钢,低合金钢16Mn钢(Q345钢)、15MnV钢等,其中Q235钢共分A、B、C、D四个等级。很多工程设计常采用Q235B钢,该种钢保证了常温下的冲击韧性要求,适用于包括有吊车梁的钢结构厂房,但在实际工程质量检查中,我们常常会发现工程参建单位只简单地认为是Q235钢就行了,所以常有采用不符设计要求的Q235A钢的情况,实际上该钢号只保证抗拉强度、屈服强度、延伸率和冷弯性能,不保证冲击韧性,而且因含碳量高而可焊性较差,而对于吊车梁等承受动载的构件,必

须保证钢材具有冲击韧性。另外,若设计单位仅在设计图上标明Q235钢,而未注明等级,则在图纸会审时必须明确。

2、焊条用错

Q235钢同Q345钢连接,错误地采用E50系列.这种情况在设计无要求时常会产生。常人的习惯性思维是,高强与低强钢材之间的连接,应采用适合高强钢的焊条或焊剂,事实恰恰相反,不同钢材之间的焊接,从连接的韧性和经济方面考虑,应选用适合低材质的焊条、焊剂,只要能保证最终的焊缝强度同母材强度等强即行。通常,对于Q235钢来说,焊条应选用E43系列,对于Q345钢,应选用E50系列。对此,我们必须认识到用错焊条相当于用错钢材,所以,对焊条的选用,必须慎重。

四、柱脚处理存在缺陷

柱脚部位常见的质量问题包括预埋螺栓定位不准、柱脚板随意扩孔、抗剪键缺漏(或者混凝土短柱未留设抗剪键槽)以及柱脚板下间隙不能有效填充等问题。

1、预埋螺栓定位不准

预埋螺栓的定位不准,常造成诸如柱脚板需扩孔等后续问题。

一般常用的临时安装固定方法如下图:预埋螺栓的位置是依附于模板的。

造成预埋螺栓偏位的原因,主要有:1、测量误差,每一次的测量误差、前后两次的测量误差,这一点很小,也就是一两个毫米以内,是可以容忍的.2、浇筑中的移位,浇筑过程中现在都是采用的机械化,混凝土流速大,流量更大,对模板的冲击力大;还有混凝土在模板四周分布不均匀,模板各边受力差别大,这些都会引起模板的变形和移位,从而造成螺栓的整体移位,螺栓的倾斜,这一偏差大,常以厘米计,往往造成柱子难以到达准确的位置。

对于此类问题的解决,只能通过加强过程控制来减少偏差。 2、预埋螺栓直径与柱底板螺栓孔的配合问题

通过综合比较《钢结构节点构造详图》(01SG519)、图集《门式刚架轻型房屋钢结构》(02SG518)、《钢结构设计手册》(第三版)以及图集《门式刚架轻型房屋钢结构》(04SG518)中螺栓与柱底板孔的配合要求,可以看出一般要求为:柱底板螺栓孔应该比螺栓直径大15-30mm之间,采用这样的设计,大部分柱都可以安装到位,不需工地扩孔.

由于不少设计人员对钢结构本身的认识不足,以及对设计软件的依赖,造成许多工程的操作困难。实际上很多工程的设计图,设计人员搞不清楚,而按照软件生成的图纸,直接采用,这样柱底板螺栓孔只比螺栓直径大5mm。对预埋螺栓的偏位,即使是整体偏位,柱子可以很好地放入预埋螺栓,也要将柱子底板做适当的扩孔,使其与轴线的相对位置满足必要的精度。

3、预埋螺栓标高上偏差

螺栓标高上的偏差,这种成因与平面位置偏差成因相同。有的工程,土建施工单位为防止混凝土超高,施工时故意将混凝土做低,这样使预埋螺栓外露过长(GB5 5中地脚螺栓外露长度允许偏差为(0,+30mm)),当采用下螺母调整柱的标高时,预埋螺栓承受着柱传来的竖向力和水平推力,预埋螺栓成为悬臂的压弯构件,这种荷载可能使细长预埋螺栓失稳而破坏,这也是造成许多钢结构工程在安装过程中倒塌的直接原因。像这种情况就不能单独用下螺母来调整柱子的高度,下面一定要加垫板支承.

一般说,柱底板标高找平找正方法有两种:安装垫板法和座浆垫板法。安装垫板法中垫板应设置在靠近地脚螺栓的柱脚底板加劲肋或柱肢下,每根地脚螺栓则应设1~2组垫板,每组垫板不得多于5块.另外须注意垫板与基础面和柱底面接触应平整、紧密;二次浇灌砼前垫板间应焊接固定。但垫铁加工成本高,调整时费时费力,工效低,特别是在大批量的安装施工中,此缺点更为明显。

此外,GB5 5-2001中还提到座浆垫板法(图1、2、3)。座浆垫板法具有施工速度快、质量高、费用低的特点,因此,在很多施工中采用座浆垫板法进行调整找平。由于国标GB5 5中,对座浆垫板法仅有技术要求,无施工方法的说明和规定,对于这种新技术、新方法的推广和应用造成了一定的困难。许多单位因不知如何施工,而放弃了这一种施工方法.此外由于座浆垫板顶标高即柱底板或设备底座的标高,顶面标高控制要求相对较高(规范允许偏差为—3。0mm,0)。

座浆垫板法示意图

预埋螺栓一般应采用双螺母防松(CECS102:2002中有明确规定)。若由于标高问题,只能安装一个螺母时,螺母应与其下面的压板焊牢,压板与柱底板焊牢。垫板上的孔径一般为螺栓直径+2mm,厚度为螺栓直径的40-50%,大小通常为孔径的3倍.

