钢结构工程施工常见缺陷分析及防治

钢结构建筑因具有自重轻、强度高、抗震性能好、节约空间、质量可靠、施工速度快、绿色环保等多方面特殊的优势，在建设工程上得到日益广泛的应用，近几年，随着我国经济建设的快速发展，钢结构建筑正从工业厂房建筑结构向着多高层民用建筑结构、大型剧场、桥梁结构及办公建筑结构方向发展，至尽，钢结构建筑因其独特的优势在国内得到了快速的发展。
在钢结构工程施工过程中，钢构件安装过程的精度和品质是决定整体钢结构质量的关键，往往在钢构件的安装过程中存在诸多违反国家工程技术规范和验收标准的一些制作方法和违规行为，本文对这些违反国家工程技术规范和验收标准的做法和行为作为缺陷进行提出、分析和研究，以引起各施工单位的重视，共同将钢结构行业做精、做强。
1. 基础地脚螺栓位置及垂直度超过规范允许偏差
由于基础地脚螺栓位置及垂直度超过规范允许偏差，导致钢柱安装困难或不能安装；即使采取措施后可以安装，也会影响柱子在基础上的可靠性和安全性。
造成基础地脚螺栓位置及垂直度超过规范允许偏差的原因分析如下：
1）地脚螺栓预埋时，固定不牢，混凝土浇筑后，振捣时导致地脚螺栓倾斜或位移。
2）基础施工测量或放线时有误差。
3）图纸设计错误。
避免基础地脚螺栓位置及垂直度超过规范允许偏差的方法：
1）用12㎜或12㎜以上钢筋把地脚螺栓焊成箱形，形成一整体，然后放进基础里与模板固定，最后浇筑混凝土。具体做法如下：
第一步：根据基础设计实际情况，在一块20㎜或20㎜以上厚钢板上，把一个基础的地脚螺栓标出来；第二步：把地脚螺栓孔用磁力钻钻出来；第三步：把钢板放到一平面上。第四步：把地脚螺栓倒立放到孔里，然后用直径为12㎜的圆钢把地脚螺栓焊接成箱形，形成一整体结构；第五步：把形成一箱形结构的地脚螺栓放到基础里，然后与基础钢筋固定一部分。第六步：把基础的模板支撑牢固，然后把轴线和标高放到模板上。第七步：按照设计图纸轴线和标高，把地脚螺栓完全固定牢固。第八步：按照此方法全部施工完毕后，进行校验轴线和标高。第九步：确认地脚螺栓位置和垂直度在规范允许偏差之内。第十步：浇筑混凝土。
2）用两块10㎜以上厚度的钢板把地脚螺栓固定成一整体；然后放到基础里，按照设计轴线和标高固定牢固，浇筑混凝土。具体做法如下：
第一步：根据设计基础尺寸，切割两块尺寸要比基础小的10㎜以上厚度的钢板。第二步：按照设计地脚螺栓的位置，在钢板上标示出来，然后用磁力钻钻出孔来；另在板的中间部位用气割割出混凝土浇筑孔。第三步：把第一块钢板放到操作平台上，临时固定牢固；第四步：把地脚螺栓倒放进孔里。第五步：把第二块钢板安装上，在地脚螺栓丝扣下面用双螺母临时固定；第六步：把第一块钢板的地脚螺栓的位置、垂直度和高度调整到规范允许偏差之内，然后把钢板与地脚螺栓焊接牢固。第七步：在第二块钢板的上面和下面分别用螺母把地脚螺栓的位置、高度和垂直度调整在规范允许偏差之内后，固定牢固。第八步：把形成整体的地脚螺栓，放到基础里，把地脚螺栓的标高、轴线和垂直度控制在规范允许偏差之内，固定牢固。第九步：确认地脚螺栓位置和垂直度在规范允许偏差之内。第十步：浇筑混凝土。
2.安装前不检查钢构件变形及涂层质量
