彭登菊
摘要:文章主要結合筆者的工作經驗和總結,闡述了土建結構工程的耐久性的現(xiàn)狀,在此基礎上,分析了土建結構工程的耐久性問題的原因,從中提出了提升土建結構工程耐久性的建議。
關鍵詞:土建結構工程;混凝土;耐久性;建議
引言
土建結構工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系,是使用期內結構保持正常功能的能 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(xiàn)在適用性上。土建結構工程的耐久性現(xiàn)狀,大多數(shù)土建結構由混凝土建造,混凝土結構的耐久性是當前困擾土建基礎設施工程的普遍性問題。
1 土建結構工程的耐久性現(xiàn)狀
20世紀70年代末期,先前建成的基礎設施工程出現(xiàn)過早損壞的現(xiàn)象得到證實后,才顛覆了不少人心中將混凝土視為非常耐久材料的固有看法。
20世紀80年代初,據(jù)我國建設部的一項調查表明,國內大多數(shù)工業(yè)建筑物的最長使用期限為25年~30年,界期內都需要或多或少地修補,尤其是處于嚴酷環(huán)境下的建筑物,其使用壽命將縮短長僅10年之久。這種現(xiàn)象在橋梁、港口等基礎設施工程的耐久性上更為普遍,歸根結底是由鋼筋混凝土保護層過薄、密實性差等,及許多工程建成后在短期內就出現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土開裂等原因造成的。尤其是海港碼頭,一般在10年左右就會出現(xiàn)混凝土順筋開裂和剝落等現(xiàn)象,極需修補。除此之外,城市立交橋常因冬天灑除冰鹽及冰凍作用,在短短十幾年內就不得不限載、大修或者拆除。可見,冰鹽也能對混凝土路面造成很大傷害,就比如東北一條高等級公路,僅在一個冬天內就出現(xiàn)大面積剝蝕的現(xiàn)象。而我國鐵路隧道由于采用低強度混凝土作為襯砌材料,因其密實度和抗?jié)B性極差,不耐地下水,遭到機車廢氣侵蝕等原因,造成開裂、滲漏嚴重等現(xiàn)象。根據(jù)對幾個公路局所管轄的隧道隨機抽樣調查分析,出現(xiàn)漏水情況的占50.4%,且1/3滲漏嚴重,并伴有鋼軌配件銹蝕、電力牽引部分地段漏電等現(xiàn)象,嚴重影響正常運行。此前有專家預估,我國基礎設施工程建設的高潮還將延續(xù)20年,這個高潮即將到來,其耗費將倍增于這些工程施工建設時的投資??磥硗两ńY構工程的耐久性不容忽視。
2 影響混凝土結構耐久性問題的原因
2.1 以單一的強度指標作為混凝土的質量檢驗的衡量標準
國外對水泥強度質量的檢驗既要求不低于規(guī)定的最低值,又規(guī)定不高于最高值。一旦強度超過了規(guī)定值,即被視為不合格,這有利于提高水泥產品的質量而國內要求比較低,不低于最低值即可,這將導致水泥工業(yè)對水泥強度的不適當追求,使水泥細度增加,較強的礦物成份比例提高。
2.2 施工單位不恰當?shù)氖┕みM度及政府行的不恰當干預
充足的施工養(yǎng)護期是混凝土耐久性質量的保證。據(jù)有關報道,國外對于超前于合同規(guī)定施工期的行為給予重款,顯然超前的施工進度不利于程質量。例如環(huán)境的進一步惡化,都無疑對混凝土結構造成大面積的侵蝕。因此迫切需要編制橋梁、隧道及港口等基礎設施工程耐久性設計的技術條例,進一步修訂補充現(xiàn)行規(guī)范中相關要求。必須明確的是各類基礎設施工程的設計工作壽命,清楚知悉在一些比較重要的工程設計文件中,必須附注相關使用壽命的要求和論證。通過對當前狀況的分析,施工技術人員在結構耐久性要求上沒有可遵照的新依據(jù),導致在工程在結構耐久性上依舊沿著老路走,除此之外,現(xiàn)今規(guī)范中的某些條文對設施工程結構耐久性有害。還要更重要的一點就是,在橋梁等混凝土結構施工中,必須加入粉煤灰等摻合料以確保提高混凝土的耐久性,可我國實際的鐵路混凝土橋隧道施工仍然觸犯有關明文規(guī)定。
2.3 工程技術界的過時看法,對改善混凝土結構耐久性造成強大阻力
