一、概論
由于鋼結(jié)構(gòu)工程一般都是作為高層建筑的核心部位和受力結(jié)構(gòu),其質(zhì)量的好壞直接影響到建筑物的安全性、結(jié)構(gòu)性和耐久性,輕則影響正常使用,重則造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和重大的人員傷亡。因此建筑鋼結(jié)構(gòu)工程被列為專項(xiàng)工程,國家及地方建設(shè)部門對于鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量非常重視,也相應(yīng)的制訂和頒布了多種含及分項(xiàng)工程方面的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程。行業(yè)中的許多專家多年來致力于此方面的研究,從不同的角度編寫了大量專著和文獻(xiàn),對鋼結(jié)構(gòu)工程從設(shè)計(jì)到施工,從新工藝到新技術(shù)的應(yīng)用等方面做了很大的貢獻(xiàn)。
廣東省作為沿海地區(qū)和全國改革開放經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前沿,近幾年來建筑業(yè)的發(fā)展也是有目共睹。建筑工程不僅僅是滿足人們的工作、生活、居住功能的場所,更是成為城市建設(shè)的一道亮點(diǎn)和城市的風(fēng)景線,隨著城市土地的大量開發(fā)和土地資源的日益稀薄,高層建筑已經(jīng)成為城市建設(shè)發(fā)展的主流趨勢和城市名片。隨著高層建筑的日益普及,鋼結(jié)構(gòu)工程日益發(fā)揮其施工速度快,周期性短、節(jié)約模板、強(qiáng)度高、施工快,便于預(yù)制安裝等優(yōu)勢,所以在工程中應(yīng)用的越來越廣泛。對此,國家針對建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn),編制了《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量及驗(yàn)收規(guī)范》,《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》等,廣東省、深圳市已經(jīng)在交工資料中已經(jīng)將鋼結(jié)構(gòu)制作安裝列為單獨(dú)的一個專門分項(xiàng)。同時,有些行業(yè)的專家學(xué)者也編制了相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)的行業(yè)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。例如中國建筑工程總公司編制《鋼結(jié)構(gòu)加工工藝》等,雖然有各種標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的出臺和運(yùn)行,但是經(jīng)常還是有一些鋼結(jié)構(gòu)工程出現(xiàn)了這樣或那樣的問題,譬如鋼結(jié)構(gòu)工程出現(xiàn)裂紋,構(gòu)件表面涂料脫落等類似的質(zhì)量問題,雖然中間極少部份涉及到原材料的問題,因?yàn)橐坏┰牧铣霈F(xiàn)問題,直接影響到建筑物的安全使用。絕大部分是由于制作加工和施工安裝的問題而導(dǎo)致的工程質(zhì)量問題。要消除鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量通病是一個巨大的系統(tǒng)工程,需要在建設(shè)過程的各階段、參與建設(shè)的各方、設(shè)計(jì)施工的各個流程和環(huán)節(jié)要引起足夠的重視。同時鋼結(jié)構(gòu)的新技術(shù)、新工藝的推廣和應(yīng)用也應(yīng)該加大宣傳力度,使大家能夠切實(shí)的感受到鋼結(jié)構(gòu)工程處對人們的居住、生活、工作關(guān)系的重要性,力度的控制質(zhì)量通病并得到消除。
二、鋼結(jié)構(gòu)工程產(chǎn)生質(zhì)量問題的分析
鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量難以保證的原因有很多,也很復(fù)雜,既有工藝不當(dāng)導(dǎo)致的問題,也有違反工藝操作造成的問題,還有由于施工人員的技術(shù)水平和責(zé)任心造成的問題,還有決策者失誤造成的質(zhì)量問題。本文主要從建筑鋼結(jié)構(gòu)在制作過程中最容易發(fā)生的問題進(jìn)行分析,希望大家能從中得到一點(diǎn)啟發(fā):
(一) 鋼材本身存在的問題
某單位在加工某大廈1200*1200*60的箱形柱時,在施焊過程中突然發(fā)現(xiàn)60mm作為腹板的厚板出現(xiàn)了撕裂現(xiàn)象,肉眼可見清晰的裂紋把板從厚度方向分成兩半,經(jīng)過NDT檢測發(fā)現(xiàn)裂紋深度發(fā)生在深度3mm左右,同時對同一類型同一批號的另外幾張板切割的零部件進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)板內(nèi)存在夾層,軋制質(zhì)量不好是造成質(zhì)量問題的主要原因。在焊接的過程中由于焊接產(chǎn)生的焊接應(yīng)力作用將夾層的材料拉開。由此出現(xiàn)了厚板沿厚度方向撕裂的現(xiàn)象。
原因分析:由于使用部位的特殊性,該零部件在構(gòu)件中作為腹板使用,沿縱向上下方向焊接的零部件在焊接形式上開的全熔透坡口受力的勁板,由于板內(nèi)部存在的分層,焊接產(chǎn)生的焊接應(yīng)力向外釋放從而沿厚度方向撕裂了板。
可以根據(jù)實(shí)際情況采取以下的幾種措施進(jìn)行處理:
(1)大量的鋼材內(nèi)部存在的夾層屬于鋼廠本身在軋制過程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題,已經(jīng)超過了國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求,可以要求鋼廠派人來核實(shí),同鋼廠協(xié)商退貨或換貨處理;
(2)如果夾層數(shù)量較少可以征求技術(shù)部門和業(yè)主的意見,將信息反饋給鋼廠,對出現(xiàn)的問題采取施工補(bǔ)救措施,可以根據(jù)無損檢測的結(jié)果,在有問題的部位采用氣刨全部刨開,超過本身的深度,然后用等強(qiáng)度焊接材料進(jìn)行填充,完畢后對表面進(jìn)行處理,在規(guī)定的時間后進(jìn)行NDT檢測,同時對相同的構(gòu)件取樣進(jìn)行理化檢驗(yàn),達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求可以繼續(xù)使用;
(3)在監(jiān)理的見證下將該零部件割掉,重新?lián)Q上滿足條件的板材,換下的零部件用于非承重和非重要部位或作為輔材使用,完成后在規(guī)定的時間后進(jìn)行NDT檢測,做好記錄。
可以采取的糾正方案及預(yù)防類似質(zhì)量問題的措施:
(1)在簽訂鋼材的采購合同中,對采購的鋼材的提出探傷特殊要求,這樣要加大采購成本。但是從源頭上制止避免經(jīng)濟(jì)損失。
(2)對于已經(jīng)采購回來的原材料,但未進(jìn)入生產(chǎn)流程的鋼板,未開料之前,在堆料場對原材料進(jìn)行100%的NDT檢測,避免在開料和加工過程中造成的既定損失,把損失控制在沒有進(jìn)入生產(chǎn)流程之前。
(3)對有特殊要求的用于特殊部位的厚板進(jìn)行Z向性能試驗(yàn)和理化試驗(yàn),對材料的質(zhì)量進(jìn)行認(rèn)可。
(4)編制合理的工藝文件。對于焊接過程中,特別是采用全熔透焊接的中厚板采用合理的加工制作工藝,技術(shù)部門在施工前做好施工工藝,做好現(xiàn)場的工藝指導(dǎo),質(zhì)檢部門加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督檢查,特別是監(jiān)督控制焊接人員的技術(shù)水平、焊接方向、施焊次序、焊接過程中的保溫措施和層間溫度控制等等,采取各方面的保證措施來防止由于焊接施工造成的焊接缺陷。
(二) 在施工流程中出現(xiàn)的問題
鋼結(jié)構(gòu)的加工流程一般是:放樣→下料→ 銑端→ 鉆孔→ 校正→裝配→ 焊接→校正→打磨→ 除銹→涂裝→堆放等。
