改善混凝土安全性的方法與途徑確保結(jié)構(gòu)安全

【摘要】混凝土結(jié)構(gòu)安全性與設(shè)計、施工、維修以及自然災(zāi)害等因素有關(guān)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性設(shè)計標準，完善結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計標準，加強使用階段的安全構(gòu)測手段，是提高混凝土結(jié)構(gòu)安全性的有效途徑與方法。

【關(guān)鍵詞】混凝土結(jié)構(gòu)；安全性；耐久性

鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中主要承受拉力，補償混凝土抗拉強度低、易開裂和易脆斷的缺陷，混凝土主要承受壓力并保護內(nèi)部鋼筋不銹蝕，混凝土結(jié)構(gòu)的安全性就是結(jié)構(gòu)能夠抵抗外力作用保護人員和設(shè)備不受損傷的能力。由于混凝土結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量事故頻繁發(fā)生，引起對混凝土結(jié)構(gòu)的安全性問題的重視。文章分析混凝土結(jié)構(gòu)安全性現(xiàn)狀，探索解決的途徑、方法和對策。

1.混凝土結(jié)構(gòu)安全事故原因分析

1.1現(xiàn)行技術(shù)標準安全系數(shù)設(shè)置偏低

按照我國現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范所采用的可靠度設(shè)計方法，結(jié)構(gòu)安全性的可靠度定義為“規(guī)定”荷載作用下的強度保證率，不僅不能反映不同設(shè)計不規(guī)范在荷載標準值上存在的巨大差異，也不能體現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體上的差別，設(shè)計規(guī)范中的結(jié)構(gòu)可靠度只是對結(jié)構(gòu)的構(gòu)件而言，構(gòu)件的安全性很大程度取決于荷載的取值，設(shè)計時安全系數(shù)設(shè)置水平與荷載系數(shù)取值有關(guān)。據(jù)有關(guān)資料，我國規(guī)范中的動荷載安全系數(shù)比美、英等國家規(guī)定低14%～21%，比歐洲低7%；靜載安全系數(shù)比美國和英國低17%，比歐洲低13%；在強度安全系數(shù)方面，我國規(guī)范中規(guī)定的混凝土強度安全系數(shù)比歐洲和美國低15%，鋼材強度安全系數(shù)低6%。

1.2人為因素

由于部分設(shè)計安全系數(shù)使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件沒有足夠的承載能力，導致結(jié)構(gòu)開裂或坍塌。出現(xiàn)設(shè)計差錯往往是主要與設(shè)計人員素質(zhì)不高、調(diào)查研究不細致、基礎(chǔ)資料不全、設(shè)計參數(shù)的選取不合理、計算能力差、缺乏合理的設(shè)計周期，再次勘測設(shè)計的全過程監(jiān)理尚未全面展開及設(shè)計監(jiān)理把關(guān)不亞造成的?；炷两Y(jié)構(gòu)安全事故相當一部分是由于施工質(zhì)量差造成的。

在我國現(xiàn)行工程項目建設(shè)招標和理體制下，或多或少存在高資質(zhì)中標、低能力施工的現(xiàn)象，工程轉(zhuǎn)包、施工材料以次充好、偷工減料，為工程質(zhì)量埋下重大隱患。同時由于施工和管理水平低下，從業(yè)人員素質(zhì)較低，難以及時發(fā)現(xiàn)和消除因人為差錯造成的安全事故。

1.3火災(zāi)和爆炸等突發(fā)事件因素

火災(zāi)和爆炸對混凝土結(jié)構(gòu)的破壞力巨大，易導致災(zāi)難性后果。2001在石家莊發(fā)生的爆炸，造成整棟房屋所有單元連續(xù)倒塌是由于混凝土結(jié)構(gòu)遭火燒后，混凝土和鋼筋抗拉強度降低，導致結(jié)構(gòu)的承載能力降低，特別是爆炸，瞬間巨大沖擊力超過結(jié)構(gòu)的極限承載能力，造成結(jié)構(gòu)破壞。

1.4自然災(zāi)害

地震、滑坡、泥石流、颶風、洪水、海嘯等自然災(zāi)害一旦發(fā)生都會造成災(zāi)難性的破壞。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，全球自然災(zāi)害導致結(jié)構(gòu)倒塌的數(shù)量相當驚人，1976年的唐山7.8級地震，80%的建筑物倒塌或遭到毀滅性的破壞。但是要完全避免自然災(zāi)害對結(jié)構(gòu)的破壞是不現(xiàn)實的也是不可能的，隨著科學技術(shù)的進步，提高對災(zāi)害的預(yù)測水平和結(jié)構(gòu)抗災(zāi)能力是完全必要的，并應(yīng)以此作為改進結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量的重點。

