港口工程施工論文范文
時(shí)間:2023-04-08 04:13:30
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篇1
關(guān)鍵詞:港口;施工;鉆孔灌注樁
U65
1.主體施工項(xiàng)目和具體方法
1.1碼頭主體工程
(1)樁基礎(chǔ)工程:①鋼筋砼鉆孔灌注樁 成孔;安裝鋼筋籠;(如鋼筋籠過(guò)長(zhǎng)時(shí),分段吊放,焊接時(shí),可先將下段掛在孔內(nèi),吊高第二段進(jìn)行焊接,逐段焊接,逐段放下,吊入后校正位置垂直,勿使扭曲變形。)清孔;混凝土澆筑:采用垂直導(dǎo)管水下澆筑混凝土的方法。②挖孔樁 挖孔樁,在開(kāi)工之前,要做好支護(hù)設(shè)計(jì)方案;挖孔:挖土由人工從上至下逐層進(jìn)行,遇到堅(jiān)硬風(fēng)化巖時(shí),采用風(fēng)炮機(jī)輔助進(jìn)行;綁扎鋼筋:鋼筋籠外形尺寸要控制好,防止鋼筋籠扭曲變形;混凝土澆筑:下料采用混凝土導(dǎo)管,砼要垂直灌入樁孔內(nèi),避免砼沖擊孔壁造成塌方。砼要連續(xù)分層澆筑,每層厚度不超過(guò) 50cm,并用插入式振搗器振密實(shí)后,才進(jìn)行下一層混凝土的施工,直至樁頂。在混凝土初凝時(shí)抹壓平整,避免出現(xiàn)干縮裂縫,表面的深度漿層鑿除,保證上部承臺(tái)或底板的良好連接。③砼預(yù)制管樁 砼預(yù)制管樁的采購(gòu)、運(yùn)輸及堆放,應(yīng)按規(guī)格樁號(hào)分層疊置在平整、堅(jiān)實(shí)的地面上,堆放層數(shù)小于四層;錘擊法沉樁;接樁。
(2)模板工程
(3)鋼筋工程:①準(zhǔn)備工作:核對(duì)成品鋼筋的鋼號(hào),直徑、形狀、尺寸和數(shù)量等是否與料單料牌相符。如有錯(cuò)漏,應(yīng)糾正增補(bǔ)。準(zhǔn)備綁扎用的鐵絲,綁扎工具(如鋼筋鉤、帶板口的小橇棍),綁扎架等。準(zhǔn)備控制混凝土保護(hù)層用的水泥砂漿墊塊。②樁帽鋼筋:四周兩行鋼筋交叉點(diǎn)應(yīng)每點(diǎn)扎牢,中間部分交叉點(diǎn)可相隔交錯(cuò)扎牢,但必須保證受力鋼筋不移位。③水平系梁鋼筋:縱向受力鋼筋采用雙層排列時(shí),兩排鋼筋之間應(yīng)墊以直徑≥25mm 的短鋼筋,以保持其設(shè)計(jì)距離。箍筋的接頭(彎鉤疊合處)應(yīng)交錯(cuò)布置在兩根架立鋼筋上。④柱鋼筋:柱中的豎向鋼筋搭接時(shí),角部鋼筋的彎鉤應(yīng)與模板成 45°角,箍筋的接頭應(yīng)成交錯(cuò)布置在四角縱向鋼筋上,箍筋轉(zhuǎn)角與縱向鋼筋交叉點(diǎn)均應(yīng)扎牢,綁扎箍筋時(shí)綁扣相互間應(yīng)成八字形。⑤梁與板鋼筋:縱向受力鋼筋采用雙層或多層排列時(shí),每層之間應(yīng)用≥25mm 的短鋼筋隔離,箍筋的接頭應(yīng)交錯(cuò)布置在在兩根架立鋼筋上,其余同柱口板的鋼筋網(wǎng)綁扎與基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)綁扎相同,但應(yīng)注意上部的負(fù)筋,在澆搗砼時(shí),防止被踩下。
(4)砼工程:①準(zhǔn)備工作:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙各部位混凝土標(biāo)號(hào),送樣到檢測(cè)中心做混凝土配合比設(shè)計(jì)和各項(xiàng)原材料技術(shù)性能檢測(cè)。根據(jù)澆搗砼方量做好原材料采購(gòu)工作。②混凝土拌合采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌站拌合,用混凝土運(yùn)輸車(chē)送到各施工現(xiàn)場(chǎng)澆搗點(diǎn)。③混凝土澆搗時(shí),嚴(yán)格按照施工規(guī)范施工,柱澆筑時(shí),分層鋪筑,每層鋪筑厚度不宜超過(guò) 50cm,并用插入式振搗器振搗密實(shí)后才進(jìn)行下一層砼的鋪筑。梁板澆筑采用趕漿法,由一端開(kāi)始,用振搗器振搗并將砼漿向前趕,梁板砼一次性連續(xù)澆完,不留施工縫,振搗完畢后用木抹子抹平,其上面沒(méi)有其他結(jié)構(gòu)的部位,在砼初凝時(shí)用鐵抹尺子抹平收光。④混凝土澆搗完畢達(dá)到終凝后,淋水養(yǎng)護(hù) 14 晝夜,使混凝土表面保持濕潤(rùn),不得出現(xiàn)時(shí)干時(shí)濕的現(xiàn)場(chǎng)。
1.2清港池工程施工方法:
