钢结构工程监理质量控制研究

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摘要：近年来，钢结构工程在建筑领域被广泛应用于现代办公建筑，其施工质量控制成为了监理工作的关键环节。结合钢结构工程项目的监理实践，从施工前的质量控制到施工过程的质量控制，从构件加工到现场安装再到BIM技术的应用，详细阐述了钢结构工程监理的质量控制要点，以期为类似钢结构工程的监理质量控制提供参考。

关键词：钢结构；质量控制；监理；安装；焊接

引言

钢结构因其自重较轻、强度较高、抗震性能优越、施工速度快等诸多优点而大量地被应用于城市建筑中，尤其在高层、超高层建筑中逐步取代了传统的混凝土框架结构。近几年来，政府工作报告中也提出大力发展钢结构以提高建筑工程标准和质量。由于钢结构工程在建筑领域被广泛应用，钢结构工程的施工质量控制将成为监理工作的关键环节。本文结合项目监理工作实践，谈谈监理过程中对钢结构施工的质量控制要点。

1项目概况

某项目为办公建筑，地上部分为全钢结构，钢结构屋面标高为88m。钢结构主要构件形式为H型钢柱、箱形柱、H型钢梁、箱形梁，柱最大截面为700mm×800mm×60mm×60mm（高度×宽度×腹板厚度×翼板厚度，下同），梁最大截面为800mm×400mm×50mm×50mm。分析项目的结构形式和特点，从中总结出监理质量控制的工作重点，具体包含以下几个方面。（1）由于采用全钢结构，电梯井核心筒等部位竖向斜撑构件较多，加工类型、规格较多，对安装精度要求较高。应严格构件编号准确区分相似构件，按照相应的安装顺序和进度计划进场、堆放，避免装混、错装。（2）构件最大壁厚为60mm，此类超厚板的焊接难度较大，易出现气孔、裂纹等缺陷，焊接时应选择好焊接工艺、控制变形，焊接后应严格进行无损探伤检测。（3）考虑到刚度要求，核心筒部位箱形柱内需要灌C60混凝土。此部位混凝土质量应重点控制，若混凝土达不到设计要求的强度等级，整改难度极大。

2施工前的质量控制

钢结构工程专业性较强，为做好质量控制工作，首先应建立健全监理组织机构，配备钢结构专业监理人员，从加工、安装、焊接、检测等环节加以控制。

2.1针对工程特点编制监理规划和实施细则

监理规划是项目监理机构实施监理工作的指导性文件，其内容应具有针对性，做到目标明确、职责分工清楚。监理规划编制的完善程度，在一定程度上影响着项目监理的实施。监理实施细则应针对本项目钢结构工程的特点进行编制，明确相关程序、控制措施和方法，保证在监理过程中有效控制质量问题，达到约定的质量目标。

2.2审核钢结构加工单位资质、深化设计能力和生产能力

鉴于钢结构专业性强的特点，钢结构加工基本都由总承包单位分包给分包单位来完成，分包单位的构件加工质量是影响钢结构工程质量的关键因素。因此，监理应对钢结构构件加工单位的资质、深化设计能力和生产能力进行审核，加工单位应有符合工程规模的图纸深化设计人员，生产能力和加工设备配置应能满足项目的进度计划需求，并配有合格的质量检测人员。

2.3审核深化设计图纸和专项施工方案

图纸是工程施工的依据，深化图纸应经过原设计单位确认。钢构件加工前应组织相关单位进行图纸会审和设计交底，项目监理机构要组织监理人员熟悉工程图纸，充分领会设计意图，明确钢结构构件加工、安装的相关参数，特别是焊缝等级、检测要求等；还要检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”，力争把问题解决在施工之前，以减少图纸问题对工程质量的影响。施工方案是施工单位全面指导工程实施的技术性文件，施工方案的优劣直接影响工程的质量。监理应在施工单位内部审查的基础上，重点审核钢结构施工方案的针对性、合理性和可操作性。

2.4材料、构配件的质量控制

钢构件加工所需钢材、焊接材料等均为采购后直接运至加工厂，监理应到加工厂进行验收。其间，钢材、焊接材料等应提供出厂质量证明文件，并按进场批次对取样进行验证，钢材、焊接材料的抽样复试检验批应符合设计要求或《钢结构工程施工规范》规定，复试合格后方可使用。扭剪型高强螺栓连接副、防火涂料等进场后应检查其质量合格证明文件、质量证明文件（如检验报告等），符合要求后按规定进行见证取样送检，合格后方可投入使用。