4、抗剪键或抗剪槽遗漏

施工中经常发现遗漏留设抗剪键或抗剪槽。柱脚锚栓按承受拉力设计,计算时不考虑锚栓承受水平力。若未设置抗剪件,所有由侧向风荷载、水平地震荷载、吊车水平荷载等产生的柱底剪力,几乎都由柱脚锚栓承担,从而破坏柱脚锚栓。

对于这类的问题的解决,主要还是需要加强责任心,严格对照图纸施工,并强化过程检查。

5、柱脚间隙二次填充

柱脚底板与砼柱顶间空隙一般设计要求50mm,而实际施工中有时过小,使得灌浆料难以填入或填实。此外,一般此处二次灌料均要求比柱混凝土强度高一等级,由于二次灌料强度高、用量少,实际配合比、强度等现场均无法很好控制,常导致二次灌入料强度、密实度(特别抗剪槽内)不够。因此,为避免此类问题,建议二次填充料优先选用高强度自流平成品灌浆料。

五、焊缝处理存在的质量问题 1、焊缝变形过大

焊接变形控制不当常常造成焊接H型钢梁或钢柱端板的平面翘曲,翘曲的端头板拼接时会因接触面不紧贴而影响构件的受力性能。有一些技术力量比较雄厚的专业钢构厂家在这点上控制得比较好。通常有以下几个方法来控制焊接变形:(1)选用合理的施焊顺序,并尽可能对称焊接,例如对较厚的焊缝可采用分层焊;(2)预留与焊接变形相反方向的偏差;(3)采用夹具或专用胎具固定焊件,可将端板用螺栓预先固定在一块刚度很大的支座上;(4)加热矫正。

2、现场安装焊缝质量差

钢构参建单位常常对现场安装焊缝的检测不够重视,甚至漠视现场安装焊缝的质量,对构件的正常承载与使用带来不安定因素.而安装焊缝由于是现场烧焊,条件较差,质量控制上的不确定因素更多。对于设计要求为二级以上的现场全熔透焊缝,部分工程不按规范要求进行探伤。对于这类问题的解决,主要还是要加强现场管理,强化过程质量控制,并严格按照规范要求进行第三方验证性检测。

3、焊缝探伤检测数量不符合要求

建筑钢结构中的焊缝可分三级:一级焊缝是全熔透的用于动载受拉等强的对接焊缝,二级焊缝是全熔透的静载受拉受压的等强焊缝和动载受压等强焊缝,三级焊缝则是不要求等强的常见角焊缝和组合焊缝。

GB5 5-2001第5。2.4条(强条)中明确要求:“一级焊缝探伤100%,二级焊缝探伤20%.\" 但实际操作中,往往检测数量不符合要求,特别是对二级焊缝的探伤检测,误以焊缝条数计算百分比,导致检测数量不满足规范要求。规范中是这样规定的:二级焊缝探伤抽检的20%,对于工厂制作焊缝,应按每条焊缝计算百分比,即每条焊缝长度的20%,且不少200mm;而对于现场安装焊缝,可以按焊缝条数计算百分比,即总条数的20%.

因此,很多工程施工、监理单位甚至部分检测人员均不能正确把握这一规范实质,对于二级焊缝,不管什么类型,不区分工厂制作还是现场安装焊缝,统一探伤总条数的20%,导致检测数量不足。

实际监督控制中,可按如下原则操作:对于那些本身技术力量不强、自身不具备焊缝无损检测能力且出厂构件也没有委托第三方进行焊缝探伤的钢构件制作单位,其产品进场后必须委托第三方按GB5 5第5.2。4条要求现场进行探伤检验;而对于那些自身具备焊缝无损检测能力且构件出厂前已按照GB5 5第5。2。4条进行自检,或者虽然自身不具备自检能力但构件出厂前已委托第三方按照GB5 5第5。2.4条数量要求进行探伤检测的钢构件制作单位,其产品进场后也必须委托第三方进行安全性抽检,但抽检比例符合GB5 5—2001附录G要求的“一、二级焊缝按焊缝条数抽检3%,且不少于3处\"即可。

六、对接焊坡口处理问题

《钢结构设计规范》GB50017-2003中明确规定:薄板与厚板或窄板与宽板连接时,对接焊缝连接处,若焊件的宽度或厚度不同,且在同一侧相差4mm以上者,应分别在宽度或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1:2。5的斜角。在日常钢结构工程中,对翼缘板及端头板等处对接焊缝时,发现绝大多数工程未按要求做成倾斜角的过渡,而是直接对焊。

关于此一问题的处理,一些钢结构设计及安装单位也有不同意见,他们称依照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102设计的轻钢,可以不执行这一规定。为此,也曾查阅CECS102管理组蔡益燕教授的文章:“GB50017与CECS102归口管理部门不同,如果工程是依据 CECS102来设计而不是按GB50017的,则相关构件和连接,就不需要符合GB50017的规定,即可不执行这一要求。”

对于这一观点,笔者有不同看法.首先这仅仅代表一种学术观点而已,而非正式的规范或技术标准;此外,GB50017作为国标并未说不适用于轻钢结构,因此理解为适用于常规的钢结构;另外,这一要求是构造性规定,其本意是要避免对接焊缝处突变导致过大应力集中等问题(可以参考钢结构设计规范中对应的条文说明),因此此类问题即便轻钢结构也不应例外。所以有关对接焊坡口处理问题笔者认为仍应按照GB50017执行.

