彭北華 南昌市市政公用事業(yè)服務(wù)中心

1 前言

在城市化進程不斷加快的背景下，城市建筑工程的數(shù)量不斷增加，在此過程中，為進一步提升城市居住的舒適度，給排水工程的整體建筑質(zhì)量受到了人們的廣泛關(guān)注?，F(xiàn)階段，開展給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計成為了一項極為重要的工作。

2 提升給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性的重要性

現(xiàn)階段，給排水工程結(jié)構(gòu)主要包括污水泵站、雨污水管道、輸水泵站等部分，這些建筑結(jié)構(gòu)大多為全地下或者半地下構(gòu)筑物，在實際應(yīng)用過程中，這些構(gòu)筑物往往與水資源直接接觸。一般情況下，這些構(gòu)筑物的主要建筑材料為鋼筋混凝土，這種結(jié)構(gòu)在水中氯離子、硫酸鹽離子、鉀離子、鎂離子等物質(zhì)的侵蝕下可能會出現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土性能劣化等問題，進而造成建筑結(jié)構(gòu)整體安全度大幅度下降，縮短建筑的使用壽命。面對上述問題，采用合適的給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計，進一步提升建筑結(jié)構(gòu)抗外力侵蝕的效果，已經(jīng)成為進一步保障建筑整體安全，減緩城市發(fā)展負擔的有效方式之一。

3 當前給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計中存在的問題

結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計指的是在確定的周邊環(huán)境、維護與使用條件下，對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計使用年限內(nèi)保障其安全性的設(shè)計。盡管當前對給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的關(guān)注度不斷提升，但是在設(shè)計過程中，受我國開展給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計工作時間較短、相關(guān)工作人員設(shè)計理念相對落后、設(shè)計規(guī)范仍不夠完善等因素的影響，現(xiàn)階段，部分給排水工程結(jié)構(gòu)的耐久性仍不能滿足預期的設(shè)計要求，這種情況的出現(xiàn)不僅會使建筑結(jié)構(gòu)的維護費用上漲，還會影響人們正常的生產(chǎn)生活。

3.1 設(shè)計理念較為落后

現(xiàn)階段，工程設(shè)計人員忽視了對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的重要性，導致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在實際使用過程中無法切實滿足建筑設(shè)計的預期需要，這種情況的出現(xiàn)不僅會降低工程施工的安全性，還會縮短工程的整體使用壽命。具體來說，強度與耐久性是混凝土的兩大基本特性，但在當前建筑工程施工過程中，相關(guān)設(shè)計人員僅僅將混凝土建筑的結(jié)構(gòu)強度計算當成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容，但并不會依據(jù)建筑的實際情況采用一定的技術(shù)手段提升混凝土建筑結(jié)構(gòu)的耐久性，這種情況的存在大大縮短了建筑的整體質(zhì)量。

據(jù)調(diào)查顯示，首先，我國大部分工業(yè)建筑在使用20~30年后就需要進行整體翻修，對于一些處于惡劣環(huán)境的工業(yè)建筑來說，其所需全面返修的時間縮短為15~20年；其次，盡管民用建筑與公共建筑的使用環(huán)境相對較好，其整體翻修所需的時間一般在50年左右，但對于室外露臺、雨罩這類的露天建筑構(gòu)建來說，其所需的翻修時間大約在30~40年之間；再次，對于橋梁、港口等與水接觸較為密切的建筑結(jié)構(gòu)來說，受鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的保護層厚度不足、密實性較差等因素的影響，部分建筑結(jié)構(gòu)在使用10年以后就會出現(xiàn)混凝土順著鋼筋剝離的情況，需要及時對其進行大修；最后，自二十世紀八十年代開始，為進一步提升水資源的利用率，我國不斷建設(shè)各種規(guī)模的污水處理廠，但對這些污水處理廠的使用壽命進行調(diào)查后可以發(fā)現(xiàn)，大部分的污水處理處理廠所需大修的時間均在50年以內(nèi)，并且大部分污水處理廠中存在構(gòu)筑物混凝土剝離、鋼筋銹蝕等問題，甚至當前存在部分污水處理廠因建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性不足而被迫停止運轉(zhuǎn)。

舉例來說，設(shè)計人員在進行某污水處理廠在建設(shè)設(shè)計過程中，忽視了對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行防腐處理的重要性，導致該污水處理廠在運轉(zhuǎn)5年后，如圖1所示，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)了較為嚴重的硫酸鹽侵蝕破壞現(xiàn)象，混凝土結(jié)構(gòu)表面多處出現(xiàn)脹裂現(xiàn)象，同時有大量白色絮狀或者針狀的結(jié)晶體析出，這種情況的出現(xiàn)使得該污水處理廠為保證自身建筑的整體安全不得不及時停產(chǎn)對結(jié)構(gòu)整體進行修復，這種情況的出現(xiàn)給該污水處理廠帶來了嚴重的經(jīng)濟損失。