在钢构件安装前，施工人员往往忽视对钢构件变形及涂层质量的检查。钢构件在出厂前虽然已经检验合格，但在装卸车、运输过程中有可能造成钢构件变形和涂层油漆脱落；这种问题若在安装前得不到解决，将会影响钢结构安装质量。
避免钢构件变形及涂层脱落的方法：
1）大型钢构件在制作时，根据钢构件的实际长度焊接适当数量的吊装吊点，装卸车即方便，又不会导致钢构件变形及涂层脱落。
2）小型钢构件采取打捆包装；在吊装部位，对钢构件采取保护措施。
3）大型钢构件在装车时，要在构件的下面垫适当数量的枕木。
4）小型钢构件在装车时，要在构件的下面平铺一层竹胶板。
5）在运输过程中，要注意车速，防止构件间的碰撞。
6）钢构件在施工现场卸车时，要根据钢构件的长度，在构件的下面垫适当数量的枕木。
钢构件安装前，对钢构件的尺寸、形状和油漆涂层的检查非常重要。在检查中，若发现钢构件变形尺寸超过规范允许偏差或油漆涂层脱落，及时采取措施进行矫正和修补；能够防止质量问题的进一步延伸。
3.高强度螺栓连接板安装完毕后存在缝隙
高强度螺栓连接板全部或局部存在缝隙，减少了接触面积，导致缝隙处的摩擦系数为零，大大降低了高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数，严重影响结构受力，造成安全隐患。
造成高强度螺栓连接板安装完毕后存在缝隙的原因有以下几点
1）由于安装不注意，连接板中间夹杂异物。
2）两连接板不平整，由于焊接与连接板相连的焊缝造成的连接板焊接变形，形成波浪不平，造成安装完毕后仍存在缝隙。
3）高强螺栓的拧紧顺序不当，采取从螺栓群外侧向中间的次序紧固时，往往使摩擦面不能紧密接触。
避免高强度螺栓连接板存在缝隙的有效方法是确保相连接的两连接板平面度，由于焊接变形，使连接板存在波浪不平，焊接完毕后，可采取端板校平机进行校平，此种方法速度快、效果好，操作者可使用直板尺随时测量平面度，直到校平为止。
4．用高强度螺栓代替临时螺栓使用
在高强度螺栓安装时，施工工人图省事，直接用高强度螺栓代替临时螺栓使用，一次性固定。
用高强度螺栓代替临时螺栓使用将会造成：
1）孔位不正时，强行对孔，使高强度螺栓的螺纹受损，从而导致扭矩系数、预拉力发生变化。
2）有可能连接板产生内应力，导致高强度螺栓预紧力不足，从而降低连接强度。
避免施工工人直接用高强度螺栓代替临时螺栓使用的方法：
严格按照GB50205-2001规范及设计要求，对施工工人进行技术交底；在技术交底中明确规定——在高强度螺栓安装时，必须先用试孔器100%对孔进行检验，然后用临时螺栓固定，若有不对孔的，要修孔后，再安装临时螺栓，最后，卸去临时螺栓，换成高强度螺栓。
5.吊车梁吊装校正顺序不当
在钢结构施工中，通常把钢柱吊装校正完毕后，就安装校正吊车梁；这样将会造成：屋面梁、柱间支撑、水平支撑、檩条等安装校正完毕后，吊车梁的轴线、标高、垂直度、水平度等都随之出现偏差，必须再重新进行调整、校正，导致返工，浪费工时延长工期，又影响队伍形象。
避免吊车梁吊装校正顺序不当的方法：
1）钢柱、钢梁、柱间支撑、水平支撑、檩条等安装校正完毕后，再对吊车梁进行调整、校正、固定。
