試論土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性

鄒陽陽/江西國龍建筑工程有限公司

試論土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性

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土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系，是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功能的能力。本文闡述了土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性現(xiàn)狀以及保證土建結(jié)構(gòu)耐久性的重要性，分析了影響土建結(jié)構(gòu)耐久性的原因。

土建結(jié)構(gòu)；混凝土；耐久性

一、我國土建結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展

大多數(shù)土建結(jié)構(gòu)由混凝土建造.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是當(dāng)前結(jié)構(gòu)工程學(xué)科最為重要的前沿研究領(lǐng)域之一，加大耐久性研究工作是今后的發(fā)展方向，重視混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性也是可持續(xù)發(fā)展的需要。

長期以來，人們一直以為混凝土應(yīng)是非常耐久的材料。直到20世紀(jì)70年代末期，發(fā)達國家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎(chǔ)設(shè)施工程在一些環(huán)境下出現(xiàn)過早損壞。我國建設(shè)部于80年代一項調(diào)查表明，國內(nèi)大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用25-30年后即需大修，處于嚴(yán)酷環(huán)境下的建筑物使用壽命僅15-20年。民用建筑和公共建筑的使用環(huán)境相對較好，一般可維持50年以上，但室外的陽臺、雨罩等露天構(gòu)件的使用壽命通常僅有30年～40年。一些北方城市新建成的立交橋和高速公路橋，仍沒有在材料性能和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面采取必要的防治凍融和鹽害的綜合措施。甚至大型工程如2000年投入運行的珠海蓮花跨海大橋，其主體結(jié)構(gòu)在浪濺區(qū)仍采用不耐海水干濕交替侵蝕的C30混凝土與3cm～4cm厚的保護層厚度。有專家估計，我國基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的高潮還可延續(xù)20年，但由于忽視耐久性，迎接我們的還會有“大修”20年的高潮，這個高潮可能不用很久就將到來，其耗費將數(shù)倍于當(dāng)初這些工程施工建設(shè)時的投資。

二、我國土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性主要存在的問題及原因

（一）我國土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性的問題

1.我國工程設(shè)計人員和項目管理人員對土建結(jié)構(gòu)工程的安全性與耐久性尚未引起足夠重視，尤其是系統(tǒng)安全管理觀尚未形成，由于人為差錯或人為錯誤導(dǎo)致的違反強制性詳規(guī)的結(jié)構(gòu)安全問題時有發(fā)生，直接影響結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，甚至危及人們的生命財產(chǎn)安全;

2.我國土建結(jié)構(gòu)工程抵御地震、火災(zāi)作用的設(shè)計要求相對而言偏低，而且抵抗其他災(zāi)害的設(shè)計要求偏少甚至沒有。存在著較大的結(jié)構(gòu)安全隱患;

3.我國現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范基本上只考慮到結(jié)構(gòu)在使用期間的承載力極限狀態(tài)，而國外則著重考慮結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理的使用壽命;

4.設(shè)計單位出的施工圖一般并不考慮施工方法，而施工單位一般又不掌握設(shè)計計算書，因此施工過程中遇到的一些具體問題只能由施工現(xiàn)場的技術(shù)人員根據(jù)經(jīng)驗決定，缺乏科學(xué)的理論依據(jù)。

（二）使土建結(jié)構(gòu)混凝土耐久性問題進一步加劇的原因

1.由于混凝土的質(zhì)量檢驗習(xí)慣上以單一的強度指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致水泥工業(yè)對水泥強度的不適當(dāng)追求，使水泥細度增加，早強的礦物成分比例提高，這些都不利于混凝土的耐久性。

2.工程施工單位不適當(dāng)?shù)丶涌焓┕みM度，尤其是政府行政領(lǐng)導(dǎo)對工程進度的不適當(dāng)干預(yù)。混凝土的耐久性質(zhì)量尤其需要足夠的施工養(yǎng)護期加以保證，早產(chǎn)有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國內(nèi)媒體上加大宣傳的所謂幾個月就修成一條大路，建成一座大橋，或蓋成一棟高樓的工程及搶工獻禮工程，很可能就是今后注定要花掉更多資金進行大修的短命工程。提前完成合同規(guī)定施工期的在國外要被處罰，因為意味著工程質(zhì)量有遭受到損害的可能。

