超高層建筑勁性混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量監(jiān)理

金仁鵬，汪青男（浙江恒超工程管理有限公司， 浙江 臺(tái)州 317500）

0 引 言

隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，在房屋建筑中，新工藝、新材料、新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)形式不斷涌現(xiàn)。為在“四新”項(xiàng)目施工中有效提高監(jiān)理工作成效，筆者以超高層建筑勁性混凝土結(jié)構(gòu)工程的重難點(diǎn)為突破口，剖析了該工程的施工操作細(xì)節(jié)，著重闡明了超高層建筑勁性混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量監(jiān)理的控制要點(diǎn)。

1 工程概況

本工程為商業(yè)綜合體開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，總用地面積約為 13 285 m2；總建筑面積為 92 364 m2，其中地上建筑面積為 67 619 m2、地下建筑面積為 21 685 m2。項(xiàng)目包括高層塔樓和裙房；其中主樓地上 31 層、地下 2 層，1～5 層為商業(yè)，6 層以上為辦公；房屋總高度為 146.400 m。塔樓采用鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)，框架柱采用型鋼混凝土柱。建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)二級(jí)，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限 50 年，建筑抗震設(shè)防烈度為 6 度。鋼結(jié)構(gòu)主要是主樓核心筒位置 28 根勁性柱，勁性柱高度為 －9.6 m～44.15 m；鋼柱為十字型，共兩種規(guī)格尺寸；其余少部分為地下室小夾層。

選用的主要材質(zhì)及規(guī)格如下：

（1）主要材質(zhì)均采用 Q345B 焊接十字型鋼柱；

（2）鋼柱規(guī)格列于表1 中，設(shè)計(jì)要求焊縫質(zhì)量等級(jí)為一級(jí)。

表1 十字型鋼柱規(guī)格

2 主要依據(jù)的規(guī)范

實(shí)施本工程所依據(jù)的主要規(guī)范包括：GB 50300—2013《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》、GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、GB 50755—2012《鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》、GB 50661—2011《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》、JGJ 138—2016《組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、JGJ 99—2015《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》。

3 工程重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

3.1 型鋼柱制作質(zhì)量

確保型鋼柱的制作質(zhì)量是型鋼柱分項(xiàng)工程的重中之重，也是整個(gè)分項(xiàng)工程質(zhì)量的基礎(chǔ)，其重點(diǎn)在于型鋼柱的下料尺寸精準(zhǔn)度控制和焊接工藝。具體質(zhì)量控制要求如下：

（1）下料尺寸偏差滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙要求；

（2）焊接工藝合理，不應(yīng)產(chǎn)生超過(guò)規(guī)定的變形；

（3）下料長(zhǎng)度必須根據(jù)吊裝方案作進(jìn)一步細(xì)化。

3.2 型鋼柱吊裝及分節(jié)參數(shù)

對(duì)于質(zhì)量控制要求來(lái)說(shuō)，型鋼柱安裝接頭越少越有利。綜合考慮整個(gè)項(xiàng)目的垂直、水平吊運(yùn)需求和費(fèi)用效率比，確定采用塔吊與汽車吊相結(jié)合的吊運(yùn)方案；根據(jù)該方案，確定型鋼構(gòu)件單節(jié)長(zhǎng)度（起吊重量）。主要起重機(jī)械選用塔吊 QTZ6010 和 20 t 吊車、50 t 吊車及 100 t 吊車。沿垂直方向自下而上，第一節(jié)柱安裝采用 100 t 吊車將 20 t 吊車吊至負(fù)二層 －9.6 m 位置，由 20 t 吊車直接安裝；第二節(jié)柱安裝采用 20 t 吊車直接在正負(fù)零位置安裝；第三節(jié)柱安裝采用 50 t 吊車直接在正負(fù)零位置安裝；第四、五、六節(jié)鋼柱采用 100 t 吊車直接在正負(fù)零位置安裝。具體分節(jié)參數(shù)，如表2 和表3 所示。

表2 GZ1 分節(jié)參數(shù)

表3 GZ2 分節(jié)參數(shù)

3.3 鋼筋骨架組合安裝

梁柱節(jié)點(diǎn)因處于特殊的位置，往往會(huì)給施工帶來(lái)困難。因此，合理排放、固定梁柱鋼筋，是確保梁柱節(jié)點(diǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵。

4 工藝流程

工藝流程，如圖1 所示。

圖1 工藝流程圖

5 監(jiān)理控制要點(diǎn)

5.1 基本要求

（1）鋼材基材與焊接材料品種和規(guī)格必須與設(shè)計(jì)圖紙核對(duì)一致，焊接連接質(zhì)量、鋼柱安裝定位偏差控制應(yīng)作為型鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量控制要點(diǎn)。

（2）審查鋼結(jié)構(gòu)專項(xiàng)施工方案；現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理人員的配備和到崗到位情況，以及技術(shù)交底情況，都必須符合《監(jiān)理實(shí)施細(xì)則》的規(guī)定。

