黄土地质的钢结构建筑施工技术分析

摘 要：近年来，随着我国黄土地区的社会经济高速发展，一大批标志性的钢结构工程已顺利的建设成功。本文首先探讨了黄土地质的钢结构建筑施工要求，然后提出了黄土地质的钢结构建筑施工质量控制，然后进行了案例分析，取得了比较好的效果。

关键词：黄土地质；钢结构；建筑施工技术

中图分类号：TU391文献标识码：A

随着我国西部大开发战略的实施，我国黄土高原的基础建设得到了广泛发展，黄土高原上的城市高层建筑越来越多，且多数为钢结构建筑【1】。近十年来我国的钢产量迅猛发展，多年位居世界第一，但是我国的建筑用钢量仅占全国钢产量的20%到25%，使用量还不适很多，钢结构的发展相对于发达国家仍存在很大差距【2】。众所周知，钢结构建筑构建筑平面布置复杂，使用荷载大且分布不均匀，造成扭转位移比不易控制，这些特点给钢结构建筑的施工提出了挑战【3】。同时土壤属于湿陷性黄土，透水性好，并容易下陷，遇到水呈松散的状态，在土壤含水率接近饱和状态下，地基完全丧失了均匀的承载力【3】。本文为此通过理论与案例探讨了黄土地质的钢结构建筑施工技术，现报告如下。

一、黄土地质的钢结构建筑施工要求

在西北地区，特别是黄土高原和关中平原地区，土壤属于湿陷性黄土，透水性好，在土壤含水率接近饱和状态下，地基完全丧失了均匀的承载力。如果不予以处理，必然对新建房屋和道路、构筑物造成不均匀下沉，基础和建筑主体裂缝，直至对建筑物造成结构上的破坏，形成豆腐渣工程和危楼。湿陷性黄土地基或场地分为自重湿陷与非自重湿陷两种类型【4】。当湿陷性黄土地基或场地浸水后，没有任何外部的附加荷载，仅在地基土的自重压力作用下发生湿陷的，称为由重湿陷性黄土地基或场地。当湿陷性黄土地基或场地没有外部附加荷载的作用下浸水不发生湿陷，需要有一定的附加荷裁作用下浸水才能发生湿陷的，叫非自重湿陷性黄土地基或场地【5】。同时在现代社会中，随着计算机技术的发展，计算机辅助设计(CAD)技术近年来得到了快速发展。目前CAD技术已经广泛应用于建筑结构的分析、设计、绘图、造价统计、辅助生产与信息管理，其相关软件也已成为结构设计、工程预算、构件加工与工程管理等领域内必不可少的工具【6-7】。

二、黄土地质的钢结构建筑施工质量控制

（一）严格桩基础

当采用桩基础时，应穿透湿陷性黄土层。对非自重湿陷性黄土场地，桩底端应支承在压缩性较低的非湿陷性土层中。对自重湿陷性黄土场地，桩底端应支承在可靠的持力层中。桩基础的施工，应符合下列规定：预制桩的入土深度和贯入度，均应符合设计要求。灌注桩成孔后，必须将孔底清理干净。自重湿陷性黄土场地的单桩承载力的确定，除不计湿陷性土层范围内的桩周正摩擦力外，尚应扣除桩侧的负摩擦力。正、负摩擦力的数值，宜通过现场试验确定。

（二）积极使用重夯法

填料的夯实质量，应及时抽样检查，其数量不得少于总孔数的2%，每台班并不应少于1孔。在全部孔深内宜每米取土样测定其干密度，检测点的位置应在距孔心2/3孔的半径处。孔内填料的夯实质量，也可通过现场试验测定。整片挤密地基时，在基底下宜设置0.5m厚的灰土垫层。成孔挤密宜由外向里、间隔分批进行，孔成后应立即进行夯填。预留松动层的厚度，采用机械成孔，宜为0.3-0.7m；采用爆扩成孔，宜为1-2m。冬季施工可适当增大预留松动层的厚度。成孔挤密可选用沉管、爆扩、冲击等方法。对含水量小于10%或大于23%的地基土，不宜选用爆扩挤密。孔底在填料前必须夯实，填料应采用素土或灰土，并宜分层回填夯实。其压实系数：对甲、乙类建筑不宜小于0.95；对其它建筑不宜小于0.93。施工结束后，应对重夯处理地基的质量进行检验。

（三）加强材料质量控制

材料质量控制是整个工程质量控制的基础，也是整个质量控制过程的源头。本工程主要材料为钢板箱梁、钢管、圆管及压型钢板等。(1)所有原材料必须有质量证明书和出厂合格证。(2)所有材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。(3)钢材还应有机械性能、化学成份检验报告，且需对材料的规格、外观质量、标志、炉号、批号等进行说明。(4)对进入现场的材料抽样检查，检查程序严格按照《钢结构工程施工质量验收规范》进行。

（四）严格吊装质量控制

钢结构的安装过程中，结构构件的吊装质量控制也是一个很重要的工序。在控制原则上：(1)构件焊缝经检测全部合格后方可进行构件吊装。(2)根据构件的重量、长度、高度、起吊幅度等，选择吊装设备，并检查行走路线是否满足要求。(3)在构件起吊、堆放的过程中，必须进行吊点、搁置点验算，防止构件产生永久塑性变形。(4)确定合理的吊装顺序，以减少安装累积误差和合拢困难。(5)每吊装一段构件，随即核对该构件的轴线、标高、中心线和垂直度，无误后即进行固定。在控制措施上：(1)吊装前对屋面桁架的长度、断面、挠曲进行预检。(2)吊装前，根据桁架的实际吊点位置，选择合适的吊具。(3)为便于现场安装，桁架的分段吊装事先设置临时装配式耳板，滑移桁架构件吊装就位后，先点焊临时固定，吊车即可松钩，焊接完成后，再将耳板割除。(4)为减少支撑胎架的受力及变形，滑移桁架吊装就位后要及时安装滑移桁架间的构件，以增强桁架的整体稳定性。(5)为保证滑移桁架的侧向稳定，在高空吊装落位还未与之间构件连接前，必须设置稳定的支撑装置进行平面桁架的固定。(6)安装就位后，接着初校，通过调整支撑胎架来达到设计标高，校正后作临时固定，拆除索具。

三、黄土地质的钢结构建筑施工质量控制-案例分析

当前西安市体育馆外装工程在结构设计上采用屋盖“弦支穹顶”结构体系。体育馆屋顶高度为45米，横向跨度约116米，纵向跨度约145.4 米。其结构体系跨度大，且平面为不规则椭圆形，是目前世界最大跨度的弦支穹顶结构工程。而体育馆屋盖的安装技术含量高，施工单位在屋顶钢结构吊装过程中选 用了3台150吨和1台70吨履带吊车同时进行吊装作业。由于屋盖结构为不规则的椭球形状，桁架的安装无明显的规律可寻，施工人员在安装过程中通过定位仪 器对钢构件进行精确快速的定位，确保了安装的顺利进行。据统计，体育馆屋盖钢结构总重量达6500吨，屋盖钢结构工程基本构件总计达3万个。而该工程结构 构件约由10多万个连接板，近2万多延长米的一级焊缝组合而成。

参考文献：

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