七、T型接头随意采用单面角焊缝

有些大型工业建筑的钢结构构件加工制作中,其钢结构设计及施工单位通常将焊接H型钢梁翼缘板与腹板间角焊缝设计为单面角焊缝。

根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102:2002》第7.1。1。2条规定,当T型接头的腹板厚度≤8㎜且不要求全熔透,在技术设备和其他技术条件具备时,经过工艺评定合格,符合附录F的规定,可采用自动或半自动埋弧焊接单面角焊缝.

F.0。1单面角焊缝(图F.0.1)应符合下列规定: (1)单面角焊缝适用于仅承受剪力的焊缝; (2)单面角焊缝仅可用于承受静态荷载和间接动态荷载的、非露天和不接触强腐蚀性介质的结构;

(3)焊角尺寸、焊喉及最小根部熔深应达到表F。0。1的要求;

(4)经工艺评定合格的焊接参数、方法不得变更;

(5)柱与底板的连接,柱与牛腿的连接,梁端板的连接,吊车梁及支承局部悬挂荷载的吊架等,除非专门规定,不得采用单面角焊缝。

因此,对于此类采用单面角焊缝的T型接头,应首先检查焊缝受力特点及部位是否符合规范列明的范围(附录F。0。1),然后核对焊接工艺评定报告,看评定报告中技术设备和条件与加工制作单位实际选用的是否一致,最后抽查实体焊接质量是否符合要求。

八、高强度螺栓连接检测及施工质量控制方面缺陷 1、高强度螺栓连接副的概念理解错误

不少工程人员对什么是高强螺栓没有形成一个正确认识,甚至有人错误认为扭剪型高强度螺栓是摩擦型的,而大六角高强度螺栓是承压型的。

高强度螺栓在生产上全称叫高强度螺栓连接副,一般不简称为高强螺栓。每一个连接副包括一个螺栓,一个螺母,两个垫圈,均是同一批生产,并且是在同一热处理工艺加工过的产品。根据安装特点分为大六角头螺栓和扭剪型螺栓。根据高强度螺栓的性能等级分为8。8级和10。9级,其中扭剪型只在10.9级中使用。在标示方法上,小数点前数字表示热处理后的抗拉强度,小数点后的数字表示屈强比即屈服强度实测值与极限抗拉强度实测值之比。8。8级表示螺栓杆的抗拉强度不小于800MPa,屈强比为0.8;10。9级表示螺栓杆的抗拉强度不小于1000MPa,屈强比为0.9。 结构设计中高强螺栓直径一般有M16/M20/M22/M24/M27/M30,不过M22/M27为第二选择系列,正常情况下选用M16/M20 /M24/M30为主.

高强度螺栓连接副组装时,螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧.对于大六角头高强度螺栓连接副组装时,螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头。

2、高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数检验

钢结构验收规范GB5 5明确规定:制作和安装单位应分别进行抗滑移试验和复验(强条6。3。1条).抗滑移系数必须大于等于设计值。

现场制作试件时,试件与所代表的钢结构构件应同一材质,同批制作,采用同一摩擦面处理工艺和具有相同的表面状态,并应采用同一批同一性能等级的高强螺栓连接副,在同一环境下存放以供抗滑移试验。如构件系成品出厂,则除了厂内要抗滑移系数试验报告外,制造厂还应同时提供每批三组试件以便构件进场后现场检验抗滑移系数是否符合要求。

工程资料的检查中,很多工地仅有制造厂在厂内的抗滑移系数试验报告,缺乏提供给工地现场的试件的抗滑移系数的复试报告.

抗滑移系数检验应以钢结构制造批为单位,以单项工程每2000t为一制造批,不足2000t者视作一批。单项工程的构件摩擦面选用两种及两种以上表面处理工艺时,则每种表面处理工艺均需检验。每批三组试件。

GB50017-2003中提到摩擦面常规的处理方法包括:喷砂(丸)、喷砂(丸)后涂无机富锌漆、喷砂(丸)后生赤锈等。

需要特别指出的是:很多工程送检的抗滑移系数很高,实际构件摩擦面处理很差,完全不能满足设计要求的抗滑移系数;或者设计要求的摩擦面为喷砂(丸)后涂无机富锌漆,而送检的为未涂漆处理的(涂漆后摩擦系数降低).对于抗滑移系数设计取值较大的工程,现场监督如发现此类情况,必须责令整改并对处理后的摩擦面重新进行检测,否则可能留下严重质量隐患.

3、高强度螺栓连接安装质量不符合要求 1)基本要求不清

不少工程中,一线操作施工人员及监理人员对相关基本要求理解不清。

验收规范GB5 5要求:大六角高强度螺栓连接副使用前需复试扭矩系数,而扭剪型高强度螺栓连接副需复试预拉力,合格后方可使用.复试批量为每3000套抽检8副(注:对于同一强度等级、同一直径但螺栓长度不同的高强螺栓连接副,如不能证明为同一秕次,视为不同规格,应分别取样检测。GB/T3632—2021扭剪型高强螺栓及GB131-2006大六角高强螺栓规范规定:在同一批的前提下,但螺栓长度≤100mm时,长度相差≤15mm;或者螺栓长度≥100mm时,长度相差≤20mm,可视为同一长度.)

