土木工程钢结构施工技术要点探究

孙凯明

摘要：钢结构技术在土木工程中的应用推动了建筑结构形式的变化，本文针对土木工程钢结构施工技术的要点进行了详细的探讨。

关键词：土木工程；钢结构；施工技术

中图分类号：TU758.11文献标识码：A文章编号：1674-3024（2016）13-110-02

前言

土木工程是我国社会建设中一个非常重要的组成部分，而钢结构技术在土木工程中也得到了越来越多的应用，探究土木工程钢结构施工技术要点尤为重要。

1.土木工程钢结构施工技术的概述

钢结构是指由钢制材料组成的结构，是现代建筑中一种比较常见的结构类型，包括了由型钢、钢板等材料制成的梁柱、桁架等。不同的构件之间采用螺栓、铆钉或者焊接的方式进行连接。与传统的钢混结构相比，钢结构具有施工简单快速、自重轻、整体刚性好以及变形能力强的特点，在一些大型工业厂房、场馆以及超高层建筑中有着广泛地应用。在土木工程建设中，应用钢结构技术，可以说是时代发展的客观要求。在现代社会，如果土木工程的施工仍然沿用传统的钢筋混凝土施工技术，不仅无法适应可持续发展的要求，建筑自身的稳定性也无法得到保证。因此，应该在对土木工程的结构进行调整，应用钢结构技术，提升建筑的稳定性和可靠性。

2.土木工程钢结构施工技术的特点

2.1抗压性

钢结构是由型号不同的钢筋、型钢等组合而成的钢构体，在整体上具备了钢筋本身的韧性，因此具备良好的抗压能力，能够对建筑结构的性能进行改善，提升建筑对于地震等自然灾害的防御能力，保证建筑的使用安全。

2.2经济性

以混凝土为主要施工材料的土木工程中，混凝土包括了水泥、骨料等。在采购和质量检测方面比较繁琐，而且混凝土的配置、拌和、浇筑以及养护流程复杂，需要消耗大量的成本。与之相比，钢结构在结构上更加简单，施工更加方便快速，能够有效降低施工成本，提升施工企业的经济效益。

2.3安全性

传统土木工程中，混凝土是主要材料，在长期的使用过程中，受各种因素的影响，很容易出现不同程序的病害，如裂缝、脱落、开裂等，严重影响着工程的稳定性和安全性。而使用钢结构技术，能够提升建筑主体的强度和稳固性，对裂缝等病害进行改善，强化工程的整体性能。

2.4环保性

土木工程施工建设中，采用以混凝土结构为主的工艺形式，一方面对能源的需求量及消耗量极大，另一方面会对施工现场及施工周边区域环境施加不利影响。而钢结构施工技术，以钢筋等可二次回收及利用的材料为主，能够发挥其环保性优势，在能源节约的同时，又不对环境造成污染及破坏，提高施工的文明程度。

3.土木工程钢结构施工技术的应用范围

（1）跨度空间较大的钢结构建筑。涉及到空间跨度较大的建筑施工形式，如膜建筑、薄壳建筑、网架（壳）建筑等，由于其施工难度较大，需要在跨度、强度、自重等方面予以综合考量，采用钢结构施工技术的频率较高。

（2）轻钢结构建筑。轻钢结构建筑主要以多层建筑及低层建筑为主，如贸易市场，工厂货仓等，借助钢结构设计、钢结构焊接、钢结构加装，可以缩短施工周期，扩大建筑空间。

（3）楼层数量较多的重钢结构建筑。重钢结构建筑，一般以高层建筑形式为主，是通过钢板及型钢等，将钢构件加以连接及焊接，使之成为建筑物的主结构体。

4.土木工程钢结构施工技术的要点

4.1前期施工准备

在土木工程钢结构施工技术应用前，作为施工技术人员而言，一是要严格挑选钢结构的材料类型，首选碳素钢及低合金钢，发挥其强度及刚度的性能优势：二是要对钢结构的主体及相关配件进行质量检查及验收，对钢结构的钢筋及构件的刚度，硬度进行计算分析，确保各项计算数据符合钢结构施工的技术标准：三是要做好土木工程钢结构施工机械设备的选择及配置，对施工机械设备的性能加以检测，确保塔吊等设施能够安全高效地开展钢结构的吊装施工：四是要连同土木工程钢结构施工技术监理人员，对钢结构施工的图纸、流程、施工重点等加以明确，在与施工现场实际情况进行比对后，找出钢结构施工设计方案及施工图纸中的误差，借助钢结构施工技术交底工作，对钢结构施工的重点及安全隐患易发点做好标记，并制定防范及改进措施。