(1)碼頭主體內(nèi)港池用挖掘機(jī)清理。當(dāng)樁基礎(chǔ)完成后,用挖掘機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙高程進(jìn)行,泥漿用自卸汽車(chē)運(yùn)至業(yè)主指定的棄土場(chǎng)堆放。(2)碼頭主體外側(cè)港池在主體施工過(guò)程中,用抓斗式挖泥船清理,泥砂用運(yùn)泥船運(yùn)到業(yè)主指定的棄土回填場(chǎng)。用抓斗式清挖時(shí),一定要按照擬定線路進(jìn)行,挖掘時(shí),分層開(kāi)挖,條與條之間重疊開(kāi)挖,避免出現(xiàn)漏挖和欠挖。(3)水下鉆孔爆破施工,碼頭前沿部位港池,有一部分強(qiáng)風(fēng)化泥巖必須清理,根據(jù)地質(zhì)資料顯示,用挖泥船和挖掘機(jī)無(wú)法施工,準(zhǔn)備采用水下鉆孔爆破施工。在進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工前,用挖掘船將河床上部泥砂清理,在工作船上鉆孔,埋設(shè)藥包,用電雷管引爆。當(dāng)爆破完成后,用抓斗式挖泥船清理石碴,運(yùn)泥船運(yùn)到業(yè)主指定的棄土回填場(chǎng)。港池驗(yàn)收采用硬式掃床的驗(yàn)收方法,測(cè)出掃床軌跡圖,如發(fā)現(xiàn)欠挖的地方,立即進(jìn)行返工,直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。
2.港口施工工程常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及防治方法
由于沖孔灌注樁存在著混凝土灌注技術(shù)復(fù)雜、施工難度大等弱點(diǎn),導(dǎo)致施工過(guò)程中產(chǎn)生了多種質(zhì)量缺陷。以下主要對(duì)港口工程沖孔灌注樁施工過(guò)程中存在的孔壁坍陷、樁孔偏斜、鋼筋籠上浮、樁底沉渣量過(guò)多、斷樁、卡管、混凝土流失等質(zhì)量缺陷進(jìn)行了分析并提出了處理措施。
2.1初灌未封底,導(dǎo)管堵塞,導(dǎo)管漏水,導(dǎo)管拔出混凝土面
處理措施:須由有經(jīng)驗(yàn)的工程師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo),導(dǎo)管長(zhǎng)度、吊預(yù)制混凝土球閥鐵絲長(zhǎng)度、鐵絲抗拉強(qiáng)度、混凝土面實(shí)際位置等數(shù)據(jù),必須在事先正確確定。提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠,灌注砼過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)管埋深,并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。
2.2鋼筋籠上浮
處理措施:當(dāng)灌注到鋼筋籠底部時(shí),應(yīng)緩慢放料,盡量減小埋深,減小對(duì)導(dǎo)管的沖力。確定放置鋼筋籠的初始位置一定要準(zhǔn)確,并且鋼筋籠要與孔口固定牢固;加快混凝土灌注速度,使灌注時(shí)間縮短,也可采用摻外加劑的方法,使混凝土頂面進(jìn)入鋼筋籠時(shí)的流動(dòng)性保持在較大范圍內(nèi);混凝土灌注接近鋼筋籠時(shí),導(dǎo)管的理智深度控制在 1.5~2.0m 左右;灌注混凝土?xí)r,混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深數(shù)據(jù)應(yīng)隨時(shí)掌握并控制好,當(dāng)混凝土沒(méi)過(guò)鋼筋籠底端 2~3m 時(shí),要將導(dǎo)管及時(shí)提至鋼筋籠底端以上;切不可把導(dǎo)管提至混凝土面以上,導(dǎo)管應(yīng)埋在混凝土面以下 2~4m 不能大于 5m 也不能小于1m。如果施工中出向鋼筋籠上浮,要及時(shí)停止灌注混凝土,對(duì)導(dǎo)管埋深和已澆混凝土面的標(biāo)高進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算,提升導(dǎo)管之后再進(jìn)行灌注,上浮現(xiàn)象即可消失。
2.3孔壁坍陷,樁頂空心
