左 熹（金陵科技學(xué)院建筑工程學(xué)院，江蘇 南京211169）

土木結(jié)構(gòu)工程的耐久性與工程的使用壽命密切相關(guān)，是建筑結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)保持正常功能的能力，其中包括結(jié)構(gòu)的安全性和結(jié)構(gòu)的適用性，并且更多地體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的適用性上[1-2]。

1 土木結(jié)構(gòu)工程的耐久性現(xiàn)狀

目前，絕大多數(shù)土木結(jié)構(gòu)是由混凝土作為材料。混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是困擾土木基礎(chǔ)設(shè)施工程的世界性問(wèn)題，但是至今尚未引起我國(guó)政府主管部門(mén)和廣大設(shè)計(jì)與施工部門(mén)的足夠重視。長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為混凝土是具有很好耐久性的材料。直到70 年代末期，發(fā)達(dá)國(guó)家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的混凝土結(jié)構(gòu)在一些環(huán)境下出現(xiàn)過(guò)早損壞。美國(guó)很多城市的混凝土基礎(chǔ)設(shè)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(shí)期內(nèi)就出現(xiàn)材料劣化；據(jù)1998 年美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)的估計(jì)，他們需要1.4 萬(wàn)億美元處理美國(guó)國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施工程存在的耐久性問(wèn)題，僅修理與更換公路橋梁的混凝土面板一項(xiàng)就需 850 億美無(wú)，而現(xiàn)政府每年為此的撥款只有50~70 億美元。另有資料指出，美國(guó)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(huán)境下橋梁總數(shù)的25%。發(fā)達(dá)國(guó)家為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性投入了大量科研經(jīng)費(fèi)并采取相應(yīng)對(duì)措施，如加拿大安大略省的公路橋梁為對(duì)付除冰鹽侵蝕及凍融的損害，鋼筋的混凝土保護(hù)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(qiáng)度的最低等級(jí)也從50 年代的C25 增到C40，橋面板混凝土從原來(lái)的不要求外加引氣劑、不設(shè)防水層到現(xiàn)在必須引氣以及需要設(shè)置高級(jí)防水膠膜并引入環(huán)氧涂膜鋼筋。而我國(guó)遭受鹽凍侵蝕地區(qū)的公路橋梁在耐久性考慮方面至今仍無(wú)明確要求，對(duì)混凝土保護(hù)層和強(qiáng)度的要求僅為2.5cm 和C25，與加拿大50 年代水平一致。我國(guó)建設(shè)部的一項(xiàng)調(diào)查表明，國(guó)內(nèi)大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用25~30 年后需大修，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(duì)較好，可維持50 年以上，但室外的陽(yáng)臺(tái)、雨罩等露天構(gòu)件的使用壽命僅有30~40年。橋梁、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程的耐久性問(wèn)題更嚴(yán)重，由于鋼筋的混凝土保護(hù)層太薄且密實(shí)性較差，許多工程建成后幾年就會(huì)出現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土開(kāi)裂等現(xiàn)象。海港碼頭一般使用10 年左右就因混凝土順筋開(kāi)裂和剝落。京津地區(qū)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(xiàn)問(wèn)題。鹽凍也對(duì)混凝土路面造成傷害，東北地區(qū)一條高等級(jí)公路只經(jīng)過(guò)一個(gè)冬天就大面積剝蝕。

2 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題

使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題加劇的原因有：（1）由于混凝土的質(zhì)量檢驗(yàn)習(xí)慣上只是以強(qiáng)度指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致水泥工業(yè)對(duì)水泥強(qiáng)度的過(guò)分追求，使水泥細(xì)度增加，并且早強(qiáng)的礦物成份的比例提高，這些都對(duì)混凝土的耐久性不利。我國(guó)對(duì)水泥質(zhì)量的檢驗(yàn)在強(qiáng)度上的要求只是不低于規(guī)定的最低許可值，而國(guó)外的要求則同時(shí)還要求不高于規(guī)定的最高值，如果強(qiáng)度超出了要求也被認(rèn)為不合格，這種要求有利于水泥產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性。（2）工程施工單位不適當(dāng)?shù)丶涌焓┕みM(jìn)度?；炷恋哪途眯再|(zhì)量需要有足夠的施工養(yǎng)護(hù)期加以保證。國(guó)內(nèi)媒體上大加宣傳的所謂幾個(gè)月就修成一條大路、建成一座大橋或蓋成一幢高樓的工程，很可能就是今后注定要花掉更多資金進(jìn)行維修的工程。提前完成合同規(guī)定施工期的在國(guó)外會(huì)被罰款，因?yàn)槭┕み^(guò)快意味著工程質(zhì)量有遭到損害的可能。（3）環(huán)境不斷被污染，如廢氣、酸雨，我國(guó)的酸雨面積已超過(guò)國(guó)土的30%，對(duì)土木結(jié)構(gòu)工程的耐久性也有很大的影響。當(dāng)前所迫切需要進(jìn)行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程耐久性設(shè)計(jì)的技術(shù)規(guī)格和條例，修訂和補(bǔ)充現(xiàn)行規(guī)范中對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的要求。需要明確各種基礎(chǔ)設(shè)施工程的設(shè)計(jì)工作壽命，在重要工程的設(shè)計(jì)文件中必須有使用壽命的要求和相關(guān)論證。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科學(xué)的技術(shù)手段，國(guó)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。