高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧.对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。初拧扭矩为施工扭矩的50%左右,复拧扭矩等于初拧扭矩。为防止遗漏,对初拧或复拧后的高强度螺栓,应使用颜色在螺母上涂上标记。对终拧后的高强度螺栓,再用另一种颜色在螺母上涂上标记.高强螺栓现场安装中严禁气割扩孔.高强螺栓外露一般要求不少于2-3扣,允许有10%的外露1扣或4扣。

高强度螺栓在初拧、复拧和终拧时,连接处的螺栓应按一定顺序施拧,一般应由螺栓群顺序向外拧紧。

高强度螺栓的初拧、复拧、终拧应在同一天完成,不可在第二天以后才完成终拧。监督过程中,经常发现部分工程存在这样的施工单位,当复扭结束后终扭的时间在一天甚至一周或一个月以后的情况.所以,施工及监理单位需要特别注意。

2)施工扭矩计算不正确

相当多工程人员不知道施工扭矩如何计算。 查GB5 5-2001规范可知,初拧扭矩的计算公式: 扭剪型T0=0.065Pc*d 大六角型 T0=0。05Tc

终拧时,扭剪型高强度螺栓以梅花头拧掉为拧紧标志。对于除因构造原因无法使用工具拧掉梅花头的,其在终拧中不掉的梅花头不能超过该节点螺栓总数的5%,且要按照规范要求用扭矩法等进行标记,并进行终拧扭矩检查。

大六角头高强度螺栓的施工扭矩按下式计算确定: Tc=k·Pc·d

Tc-施工扭矩(N·m);

k-高强度螺栓连接副的扭矩系数的平均值(注:应以检测机构实际检测值为准); Pc—高强度螺栓施工预拉力标准值(kN) (注:GB5 5验收规范中明确此处是高强度螺栓连接副施工预拉力标准值,约比GB50017设计规范中螺栓设计预拉力值提高10%,主要是考虑预拉力损失。)

d-高强度螺栓螺杆直径(mm);

(注:有些资深施工专家,建议采用Tc=1。05k·Pc·d 计算施工扭矩,其中1.05为衰减系数,是考虑在预紧张力时适当的存在一定的过张力。由于规范未作明确要求,仅供参考。)

根据上述公式,为便于广大工程技术人员参考,整理了常用高强螺栓施工扭矩值参考表,提供每种规格螺栓大致施工扭矩供参考,其中“实际扭矩系数”一栏在具体工程中需根据该工程实际选用高强螺栓扭矩系数复试结果调整确定。

序实测扭性能力标准值偏差小于或等矩(N*终拧扭矩(N*m) 拧扭矩号 矩系数 规格 等级 (KN) 于0。010) m) (N*m) 1 M16 0。110~0.150 10。9s 110 114 193.6~2。0 0.122 215 2 M20 10。9s 170 8.8s 150 8.8s 120 0.110~0.150 221 374.0~510.0 0。12 408 215 363.0~495。0 0。125 413 156 2.0~360。0 0.123 295 8.8s 75 78 132.0~180.0 0.121 145 螺栓 螺栓施工预拉扭矩系数(标准初拧扭施工终3 M22 0。110~0。150 10。9s 210 300 508.2~693。0 0.126 582 4 M24 8.8s 10.9s 8.8s 170 250 225 0.110~0。150 265 448。8~612。0 0.125 510 390 660。0~900.0 0.125 750 395 668.3~911。3 0.125 759 5 M27 0.110~0。150 10。9s 320 562 950。4~1296。0 0.125 1080 6 M30 10。9s 390

3)施工的扭矩扳手配置不满足要求

相当多工程不能正确配置施工用扭矩扳手(包括手动及电动型)。有的工程根本就没有配置,工地随便用普通扳手施工高强度螺栓;有的工程虽然配置但未按规定定期标定导致失效;有的工程虽然配置扭矩扳手但量程和工程需求不吻合(从上述的“施工扭矩值参考表\"可以看出,每种高强螺栓施工扭矩是不同的,现场配置的手工或电动扭矩扳手应能确保覆盖该工程设计所选用的各种规格高强螺栓).此类种种问题导致高强度螺栓连接施工扭矩控制成为空话;而监理人员也知之甚少,基本就是放任施工单位自己去做,最后在资料上签字了事。

8。8s 275 0。110~0.150 536 907.5~1237.5 0.125 1031 761 1287.0~1755.0 0.125 1463 一般来说,高强度螺栓施工中所用的扭矩扳手,在使用前必须校正,其扭矩误差不得大于±5% ,合格后方准使用.扭矩数值偏差过大的力矩扳手不可继续使用。不允许使用普通扳手或电动普通扳手施工.