5.2 型鋼柱制作

（1）在鋼骨架制作前，型鋼制作單位應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和施工現(xiàn)場(chǎng)塔吊等起重吊裝設(shè)備情況，合理分析鋼骨架的長(zhǎng)度及重量，由廠家進(jìn)行細(xì)化，繪制出細(xì)化成果，由監(jiān)理進(jìn)行審核。

（2）鋼骨架的制作必須采用機(jī)械加工。型鋼的切割、焊接、運(yùn)輸、吊裝、探傷檢驗(yàn)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 50205—2017《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》和 JGJ81—2011《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定。

（3）型鋼鋼板的制孔必須在車間設(shè)備制孔，嚴(yán)禁現(xiàn)場(chǎng)用氧氣切割開(kāi)孔；鋼骨制作完成后，不可隨意變更，以免引起孔位改變，造成施工困難。

（4）鋼材切割前應(yīng)將母材清理干凈，在下料口進(jìn)行劃線，切割后去除切割熔渣，并將各構(gòu)件按圖編號(hào)；除銹應(yīng)以自動(dòng)拋光機(jī)為主，局部采用手工噴砂的方法。

（5）組裝焊接應(yīng)選用合理的焊接順序，堅(jiān)持對(duì)稱焊接原則，盡可能地減少焊接應(yīng)力，以防產(chǎn)生過(guò)大的焊接變形。焊接前應(yīng)對(duì)部件尺寸進(jìn)行校正，以防偏差累積；焊接完畢后，隱蔽前應(yīng)由具有法定資質(zhì)的檢測(cè)單位進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)。

5.3 型鋼柱吊裝

（1）構(gòu)件安裝吊點(diǎn)和綁扎方法的選取，應(yīng)保證鋼結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生變形；正式吊裝前應(yīng)進(jìn)行試吊；鋼構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)后，監(jiān)理應(yīng)全數(shù)仔細(xì)核對(duì)其參數(shù)。

（2）對(duì)吊裝過(guò)程實(shí)行操作工藝流程監(jiān)控，在上道工藝流程中不符合驗(yàn)收條件的，不得進(jìn)入下一道工藝流程。

（3）嚴(yán)格控制地腳螺栓和鋼板埋設(shè)的精度。檢查螺栓的預(yù)留長(zhǎng)度及標(biāo)高，位置必須符合圖紙和規(guī)范要求；精確控制柱底面鋼板的標(biāo)高，以保證埋設(shè)的牢固性，并采取相應(yīng)的保護(hù)措施。

（4）型鋼柱安裝前，復(fù)核基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并對(duì)鋼柱的定位軸線、基礎(chǔ)軸線和標(biāo)高、地腳螺栓直徑和伸出長(zhǎng)度等進(jìn)行檢查驗(yàn)收，對(duì)鋼柱編號(hào)、外形尺寸、螺栓孔位置及直徑等進(jìn)行檢查，確認(rèn)符合設(shè)計(jì)圖紙后，方可開(kāi)始鋼構(gòu)吊裝；吊裝前應(yīng)對(duì)吊耳及有效焊縫進(jìn)行檢查，復(fù)核吊裝用的鋼絲繩吊點(diǎn)是否符合要求。

（5）鋼柱吊裝到位后，應(yīng)立即校正垂直度、軸線位置及標(biāo)高，確認(rèn)符合要求后，通過(guò)安裝耳板實(shí)現(xiàn)焊接固定。

5.4 焊接固定

（1）梁柱節(jié)點(diǎn)部位的空間原本比較狹小，又集中了縱橫向梁的鋼筋、柱型鋼骨架以及柱箍筋，在后續(xù)混凝土澆筑中，非常容易出現(xiàn)混凝土灌不進(jìn)，或者振搗棒插不進(jìn)的情況，導(dǎo)致出現(xiàn)蜂窩、孔洞，從而形成質(zhì)量事故。因此，在該空間內(nèi)合理布置柱箍筋間距和柱至母板間保護(hù)層的位置是至關(guān)重要的。

（2）在梁柱節(jié)點(diǎn)部位，梁的部分主筋要從型鋼柱腹板上已留好的孔中穿過(guò)，若腹板開(kāi)孔的大小和位置不適，則要征得設(shè)計(jì)單位的同意，再用電鉆補(bǔ)孔或用鉸刀擴(kuò)孔，不得用氣割開(kāi)孔。

（3）本工程型鋼柱焊接焊縫設(shè)計(jì)質(zhì)量等級(jí)要求為一級(jí)，在正式制作前，由監(jiān)理方牽頭，召集業(yè)主、設(shè)計(jì)方和施工方召開(kāi)質(zhì)量專題會(huì)議，針對(duì)節(jié)點(diǎn)排布方案進(jìn)行論證。會(huì)議決定由型鋼制作班組選取一個(gè)最復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)，制作全尺寸模型，四方主體相關(guān)人員共同討論決定鋼筋開(kāi)孔位置、鋼筋排布位置、連接板與鋼筋焊接質(zhì)量，以此作為正式施工驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)。