導(dǎo)管埋得太深,拔出時(shí)底部已接近初凝,導(dǎo)管拔上后砼不能及時(shí)沖填,造成泥漿填人。如果導(dǎo)管插入混凝土中的深度較大,供應(yīng)混凝土間隔時(shí)間較長(zhǎng),且混凝土和易性稍差,極易發(fā)生“埋管”事故。處理措施:可以將樁錘提起,用小石塊、粘土塊填孔,使其比塌孔位置高 1~2m,對(duì)填好的小石塊、粘土塊進(jìn)行反復(fù)沖擊,使孔壁更加牢固。適當(dāng)埋深護(hù)筒,并選用優(yōu)質(zhì)的泥漿、粘土密實(shí)填封護(hù)筒四周。成孔后,盡量縮短混凝土的灌注時(shí)間。針對(duì)松散易坍的土質(zhì),要加大護(hù)筒埋深,護(hù)筒四周用粘土密實(shí)填封,采用優(yōu)質(zhì)的泥漿,使泥漿的比重和粘度提高,確保護(hù)筒內(nèi)泥漿水位比地下水位高。安放鋼筋籠時(shí),要對(duì)準(zhǔn)孔位,不要碰撞孔壁,接長(zhǎng)鋼筋籠時(shí),焊接速度要加快,要縮短沉放時(shí)間。鉆孔完成后,待灌時(shí)間不能超過(guò) 3h,同時(shí)在保證施工質(zhì)量的前提下,要盡可能縮短灌注時(shí)間。
2.4樁孔偏斜,樁身有央渣、夾泥、蜂窩
灌注砼過(guò)程中,因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗虑蛞彩窃斐蓨A泥層的原因。
處理措施:澆注過(guò)程中,須不斷測(cè)定混凝土面上升高度,并根據(jù)混凝土供應(yīng)情況來(lái)確定拆卸導(dǎo)管的時(shí)間、長(zhǎng)度,以免發(fā)生樁身夾渣、夾泥、蜂窩事故。選用鉆桿剛度大的鉆機(jī),安裝鉆機(jī)的時(shí)候,要求轉(zhuǎn)盤(pán)中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線。在斜度大的地方施工時(shí),要把場(chǎng)地夯實(shí)平整,使軌道枕木均勻著地,同時(shí)安裝導(dǎo)正裝置。碰到大的探頭石或其它硬物時(shí),可將鉆機(jī)的速度跳到慢檔。
2.5斷樁
處理措施:鉆孔完成后, 要做好清空工作,常用的方法是采用沖洗液清孔,同時(shí)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況控制好清空時(shí)間,清孔后一定要及時(shí)灌注混凝土,以免孔底部的沉渣超過(guò)規(guī)范規(guī)定?;炷凉嘧⒅耙欢ㄒM(jìn)行孔徑測(cè)量,準(zhǔn)確地計(jì)算出全孔以及首次混凝土的灌注量。在混凝土的澆注過(guò)程中,導(dǎo)管的埋深和混凝土面標(biāo)高要進(jìn)行實(shí)時(shí)精確的控制,導(dǎo)管的提升要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程做到準(zhǔn)確可靠。掌握好混凝土配合比例,使混凝土具有較好的和易性和流動(dòng)性,將坍落度損失控制在滿足灌注要求的范圍內(nèi)。施工前要用水泥或套管對(duì)地下水活動(dòng)較大的地段進(jìn)行處理,止水后才可以進(jìn)行混凝土灌注。灌注混凝土?xí)r,準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量,從導(dǎo)管內(nèi)灌入,灌注過(guò)程要連續(xù)、快速,灌注混凝土過(guò)程中盡可能不要出現(xiàn)停電、停水現(xiàn)象。根據(jù)首次混凝土灌入量的多少選擇綁扎水泥隔水塞的鐵絲,保證不斷裂。根據(jù)導(dǎo)管外混凝土的上升高度決定導(dǎo)管的拆卸長(zhǎng)度,同時(shí)確保導(dǎo)管的密封性良好,不要拔起過(guò)多。
2.6混凝土流失
處理措施:鉆孔完成后,若孔中水位低于其他相鄰的孔或水位突然降低是,將一定量的較大的石塊投入孔中,使待孔中的水位上升,迅速灌注混凝土;適當(dāng)增加水泥用量,利用水泥將混凝土與原先投入的石塊更好的混合在一起。
3.港口工程施工展望
隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展,我國(guó)的港口建設(shè)取得了很大的成就,也為我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn),但是也應(yīng)該同時(shí)看到這其中存在的問(wèn)題。在研究港口工程建設(shè)中的環(huán)境工程地質(zhì)問(wèn)題也很重要。