4.2钢混结构施工

在该工程中，对于钢混结构的施工，采用了分层压密注浆技术，通过准确的配合比设计，搭配混凝土材料，同时对建筑结构施加一定的压力，从而保证了钢结构与混凝土的紧密结合。

4.2.1定位

定位是施工的首要环节，其准确性直接影响着后期的施工质量。应该做好施工现场的水土勘察工作，确保定位的有效进行，找准分层压密注浆的孔位，以短钢筋进行标示。

4.2.2钻孔

钻孔的质量会直接影响注浆工艺的实际效果。分层压密注浆的钻孔施工分为了机械钻孔和人工钻孔两部分，前者是利用专业钻孔设备，结合干钻法进行施工，后者则是对存在缺陷的孔位进行修补，以保证成孔质量。

4.2.3注浆

钻孔完成后，需要进行清孔，确保孔内清洁无杂物，然后依照设计要求进行注浆操作。应该将钻杆上部与注浆泵连接在一起，按照由下向上的顺序进行注浆。需要对注浆量进行严格控制，在注浆结束后，及时对孔口进行密封，确保水泥浆液具备足够的凝固空间。

4.2.4养护

在注浆完成后，必须做好相应的养护工作，以保证混凝土结构的质量。通常情况下，养护的周期在30d左右。在养护过程中，如果发现质量缺陷，应该及时进行修补，将结构的性能维持在一个正常的水平。

4.3塔吊及吊装施工

在塔吊设施设备的配备上，要对前期选择的塔吊类型各项性能指标进行检验，与土木工程施工项目的实际状况加以对比，确保塔吊设备能够在起重重量及伸缩幅度上满足土木工程钢结构吊装的技术要求。一般而言，在土木工程钢结构塔吊机械的选择上，相比于以往选用的附着式塔吊，采用更加安全实用的内爬式塔吊，可以有效地节省钢结构施工成本，增强土木工程钢结构施工的安全性。附着式塔吊在装设高度上一般不小于土木建筑楼层高度，而采用内爬式塔吊设施，则能够将塔吊的装设高度缩短近50%，从而极大提升了土木建筑钢结构施工的经济性。在土木工程吊装施工环节，应对吊装施工的具体区域及吊装施工平面图加以确定，确定的依据要参照土木工程建筑的内外部构造及钢结构规格。

4.4钢结构焊接施工

在焊接前，应该做好相应的试验，对焊接位置、焊缝外形、坡口形式等参数进行确定，并且明确结构的受力情况。采用的焊接材料以及焊接设备技术条件必须能够满足国家相关标准，确保焊接质量。应该确保焊丝包装完好，质量达标，对于出现污染、弯折等情况的焊丝，应该避免使用。焊接后应该进行外观检测以及超声波检查，确认合格后，还需要进行相应的力学和物理实验，对结构的各项参数进行检测。

另外，在采用二氧化碳保护焊时，二氧化碳气体的浓度应该至少达到99.9%，含水量不超过0.05%，当瓶内气压低于1MPa时，必须停止使用。焊接施工前，应该在高温箱内对焊条进行烘干处理，同时保证烘干的次数在两次以下，以免焊条出现性质的变化。焊接的顺序应该按照焊前检查一预热、除锈一焊垫板以及引弧板的安装一焊接一检验的流程进行。对于焊前检查，主要是检查坡口角度、钝边、错口量等，去除表面的铁锈、油污等，同时对坡口及两侧约100mm的母材进行预热，确保其温度能够满足相关要求。垫板应该与母材紧贴，引弧板则应该由母材牢固焊接在一起。

在土木工程焊接施工完成后，要提高钢结构的抗蚀性，应做好钢结构的油漆涂刷施工。相关要点如下：①做好钢材金属面的清理工作，采用钢丝刷、砂布及砂轮机等装置对钢材表面进行除锈及打磨：②防锈漆涂刷施工时要确保涂刷面覆盖整个钢材面，在防锈漆干燥之后，进行钢材表面抹平施工。在此过程中，应注意保护钢材铆孔，避免油漆流入。③防锈漆的涂刷厚度以70um为宜，在涂刷后的2-3h后，可以进行底漆的涂刷。

4.5钢结构后期检修

土木工程钢结构在吊装施工、焊接施工及防锈处理施工完成后，要及时跟进钢结构的后期检修工作，在钢结构后期检修中，应参考《钢结构工程质量检验评定标准》及《钢结构工程施工及验收规范》等标准。首先，要对钢结构的焊缝质量进行等级评定，可采用超声波检测手段，对焊缝及钢结构内部缺陷进行检测及探伤，然后针对性地采用后续修补手段予以改善。然后，要对土木工程钢结构的屋面进行定期的保养及清洁，在对钢结构进行保养时，要避免出现刮划，不能使用腐蚀性强的物质。最后，如钢结构出现金属面板的损坏，要及时进行更换，并在更换的金属面板表面涂刷抗腐蚀的纳米材料。

5.结语

钢结构技术能够显著提高土木工程的整体质量，其符合土木工程行业的技术发展方向。在土木工程钢结构施工中，要全面的掌握钢结构施工技术的要点，才能推动土木工程建设的健康发展。