土建结构工程的耐久性分析

(内蒙古集通建筑工程公司，内蒙古 呼和浩特 010010)
摘 要： 文章阐述了土建结构工程的耐久性现状以及保证土建结构耐久性的重要性,分析了影响 土建结构耐久性的原因。
关键词：土建结构；混凝土；耐久性
中图分类号：TU71  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2010)02—0120—02

土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命，是使用期内结构保持正常功能的基础，正常 功能包括：结构的安全性和适用性，而且更多地体现在适用性上。土建结构工程的耐久性现 状，大多数土建结构由混凝土建造，混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的普 遍性问题。

长期以来，人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到20世纪70年代末期，发达国 家才逐渐发现先前建成的基础设施工程，在一些环境下出现过早损坏。我国建设部20世纪80 年代的一项调查表明，国内大多数工业建筑物在使用25年～30年后即需大修，处于严酷环境 下的建筑物使用寿命仅15年～20年。桥梁、港口等基础设施工程的耐久性问题更为严重，由 于钢 筋混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港 码头一般使用10年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落需要大修。京津地区的城市立交桥，由于 冬天洒除冰盐及冰冻作用，使用十几年后就出现问题，有的不得不限载、大修或拆除。除冰 盐也对混凝土路面造成伤害，东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国 铁路隧道用低强度的混凝土作衬砌材料，密实度和抗渗性差，不耐地下水和机车废气侵蚀， 开裂与渗漏严重。对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明，漏水的占50.4%，其中1/3渗漏 严重，并导致钢轨等配件锈蚀及电力牵引地段漏电，影响正常运行。有专家估计，我国基础 设施工程建设的高潮还可延续20年，由于忽视土建结构工程的耐久性，还会有20年的大修高 潮，这个高潮可能不用很久就将到来，其耗费将倍增于这些工程施工建设时的投资。造成混 凝土结构耐久性问题的原因有：①由于混凝土的质量检验习惯以单一的强度指标作为衡量 标准，导致水泥工业对水泥强度的不适当追求，使水泥细度增加，较强的矿物成份比例提高 ，这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥强度质量的检验只要求不低于规定的最低许可 值即可，而国外则同时还要求不高于规定的最高值。如果强度超过了也被认为不合格，这种 要求有利于水泥产品质量的均匀性。②工程施工单位不恰当地加快施工进度，尤其是政府 行政领导对工程进度的不恰当干预。混凝土的耐久性质量需要有足够的施工养护期加以保证 ，早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。在国外，提前完成合同规定施工期的要被罚 款，因其意味着工程质量有遭到损害的可能。③环境的不断恶化，如废气、酸雨等,对混 凝土结构造成侵蚀。当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港口等基础设施工程 耐久性设计的技术条例,修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种 基础设施工程的设计工作寿命，在重要工程的设计文件中，必须有使用寿命的要求和论证。 当前在建的众多工程在结构耐久性上之所以仍然沿着老路走,很重要的一个原因是工程设计 施工技术人员在结构耐久性上没有可遵循的新依据。更为严重的是，现行规范中的有些条文 ， 本身就对结构耐久性有害。为了提高混凝土结构的耐久性，在混凝土中合理地使用粉煤灰、 矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段，国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中，必须 加入粉煤灰等掺合料，但我国的铁路混凝土桥隧道施工规范仍在明文禁止使用。此外，工程 技 术界还存在一些过时的看法，对改善混凝土的耐久性能造成阻力，如顾虑会影响混凝土强度 而不愿使用引气剂，而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段。又如，希望加 大水泥用量来保证混凝土强度，而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的 重要途径。在修订规范的混凝土结构耐久性要求上，交通部于2001年颁布的港口混凝土结构 防腐蚀技术规范，已为其他土建工程行业起到较好的示范作用。其他土建工程行业一方面要 参照国内外已有的资料和经验，尽快编写出相应的设计施工技术文件以应急需，另一方面则 要安排系统的研究项目，加大对结构耐久性研究工作的支持力度，混凝土结构的耐久性是当 前国际上结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一，而我国在这方面还相当落后。

原材料和环境等特定条件，需要考虑我国的特点，不能完全依赖国外研究成果。重视混 凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大 量消耗国土资源并破坏植被与河床。水泥生产排放的CO2已占人类活动排 放总量的1/5～1/6，而我国排放的CO2量已居世界第二。 我国现在每年生产5亿多t水泥，与之相伴的是年耗20多亿m3的砂石。延长结构使用寿命意味着节约材料，而耐久的混凝土一般又应 是 水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土，所以，耐久的混凝土正适应环境 保护的需要。国际上对桥梁、隧道等土木工程的设计工作寿命多为100年，英国为120年。考 虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费，国际上近年来又要求将这些工程的最低 工作寿命进一步延长的趋势，如提出城市环境中的桥梁寿命至少应有150年。土建结构工程 使用阶段的正常检测与维护结构耐久性和使用寿命的概念，与使用阶段的检测、维护和修理 不能分割，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。

为了保证结构安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用过程中，应该进行定期检测和 维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范，但没有如何使用的规范。有些国家对由于结 构的损坏可能导致公众安全的建筑物、桥梁和隧道等公共工程，强制规定必须定期检测，即 使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件，因其坠落易伤及公众，也有强制定期检测的 要求。我国由于施工管理水平和施工操作人员的素质参差不齐，质量控制与质量保证制度不 够健全，规范对结构安全与耐久性的设置水准也相对较低，已建的工程中存有较多隐患，所 以更有必要从法制上来制定对土建工程的正常使用和定期检测的要求。

对于土建结构工程的安全质量，虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其 “终身负责”的规定，但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到 最低程度，还应以预防为主，通过例行检测及时发现问题。从国家对公共工程建设的投资和 对工程设计的要求来看，需要有工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项 目建设的一次投资支出，很少考虑工程建成后需要正常维护和修理的长期费用，不但可能损 害工程使用寿命和正常使用功能，经济上也很不合算。为加速路桥等公共工程建设，国家现 在鼓励投资公司出资并给以一定期限（如30年）的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程 制定必须进行定期检测与评估的法规，就能保证这些工程在一定期限后，归还国家管理和经 营时的良好功能。对于设计工作寿命为100年的桥梁，至少还可正常使用70年，而不至于30 年到期后，国家接收的已是一个破旧的工程。
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