具體的工程地質(zhì)問(wèn)題主要有:(1)港口淤積。北方港口淤積的程度要輕于南方的港口淤積,同時(shí)隨著世界自然環(huán)境總體的惡化,港口淤積程度也在不斷加深。(2)港工地基變形。港口工程的地基就更不穩(wěn)定,承擔(dān)著比陸地相似建筑物大得多的負(fù)荷。港口周?chē)鷳B(tài)環(huán)境惡化。(3)港口周?chē)鷳B(tài)環(huán)境惡化。港口工程建設(shè)使大量建筑物填塞河道,港口建設(shè)過(guò)程中,在航道疏浚、港池挖泥過(guò)程中,底內(nèi)生物和底上生物因航道底部的底泥開(kāi)挖、搬運(yùn),將全部損失,部分游泳能力差的底棲游泳生物如底棲魚(yú)類(lèi)、蝦類(lèi)也將因躲避不及而被損傷或掩埋;此外,挖泥施工產(chǎn)生的高濃度的懸浮物和重金屬溶出物質(zhì)也可能會(huì)對(duì)水生生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響,從而造成海洋生物資源的破壞,開(kāi)發(fā)建設(shè)港口應(yīng)采取必要的環(huán)保措施,盡可能的保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境不遭破壞。
因此,要根據(jù)港口的特點(diǎn),搞好資源調(diào)查,使不良影響減少到最低限度,使之發(fā)揮最大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益;防治污染,保護(hù)環(huán)境;采取措施,防止港口周?chē)亮魇А?/p>
篇2
關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;問(wèn)題分析;防治措施
Abstract: This paper combine the work practice analyzed the problem of bored pile construction in dock project often, and point out the corresponding countermeasures and prevention measures for reference.Key words: bored piles; problem analysis; control measures
中圖分類(lèi)號(hào):U443.15+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
前言
鉆孔灌注樁是一種比較常見(jiàn)的樁型,在各種地基上均可使用,能建造比預(yù)制樁的直徑大的多的樁,因此廣泛用于港口工程中。某石化項(xiàng)目碼頭工程采用高樁預(yù)應(yīng)力梁板結(jié)構(gòu)及高樁墩式結(jié)構(gòu),共有273根φ1000mm鉆孔灌注樁,均須鉆入強(qiáng)風(fēng)化層,總工期為300個(gè)日歷天,與鋼管樁沉樁施工相互交叉干擾,施工壓力很大,因此,必須落實(shí)施工技術(shù)措施,并加強(qiáng)施工質(zhì)量管理,密切注意控制好施工過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量,力爭(zhēng)將隱患消除在成樁之前,確保樁基工程施工質(zhì)量。筆者就樁基施工中常遇到的問(wèn)題及防治措施試述如下:
1、鉆孔問(wèn)題及防治措施
1.1鉆孔位置和垂直度偏差過(guò)大
造成原因:鉆孔過(guò)程中遇到地下障礙物產(chǎn)生孔位偏差;鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差,作業(yè)時(shí)鉆機(jī)不穩(wěn)或鉆桿彎曲;地面軟弱或軟硬不均勻;水上施工平臺(tái)穩(wěn)定性差或高低不平;遇斜狀變化分布土層或土層中夾有大的孤石或其它硬物等。
防治方法:鉆孔施工選用沖抓鉆機(jī),利用沖擊功能將石塊等障礙物擊碎,并抓出塊石碎體;陸上場(chǎng)地夯實(shí)、整平,軌道枕木均勻著地;水上施工平臺(tái)確保排架穩(wěn)定,平臺(tái)頂面標(biāo)高不受位影響;安裝鉆機(jī)時(shí)要求轉(zhuǎn)盤(pán)中心與鉆架上的起吊滑輪在同一軸線,鉆桿位置偏差不大于200mm;在不均勻地層中鉆孔時(shí),選用自重大、鉆桿剛度大的鉆機(jī);進(jìn)入不均勻地層或碰到孤石時(shí),鉆速要放慢檔;安裝導(dǎo)正裝置防止孔斜;如遇鉆孔偏斜,可提起鉆頭,上下反復(fù)掃孔幾次,以便削去硬土,萬(wàn)一糾偏無(wú)效,應(yīng)在孔內(nèi)填粘土至偏孔處500mm以上,重新鉆孔。
1.2孔壁坍陷
造成原因:土質(zhì)松散、泥漿護(hù)壁不好、護(hù)筒周?chē)从谜惩辆o密填封、護(hù)筒內(nèi)水位不高等是孔壁坍陷的主要原因。另外,鉆進(jìn)速度過(guò)快、空鉆時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、成孔后待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)引起孔壁坍陷。
