關(guān)于給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的思考

張學(xué)雷 陳楊

【摘要】本文對(duì)給排水工程結(jié)構(gòu)耐久性目前所存在的問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并且從使用年限等諸多方面給出了合理化建議，最后希望能夠在相關(guān)問題上得到修改和完善。

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)耐久性 給排水工程 使用的年限 施工質(zhì)量

一、結(jié)構(gòu)耐久性的重要作用

土木工程特別是排水工程的設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的耐久性是一個(gè)必須考慮的重要問題。結(jié)構(gòu)的耐久性是指，在環(huán)境作用確定的一定條件下，構(gòu)件可以在使用年限范圍內(nèi)保證安全性，穩(wěn)定性和適用性的能力。包括化學(xué)腐蝕等因素。結(jié)構(gòu)耐久性的對(duì)排水工程來說至關(guān)重要，它會(huì)對(duì)工程有著特別嚴(yán)重的影響。甚至對(duì)社會(huì)來說，工程結(jié)構(gòu)的耐久性對(duì)于公共工程的日常運(yùn)行都有著長遠(yuǎn)意義。

給排水結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑物一般都是埋在地下，比如各種水廠，水泵等，所以經(jīng)常能夠直接接觸地下水，雖然混凝土的耐久性很好，但是它作為給排水結(jié)構(gòu)的建筑材料，也不能經(jīng)受地下水和其他化學(xué)物品的長時(shí)間侵蝕，那使它的性能大幅度下降，并使它的使用年限大大降低，安全性也沒有了保障。

二、結(jié)構(gòu)耐久性存在的問題

1.落后的設(shè)計(jì)理念

如今，人們對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性認(rèn)識(shí)不強(qiáng)在各個(gè)行業(yè)中都是普遍存在的現(xiàn)象。強(qiáng)度和耐久性都是混凝土結(jié)構(gòu)必須具備的基本特征。但是很多人設(shè)計(jì)工程的時(shí)候只注重強(qiáng)度，而對(duì)于耐久性卻缺乏認(rèn)知。也不會(huì)根據(jù)實(shí)際狀況采取措施來提高混凝土的耐久性。據(jù)調(diào)查，一般情況下，工業(yè)建筑的使用壽命為25-30年，在惡劣環(huán)境下只有15-20年，民用和公共的建筑在使用環(huán)境較好的情況下可以在50年以上，可是室外的露天構(gòu)件由于環(huán)境相對(duì)較差，壽命僅有30-40年。更加嚴(yán)重的是橋梁等其他基礎(chǔ)設(shè)施工程，因?yàn)榛炷辽厦娴谋Ｗo(hù)層稀薄，很快就會(huì)出現(xiàn)腐蝕，開裂等現(xiàn)象。海港和碼頭的混凝土十年左右就會(huì)因?yàn)殚_裂而進(jìn)行大規(guī)模整修。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1998年有743座因侵蝕被損壞的鐵路和隧道，是總數(shù)的13.2%。從八十年代起，我國就開始建立污水處理廠，可是大多都沒有達(dá)到50年就被腐蝕而無法使用。構(gòu)筑物的保護(hù)層脫落侵蝕是普遍都存在的問題，有的工廠還因此導(dǎo)致停產(chǎn)。比如，有一個(gè)北方的污水廠在2003年建立，因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員對(duì)混凝土被地下水侵蝕的狀況考慮不周，導(dǎo)致污水廠不到五年就被硫酸嚴(yán)重破壞而無法正常使用，工程被迫停水加固，損失很大。天津開發(fā)區(qū)僅僅在半年時(shí)間就出現(xiàn)了嚴(yán)重的混凝土開裂現(xiàn)象。

2.設(shè)計(jì)的規(guī)范有待改善

給排水工程耐久性目前的主要規(guī)范有《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》、《工業(yè)建筑物防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》等，而《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》是最主要的規(guī)范，它沒有主要闡述耐久性的要求，而是在其他材料、構(gòu)造規(guī)定等其他方面做了詳細(xì)的要求，沒有說明環(huán)境和使用年限這些重要的因素，表達(dá)不是很明確。在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》在環(huán)境類別劃分以及耐久性要求上卻有一些不同，導(dǎo)致很多設(shè)計(jì)人員不知應(yīng)該怎樣適從，造成了諸多不便。

三、對(duì)于耐久性的設(shè)計(jì)提出的建議

最根本的要提高設(shè)計(jì)人員對(duì)于混凝土耐久性的認(rèn)知程度，在實(shí)際工程中對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性重視起來。要意識(shí)到，不但要提高強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)的耐久性也同樣重要。在設(shè)計(jì)中要對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)精確的計(jì)算和測量，并且根據(jù)實(shí)際情況，在結(jié)構(gòu)耐久性方面也要做好充足的設(shè)計(jì)。對(duì)于可持續(xù)發(fā)展來說，結(jié)構(gòu)的耐久性起到了至關(guān)重要的作用。