1.5缺乏系統(tǒng)的約束體系

（1）混凝土結(jié)構(gòu)工程建設(shè)和使用在管理上缺乏立法約束，重視項目建設(shè)，輕視使用過程中的日常維修、保養(yǎng)，忽視保養(yǎng)維修基金設(shè)置，結(jié)構(gòu)的保養(yǎng)維修缺乏強制性措施，由于保養(yǎng)不及時或長年失修造成結(jié)構(gòu)損傷，最終導致結(jié)構(gòu)破壞；（2）設(shè)計、施工、保養(yǎng)及維修技術(shù)不配套，過于依賴技術(shù)規(guī)范的作用，缺乏指南、工法等較為具體詳盡的技術(shù)標準；（3）對規(guī)范、標準的修訂不及時，造成混凝土結(jié)構(gòu)安全性降低。

2.改善混凝土結(jié)構(gòu)安全性的方法與途徑

2.1提高混凝土結(jié)構(gòu)安全系數(shù)的設(shè)置標準

提高結(jié)構(gòu)安全系數(shù)的設(shè)置標準有利于提高結(jié)構(gòu)安全性，合理設(shè)置安全系數(shù)既有利于提高結(jié)構(gòu)整體可靠性，又能適應(yīng)建設(shè)單位承受能力，應(yīng)從客觀實際出發(fā)，選擇安全系數(shù)設(shè)置標準，提高結(jié)構(gòu)抗突發(fā)事件的能力，提高抗震等級，增強結(jié)構(gòu)整體牢固性。對重要部位、重點場所，應(yīng)設(shè)置特別安全系數(shù)。設(shè)計荷載等級和結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的承載能力應(yīng)有必要儲備，并結(jié)合長遠考慮荷載等級和使用功能的變化。

2.2完善結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計標準

結(jié)構(gòu)耐久性是指結(jié)構(gòu)、構(gòu)件發(fā)揮使用功能的能力。我國現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范和施工規(guī)范主要局限于荷載作用下結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的安全性問題，對于結(jié)構(gòu)、構(gòu)件在長期使用過程中由于環(huán)境作用導致材料性能劣化的影響，被置于比較次要或從屬地位，對耐久性認識不足。而在環(huán)境作用下結(jié)構(gòu)耐久性問題比較復雜，存在很多不確定性，現(xiàn)階段只能通過預(yù)測、估計的手段來判斷，隨著研究的深入，對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的預(yù)測已有可能。

2.3加強施工過程中工程質(zhì)量的監(jiān)督

工程質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性能和耐久性能，加強施工過程中工程質(zhì)量的監(jiān)管是有效遏制結(jié)構(gòu)安全事故的重要手段。建設(shè)單位、設(shè)計單位和監(jiān)理單位應(yīng)各司其職，互相配合共同完成施工過程的監(jiān)理，保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

2.4強化使用過程中的安全檢測

應(yīng)建立質(zhì)量保證體系和制度，加強結(jié)構(gòu)、構(gòu)件在使用過程中的安全檢測，通過有效的安全檢測，及時發(fā)現(xiàn)問題，采取整改措施，避免事故的發(fā)生，把安全事故的發(fā)生率降低到最小。要結(jié)合結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的使用情況編制安全檢測計劃，配備檢測儀器，安排檢測經(jīng)費，對一些衙點的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件要進行強制性檢測。

2.5提高材料的耐久性

提高混凝土結(jié)構(gòu)原材料的耐久性是提高混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件使用年限的有效途徑。控制水泥和粗骨料的使用，推廣引氣混凝土，開發(fā)耐銹蝕鋼筋以及海砂混凝土的控制和利用，積極推廣應(yīng)用耐久性能高的高分子材料，可提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

3.結(jié)語

提高混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性取值標準，除了提高相應(yīng)的安全儲備外，更為重要的是加強結(jié)構(gòu)的抗災(zāi)能力，應(yīng)重視結(jié)構(gòu)在使用過程中的檢測、保養(yǎng)和維修，要建立使用過程中安全檢測制度并制定相應(yīng)的標準。要重視基礎(chǔ)設(shè)施和公共建筑物的維修，積極推廣耐久性材料的使用，推廣應(yīng)用高性能混凝土。