（4）經(jīng)過(guò)各方主體討論并調(diào)整確定節(jié)點(diǎn)排布方案。正式安裝前，選取樣板節(jié)點(diǎn)施工，作為技術(shù)交底現(xiàn)場(chǎng)授課內(nèi)容，由技術(shù)能力較強(qiáng)的工人進(jìn)行示范操作，并向其他參與安裝施工的鋼結(jié)構(gòu)班組及鋼筋班組工人講授。

（5）在正式進(jìn)行鋼柱焊接前，應(yīng)再做一次雙向校正，確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行對(duì)接焊作業(yè)。鋼柱的對(duì)接質(zhì)量是本分項(xiàng)中質(zhì)量管理的重中之重，監(jiān)理部將該操作程序列為重點(diǎn)管控環(huán)節(jié)，作為旁站監(jiān)控部位。

（6）鋼柱施工前，施工項(xiàng)目部必須通知監(jiān)理方進(jìn)行旁站。每個(gè)柱接頭施工必須配備兩名焊接工人，施工前監(jiān)理務(wù)必要檢查焊接工人是否持證上崗。事實(shí)上，為保證鋼柱焊接作業(yè)的質(zhì)量，監(jiān)理方事先已經(jīng)要求施工項(xiàng)目部申報(bào)擬定進(jìn)行鋼柱對(duì)接焊接作業(yè)的特種工人員名單，并且對(duì)該批特種工人逐一進(jìn)行工藝評(píng)定，淘汰掉操作能力差的焊接工人。

（7）焊接前，監(jiān)理方根據(jù)評(píng)定結(jié)果，核對(duì)作業(yè)工人，核查柱定位，二次校核結(jié)果無(wú)誤后，方可同意進(jìn)行焊接作業(yè)。焊接時(shí)，必須根據(jù)技術(shù)交底方案，由兩名焊接工人在柱對(duì)向進(jìn)行對(duì)稱操作，由內(nèi)而外進(jìn)行，先施焊柱腹板，再施焊翼板。

（8）為了保證焊縫質(zhì)量，本項(xiàng)目施工采用氣體保護(hù)焊。施焊時(shí)采用短弧操作，同時(shí)根據(jù)不同情況選用合適的弧長(zhǎng)，以獲得最優(yōu)的焊接質(zhì)量；在 V 形坡口對(duì)接、角接的第一層應(yīng)使用較短的電弧以確保焊透，且不發(fā)生咬邊現(xiàn)象；第二層可使用稍長(zhǎng)的電弧以填滿焊縫。間隙小的焊縫適合用短弧，間隙大的焊縫適合用長(zhǎng)弧。

（9）在焊接作業(yè)中，應(yīng)避免裂縫、氣孔和夾渣等通病，現(xiàn)場(chǎng)主要采取以下措施。①避免焊縫裂紋：為防止裂紋產(chǎn)生，應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)交底確定的焊接工藝參數(shù)和施焊程序，避免用大電流，不要突然熄火，焊縫接頭應(yīng)搭接 10 mm ～15 mm，焊接中不允許搬動(dòng)和敲擊焊件。②避免氣孔：選用氣體保護(hù)焊有可以有效避免焊縫形成氣孔，同時(shí)焊接過(guò)程中選擇適當(dāng)?shù)暮附与娏鳎档秃附铀俣?，使熔池中的氣體完全逸出。③焊縫夾渣：多層施焊應(yīng)層層將焊渣清除干凈，操作中應(yīng)運(yùn)條正確，弧長(zhǎng)適當(dāng)；引弧成功后，從焊縫一端向另一端勻速移動(dòng)，盡量一次性完成整條焊縫的施焊，并且完成后的焊縫，厚度均勻；多層施焊時(shí)，應(yīng)在一遍施焊完成后，冷卻 3 min，將焊渣敲除后，再進(jìn)行第二遍施焊，最后成形焊縫觀感良好。

6 結(jié) 語(yǔ)

在實(shí)際工作中，監(jiān)理人員除了要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，努力提高自己的專業(yè)水平，掌握監(jiān)理所需的專業(yè)技術(shù)知識(shí)以外，還要加強(qiáng)事前控制，厘清程序，嚴(yán)格按照施工規(guī)程作業(yè)，這是抓好質(zhì)量控制工作的關(guān)鍵。在實(shí)施本工程過(guò)程中，監(jiān)理方利用事前審查、樣板工程、技藝考核等方式，全面對(duì)材料的質(zhì)量和操作人員的技術(shù)水平進(jìn)行檢查和評(píng)定；對(duì)人、機(jī)、料、法、環(huán)等各項(xiàng)影響因素，以事前控制、事中控制方式為主加以管控，從而較好地完成了質(zhì)量控制的任務(wù)，取得一次性檢測(cè)全部合格的良好結(jié)果。