对这类问题,重点就是要加大检查与处罚力度,督促施工、监理单位切实履行自身职责。

九、端接板摩擦面间隙大于规范要求

钢结构工程施工中,常发现高强螺栓连接板翘曲变形,接触面不能紧密贴在一起。 由于摩擦型高强度螺栓连接方法是靠螺栓压紧构件间连接处,用摩擦来阻止构件之间滑动达到内力传递。因此当构件拼接板面有间隙时,则固定后有间隙处的摩擦面间压力减小,影响承载能力.规范要求凡顶紧的节点接触面不应少于70%紧贴,且边缘最大间隙不应大于0.8mm,检测方法采用0.3mm与0。8mm塞尺。实际常有超标甚至严重超标的情况发生。(注:规范GB5 5第10.3。2条规定节点接触面顶紧不少于70%,该条是针对钢结构现场安装时的要求,是钢结构安装单位必须控制达到的;而该规范第8。3.3条规定接触面顶紧不少于75%,该条是针对工厂钢构件组装时的要求,是加工制作单位应该执行的要求。所以两个顶紧要求应区分开。)

试验证明,当间隙小于或等于1mm时,其对受力摩擦面滑移影响不大,基本能达到内力正常传递;当间隙大于1mm时,抗滑移力就要下降10%。因此当接触面有间隙时,分别作如下处理:S≤1.0mm可不处理;1.0mm<S≤3。0mm应将高出的部分磨成1:10的斜面;打磨方向应与受力方向垂直;S>3。0mm应加垫板,垫板两面应作摩擦面处理,其方法与构件相同。

由于钢构件一旦高空安装完成后,此类问题整改比较困难。因此,应加强在地面预拼装阶段的检查力度,早发现问题早处理。

十、构件变形问题处理不当 1、钢梁起拱问题

钢梁起拱的目的,主要是对屋面钢梁受荷变形后,起拱量可以抵消一部分变形,其屋面仍能保持一定的坡度。钢梁起拱过大,将会使靠近屋脊处的屋面坡度变小,钢梁变形过大将会使靠近檐口处的屋面坡度变得过小。

过大的坡度变化是不恰当的。起拱与否,起多大拱,本身应该是一个设计问题。因此《钢结构工程施工质量验收规范》(GB5 5)附表C.0。5(对焊接实腹钢梁)、附表C.0。6(对钢桁架)在设计未要求起拱时拱度允许偏差定为-5~10mm,就是不主张施工方自己定个起拱量.一般来说,设计不要求,施工方也不起拱。

起拱的方法,对钢梁有抛物线形起拱和折线形起拱.对门式刚架常采用折线形起拱,也就是在钢梁的拼接节点处,通过控制连接端板的角度,达到起拱的目的。对桁架只有在放样时起拱。

2、屋面檩条、系杆、拉条等安装不当导致变形过大

有些工程中,刚性系杆、风拉杆的连接板设置位置高低不一,使得水平支撑体系不在同一平面上,从而影响刚架的整体稳定性.刚性系杆与风拉杆构成水平支撑体系,其设置高度在同一坡度方向应保持一致。

在屋面或墙面檩条安装中,有些施工单位为了安装方便,随意增大、加长檩条或檩托板的螺栓孔径。檩条不仅仅是支撑屋面板或悬挂墙面板的构件,而且也是刚架梁柱隅撑设置的支撑体,设置一定数量的隅撑可减少刚架平面外的计算长度,有效的保证刚架的平面外整体稳定性。若檩条或檩托板孔径过大过长,隅撑就失去了应有的作

檩间拉条在坡向靠近天沟处常增设套管,以增加抗压能力。但施工中常常发现,套管两端同檩条存在空隙不能紧贴,起不到作用,必要时可采用补点焊的办法解决。

另外,有的单位擅自增加屋面荷载,原设计未考虑吊顶或设备管道等悬挂荷载,而施工中却任意增加吊顶等悬挂荷载,从而导致钢梁挠度过大或坍塌。任何单位均不得擅自增加设计范围以外的荷载。施工过程中,如发现这类问题,必须要求将增加的荷载送原设计单位进行结构承载力等复核,能满足结构安全及使用要求情况下才可进行屋面吊载。

3、吊车梁下挠

有些工业厂房中,设计有吊车。GB5 5中明确规定:吊车梁和吊车桁架不应下挠(强条)。而实际施工中,包括施工及监理监理单位很少去检查该项指标,因此应特别注意.

十一、网架安装中质量控制问题 1、网架工程质量控制

钢网架施工中,国标GB5 5—2001要求需进行下列项目结构性能检测检验: 1)焊接球节点轴心拉、压承载力(可由设计确定最不利节点,破坏荷载应≥1.6倍设计值);

2)螺栓球节点抗拉强度检测(可由设计确定最大螺栓孔的最不利节点); 3)网架安装完成后及屋面工程完成后挠度检测值(实测值不能超过设计值1.15倍); 4)对于一些重要的结构,可以在完成后,进行载荷试验确认安装质量。

对于网架结构中的高强螺栓,GB5 5仅要求进行硬度检查,且没有要求必须见证取样送检。

对于锥头、封板以及焊接螺栓球的焊缝,由于是全熔透对接焊缝,必须进行探伤。对于杆件,如果是采用高频焊等方式制作的有缝杆件,必须要探伤。这一点需要引起足够的重视,很多工程都忽略,或者不知道如此。