根據(jù)國家規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)理方對于鋼結(jié)構(gòu)的要求,結(jié)合本人在鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場近十年的工作經(jīng)驗(yàn),在加工制作過程中較易發(fā)生質(zhì)量問題且發(fā)生后處理起來很棘手的主要是特殊工序和重要工序。一般工序發(fā)生質(zhì)量問題所占的比率很小。在上面的施工過程中,特殊工序有焊接、涂裝,重要工序有下料,裝配。
1、焊接工序。該工序?qū)儆陔[蔽工程,也是最易發(fā)生質(zhì)量問題的工序之一,從2004年某公司的產(chǎn)品質(zhì)量報(bào)表統(tǒng)計(jì)顯示,發(fā)生該工序的質(zhì)量問題中:因?yàn)楹附淤|(zhì)量導(dǎo)致的焊縫返修率高達(dá)80%以上,其次是由于上道工序操作不當(dāng)和操作人員的技術(shù)問題而導(dǎo)致焊縫質(zhì)量問題約占10%,這樣問題屬于直接影響工程質(zhì)量的主要問題,所以此類型的問題必須通過專業(yè)的檢測公司運(yùn)用專業(yè)的檢測工具才可以檢測、評判出來,一般根據(jù)焊縫內(nèi)的缺陷類型分為夾渣、未溶合、氣孔等。
原因分析:
(1)在X類型坡口熔透焊縫中,在施焊過程中由于反面的清根不徹底,導(dǎo)致在出現(xiàn)焊縫中出現(xiàn)質(zhì)量問題。
(2)采用墊板的V類型的坡口焊,由于墊板靠焊縫的一側(cè)墊板表面的氧化皮、鐵銹、油污等未清理干凈或者清除不徹底,直接在上面施焊,事后通過儀器檢測發(fā)現(xiàn)墊板處存在質(zhì)量問題;
(3)由于工藝文件編制的不合理,如焊接位置狹小工作面不能展開、坡口的大小的設(shè)計(jì)不滿足施工要求、在焊接過程中采用的焊接電流不滿足要求、由于焊接工序不正確導(dǎo)致的不可矯正的變形、中厚板的加工事先沒有進(jìn)行預(yù)熱處理,焊接過程中的保溫措施及層間溫度的控制不當(dāng)?shù)取?BR> (4)在構(gòu)件的焊接過程中因焊接方法不合理滿足焊接質(zhì)量要求。采用焊縫手工打底操作時因焊接質(zhì)量本身不滿足要求而進(jìn)行埋弧自動焊接蓋面操作的;采用的埋弧自動焊接的焊絲焊劑沒有按規(guī)定進(jìn)行烘焙和溫度控制;由于焊接操作者責(zé)任心不強(qiáng)而使焊縫表面產(chǎn)生的的缺陷問題。
由于鋼結(jié)構(gòu)工程一般都是作為高層建筑的核心部位和受力結(jié)構(gòu),其質(zhì)量的好壞直接影響到建筑物的安全性、結(jié)構(gòu)性和耐久性,輕則影響正常使用,重則造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和重大的人員傷亡。因此建筑鋼結(jié)構(gòu)工程被列為專項(xiàng)工程,國家及地方建設(shè)部門對于鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量非常重視,也相應(yīng)的制訂和頒布了多種含及分項(xiàng)工程方面的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程。行業(yè)中的許多專家多年來致力于此方面的研究,從不同的角度編寫了大量專著和文獻(xiàn),對鋼結(jié)構(gòu)工程從設(shè)計(jì)到施工,從新工藝到新技術(shù)的應(yīng)用等方面做了很大的貢獻(xiàn)。
廣東省作為沿海地區(qū)和全國改革開放經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前沿,近幾年來建筑業(yè)的發(fā)展也是有目共睹。建筑工程不僅僅是滿足人們的工作、生活、居住功能的場所,更是成為城市建設(shè)的一道亮點(diǎn)和城市的風(fēng)景線,隨著城市土地的大量開發(fā)和土地資源的日益稀薄,高層建筑已經(jīng)成為城市建設(shè)發(fā)展的主流趨勢和城市名片。隨著高層建筑的日益普及,鋼結(jié)構(gòu)工程日益發(fā)揮其施工速度快,周期性短、節(jié)約模板、強(qiáng)度高、施工快,便于預(yù)制安裝等優(yōu)勢,所以在工程中應(yīng)用的越來越廣泛。對此,國家針對建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn),編制了《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量及驗(yàn)收規(guī)范》,《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》等,廣東省、深圳市已經(jīng)在交工資料中已經(jīng)將鋼結(jié)構(gòu)制作安裝列為單獨(dú)的一個專門分項(xiàng)。