3施工过程的质量控制

过程控制包括构件加工和现场安装两部分。为控制构件加工质量，监理对加工过程进行不定期随机抽查，严格把好构件进场前的质量关；对安装过程以巡视、旁站等方式进行质量控制，并且检查施工单位现场质量管理体系的运行情况，做到施工过程的有效控制。

3.1钢构件加工的质量控制

构件的加工质量是现场安装质量的基础，控制加工质量首先是对下料尺寸的控制。本项目钢材原材规格较多，钢材材质为Q390GJ、Q345B等，为避免不同规格混用，要求加工单位建立首件复核制度，首件下料后经确认后再批量下料。监理应做好过程检查和实测实量工作，避免加工尺寸偏差；构件下完料后，应根据设计全熔透范围检查坡口形式及角度，检查箱梁加劲隔板厚度；若采用部件拼接，应严格检查翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距、翼缘板拼接长度和腹板拼接长度。构件设计最大壁厚为60mm，对焊接工艺要求较高。为找出针对采用钢材、焊接材料的最佳焊接工艺参数，保证焊接质量，要求施焊人员进行焊接工艺评定，并形成评定报告以指导焊接工艺生产。

3.2防腐涂装的质量控制

构件防腐涂装质量直接关系到结构的耐久性，构件成型后的涂装质量应重点检查。影响涂装质量的因素，除了涂料的质量以外，构件表面除锈也是关键工序，本项目设计要求除锈等级为Sa2.5级。监理应严格检查涂料质量，要求提供相应的质量证明文件，并逐批检查涂料的有效期，确保涂料质量合格；除锈工艺采用设计限定的方式，除锈后应确认构件表面达到清洁程度方可涂装；涂装过程中应检查涂料品种、涂装遍数和涂层厚度，其结果必须符合设计要求。

3.3钢结构安装的质量控制

构件的安装质量决定工程结构的尺寸偏差，竖向构件安装应待楼层验线后进行。为保证安装精度，所用测量仪器应在检定有效期内，首节柱安装后应及时进行校正。监理应采用全站仪对安装构件进行测量复核；首节以上的柱定位轴线应从地面控制轴线直接引上，不得从相邻下层柱的轴线引上，以免累计误差；构件的安装顺序应符合审定的施工方案，并形成稳定的空间刚度单元；构件安装时，应注意检查摩擦面，确保其干燥、清洁，无污垢、浮锈。

3.4坚固件连接的质量控制

坚固件连接是钢结构安装的又一重要环节，本项目采用10.9级扭剪型高强螺栓，规格包括M16、M20、M22等，摩擦面抗滑移系数为0.50。高强螺栓安装时，监理应检查螺栓是否能自由穿入螺栓孔，不得强行穿入。若发生螺栓不能自由穿入需要扩孔时，扩孔数量应征得设计同意。扭剪型高强螺栓连接副除螺栓、螺母外，只安装一个垫圈，螺栓长度应根据连接板厚度选用，以终拧后外露2～3扣丝为标准。监理应检查螺栓初拧、终拧扭矩值及施拧顺序，且终拧后应拧掉螺栓尾部梅花头，重点应检查不能使用专用扳手部位螺栓的坚固情况。高强螺栓和焊接混用的连接节点，按先螺栓坚固后焊接的施工顺序。

3.5钢结构焊接的质量控制

钢结构现场焊接过程是保证工程质量的关键，监理应重点检查、严格把控。现场焊工应持资格证并在认可范围内焊接作业，焊接前应根据现场条件进行焊接工艺评定，过程中严格按工艺评定执行，不得随意改变工艺参数。监理应对施焊过程进行检查，焊接完成后应检查焊缝的尺寸偏差和外观质量，并按照一、二级焊缝的规定检验数量对焊缝进行无损探伤检测。监理应对检测过程进行见证，对存在缺陷的焊缝应按施工方案进行返修，焊缝同一部位的缺陷返修次数不能超过2次。构件的焊接顺序应按方案进行，箱型梁焊接按照先底边后侧面的施焊顺序，待底边焊缝及侧面焊缝通过探伤检测合格后再进行箱型梁盖板的焊接。长柱及多层梁应先焊接最上层梁，再焊接最下层梁，最后再焊接中间层梁。