2）吊车梁安装后，先校正标高，其它项等钢梁、柱间支撑、水平支撑、檩条等安装校正完毕后，再进行调整、校正、固定。
6.钢屋架梁安装起脊高度超过规范允许偏差
在大跨度钢屋架梁施工完毕后，经常出现钢屋架梁起脊高低不平，且高低偏差超过规范允许范围；从而导致整体结构受力不均匀。
造成钢屋架梁起脊高度超过规范允许偏差的原因分析如下：
1）在加工厂制作时，未按规定跨度比例起拱或起拱尺寸不准确。
2）在加工厂制作时，起拱加工方法不合理。
3）在加工厂制作时，法兰板的角度偏差大。
4）在吊装时，吊点设置不合理，导致变形。
5） 在安装屋架梁时，柱子轴线、垂直度、和柱间跨度偏差大。
避免钢屋架梁安装起脊高度超过规范允许偏差的方法：
1）钢屋架梁制作时，制定起拱加工工艺，并根据跨度大小按比例进行起拱，并严格控制起拱尺寸。
2）钢屋架梁安装前，要对柱子轴线、垂直度、柱间跨度和钢屋架的起拱度进行复查，对超过规范允许偏差的项进行及时的调整、固定。
3）根据钢屋架梁的实际跨度，制定合理的吊装方案。
7.水平支撑安装超过规范允许偏差
水平支撑安装完毕后，常出现有上拱或下挠现象，从而影响钢结构屋架结构部分的稳定性。
造成水平支撑安装超过规范允许偏差的原因分析如下：
1）在水平支撑制作时，外形尺寸不精确，导致扩孔后与梁连接位置同设计不符；
2）水平支撑本身自重产生下挠。
3）水平支撑施工方案不合理。
避免水平支撑安装超过规范允许偏差的方法：
1）在水平支撑制作时，严格控制构件尺寸偏差。
2）在水平支撑安装时，把中间部位稍微起拱，防止下挠。
3）在水平支撑安装时，用花篮螺栓调直后再固定。
8.钢柱柱脚底板与基础面间存在空隙
在以往工程施工中，常出现钢柱柱脚底板与基础面接触不紧密，存在空隙现象，这样将会造成柱子的承载力降低，影响柱子的稳定性。
造成钢柱柱脚底板与基础面存在空隙的原因分析如下：
1）基础标高超过规范允许偏差。
2）钢柱柱脚底板因焊接变形造成平面度超过规范允许偏差。
出现钢柱柱脚底板与基础面间存在空隙的解决方法：
1）在钢柱柱脚底板下面不平处用钢板垫平，并在侧面与钢柱柱脚底板焊接。
2）在钢柱柱脚底板下用斜铁进行校正，校正完毕后，在原设计基础标高以上浇筑300㎜～500㎜高的混凝土。
避免钢柱柱脚底板与基础面间存在空隙的方法：
1）预先将柱脚基础混凝土浇筑到比设计标高低50㎜或50㎜以上，然后再用砂浆进行二次浇注至设计标高；二次浇筑时，基础标高的偏差必须严格控制在规范允许之内。
2）对于小型钢柱，预先将柱脚基础混凝土浇筑到比设计标高低50㎜或50㎜以上，然后用双螺母将钢柱调整校正，等钢柱调整校正完毕，再用砂浆进行二次浇注至设计标高。（在钢柱制作时，必须在钢柱柱脚底班板中间预留混凝土浇筑孔）
3）对于大型钢柱，可预先在钢柱柱脚底板下预埋钢柱柱脚支座，（钢柱柱脚支座的高度必须严格控制在规范允许偏差之内）等钢柱安装完毕后，再用砂浆进行二次浇注至设计标高。（在钢柱制作时，必须在钢柱柱脚底板中间预留混凝土浇筑孔）
9．基础二次灌浆缺陷
在钢柱安装调整校正完毕后，对钢柱柱脚进行二次灌浆的施工中，常存在以下缺陷：1）钢柱柱脚底板下面中心部位或四周与基础上平面间砂浆不密实，存在空隙。2）在负温度下基础二次灌浆时，砂浆材料冻结。