另外,必须强化对螺栓球螺栓假拧现象的施工质量控制及检查力度,施工过程中施工单位逐个节点检查是否拧紧,监理单位逐个节点复查.复查重点看销钉是否起作用,套筒是否还有间隙。对于有没有拧紧的,必须做好标记,同时做好文字记录,整改好后重新检查。由于网架为空间结构,定位稍微偏差,就容易无法拧紧,必须严格注意这个问题。

2、规范差别比较

国标GB5 5-2001中第12。3。3条中规定“对建筑结构安全等级为一级,跨度40m及以上时的公共建筑钢网架结构,且设计有要求时,需进行节点承载力试验”。

而《网架结构工程质量检验评定标准》JGJ78-91中“第2。0.3条、3.1。4条、3。2.4条、5。0。3条分别规定焊接球节点、螺栓球节点、高强螺栓、杆件不论安全等级、跨度和设计是否要求均要按一定比例进行检验.对于安全等级一级,跨度为40m以上的公共建筑网架结构,或者对质量有怀疑时,现场必须复验”.

对于这个差别,由于两种规范目前均为有效,笔者个人理解认为:

国标GB5 5-2001侧重于施工现场对重要结构进场材料的检验与验收要求,是在检验出厂证明材料的基础上,施工现场进行的抽样复验要求,该检验应委托第三方实施;而JGJ78—91则更加侧重于网架的加工、制作质量保证,上述提到的有关检测要求是对材料及构配件出厂前的检验要求,厂家必须按照要求检测合格后产品方可出厂,该检验可以由具备检测条件的厂家自己完成。在工程实践中,可根据实际情况,综合考虑构配件来源、网架制作厂家的技术水平及力量、网架安装施工单位等因素确定具体检验要求。

十二、钢结构涂装质量问题 1、防腐涂料涂装质量问题

钢构件的除锈和涂料防护是保证结构耐久性的重要手段,构件表面的防锈方法和除锈等级应与设计采用的防锈涂料相适应,具体的适应性规范已明确表明。涂料应有合格证(注意有效期)或复试报告,涂装时应检查涂层厚度是否符合设计要求,如设计无要求则室外应为150μm,室内125μm,允许偏差为—25μm;且涂装时应注意气候条件,不需要涂的地方不要涂装,否则按除锈方法清除至符合要求(比如高强螺栓连接端板摩擦面等处)。特别需注意的是,若直接在涂过漆的钢材表面上施焊,焊缝根部会出现密集气孔,严重影响焊接质量,故严禁在涂过漆的钢材表面施焊,如果非得施焊,必须进行除漆处理。这一点很多工程存在问题,特别是钢构件进场检查发现问题后,很多施工单位现场进行整改,作业条件不具备,非常容易出现上述问题。

2、防火涂料涂装质量问题

日常检查中,发现很多工程防火涂料不抽样复检,或者复检指标不完整;另外一个普遍性的问题就是防火涂料涂层厚度不满足设计要求。

防火涂料分薄涂型及厚涂型两种。关于复检批量问题,GB5 5规定:薄涂型防火涂料每100t应抽检一次粘结强度,厚涂型防火涂料每500t应抽检一次粘结强度和抗压强度,其相应的指标应符合《钢结构防火涂料应用技术规程》CECS24:90要求。

薄涂型防火涂料的涂层厚度应符合有关耐火极限的设计要求。厚涂型防火涂料的涂层厚度,80%及以上面积应符合有关耐火极限的设计要求,且最薄处厚度不应小于设计要求的85%。

以上内容涉及钢结构施工过程中有关质量问题的分析及处理的一些方案,望读者提出宝贵意见。

参考资料:

《钢结构工程施工质量验收规范》GB5 5-2001 《钢结构设计规范》GB50017-2003、

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018—2002、 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002、 《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91

《网架结构工程质量检验评定标准》JGJ78-91、 《钢网架螺栓球节点》JG10-1999、 《钢网架焊接球节点》JG11-1999、 《钢网架检验与验收标准》JG12-1999、

《钢结构高强度螺栓连接的设计施工验收规程》JGJ82-91 《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002

致谢

尊敬的各位领导、老师:

成人教育学习即将结束,在这学习的过程中,感谢我的老师,是他们伴随我走完这段不平凡的人生经历。尤其是最后一学期的毕业设计和毕业实习,给我充实的大学生活画上的句号.

在毕业设计过程中,我的指导老师给予了我的很大的帮助.在和指导老师交流的过程中,他认真的工作态度,严谨的治学精神和深厚的理论水平使我受益匪浅。和老指导师探讨问题的时候,遇到比较复杂的问题,指导老师总是耐心的为我讲解,还配合一些工程实例以便于我更好的理解。整个毕业设计的过程中,在老师的身上我不仅学到了知识,更重要的是学到了老师处理问题、解决问题过程中的方法。我发自内心感谢我的指导老师,在这里说声:谢谢老师!

再次感谢在学习过程中接触过的恩师们,我的成绩有我的一半,也有你们的一半。祝老师身体健康,家庭幸福,工作顺利! 此致

敬礼

学生:张文元

2010年4月15日

问题1大多数施工图设计中,楼梯建筑和结构的平面尺寸都是相同的,施工中,在平台处相向后,上下行踏步前缘线将错开两个饰面层的厚度,不在同一直线段上。双跑楼梯还好,好看不好看也是仁者见仁,智者见智。多跑楼梯又是块材饰面,建筑施工平面图与结构施工平面图尺寸没有收放变化,在楼梯平台处装饰时就不好收头,因而必须先对已完成的结构体进行敲凿处理,甚至

结构体被凿得呲牙咧嘴、目不忍睹,然后再进行饰面施工.