防治方法:在松散易坍的土層中,適當(dāng)加大護(hù)筒埋深;用粘土密實(shí)填封護(hù)筒四周;使用優(yōu)質(zhì)的泥漿,提高泥漿的比重和粘度,保持護(hù)筒內(nèi)泥漿水位高于地下水位;鋼筋籠搬運(yùn)和吊裝過(guò)程防止變形,安放時(shí)要對(duì)準(zhǔn)孔位,避免碰撞孔壁;鋼筋籠接長(zhǎng)應(yīng)加快焊接時(shí)間;成孔后待灌時(shí)間一般不大于3h,并控制混凝土的灌注時(shí)間,在保證施工質(zhì)量的前提下,盡量縮短混凝土的灌注時(shí)間。
1.3縮頸
造成原因:塑性土膨脹。
防治方法:采用優(yōu)質(zhì)的泥漿,泥漿的比重要加大,降低失水量;成孔過(guò)程加大泵量,成孔速度要加快,在成孔一段時(shí)間內(nèi),孔壁形成泥皮,則孔壁不會(huì)滲水,亦不會(huì)引起膨脹;如出現(xiàn)縮頸,可采用上下反復(fù)掃孔的辦法擴(kuò)大孔徑。
1.4孔底沉渣厚度過(guò)大
造成原因:清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔;泥漿比重過(guò)小或混凝土注入量不足而難以將沉渣浮起;鋼筋籠吊放過(guò)程中未對(duì)準(zhǔn)孔位而碰撞孔壁使泥土坍落孔底;清孔后待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng),致使泥漿沉積。
防治方法:成孔后,鉆頭提高孔底100~200mm,保持慢速空轉(zhuǎn),維持循環(huán)清孔時(shí)間不小于30min;采用性能較好的優(yōu)質(zhì)泥漿,控制泥漿的比重和粘度;吊放鋼筋籠時(shí),鋼筋籠的中心與樁中心保持一致,避免碰撞孔壁;鋼筋籠對(duì)接可采用鋼筋冷壓接頭工藝加快對(duì)接速度,減少空孔時(shí)間,從而減少沉渣;鋼筋籠就位后,檢查沉渣量,如果沉渣量超過(guò)規(guī)范要求,則利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔,直至孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規(guī)范要求;開(kāi)始灌注混凝土?xí)r,導(dǎo)管底部至孔底的距離以30~40mm為宜;混凝土的儲(chǔ)備量要足夠,使導(dǎo)管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,利用混凝土的巨大沖擊力濺除孔底沉渣,達(dá)到清除孔底沉渣的目的。
2水下混凝土灌注問(wèn)題及防治措施
2.1鋼筋籠上浮
鋼筋籠上浮是指鋼筋籠的位置高于設(shè)計(jì)位置的現(xiàn)象。
造成原因:鋼筋籠放置初始位置過(guò)高;混凝土流動(dòng)性過(guò)小,導(dǎo)管在混凝土中埋置深度過(guò)大,混凝土頂升鋼筋籠;當(dāng)混凝土灌注至鋼筋籠底時(shí),若此時(shí)提升導(dǎo)管,由于導(dǎo)管底端距離鋼筋籠底僅有1.0m左右,澆筑的混凝土自導(dǎo)管流出后具有較大的沖擊力,推動(dòng)了鋼筋籠上浮。
防治方法:鋼筋籠初始位置應(yīng)定位準(zhǔn)確,并與孔口固定牢固;加快混凝土灌注速度,縮短灌注時(shí)間,或摻外加劑,防止混凝土頂面進(jìn)入鋼筋籠時(shí)流動(dòng)性變小;混凝土灌注接近鋼筋籠時(shí),控制導(dǎo)管埋深在1.5~2.0m;混凝土灌注過(guò)程中,應(yīng)隨時(shí)掌握混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深,當(dāng)混凝土埋過(guò)鋼筋籠底端2~3m時(shí),應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上;導(dǎo)管在混凝土面以下的埋置深度一般宜保持在2~4m,不宜大于5m也不應(yīng)小于1m,嚴(yán)禁把導(dǎo)管提至混凝土面之上;萬(wàn)一發(fā)生鋼筋籠上浮現(xiàn)象,應(yīng)立即停止灌注混凝土,準(zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土面的標(biāo)高,提升導(dǎo)管后再進(jìn)行灌注,上浮現(xiàn)象即可消失。
2.2卡管