造成基础二次灌浆缺陷的原因：
1）钢柱柱脚底板与基础上平面间距离太小。
2）二次灌浆的施工方案不合理。
3）二次灌浆的材料不符合规范要求。
避免基础二次灌浆缺陷的方法：
1）在二次灌浆之前，应保证基础支承面与钢柱柱脚底板间的距离不小于50㎜，便于灌浆。
2）对于小型钢柱柱脚底板，可在柱脚底板上面开两个孔，一大一小，大孔用于灌浆，小孔用于排气，这样能提高砂浆的密实度。
3）对于大型钢柱柱脚底板，可在柱脚底板上面开一孔，把漏斗插入孔内，用压力将砂浆灌入，再用1～5根细钢管，其管壁钻出若干个小孔，按纵横方向放入基础砂浆内，用于排浆液及空气，排出浆液及空气后，拔出钢管再灌入部分砂浆。
4）在冬季低温环境下二次灌浆时，砂浆中应掺入防冻剂、早强剂，并采取保温措施。
10．压型金属板固定不牢，连接件数量少、间距大和密封不严密
在钢结构压型金属板施工中，常出现压型金属板固定不牢，连接件数量少、间距大和密封不严密现象。这样将有可能会造成下雨时漏雨、刮风时掀起金属板，从而影响正常使用，降低使用寿命。
避免压型金属板固定不牢，连接件数量少、间距大和密封不严密缺陷的方法：
1）施工前进行详细的技术交底，根据不同板型的压型金属板，规定出连接件的间距和数量；并严格要求按照技术交底施工。
2）压型金属板与包角板、泛水板等连接处密封之前，要清除干净表面的油污、水分、灰尘等杂物；密封时，要保证密封材料完全性的敷设。
3）根据不同板型的压型金属板，采用不同的施工工艺和不同的密封材料。
11.钢构件涂装缺陷
11.1钢构件表面出现涂层脱皮、皱皮、针眼、气孔等缺陷
在工程施工现场对钢构件涂装后，常常出现以下缺陷：钢构件表面出现脱皮、皱皮、针眼、气孔、流坠等。这样将会造成降低涂层的使用寿命。
造成钢构件表面出现脱皮、皱皮、针眼、气孔、流坠等缺陷的原因分析如下：
1）钢结构表面涂层脱皮是由于基层没有处理好，存在油污、氧化皮造成的。
2）钢结构表面涂层出现皱皮是由于涂刷后受太阳暴晒或高温，以及涂刷不均匀和表面收缩过快造成的。
3）钢结构表面涂层出现针眼是由于溶剂搭配不当，含有水分，或环境湿度过高，挥发不均匀造成的。
4）钢结构表面涂层出现气孔是由于基层潮湿，油污没有清除干净，涂料内含有水分或遇雨造成的。
5）钢结构表面涂层出现流坠是由于涂料涂刷过厚或涂料太稀造成的。
避免钢构件表面出现脱皮、皱皮、针眼、气孔、流坠等缺陷的方法：
1）涂刷之前，必须把钢构件表面的油污、水分、灰尘、氧化皮等清除干净。
2）涂刷时要涂刷均匀，并要避开高温环境；涂刷后不要暴晒。
3）涂料的溶剂要合理配比，要保证配料容器的清洁干净；涂刷后要避开高温环境。
11.2钢构件涂装后，遇到下雨、下雪、刮风和有雾时，不注意涂层的保护
在工程施工现场对钢构件涂装后，遇到下雨、下雪、刮风和有雾时，不注意涂层的保护。这样将会造成雨水、雪水、雾水渗入漆膜内导致出现涂层脱皮，有气孔、气泡等缺陷；遇到刮风天气，常把灰尘带入漆膜内降低涂层质量。
避免钢构件涂装后，遇到下雨、下雪、刮风和有雾时，造成涂层缺陷的方法：
1）下雨、下雪、刮风和有雾时，不要在室外对钢构件进行涂装。
2）钢构件进行涂装后，采取保护措施。