3.環(huán)保力度不足導(dǎo)致的環(huán)境不斷惡化，如廢氣、酸雨(我國的酸雨面積已超過國土的30％)，也是導(dǎo)致混凝土不耐久的重要原因。

三、對提高土建工程的耐久性的幾點看法

（一）編寫出相應(yīng)的設(shè)計施工技術(shù)文件，另一方面則要安排系統(tǒng)的研究項目，加大耐久性研究工作的支持力度；混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是當(dāng)前國際上結(jié)構(gòu)工程學(xué)科最為重要的前沿研究領(lǐng)域之一。混凝土的耐久性研究牽扯到原材料和環(huán)境等特定條件，需要考慮本國的特點，是不能完全依賴國外研究成果。

（二）混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是可持續(xù)發(fā)展的需要。要提高高性能混凝土的占有量，減少水泥用量。生產(chǎn)混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國土資源并破壞植被與河床，我國現(xiàn)在每年生產(chǎn)5億多噸水泥，與之相伴的是年耗20多億方的砂石，長此以往實難以為繼。延長結(jié)構(gòu)使用壽命意味著節(jié)約材料，而耐久的混凝土一般又應(yīng)是水泥用量較低和礦物摻合料（工業(yè)廢料）用量較高的混凝土，所以耐久的混凝土正適應(yīng)環(huán)境保護的需要。國際上對橋梁、隧道等土木工程的設(shè)計工作壽命多為100年，有的如英國為120年。考慮到耐久性不足所造成的巨大經(jīng)濟損失和資源浪費，國際上近年來有要求將這些工程的最低工作壽命進一步延長的趨勢，如提出城市環(huán)境中的橋梁至少應(yīng)有150年。

（三）土木結(jié)構(gòu)工程使用階段的正常檢測與維護結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命的概念，與使用階段的檢測、維護和修理不能分割，對處于露天和惡劣環(huán)境下的基礎(chǔ)設(shè)施工程來說尤其如此。為了保證結(jié)構(gòu)安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用過程中，應(yīng)該進行定期檢測和維護。我國目前有結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計規(guī)范與施工規(guī)范，但沒有如何使用的規(guī)范.有些國家對于結(jié)構(gòu)損壞可能影響公眾安全的建筑物與橋梁、隧道等公共工程，規(guī)定必須定期檢測;即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件，因其墜落后容易傷及公眾，也有強制定期檢測的要求.我國由于施工管理水平和工程操作人員素質(zhì)與國外相比有差距，質(zhì)量控制與質(zhì)量保證制度不夠健全，規(guī)范對結(jié)構(gòu)安全與耐久性的設(shè)置水準(zhǔn)又相對較低，已建或在建的工程中往往存在一些隱患，所以更有必要從法律上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求.對于土建結(jié)構(gòu)工程的安全、質(zhì)量問題，雖然政府已作出了設(shè)計與施工的責(zé)任單位和個人需對其“終身負責(zé)”的規(guī)定，但是這種要求執(zhí)行起來缺乏可操作性.要將結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量事故減少到最低程度，還應(yīng)以預(yù)防為主，通過例行檢測及時發(fā)現(xiàn)問題。

（四）完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系與管理體制，發(fā)揮學(xué)會、協(xié)會在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制、修訂和管理中的作用；逐步淡化技術(shù)規(guī)范條文的強制性質(zhì)；鼓勵編制地方性規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，適應(yīng)不同地區(qū)在環(huán)境地質(zhì)和經(jīng)濟、技術(shù)水平上的差異，并鼓勵科技創(chuàng)新和技術(shù)進步。

四、結(jié)束語

總之，土木工程結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性一直是設(shè)計者與使用者非常關(guān)注的問題，關(guān)系到安全與經(jīng)濟的協(xié)調(diào)、基礎(chǔ)設(shè)施的投資，并與國家現(xiàn)行政策、法規(guī)以及未來的經(jīng)濟發(fā)展息息相關(guān)，是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程問題。筆者認為，在國家有關(guān)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，運用可靠性研究的新技術(shù)理論，并且結(jié)合結(jié)構(gòu)耐久性方面的研究，適當(dāng)提高土建結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全水準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命，就能夠使工程結(jié)構(gòu)的可靠性和耐久性，更好的適應(yīng)我國現(xiàn)代化建設(shè)的需求，適應(yīng)經(jīng)濟市場的需求。

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[5]馬翠芬，淺談土建工程結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性[A]，濰坊學(xué)院學(xué)報.