1.使用的年限

一定條件下，用混凝土建造的建筑使用壽命應(yīng)該在50-100年。在《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，房屋和其他建筑物使用壽命應(yīng)該是50年，重要建筑和紀(jì)念性建筑應(yīng)該是100年。但是《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》給出了房屋等建筑的使用壽命，可在排水構(gòu)筑物等建筑上面沒有提及使用壽命。但是通過其他行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，排水結(jié)構(gòu)的使用壽命應(yīng)該為50-100年，至少不能少于50年?，F(xiàn)在各種建筑方式上有很大的不同，排水行業(yè)作為投資的主體，越來越向多元化的趨勢發(fā)展著，而混凝土作為建筑的主要材料，應(yīng)當(dāng)越來越被政府重視，所以混凝土的使用壽命應(yīng)當(dāng)在50年以上。還應(yīng)該在合約中規(guī)定，特許經(jīng)營期結(jié)束之后要對(duì)使用年限重新限定。

2.環(huán)境的類別

在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》中都對(duì)環(huán)境的類別進(jìn)行了分類。在2010年的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中把環(huán)境類別分成“一、正常的室內(nèi)環(huán)境；無侵蝕環(huán)境；二、潮濕的室內(nèi)環(huán)境，非寒冷的露天環(huán)境；三、干濕環(huán)境，嚴(yán)寒的露天環(huán)境；四、水位變動(dòng)的冬季或嚴(yán)寒環(huán)境，濕冷環(huán)境；五、海水環(huán)境；六、鹽漬土環(huán)境；七、受侵蝕影響的環(huán)境”一共七個(gè)類別。而《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》的環(huán)境上面的分類卻與之不同，有一般環(huán)境，氯化物環(huán)境等五類，并且還在腐蝕程度上做了劃分，一共有輕微到嚴(yán)重等六個(gè)等級(jí)。給排水結(jié)構(gòu)因?yàn)殚L期與水接觸，構(gòu)件經(jīng)常會(huì)收到液體的腐蝕或者是地下水及其他外界環(huán)境和氣候的影響。《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》只是在普通混凝土上面做了規(guī)范，而《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)于排水設(shè)施的環(huán)境類別劃分才是合理的，它除了在環(huán)境類別上做了分類以外，還對(duì)侵蝕程度做了六個(gè)等級(jí)上的劃分，所以更加規(guī)范化。還有一些配合之間脫節(jié)的現(xiàn)象，這些在設(shè)計(jì)中不是很容易被察覺到。大多數(shù)情況下，工藝專業(yè)只提供尺寸，外形等條件，但是對(duì)于腐蝕情況并不是很關(guān)心，結(jié)構(gòu)專業(yè)同樣也不注重這一點(diǎn)。這樣一來，可能被腐蝕的混凝土?xí)`認(rèn)為安全而投入使用，對(duì)今后的工廠正常運(yùn)作埋下安全隱患。在工業(yè)污水比率較高的工廠中，這種安全隱患能夠更加的凸顯出來它的可怕性。所以，《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中應(yīng)該在以后的整編中在這些方面做一定的要求，使其更加全面和規(guī)范化。

3.混凝土的結(jié)構(gòu)要求

混凝土的抗凍等級(jí)等諸多方面上都屬于結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的要求范圍。在《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中，這些方面只做了簡單的闡述，沒有詳細(xì)的給出各種環(huán)境中材料的要求。而在《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》中給出了各種環(huán)境下乃求性的要求，但是抗凍和抗?jié)B方面應(yīng)當(dāng)遵從《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求?；炷翗?gòu)造的要求有很多方面，關(guān)于保護(hù)層和裂縫寬度的要求在《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的6.1.3和5.4.3都有詳細(xì)的規(guī)定，可是還是沒有在不同環(huán)境下時(shí)的要求，但是《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》中有著相關(guān)規(guī)定。

4.施工的質(zhì)量

在建筑中，施工質(zhì)量對(duì)耐久性起著很關(guān)鍵的作用。檢測材料保護(hù)層的厚度，良好的保養(yǎng)措施都對(duì)耐久性至關(guān)重要的因素。《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》都沒有對(duì)其進(jìn)行規(guī)定和要求，《給水排水構(gòu)筑物工程及驗(yàn)收規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》雖然是常規(guī)規(guī)范，可是也沒有這方面的要求?！痘炷两Y(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》中有一些特殊的附加要求，在施工質(zhì)量上可以作為耐久性的設(shè)計(jì)參考。

四、結(jié)束語

綜上所述，耐久性作為排水工程設(shè)計(jì)中的重要施工要求，到現(xiàn)在為止，已經(jīng)有很多行業(yè)把其作為重要的行業(yè)規(guī)范來執(zhí)行。排水工程是我國環(huán)境建設(shè)上的重要工程項(xiàng)目之一，如果《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中能對(duì)耐久性和更加深入的規(guī)定和要求，使其更加規(guī)范化，這更會(huì)引起國家工程結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)高度重視，并且對(duì)排水工程的發(fā)展也能夠起到極大的推動(dòng)作用，有利于促進(jìn)我國排水行業(yè)整體水平的提高。

參考文獻(xiàn)

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