造成原因:初灌時(shí),隔水栓堵管;混凝土的和易性、流動(dòng)性差,造成混凝土離析;混凝土粗骨料粒徑過(guò)大;鋼筋籠吊裝后彎曲變形嚴(yán)重;施工機(jī)械故障引起混凝土澆注不連續(xù),混凝土在導(dǎo)管中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng);導(dǎo)管不密封進(jìn)水造成混凝土離析等。防治方法:使用的隔水栓直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑相配,同時(shí)具有良好的隔水性能,保證順利排出;鋼筋籠箍筋間距不能過(guò)大,箍筋與主筋要焊接牢固;鋼筋籠吊裝時(shí),注意不要與樁機(jī)等碰撞防止彎曲變形;混凝土澆注時(shí),加強(qiáng)對(duì)混凝土攪拌時(shí)間和坍落度控制,坍落度控制在180~220mm為宜;混凝土必須具備良好的和易性,配合比設(shè)計(jì)通過(guò)試驗(yàn)確定,粗骨料最大粒徑不得大于導(dǎo)管直徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4,且應(yīng)小于40mm;為改善混凝土的和易性和緩凝,水下混凝土宜摻外加劑;導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓,確保導(dǎo)管連接部位的密封性,防止導(dǎo)管進(jìn)水(試水壓力為0.6~1.0MPa);混凝土澆注過(guò)程中,混凝土應(yīng)緩緩倒入漏斗導(dǎo)管,避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣塞;施工過(guò)程中加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備監(jiān)控,避免機(jī)械發(fā)生故障。
2.3混凝土流失
造成原因:孔底遭遇地下暗流,混凝土灌注下去后被地下水沖走。
防治方法:成孔后,發(fā)現(xiàn)孔中水位明顯低于其他臨近的孔或水位突然降低較多時(shí),可往孔中投入一定量的較大的石塊,待孔中水位上升后,馬上灌注混凝土;首次灌注混凝土的強(qiáng)度等級(jí)比設(shè)計(jì)要求提高一個(gè)等級(jí);適當(dāng)加大水泥用量,使混凝土與原先投入的石塊能較好混合在一起,確保樁的質(zhì)量。
2.4斷樁
造成原因:由于導(dǎo)管底端距孔底過(guò)遠(yuǎn),混凝土被沖洗液稀釋?zhuān)顾冶仍龃?,造成混凝土不凝固,形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充;受地下水活動(dòng)影響或?qū)Ч苊芊獠涣迹瑳_洗液浸入混凝土,使混凝土水灰比增大,形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝固;在澆注混凝土過(guò)程中,導(dǎo)管提升和起拔過(guò)快,露出混凝土面,或因停電、待料等原因造成夾渣,出現(xiàn)樁身巖渣沉積成層,將混凝土樁上下分開(kāi);違反操作規(guī)程,沒(méi)有從導(dǎo)管內(nèi)灌入混凝土,而是采用從孔口直接倒入混凝土的辦法,產(chǎn)生混凝土離析現(xiàn)象,造成混凝土凝固后不密實(shí)堅(jiān)硬。
防治方法:成孔后,必須認(rèn)真清孔,一般采用沖洗液清孔;沖孔時(shí)間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定,沖孔后應(yīng)及時(shí)灌注混凝土;灌注混凝土前認(rèn)真測(cè)量孔徑,準(zhǔn)確計(jì)算全孔及首次混凝土灌注量;混凝土灌注過(guò)程中,應(yīng)隨時(shí)控制混凝土面標(biāo)高和導(dǎo)管埋深,嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,準(zhǔn)確可靠提升導(dǎo)管;混凝土的配合比要保證有良好的和易性和流動(dòng)性,坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求;在地下水活動(dòng)較大的地段,事先要用套管或水泥進(jìn)行處理,止水成功后方可灌注混凝土;灌注混凝土要從導(dǎo)管內(nèi)灌入,灌注過(guò)程要連續(xù)、快速,混凝土用量要足夠;預(yù)防停電、停水,確保導(dǎo)管的密封性。
3、結(jié)束語(yǔ)