防治措施1如果在结构专业配图时楼梯平面尺寸按建筑完成面要求事先进行调整则可避免对已完成结构的敲凿整理.笔者在设计实践中总结出“上行放、下行收、宽度减”的调整经验.如对普通水泥砂浆粉刷“上行放20mm、下行收20mm、梯段板宽度每边减20mm”,对石材饰面“上行放50mm、下行收50mm、梯段板宽度每边减50mm”,对面砖饰面“上行放40mm、下行收40mm、梯段板宽度每边减40mm”。

三跑及多跑楼梯,踢面、踏面和两个侧面都要贴块材的,如果不考虑这个问题,在转角平台处就没法收头,正方形的转角平台将会变成不是正方形。我这里所说的上行和下行,专指人站在两个梯段之间的平台上向上走或向下走,按笔者建议配置的楼梯结构图,建筑装饰后,楼梯平台上下行踏步前缘线共线,如果结构师照抄建筑师的楼梯平面图,建筑装饰后,楼梯平台上下行踏步前缘线将错开2个装饰层的厚度,这对梯段板侧面带装饰的3跑楼梯就无法收头,只有请民工把结构体凿成笔者的那种状况,然后再进行装饰,我提出本问题的目的是想说服结构工程师按我倡导的要求去实践.结构配图时,在上行起始梯段板做40mm~80mm的折板就可以解决,对楼梯梁毫无影响。

问题2楼梯栏杆高度从踏步中间向上量取,因而导致栏杆高度比设计要求低了半个踏步的高度.

防治措施2楼梯栏杆高度应当按照《民用建筑设计通则》的规定从踏步前缘线向上量取,确保栏杆的设计高度。如果从踏步中心线向上量取,比设计要求低了半个踏步高度.另外,首层起步梯段的阴角至少要做300mm高的矮墙把这个,既有利于阴角封闭,既方便施工时粉刷,又方便日后打扫。

问题3图纸标注的数目字高度小于2.5mm,看不清楚。

防治措施3应遵循制图标准的规定,确保数目字的必要高度,防止产生错看,避免酿成隐患。

问题4设计说明中,只写基础最终沉降量限值,漏写偏心距限值。

防治措施4应当按照上海市建设委员会沪建建(99)第037号文件规定写明基础最终沉降量限值和偏心距限值。

问题5对于坐落在大面积暗浜土上的房屋,仅仅在墙柱基础下方进行打桩处理,而对不做任何处理,将导致建成后的地坪下沉而影响使用。

防治措施5当工程项目坐落在大面积暗浜土上时,除了对墙柱基础下方必须进行处理外,还必须对“无墙柱基础的房芯暗浜土”进行加固处理.我区这种暗浜土一般为3.5m~5m,可用200mm

×200mm的钢筋混凝土短桩进行加固处理,并在混凝土地坪中适当配筋,如果既不设短桩,又不采取其他措施对软弱层进行加固补强,即使在混凝土地坪中配置了钢筋,也因为低下存在软弱下卧层而发生问题。

问题6盘园钢筋拉伸后送验,人为导致测试报告中延伸率指标不佳或不合格.

防治措施6盘园钢筋拉伸前取样,用木锤捶直后送样,避免延伸率指标的不真实。

问题7予埋地脚螺栓量位置不准确。

防治措施7将一组地脚螺栓(4只或6只)用零星钢筋焊连成一个几何不变的螺栓系统。先放基础底板筋,再放入螺栓系统,然后绑扎基础其它钢筋,待模板支好后将螺栓系统进行就位、校准和固定,外露丝牙应打黄油并适当包扎,防治浇灌混凝土时污染丝牙。

问题8设计说明中只写拆模的混凝土强度要求,而不写伸臂构件和悬臂构件的抗倾覆平衡荷载到位的要求。

防治措施8设计说明中既要写拆模的混凝土强度要求,更要写伸臂构件或悬臂构件的抗倾覆平衡荷载到位的要求。现场施工要特别注意,尤其是在春节来临,即将放假时,有的工种的人走了,有的工种的人还在。这时,阳台等伸臂构件或悬臂构件如果上层的房间的砖墙等抗倾覆平衡荷载还没倒位,这些个阳台的底换板和立撑可千万不能拆.拆早了,即使不发生倾覆事故,也会因为倾覆荷载过早作用而导致此类构件不可逆转的永久超标变形.