引氣是改善混凝土耐久性及工作性的常規(guī)手段,低水泥用量是提高混凝土抗裂及耐久性能的重要途徑。而不愿意使用引氣劑,和希望加大水泥用量來保證混凝土強度,對改善混凝土結構耐久性造成強大阻力。經過修訂后的工程結構耐久性的規(guī)范要求,已經為其他土建工程行業(yè)領域提供了規(guī)范的約束要求。因此其他土建工程行業(yè)應遵照要求,一方面學習國內外已有的經驗,盡快制定出相應的設計施工技術計劃以應急需,另一方面還要合理安排系統(tǒng)的研究項目,加強對結構耐久性研究工作的支持力度,同時清楚地認識到混凝土結構的耐久性已然成為我國在這一領域的瓶頸環(huán)節(jié)。必須在當前國際上結構工程學科最前沿研究領域下狠下功夫。
3 土建結構工程的耐久性建議
(1)主管土建結構工程設計標準的部門,要對工程的耐久性要求作重點審查,明確土建結構工程的設計應有最低使用壽命的要求,重要工程的設計文件中應有正常使用壽命和耐久性設計的獨立章節(jié)與論證;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)范中對結構耐久性的要求。在修訂規(guī)范的耐久性要求上,交通部于 2001年頒布的港工混凝土 結構防腐蝕技術規(guī)范已為其它土建結構工程行業(yè)起到較好的示范作用。我們一方面要參照國內外已有的資料和經驗,盡快編寫出相應的設計施 工技術文件以應急需,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;混凝土的耐久性研究離不開原材料和環(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的。
(2)加強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(huán)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(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,某大橋發(fā)生橋面坍落事故,就是因為橋面結構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。有些國家對于結構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。
(3)完善土建結構工程技術標準體系與管理體制。要更好的發(fā)揮學會、協(xié)會在技術標準編制、修訂和管理中的作用,逐步淡化技術規(guī)范條文的強制性質,鼓勵編制地方性規(guī)范(標準)和企業(yè)標準,適應不同地區(qū)在環(huán)境地質和經濟、技術水平上的差異,并鼓勵科技創(chuàng)新和技術進步。國家要對混凝土工程耐久性的基礎理論研究給予重點支持,為在近期內編訂有關法規(guī)標準給以立項資助,促進土建結構耐久性設計指導性技術條例的編制。在推廣可靠度方法于各類設計規(guī)范時,要廣泛征集各種看法,實事求是,穩(wěn)慎對待。
(4)研發(fā)新技術,使土建結構工程走上可持續(xù)發(fā)展的道路積極研發(fā)新技術,加大混凝土中高性能混凝土的成分,減少水泥所占的比例,有利于增強混凝土的耐久性,同時也減少了水泥、砂石等資源的消耗量,不僅提高了土建結構工程的耐久性,也是其走上了綠色環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展道路。
4 結語
總之,影響土建結構工程耐久性的因素眾多,其中既有技術問題,也有制度問題。因此要改善土建結構工程的耐久性,就要從技術和制度方面雙管齊下,全方面多角度的提出并落實問題的解決方案,從而在根本上解決土建結構工程耐久性的問題。
參考文獻:
[1] 張金娥:《談如何延長混凝土結構的使用壽命》,《內蒙古科技與經濟》,2010(10).
[2] 王軍:《土建結構工程的耐久性》,《山西建筑》,2009(8).