論土建工程的耐久性分析

王立玻

摘 要：大多數(shù)土建工程由混凝土建造。混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是當前困擾土建基礎設施工程的世界性問題，并非我國所特有，本文根據(jù)工作實際，對土建工程的耐久性進行了分析闡述，以供參考。

關鍵詞：土建工程 ；建筑 ；耐久性

一、土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性現(xiàn)狀

長期以來，人們一直以為混凝土應是非常耐久的材料。直到70年代末期，發(fā)達國家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎設施工程在一些環(huán)境下出現(xiàn)過早損壞。

耐久性問題的嚴重性和迫切性在于我們許多正在建設的工程仍未吸取國際和國內(nèi)的大量慘痛教訓，還沿著老路重蹈覆轍。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3～4cm厚的保護層厚度。

使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題進一步加劇的原因有：

1.由于混凝土的質(zhì)量檢驗習慣上以單一的強度指標作為衡量標準，導致水泥工業(yè)對水泥強度的不適當追求，使水泥細度增加，早強的礦物成份比例提高，這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質(zhì)量的檢驗在強度上只要求不低于規(guī)定的最低許可值，而國外則同時還要求不高于規(guī)定的最高值，如果強度超過了也被認為不合格，這種要求還有利于水泥產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性。

2.工程施工單位不適當?shù)丶涌焓┕みM度，尤其是政府行政領導對工程進度的不適當干預。混凝土的耐久性質(zhì)量尤其需要有足夠的施工養(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)媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程，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罰款，因為意味著工程質(zhì)量有遭到損害的可能。

3.環(huán)境的不斷惡化，如廢氣、酸雨，我國的酸雨面積已超過國土的30%。當前迫切需要進行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎設施工程耐久性設計的技術條例，修訂補充現(xiàn)行規(guī)范中對結(jié)構(gòu)耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎設施工程的設計工作壽命，在重要工程的設計文件中必須有使用壽命的要求和論證。當前在建的眾多工程在耐久性上之所以仍然沿著重蹈覆轍的道路走，很重要的一個原因是工程設計施工技術人員在耐久性上沒有可資遵循的新依據(jù)。更為嚴重的是現(xiàn)行規(guī)范中的有些條文，本身就對耐久性有害。為了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術手段，國外有的規(guī)范甚至規(guī)定在橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)中必須加入粉煤灰等摻合料，而我國的鐵路混凝土橋隧施工規(guī)范仍在明文禁止使用。此外，工程技術界還存在長期形成的一些過時的看法，對改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顧慮會影響混凝土強度而不愿使用引氣劑，而引氣本應作為改善混凝土耐久性和工作性的常規(guī)手段；又如，希望加大水泥用量來保證混凝土強度，而盡可能低的水泥用量本應是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。

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。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，水泥生產(chǎn)排放的二氧化碳已占人類活動排放總量的1/5～1/6，而我國排放的二氧化碳量已居世界第二。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環(huán)境保護的需要。國際上對橋梁、隧道等土木工程的設計工作壽命多為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)境中的橋梁至少應有150年。

二、土建結(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)境下的基礎設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，應該進行定期檢測和維護。我國有結(jié)構(gòu)工程的設計規(guī)范與施工規(guī)范，但沒有如何使用的規(guī)范。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜賓的南門大橋發(fā)生橋面坍落事故，就是因為橋面結(jié)構(gòu)與主拱之間的吊桿在連接處發(fā)生銹蝕，如果有定期的檢測要求，這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結(jié)構(gòu)的損壞可能導致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程，強制規(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事故操作人員的素質(zhì)相對較差，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(jié)構(gòu)工程的安全質(zhì)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(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，還應以預防為主，通過例行檢測及時發(fā)現(xiàn)問題。

現(xiàn)在國內(nèi)有大量土建工程因步入老化期需要診治，也有大量已建的違章工程需要評估，更有許多工程發(fā)生病害需要診斷和加固，各地已涌現(xiàn)了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍，并有蓬勃發(fā)展成為一種新興行業(yè)的趨勢。出現(xiàn)問題和病害以后再來治理固然重要，但是我們應該更加強調(diào)預防。對于在役土建工程的檢測和評估，要建立相應的法規(guī)和標準，要有從業(yè)人員的注冊和從業(yè)機構(gòu)的資質(zhì)認證制度，在管理體制上予以規(guī)范。

從國家對公共工程建設的投資和對工程設計的要求來看，需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設的一次投資支出，很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用，不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能，而且經(jīng)濟上算總賬會很不合算。在發(fā)達國家，由于新建工程少，用于維修的費用往往更為主要，英國1978年的土建維修費上升到1965年的3.7倍，1980年的維修費占當年土建費用總支出的2/3。我國雖是發(fā)展中國家，現(xiàn)在正大興土木，可是過去建成的大量工程已經(jīng)或過早老化。國內(nèi)40%公路橋梁的橋齡已大于25年，加上進入90年代以后交通量猛增，超載嚴重，以往的設計標準又低，路、橋的維修問題十分突出。由于養(yǎng)護維修費用得不到保證，造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。在土建工程的投資上，希望有關部門能加大已建工程維修的費用。

為加速路橋等公共工程建設，國家現(xiàn)在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30年的經(jīng)營收入作為補償。如果對重要土建工程有必須進行定期檢測與評估的法規(guī)，就能保證這些工程在一定期限后歸還國家管理和經(jīng)營時的良好功能，對于設計工作壽命為100年的橋梁，至少還可正常使用70年，而不至于30年到期后國家接收的已是一個破舊的工程。