同時,有些行業(yè)的專家學(xué)者也編制了相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)的行業(yè)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。例如中國建筑工程總公司編制《鋼結(jié)構(gòu)加工工藝》等,雖然有各種標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的出臺和運(yùn)行,但是經(jīng)常還是有一些鋼結(jié)構(gòu)工程出現(xiàn)了這樣或那樣的問題,譬如鋼結(jié)構(gòu)工程出現(xiàn)裂紋,構(gòu)件表面涂料脫落等類似的質(zhì)量問題,雖然中間極少部份涉及到原材料的問題,因?yàn)橐坏┰牧铣霈F(xiàn)問題,直接影響到建筑物的安全使用。絕大部分是由于制作加工和施工安裝的問題而導(dǎo)致的工程質(zhì)量問題。要消除鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量通病是一個巨大的系統(tǒng)工程,需要在建設(shè)過程的各階段、參與建設(shè)的各方、設(shè)計(jì)施工的各個流程和環(huán)節(jié)要引起足夠的重視。同時鋼結(jié)構(gòu)的新技術(shù)、新工藝的推廣和應(yīng)用也應(yīng)該加大宣傳力度,使大家能夠切實(shí)的感受到鋼結(jié)構(gòu)工程處對人們的居住、生活、工作關(guān)系的重要性,力度的控制質(zhì)量通病并得到消除。
二、鋼結(jié)構(gòu)工程產(chǎn)生質(zhì)量問題的分析
鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量難以保證的原因有很多,也很復(fù)雜,既有工藝不當(dāng)導(dǎo)致的問題,也有違反工藝操作造成的問題,還有由于施工人員的技術(shù)水平和責(zé)任心造成的問題,還有決策者失誤造成的質(zhì)量問題。本文主要從建筑鋼結(jié)構(gòu)在制作過程中最容易發(fā)生的問題進(jìn)行分析,希望大家能從中得到一點(diǎn)啟發(fā):
(一) 鋼材本身存在的問題
某單位在加工某大廈1200*1200*60的箱形柱時,在施焊過程中突然發(fā)現(xiàn)60mm作為腹板的厚板出現(xiàn)了撕裂現(xiàn)象,肉眼可見清晰的裂紋把板從厚度方向分成兩半,經(jīng)過NDT檢測發(fā)現(xiàn)裂紋深度發(fā)生在深度3mm左右,同時對同一類型同一批號的另外幾張板切割的零部件進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)板內(nèi)存在夾層,軋制質(zhì)量不好是造成質(zhì)量問題的主要原因。在焊接的過程中由于焊接產(chǎn)生的焊接應(yīng)力作用將夾層的材料拉開。由此出現(xiàn)了厚板沿厚度方向撕裂的現(xiàn)象。
原因分析:由于使用部位的特殊性,該零部件在構(gòu)件中作為腹板使用,沿縱向上下方向焊接的零部件在焊接形式上開的全熔透坡口受力的勁板,由于板內(nèi)部存在的分層,焊接產(chǎn)生的焊接應(yīng)力向外釋放從而沿厚度方向撕裂了板。
可以根據(jù)實(shí)際情況采取以下的幾種措施進(jìn)行處理:
(1)大量的鋼材內(nèi)部存在的夾層屬于鋼廠本身在軋制過程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題,已經(jīng)超過了國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求,可以要求鋼廠派人來核實(shí),同鋼廠協(xié)商退貨或換貨處理;
(2)如果夾層數(shù)量較少可以征求技術(shù)部門和業(yè)主的意見,將信息反饋給鋼廠,對出現(xiàn)的問題采取施工補(bǔ)救措施,可以根據(jù)無損檢測的結(jié)果,在有問題的部位采用氣刨全部刨開,超過本身的深度,然后用等強(qiáng)度焊接材料進(jìn)行填充,完畢后對表面進(jìn)行處理,在規(guī)定的時間后進(jìn)行NDT檢測,同時對相同的構(gòu)件取樣進(jìn)行理化檢驗(yàn),達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求可以繼續(xù)使用;