碼頭工程中的鉆孔灌注樁施工大部分是在水下進(jìn)行的,施工過(guò)程無(wú)法觀察,成樁后也難以進(jìn)行開(kāi)挖驗(yàn)收。施工中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,都將直接影響到整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度,甚至給業(yè)主造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。因此,很有必要對(duì)鉆孔灌注樁施工過(guò)程容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析,并總結(jié)出相應(yīng)的對(duì)策及防治措施,保證工程質(zhì)量,控制好工程進(jìn)度和造價(jià)。
參考文獻(xiàn):
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篇3
【關(guān)鍵詞】土木工程概論;課程;改革措施
【中圖分類(lèi)號(hào)】G642.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089 (2012)02-0014-02
前言
土木工程概論是在教育部1998年進(jìn)行專(zhuān)業(yè)目錄調(diào)整,大土木專(zhuān)業(yè)建立后新出現(xiàn)的一門(mén)面向入學(xué)新生的必修課程,也是一門(mén)新興課程。主要介紹土木工程(專(zhuān)業(yè))內(nèi)涵、土木工程形式、特點(diǎn)、最新成就、發(fā)展方向以及土木工程材料、建造方式等內(nèi)容,還包括土工程學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)、能力和學(xué)習(xí)方法。目的是使學(xué)生一入學(xué)就了解土木工程的廣闊領(lǐng)域[1],感覺(jué)到專(zhuān)業(yè)成后可以大有作為,從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望,建立對(duì)專(zhuān)業(yè)的深厚感情,樹(shù)立投身祖國(guó)建設(shè)事業(yè)的信念。
該課程具有以下特點(diǎn):
(1)課程較新,不同于力學(xué)、建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等傳統(tǒng)課程,還未形成非常成熟的教學(xué)體系;
(2)受眾特殊,面向的是沒(méi)有任何基礎(chǔ)的新生,講授的卻是專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的內(nèi)容;
(3)內(nèi)容涉及面廣,涵蓋土木工程(專(zhuān)業(yè))的方方面面,即包括專(zhuān)業(yè)情況、知識(shí)體系、能力要求及學(xué)習(xí)方法,還包括各種工程形式、建造以及管理等方面的知識(shí);
(4)教學(xué)目的特殊,其他課程以傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力為主,該課程要求學(xué)生掌握的內(nèi)容不多,主要是幫助學(xué)生了解大土木的內(nèi)涵、樹(shù)立專(zhuān)業(yè)觀念、培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)興趣、了解研究發(fā)展的方向。
由于上述原因,導(dǎo)致在目前的課程教學(xué)實(shí)踐中存在一些問(wèn)題,未能很好地發(fā)揮該課程的的重要作用,為改善教學(xué)效果,許多開(kāi)設(shè)土木工程的院校對(duì)該課程教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探索,在分析了目前土木工程概論教學(xué)存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上,我們也結(jié)合自身情況進(jìn)行了相應(yīng)的教學(xué)改革實(shí)踐。
1 存在問(wèn)題
重視不足。由于課程的新興性和介紹性特點(diǎn),一些學(xué)校對(duì)該課程重要性認(rèn)識(shí)不足,選派教師、安排學(xué)時(shí)、教師授課以及學(xué)生學(xué)習(xí)等環(huán)節(jié)往往不如骨干課程受重視。