圖1 混凝土表面情況

3.2 設(shè)計規(guī)范需要完善

在當前給排水建筑工程施工過程中，較為常見的建筑耐久性設(shè)計規(guī)范包括GB 50069《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、GB/T 50476《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》、GB 50046《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》等內(nèi)容，在這些規(guī)范的實際應(yīng)用過程中，GB 50069《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》盡管可以作為給排水結(jié)構(gòu)設(shè)計的專用規(guī)范，但相較于水利水電、鐵路、橋梁等建筑設(shè)計規(guī)范中將“結(jié)構(gòu)耐久性要求”單獨列出的情況，這一規(guī)范僅僅在材料、正常使用極限狀態(tài)驗算規(guī)定等章節(jié)中對建筑結(jié)構(gòu)耐久性進行了具體要求，同時，對GB 50069《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》與GB 50046《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》進行比對后可以發(fā)現(xiàn)，兩者間對于建筑混凝土材料的耐久性要求存在較大的差別，不僅會對設(shè)計人員的實際工作內(nèi)容造成不利影響，還無法滿足當前給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計需要。

4 提升給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計效果的方法

在當前的給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計過程中，為切實保障工程的建設(shè)質(zhì)量能夠滿足工程的預期設(shè)計需要，降低建筑維護成本，提升相關(guān)設(shè)計人員對給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的重視程度，對工程建設(shè)規(guī)范進行完善都成為當前工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計中的關(guān)鍵點。

4.1 提升對給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性的重視程度

面對當前工程設(shè)計人員更重視建筑承載力、裂縫計算，忽視了對工程結(jié)構(gòu)耐久度計算的情況，在工程建設(shè)前加強對工程結(jié)構(gòu)耐久性重要性的宣傳，保證設(shè)計人員在工程建設(shè)過程中能依據(jù)建筑的預期建設(shè)功能、工程的建設(shè)環(huán)境以及工程的實際施工條件，切實做好工程結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計，以便盡可能延長建筑的使用壽命。盡管從實際情況來看，給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)值并不能得到精確的計算，但在開展工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計之前，相關(guān)設(shè)計人員可以通過對建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用環(huán)境進行模擬的方式，獲取一定的耐久性范圍數(shù)值，進而在工程實際施工過程中，通過提升鋼筋混凝土硬度、抗壓性能等方式，切實滿足給排水系統(tǒng)對水流量、建筑實際使用壽命等方面的要求。

4.2 對給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性規(guī)范制度進行完善

4.2.1 提升工程結(jié)構(gòu)的使用年限

鋼筋混凝土作為當前建筑工程中應(yīng)用較為廣泛的建筑材料，盡管法律方面并沒有明確規(guī)定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命，但土木工程行業(yè)普遍認為鋼筋混凝土建筑在無修補的情況下使用壽命應(yīng)該在50~100年之間。同時，從GB 50068—2001《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》可以了解到，普通房屋與構(gòu)筑物的設(shè)計使用年限應(yīng)為50年，一些紀念性建筑以及一些特別重要的建筑結(jié)構(gòu)其設(shè)計使用年限應(yīng)在100年左右，現(xiàn)階段，對GB 50068—2001《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》、SL191—2008《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定（鐵建設(shè)〔2005〕157號）》等規(guī)范進行分析，可以了解當前鋼筋混凝土材料的給排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限應(yīng)在50~100年之間，同時，在實際設(shè)計過程中，相關(guān)設(shè)計人員需要在考慮到委托方的要求與建筑預計使用情況的基礎(chǔ)上，開展給排水工程結(jié)構(gòu)預期使用壽命的設(shè)計，并且，建筑的預期施工壽命應(yīng)在50年以上。

4.2.2 判別工程所處的環(huán)境類型

2010年頒布的GB 50010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中對混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境劃分成了7類，而GB/T 50476《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》將混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境分成了5類，并且依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境將會對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的嵌入，將環(huán)境對混凝土結(jié)構(gòu)造成作用程度分成了6種環(huán)境等級。

現(xiàn)階段，給排水工程大多屬于水處理構(gòu)筑物，在工作過程中，混凝土構(gòu)筑物往往會受到所處理液體、土壤地下水的腐蝕以及構(gòu)筑物所處地理環(huán)境的侵蝕，因此，在識別混凝土構(gòu)筑物所處環(huán)境類型時應(yīng)以《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范（GB/T 50476）》為標準，在對混凝土構(gòu)筑物所處環(huán)境進行分類的同時，依據(jù)給排水系統(tǒng)所處環(huán)境以及自身所需要處理的液體情況對其耐久性等級進行劃分，在提升構(gòu)筑物設(shè)計專業(yè)性的同時，為后續(xù)工程建設(shè)標準的制定提供參照。

4.2.3 選擇合適的混凝土材料

在當前的給排水工程結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中，為進一步提升工程結(jié)構(gòu)的耐久性，相關(guān)設(shè)計人員可以從控制混凝土材料強度、抗?jié)B等級以及最大水膠比、氯離子含量、堿含量等方面入手，進一步提升混凝土的整體質(zhì)量，保證混凝土材料在應(yīng)用于給排水工程結(jié)構(gòu)時能夠切實滿足GB/T 50476《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》的要求。

5 結(jié)束語

總而言之，在我國環(huán)境工程建設(shè)飛速發(fā)展的背景下，給排水工程的重要性也得到了有效的凸顯，現(xiàn)階段，為進一步提升我國給排水工程建設(shè)的可靠性，對當前給排水工程結(jié)構(gòu)中的耐久性問題進行分析，并制定相應(yīng)的解決辦法，從而達到切實提升給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性的目的。