土木結構工程耐久性的分析與探討

黃錦恒

【摘要】隨著經濟和社會的快速發展，土建結構工程在我國城市發展和社會建設中扮演了越來越重要的角色。但是偶有發生的因土建結構工程安全性與耐久性相關的安全事故，又不由得不引起我們的重視。有些安全事故不僅造成了經濟的巨大損失，而且也給人們的生命財產安全帶來了嚴重危害。因此，本文結合筆者實踐工作經驗，首先對影響土建結構工程中安全性與耐久性的因素進行探討，然后在此基礎上相信探討了如何有效提高土建結構工程中安全性與耐久性的措施等，相信可以為相關的研究提供一定的指導意義。

【關鍵詞】土木結構工程；耐久性；措施

前言：隨著經濟和社會的發展，土建結構工程在我國城市發展和社會建設中的地位不言而喻。時有發生的土建結構工程安全事故，也時刻提醒著我們，提高土建結構工程的安全性和耐久性勢在必行。隨著當前社會環境的因素的愈加復雜，再加上極端天氣的頻頻出現，給土建結構工程帶來了很大的挑戰，當然，對其安全性和耐久性的研究也具有一定的現實意義。因此，本文在筆者實踐工作的基礎上，首先分析了影響土建結構工程中安全性和耐久性的因素，然后分別對其中的安全性和耐久性進行了詳細分析。

1、土木結構工程的耐久性現狀

目前，絕大多數土木結構是由混凝土作為材料。混凝土結構的耐久性是困擾土木基礎設施工程的世界性問題，但是至今尚未引起我國政府主管部門和廣大設計與施工部門的足夠重視。長期以來，人們一直認為混凝土是具有很好耐久性的

材料。直到70年代末期，發達國家才逐漸發現原先建成的混凝土結構在一些環境下出現過早損壞。美國很多城市的混凝土基礎設施工程和港口工程在建成后不到二、三十年甚至在更短的時期內就出現材料劣化；據1998年美國土木工程學

會的估計，他們需要1.4萬億美元處理美國國內基礎設施工程存在的耐久性問題，僅修理與更換公路橋梁的混凝土面板一項就需850億美無，而現政府每年為此的撥款只有50～70億美元。

另有資料指出，美國因除冰鹽引起鋼筋銹蝕需限載通行的公路橋梁已占在此環境下橋梁總數的25%。發達國家為混凝土結構耐久性投入了大量科研經費并采取相應對措施，如加拿大安大略省的公路橋梁為對付除冰鹽侵蝕及凍融的損害，鋼筋的混凝土保護層最小厚度已從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代以后的7cm，而混凝土強度的最低等級也從50年代的C25增到C40，橋面板混凝土從原來的不要求外加引氣劑、不設防水層到現在必須引氣以及需要設置高級防水膠膜并引入環氧涂膜鋼筋。而我國遭受鹽凍侵蝕地區的公路橋梁在耐久性考慮方面至今仍無明確要求，對混凝土保護層和強度的要求僅為2.5cm和C25，與加拿大50年代水平一致。我國建設部的一項調查表明，國內大多數工業建筑物在使用25～30年后需大修，處于嚴酷環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境相對較好，可維持50年以上，但室外的陽臺、雨罩等露天構件的使用壽命僅有30～40年。橋梁、港工等基礎設施工程的耐久性問題更嚴重，由于鋼筋的混凝土保護層太薄且密實性較差，許多工程建成后幾年就會出現鋼筋銹蝕、混凝土開裂等現象。海港碼頭一般使用10年左右就因混凝土順筋開裂和剝落。京津地區的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用，使用十多年后就出現問題。鹽凍也對混凝土路面造成傷害，東北地區一條高等級公路只經過一個冬天就大面積剝蝕。

2、土建結構工程的安全性分析

土建結構工程的最重要指標便是結構安全性，它可以有效防止破壞和倒塌情況的發生。而結構工程的安全性不僅取決于設計與施工的水平，而且和結構的正確使用也息息相關。

2.1構件承載能力的安全設置水準

與結構構件安全水準關系最大的兩個因素分別是規范規定結構需要承受多大的荷載，也即是荷載標準值，以及規范規定的荷載分項系數與材料強度分項系數的大小。它們體現了構件在給定標準荷載作用下的安全度，由于各種背景，如一些發展中國家的結構設計多根據發達國家的規范等，都會對安全性帶來不同影響。

2.2 整體牢固性

對土建結構工程構件的要求，不僅要其具有足夠的承載能力，而且也要有整體牢固性。 結構整體性具有非常重要的作用，它可以有效防止由于某處局部破壞而帶來的大面積倒塌，從而避免不必要的破壞后果。而加強結構的整體牢固性，就需要有良好的延性和必要的冗余度，可以有效降低因爆炸、人為差錯等導致的損失。

2.3耐久安全性

上文已經提過，由于人們對由環境因素引起的耐久性考慮較少，就引起了由于混凝土結構由于鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕而導致的結構安全事故，有時其帶來的嚴重程度甚至比因結構構件承載力設置過低而帶來的危害。因此，一定要重視環境因素帶來的安全性隱患。

3、土建結構工程的耐久性分析

由于土建結構工程的使用壽命和耐久性是息息相關的，是使用期內保持正常功能的能力，這一正常功能包括結構的安全性和結構的適用性，而且更多地體現在適用性上面。

3.1土建結構工程中耐久性現狀

耐久性問題由于其隱蔽性，使得人們對其重視不足，但是它帶來的問題往往是慘痛的，在我國當前正在飛速發展的社會經濟背景下，解決耐久性問題更顯得嚴峻和急迫，而產生耐久性問題的主要是土建材料，因此要在土建材料的性能和結構構造等方面采取一定的防治凍融和鹽害的必要措施。值得一提的是，在大多數土建結構中，混凝土是非常重要的土建材料。因此，混凝土的耐久性是當前困擾土建基礎施工的世界性難題，而非我國獨有，應該引起相關政府部門和施工

設計單位的重視。

3.2土建結構工程使用階段的正常檢測與維護

結構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境下的基礎設施工程來說尤其如此。為了保證結構安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用過程中，應該進行定期檢測和維護。我國有結構工程的設計規范與施工規范，但沒有如何使用的規范。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事故操作人員的素質相對較差，質量控制與質量保證制度不夠健全，規范對結構安全與耐久性的設置水準又相對較低，已建的工程中往往存在較多隱患，所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。對于土建結構工程的安全質量，雖然政府已作出了設計與施工的責任單位和個人需對其“終身負責”的規定，但是這種要求執行起來缺乏可操作性。要將結構安全質量事故減少到最低程度，還應以預防為主，通過例行檢測及時發現問題。

總 結：

綜上所述，土木結構工程的耐久性與工程的使用壽命密切相關，是建筑結構使用期內保持正常功能的能力，提高土建結構工程的安全性和耐久性具有的意義，在實踐中，不僅要注意因為施工、設計等因素帶來的安全耐久性問題，還要提高對環境等因素的重視。筆者相信，只要仔細做好各方面提高安全性和耐久性的工作，未來我國的土建結構工程建設水平一定可以達到新的水準。

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