(3)在監(jiān)理的見證下將該零部件割掉,重新?lián)Q上滿足條件的板材,換下的零部件用于非承重和非重要部位或作為輔材使用,完成后在規(guī)定的時間后進(jìn)行NDT檢測,做好記錄。
可以采取的糾正方案及預(yù)防類似質(zhì)量問題的措施:
(1)在簽訂鋼材的采購合同中,對采購的鋼材的提出探傷特殊要求,這樣要加大采購成本。但是從源頭上制止避免經(jīng)濟(jì)損失。
(2)對于已經(jīng)采購回來的原材料,但未進(jìn)入生產(chǎn)流程的鋼板,未開料之前,在堆料場對原材料進(jìn)行100%的NDT檢測,避免在開料和加工過程中造成的既定損失,把損失控制在沒有進(jìn)入生產(chǎn)流程之前。
(3)對有特殊要求的用于特殊部位的厚板進(jìn)行Z向性能試驗(yàn)和理化試驗(yàn),對材料的質(zhì)量進(jìn)行認(rèn)可。
(4)編制合理的工藝文件。對于焊接過程中,特別是采用全熔透焊接的中厚板采用合理的加工制作工藝,技術(shù)部門在施工前做好施工工藝,做好現(xiàn)場的工藝指導(dǎo),質(zhì)檢部門加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督檢查,特別是監(jiān)督控制焊接人員的技術(shù)水平、焊接方向、施焊次序、焊接過程中的保溫措施和層間溫度控制等等,采取各方面的保證措施來防止由于焊接施工造成的焊接缺陷。
(二) 在施工流程中出現(xiàn)的問題
鋼結(jié)構(gòu)的加工流程一般是:放樣→下料→ 銑端→ 鉆孔→ 校正→裝配→ 焊接→校正→打磨→ 除銹→涂裝→堆放等。
根據(jù)國家規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)理方對于鋼結(jié)構(gòu)的要求,結(jié)合本人在鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場近十年的工作經(jīng)驗(yàn),在加工制作過程中較易發(fā)生質(zhì)量問題且發(fā)生后處理起來很棘手的主要是特殊工序和重要工序。一般工序發(fā)生質(zhì)量問題所占的比率很小。在上面的施工過程中,特殊工序有焊接、涂裝,重要工序有下料,裝配。
1、焊接工序。該工序?qū)儆陔[蔽工程,也是最易發(fā)生質(zhì)量問題的工序之一,從2004年某公司的產(chǎn)品質(zhì)量報(bào)表統(tǒng)計(jì)顯示,發(fā)生該工序的質(zhì)量問題中:因?yàn)楹附淤|(zhì)量導(dǎo)致的焊縫返修率高達(dá)80%以上,其次是由于上道工序操作不當(dāng)和操作人員的技術(shù)問題而導(dǎo)致焊縫質(zhì)量問題約占10%,這樣問題屬于直接影響工程質(zhì)量的主要問題,所以此類型的問題必須通過專業(yè)的檢測公司運(yùn)用專業(yè)的檢測工具才可以檢測、評判出來,一般根據(jù)焊縫內(nèi)的缺陷類型分為夾渣、未溶合、氣孔等。
原因分析:
(1)在X類型坡口熔透焊縫中,在施焊過程中由于反面的清根不徹底,導(dǎo)致在出現(xiàn)焊縫中出現(xiàn)質(zhì)量問題。
(2)采用墊板的V類型的坡口焊,由于墊板靠焊縫的一側(cè)墊板表面的氧化皮、鐵銹、油污等未清理干凈或者清除不徹底,直接在上面施焊,事后通過儀器檢測發(fā)現(xiàn)墊板處存在質(zhì)量問題;
(3)由于工藝文件編制的不合理,如焊接位置狹小工作面不能展開、坡口的大小的設(shè)計(jì)不滿足施工要求、在焊接過程中采用的焊接電流不滿足要求、由于焊接工序不正確導(dǎo)致的不可矯正的變形、中厚板的加工事先沒有進(jìn)行預(yù)熱處理,焊接過程中的保溫措施及層間溫度的控制不當(dāng)?shù)取?BR> (4)在構(gòu)件的焊接過程中因焊接方法不合理滿足焊接質(zhì)量要求。采用焊縫手工打底操作時因焊接質(zhì)量本身不滿足要求而進(jìn)行埋弧自動焊接蓋面操作的;采用的埋弧自動焊接的焊絲焊劑沒有按規(guī)定進(jìn)行烘焙和溫度控制;由于焊接操作者責(zé)任心不強(qiáng)而使焊縫表面產(chǎn)生的的缺陷問題。