3 土木結(jié)構(gòu)工程耐久性的檢測(cè)和維護(hù)

土木結(jié)構(gòu)工程在使用階段的正常檢測(cè)與維護(hù)對(duì)提高結(jié)構(gòu)耐久性有很大的益處，對(duì)處于露天和惡劣環(huán)境下的基礎(chǔ)設(shè)施工程來(lái)說(shuō)更是如此。為了保證結(jié)構(gòu)安全性和耐久性，工程在建成后的使用過(guò)程中，應(yīng)該進(jìn)行定期檢測(cè)和維護(hù)。我國(guó)有結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)規(guī)范與施工規(guī)范，但沒(méi)有如何使用和維護(hù)的規(guī)范。有些工程倒塌事故，例如四川宜賓的南門(mén)大橋發(fā)生橋面坍落事故，就是橋面結(jié)構(gòu)與主拱之間的吊桿在連接處發(fā)生銹蝕導(dǎo)致的，如果定期檢測(cè)，這樣的事故很有可能避免。有些國(guó)家對(duì)于結(jié)構(gòu)的損壞可能導(dǎo)致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(cè)；即便是建筑物的玻璃幕墻或外墻面磚等建筑部件，因其墜落后容易傷及公眾，也有強(qiáng)制定期檢測(cè)的要求。我國(guó)由于施工管理水平和事故操作人員的素質(zhì)相對(duì)不夠高，質(zhì)量控制與質(zhì)量保證制度不夠健全，規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)安全與耐久性的設(shè)置水準(zhǔn)相對(duì)較低，已建的工程中往往存在較多隱患，所以有必要從法制上確定土木工程的正常使用和定期檢測(cè)的要求。

4 解決土木結(jié)構(gòu)工程耐久性的措施

(1)主管土木結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的部門(mén)，對(duì)工程的耐久性作重點(diǎn)審查，并明確土木結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)應(yīng)有最低使用壽命的要求；應(yīng)盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程耐久性設(shè)計(jì)的技術(shù)條例，修訂補(bǔ)充現(xiàn)行規(guī)范中對(duì)耐久性的要求。

(2)加強(qiáng)土木結(jié)構(gòu)工程使用階段的檢測(cè)與維護(hù)。

結(jié)構(gòu)使用階段的檢測(cè)與維護(hù)對(duì)于及時(shí)查明建筑的安全隱患，確保混凝土建筑的耐久性十分重要。應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

第一，制定和完善安全檢測(cè)與維護(hù)相關(guān)規(guī)范制度。對(duì)工程使用階段檢測(cè)維護(hù)的時(shí)機(jī)、內(nèi)容和方法進(jìn)行詳細(xì)的明確，上級(jí)安全監(jiān)督管理部門(mén)要不定期的進(jìn)行檢查和抽查。

第二，要更新和改造安全監(jiān)測(cè)設(shè)備和設(shè)施。定期檢查升級(jí)安全檢測(cè)設(shè)備設(shè)施，確保安全檢測(cè)設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)保持良好的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的觀測(cè)記錄建筑物的安全狀況資料信息。

第三，要靈活采取多種檢測(cè)手段。在采用人工定期對(duì)建筑物實(shí)施全面檢測(cè)的同時(shí)，綜合采用電腦智能觀測(cè)設(shè)備，建筑物觀測(cè)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)等方法，力爭(zhēng)全面、正確的評(píng)價(jià)建筑物的安全狀況。

[1]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001

[2]建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50068-2001）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001