3.6现场涂装的质量控制

现场焊接完成，经无损检测试验合格，再对焊缝部位、焊接烧伤处和涂层碰损处的表面进行处理，随后进入补涂和防火涂装工序。工地焊接部位的焊缝两侧及预留区域，应使用与加工厂相同的各层涂料进行补涂，以保证涂料性能的相容性，各层涂料的涂布间隔时间应遵循涂料产品说明书的相关规定。防火涂料的品种性能必须符合国家产品标准和设计要求，并具有消防部门认可的、国家技术监督局检测机构检测后的耐火检测报告和理化性能检测报告，复试结果合格方可使用。为确保防腐漆与防火涂料不发生化学反应，要求施工单位先进行样板施工，待验收合格后再进行大面积施工。防火涂料喷涂完成后采用测量仪、钢尺和测针检查其喷涂厚度，最薄处厚度不得低于设计要求的85%。检查钢构件表面是否有漏涂情况，涂层是否存在未闭合、脱层、空鼓、明显凹陷、粉化松散和浮浆等外观缺陷。

3.7楼承板及栓钉的质量控制

钢结构安装、焊接验收合格后，即可铺设楼承板。楼承板应按设计给定的排版图进行铺设，铺设时楼承板拼接槽口应对准，查验楼承板与结构梁的支承长度应符合设计要求。栓钉焊接前进行焊接工艺评定，确定焊接工艺参数，每班焊接作业前先试焊，检查合格后再正式焊接。栓钉焊接位置应按设计要求布设，同一梁上拉通控制线进行焊接，以保证焊接位置。焊接后监理应进行弯曲试验抽查，以保证栓钉焊接质量。栓钉焊接完成后，应注意检查楼承板内瓷环，确认垃圾已及时被清理干净。

4BIM技术的应用

复杂结构靠人脑结合二维图纸去想象比较困难，BIM技术能提供可视化模式，将传统的二维构件图纸转化成三维的立体实物，使得复杂结构一目了然。BIM技术在复杂建筑结构体系尤其是钢结构建筑中运用越来越多，本项目在监理质量控制工作中也运用了BIM技术，以下列举两个例子加以说明。（1）钢骨柱生根于地下混凝土结构，钢骨柱梁节点部位结构非常复杂，此节点涉及劲钢梁柱的连接、主梁钢筋连接器与型钢柱腹板的连接、主梁角部钢筋贯通型钢柱腹板上预留过筋孔等。通过BIM平台进行三维模拟，可以检查钢筋连接器的焊接部位是否影响梁整体钢筋的绑扎和定位，节点部位钢筋连接器在型钢柱翼缘板焊接的尺寸排布及对质量的可控性。在型钢柱腹板上开孔时，监理应注意检查截面的缺损率，其不应超过腹板面积的25%，若开孔率过大，则应考虑采取适当的补强措施。腹板开孔不能采用现场火焰开孔，必须在构件加工厂进行机械式开孔，预留孔的定位应精确控制。（2）地上钢结构节点结构复杂，特别是核心筒部位和异形结构部位，通过BIM模型对复杂结构进行可视化，监理人员能深入理解图纸，可直观地统计出需要检测的焊缝数量，方便检查箱梁柱内加劲板的位置及数量、焊缝坡口形式、斜撑焊接角度，以及现场安装时H型钢梁与连接板的位置关系等，从而保证构件加工质量和现场安装质量。

5结语

钢结构工程因其特有的优势而越来越多地被应用于城市建筑中，在钢结构工程施工过程中，监理要从技术上加强学习钢结构专业知识，储备必要的专业能力，真正发挥出工程监理的作用。工作中，除了要做好各分项工程的验收工作以外，监理还要加强施工过程的监督检查，这样才能保证钢结构工程的施工质量。本工程项目监理部认真检查各种材料和构配件，严格监理的安装过程各环节，合理应用BIM技术，使得钢结构的工程质量得到了有效控制。

作者：戢肃燕 边保乐 胡继勇 刘虎 单位：北京中协成工程管理有限公司