问题9设计者未考虑露台饰面层厚度对栏杆实际高度减少的影响,导致露台完成面到拦杆扶手顶面的高度不符合标准要求。

防治措施9设计者应考虑露台饰面层厚度对栏杆实际高度减少的影响,如果设计者没有考虑露台饰面层厚度对栏杆实际高度减少的影响,施工人员在图纸会审时要向设计人员提出,防止发生露台完成面到拦杆扶手顶面的实际高度比标准要求低的情况。

问题10厨房间建筑专业的热水器散热管预留洞与给排水专业布置的给排水立管正对着,使得建筑专业的热水器散热管预留洞白开,既得堵洞,又得重开洞。

防治措施10项目设总要仔细审看各专业的施工图设计文件,要找出其中的“错、漏、缺、碰”,施工项目部也要将土建和水电安装人员找到一起,相互看图,及早发现各专业施工图的“错、漏、缺、碰”,避免厨房间建筑专业的热水器散热管预留洞与给排水专业布置的给排水立管正对着的事情发生。

问题11空调冷凝水过墙预留园洞与强电的空调用插座位置不照应。一个在南墙,一个在北墙;一个在上方,一个在下方。

防治措施11项目设总要仔细审看各专业的施工图设计文,避免空调冷凝水过墙预留园洞与强电的空调用插座位置不照应的状况发生。施工人员也要加强相互看图,及早发现各专业施工图的“错、漏、缺、碰”,使得冷凝水过墙预留园洞与强电的空调用插座互相照应。还要注意空调

室外机置放板与空调以及室外空调冷凝水排放立管的位置照应。室外空调冷凝水排放立管上的Y形三通接水口的高度应当与冷凝水过墙预留园洞照应。

问题12道路路面混凝土厚度和钢筋混凝土大底板厚度屡有失控。

防治措施12对付道路路面混凝土厚度和现浇混凝土板厚度失控的一个办法是使用自制的“测高量具”.“测高量具”选用一根长度为1600mm直径为园16或园18的钢筋,在板厚处焊接上一根挡杆,形成十字型,“测高量具”的下端应平头倒楞角。检测试,穿上工矿轻便靴,站在被测面上,手扶“测高量具”使其上下垂直,然后脚踩量具的横档杆,横档杆下缘碰到混凝土表面,板厚合格,横档杆下缘碰不到混凝土表面,板厚不合格。

问题13钢筋对焊接头弯折角的控制。

防治措施13为了对钢筋对焊接头的弯折角进行检测和控制,笔者自制了一个简易“钢筋对焊接头弯折角测量尺”。可在4×8尺模板上锯一个宽度为60~80mm的条子,刨直,倒楞,在长度的中间之一侧,挖一个16×16mm的V形缺口,在距这个缺口1000mm处钉一根10×50×(130~150)的小木板,并在其上划上5mm间隔的刻度,小木板外伸的总长度为70mm,因为验评标准规定钢筋对焊接头的弯折角不得大于,而tg4°=0。0699.用此“钢筋对焊接头弯折角测量尺”去靠对接好的钢筋,使弯折角测量尺的V形缺口对准接头,一边靠紧,另一边凡是不超过70mm,都合格。反之就不合格.

问题14砌墙使用皮数杆不规范,划线标志不清,造成砂浆厚薄不均,灰缝平直度差,墙体砌筑“装头缝”,造成竖向灰缝砂浆饱满度不足.对已砌筑墙体产品保护措施不力,混凝土圈梁和构造柱支木模时,在外墙随意穿越Ф12螺栓,拆模又敲打墙体,以致墙体产生裂缝。双向受力楼板钢筋未满扎,园钢对接绑扎时端头未做弯钩等.

防治措施14砌墙要正确使用皮数杆,皮数杆的划线标志应清析,砂浆厚薄要均匀或基本均匀,灰缝平直度要顺直,墙体不得采用“装头缝”砌筑,必需要确保竖向灰缝砂浆的饱满度。对已砌筑的墙体要有得力的产品保护措施,圈梁和构造柱支木模时,在外墙穿越Ф12拉模螺栓时不得损坏墙体,拆模时不要敲打墙体,避免墙体产生人为的裂缝。双向受力楼板的钢筋必须满扎,园钢对接绑扎时端头一定要做180°弯钩,且至少绑扎3道扎丝。

问题15对自拌混凝土和自拌砂浆的计量不重视,混凝土拌和机不按规定配置磅秤,未做到车车过磅,以体积比代替重量比,造成计量失控.

防治措施15对自拌混凝土和自拌砂浆的计量应高度重视,混凝土拌和机必须按规定配置磅秤,要尽量做到车车过磅,不要以体积比代替重量比,造成计量失控。对袋装水泥的重量也要经常进行抽查.

问题16对沉降观测不重视.不按规定设置沉降观测专用水准点。

防治措施16对沉降观测要有足够的重视。尤其是有暗浜的,不均匀的地基土的,更应高度重视。必须按规范规定和设计要求设置沉降观测专用水准点。

问题17水电安装的病害有:如现浇楼板内电气配管弯曲半径不足、梁处电气配管引下管贴模板造成保护层不足、成排管与管之间无间隙影响混凝土结构、箱盒未贴紧模板、管道排水孔留孔位置不统一、水电质保资料不够规范、水电隐蔽验收单填写不正确、未注明部位和使用的数量。

防治措施17现浇混凝土楼板内电气配管弯曲半径应保证;梁处电气配管引下管不要紧贴模板,要有必要的保护层厚度;成排的管与管之间要有必要的间隙,不得影响到混凝土结构;管道排水孔留孔位置在墙角处应尽量统一,水电质保资料要规范,水电隐蔽验收单应正确填写,水电资料员要须注明部位和使用的数量。

水电资料员要加强语文知识的学习,管路打压试验资料24小时压力“下降了0.05Mpa”跟“下降到0.05Mpa”是截然不同的两码事。如果是24小时压力“下降了0.05Mpa”是符合设计要求和施工规范的规定的.如果是24小时内压力“下降到0.05Mpa”就是不满足设计要求和施工规范的规定.

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