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            市政給排水設計

            給排水工程結構耐久性設計的問題與解決辦法

            新聞時間:2019-04-25 文章來源: 文章作者:ztcjjt
            結構耐久性是所有土木工程的設計中都需要考慮的問題之一。給排水工程結構包括各種雨污水的儲存以及排放構筑物, 一般與各種地下水直接接觸, 給排水工程結構的主要建筑材料是混凝土, 但在排水過程中, 其需要承受高于其他土木工程結構的更為嚴重的侵蝕。本文分析了目前給排水工程結構耐久性設計中出現的問題, 并針對性的提出了有關提高給排水工程結構耐久性設計的建議。
              
              關鍵詞:給排水工程; 結構耐久性; 混凝土;
             
              
              引言
              
              給排水結構包括雨污水泵站、各種水廠污水處理結構以及污水儲存結構、城市雨污水管道以及特殊井、取水和輸水構筑物、水閘等。給排水工程大多為全地下或者半地下構筑物, 與水體存在大規模和長期性的接觸?;炷潦墙o排水工程的主要建筑材料, 其本身具有較好的力學和耐久性能, 但是因為給排水工程長期與水以及水中的化學物質相接觸, 故而混凝土很容易出現一定程度上的耐久性降低。對于一些酸性的污水管道中, 混凝土以及其內置的鋼筋都有可能迅速的劣化, 使得其穩定性和壽命大大降低, 故對于給排水工程結構中的耐久性設計, 需要針對于其實際問題, 提出相應的建議。
              
              1 給排水工程結構耐久性設計的問題
              
              目前我國的給排水工程耐久性設計中, 主要存在的問題是設計理念落后以及設計規范不完善。
              
              1.1 設計理念落后
              
              目前的工程設計人員對于混凝土結構耐久性的設計往往存在著設計意識不強, 設計理念較為落后的問題。由于鋼筋混凝土結構的抗拉和抗壓性能都很強, 且在正常自然條件下其耐久性也很強, 使得設計人員沒有意識到混凝土結構在給排水工程中的脆弱性。給排水工程本身的自然條件會造成混凝土結構的硫酸鹽侵蝕加速、混凝土中性化以及鋼筋銹蝕等, 由于設計人員對于給排水工程結構中的混凝土耐久性重要性認識不足, 更不會根據給排水結構中惡劣的自然環境來針對性的防御其對混凝土結構的侵蝕, 使得給排水結構中的混凝土耐久性設計是相當缺乏的。我國建設部曾經做過調查, 大多數的工業建筑物的有效使用壽命在25年左右, 嚴酷自然環境下例如給排水結構中的混凝土使用壽命僅僅只有15年, 民用建筑由于其環境較好, 使用壽命在50年以上, 即使如此, 室外的露臺以及雨罩等也由于雨水以及其他自然因素的侵蝕僅僅只有30年的使用壽命, 橋梁以及港口結構的混凝土耐久性最低, 一般十年左右就會出現混凝土開裂以及鋼筋銹蝕等。我國的給排水工程結構從上世紀80年代開始大規模修建, 至今已經出現了很多耐久性不足, 而引發的大規模修繕以及廢棄等現象, 其中一些污水處理廠的給排水結構出現了嚴重的硫酸鹽侵蝕, 造成了混凝土剝落以及鋼筋銹蝕斷裂等, 污水處理企業不得不停工進行污水管道的修繕, 使得企業損失了大量的經濟效益。
              
              1.2 設計規范不完善
              
              目前給排水工程結構耐久性設計主要參照的規范是《給水排水工程構筑物結構設計規范》、《混凝土結構設計規范》、《混凝土結構耐久性設計規范》以及《工業建筑防腐蝕設計規范》, 在以下文章內分別簡稱《給規》、《砼規》、《耐規》以及《腐規》。其中《給規》的缺點是沒有專門規范結構耐久性, 僅僅只是在材料以及正常使用極限狀態下等相關規定中有一些具體要求, 對于耐久性的年限以及環境等因素沒有專門開章去詳細規定, 在一些較為重要的耐久性規定上, 只是簡單提議參考《砼規》, 不夠明確。同時《給規》以及《腐規》中關于給排水工程結構耐久性的要求存在著很大的差異, 使得設計人員在參考上遇到困境, 同時, 對于影響混凝土結構耐久性的研究目前還未很深入, 使得設計人員難以定量設計, 這也為我國無機非金屬行業的科研人員提出了較為嚴峻的挑戰。
              
              2 對給排水工程結構耐久性設計的建議
              
              要提高給排水工程耐久性設計, 首先需要提高設計人員對于混凝土在給排水結構中耐久性的重視, 做好混凝土在嚴峻環境下的耐久性計算。
              
              2.1 關于結構使用年限
              
              混凝土作為一種被廣泛使用的建筑材料, 已在世界各地得到了較為廣泛的應用, 一般來說, 可以認為混凝土結構使用年限為50至100年。不同需求的建筑所規定的使用年限是不同的, 普通住宅的規定為50年可用期限, 標志性建筑物或者紀念性建筑為100年, 相關規定中也有詳細列出有關鐵路、橋梁以及港口建筑的使用年限, 但對于給排水結構的使用年限, 卻很少有具體的規定。建議給排水工程結構的使用年限為50至100年, 但具體的年限應當由建設單位以及設計方共同商議決定。
              
              2.2 關于環境侵蝕
              
              混凝土的質量, 特別是低滲透性, 是抵抗硫酸鹽侵蝕的最好的屏障?;炷恋牧蛩猁}侵蝕是由于混凝土的滲透性過強以及開裂等導致硫酸鹽滲入混凝土內部, 硫酸鹽侵入會使得混凝土內部生成膨脹物, 導致混凝土發生較嚴重的結構問題。硫酸鹽的量、地下水、混凝土澆筑方法以及混凝土本身的質量是影響混凝土硫酸鹽侵蝕的因素。為了減輕由于干縮、冰凍作用、鋼筋銹蝕或其他原因引起的開裂, 使用抗硫酸鹽水泥的安全性更大。
              
              2.3 關于混凝土材料及構造要求
              
              耐久性設計對于混凝土材料的諸多性能均有著一定的要求, 例如混凝土的強度等級、抗凍等級、最大氯離子含量等, 《給規》中對這些因素的要求較為簡單, 缺乏混凝土構件在不同環境下的材料性能要求。而《耐規》中對環境的材料性能要求更為詳細, 所以在環境內別還沒有相關規定詳細完善時建議先行使用《耐規》進行設計上的參考, 相關的抗凍以及抗滲透等級仍舊可以參考《給規》來設計耐久性。
              
              3 結語
              
              綜上所述, 耐久性設計在住宅、公路、橋梁以及港口等建筑設計中, 都有著明確的設計規范, 但在給排水工程結構中未有能夠支持設計人員計算的統一標準, 同時可供參考的相關設計規范如《砼規》、《腐規》等均具有不同的設計標準, 這為設計人員的設計過程造成了阻礙, 所以將給排水工程結構的耐久性設計規范條例化、清晰化是我國目前需要盡快施行的項目之一。同時, 為了體現對給排水工程結構耐久性的重視, 建議在下一版《給規》中將耐久性設計作為重要內容列為一章, 將耐久性涉及到的問題盡量明確, 為給排水工程的迅速發展提供支持。

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