課程內(nèi)容把握差距大。這有教材的原因也有教師的原因,有些教材內(nèi)容帶有很強(qiáng)的作者或?qū)W院背景,本人(學(xué)院)哪些方面比較強(qiáng),往往重點(diǎn)介紹;有些教材重理論介紹,有些教材重建設(shè)實(shí)例展示;有些教材注重過(guò)去發(fā)展,有些教材注重未來(lái)展望,故此教材內(nèi)容、形式不統(tǒng)一。因?yàn)樵撜n程內(nèi)容相當(dāng)寬泛,很少有教師能夠熟悉課程涉及的全部?jī)?nèi)容,教學(xué)實(shí)踐中有些授課教師熟悉部分多講,不熟悉部分少講、不講,所以各院校該課程的學(xué)習(xí)相差較大。
講授方式不固定。目前教學(xué)實(shí)踐中一般由一名教師主講和多名教師共同講授兩種方式。一人講存在局限性,如前述,土木工程涵蓋過(guò)去的多個(gè)專(zhuān)業(yè),涉及工程建設(shè)的各環(huán)節(jié),某一教師不可能是各方面的行家;有些院校組織各方面資深學(xué)者就土木工程的某些方面作專(zhuān)題講座的形式來(lái)講授,深度和前瞻性都能滿足,但作為課程的系統(tǒng)性不能保證。
教學(xué)方法單一。我國(guó)高校傳統(tǒng)的教學(xué)方法通常只關(guān)注教與學(xué),對(duì)學(xué)生怎樣學(xué)、學(xué)什么、學(xué)多少及學(xué)生的認(rèn)同感關(guān)注不夠[2],在教與學(xué)的關(guān)系中,“教”雖然起著指導(dǎo)作用,但終究是外在的東西,只有“學(xué)”才是內(nèi)在的。學(xué)生只有通過(guò)主動(dòng)刻苦的學(xué)習(xí),才能把知識(shí)內(nèi)化成自己的才能[3]。目前土木工程概論的教學(xué)實(shí)踐中也存在重知識(shí)、輕方法,重灌輸、輕互動(dòng),重教師、輕學(xué)生等問(wèn)題。
教學(xué)改革實(shí)踐
選擇優(yōu)質(zhì)教材,結(jié)合專(zhuān)業(yè)方向設(shè)置制定教學(xué)大綱,課程內(nèi)容既考慮土木工程豐富內(nèi)涵和知識(shí)的系統(tǒng)性,又有學(xué)院自身的特點(diǎn)。我院土木工程專(zhuān)業(yè)共開(kāi)設(shè)建筑工程、道路與橋梁工程兩方向,擬開(kāi)設(shè)港口工程方向。首先參考了江見(jiàn)鯨等[4]、羅福午[5]、丁大鈞等[6]、陳學(xué)軍[7]等多版本教材,最終選定了江見(jiàn)鯨先生、葉志明教授主編的土木工程概論教材及相應(yīng)CAI教學(xué)課件作為教材,其余作為參考教材。江見(jiàn)鯨教材的優(yōu)點(diǎn),根據(jù)我院專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求對(duì)其內(nèi)容做適當(dāng)?shù)脑斅蕴幚恚?0學(xué)時(shí)課程,建筑工程、交通土建、土木工程施工各用4課時(shí),工程材料、基礎(chǔ)工程港口工程、土木工程師設(shè)計(jì)方法各用2學(xué)時(shí),其余適當(dāng)介紹主要內(nèi)容。
由于教材編制的時(shí)效性,至少落后工程實(shí)踐2年以上,所以教材使用中,應(yīng)注意及時(shí)將土木工程的新理論、新技術(shù)、新方法、新材料及新建典型工程等信息補(bǔ)充至教學(xué)中,保證課程的先進(jìn)性。
2.組織課程組,系統(tǒng)授課。結(jié)合前述兩種授課方式的特點(diǎn),我們成立了以專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人主的土木工程概論課程組共5人,其中教授2人、副教授3人,有博士學(xué)位2人,碩士學(xué)位2人,專(zhuān)長(zhǎng)涉及建筑工程、巖土、交通工程、施工組織與管理等方面,這些教師不但有較高的專(zhuān)業(yè)水平還有深厚的工程或研究背景。課程組共同討論修訂教學(xué)大綱,由負(fù)責(zé)人進(jìn)行課程統(tǒng)籌,制定教學(xué)計(jì)劃,基礎(chǔ)工程、交通工程、施工和設(shè)計(jì)方法等章節(jié)由4名教師主講,其余內(nèi)容由課程負(fù)責(zé)人講授。
3.根據(jù)課程特點(diǎn)采用啟發(fā)性、典型工程實(shí)例引導(dǎo)等教學(xué)方式??偫碓跁?huì)見(jiàn)第五屆高等教育國(guó)家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)代表和北京市優(yōu)秀教師時(shí)提出,孔子說(shuō):“不憤不啟,不悱不發(fā)”,這八個(gè)字的意思就是要實(shí)行啟發(fā)式教育,把學(xué)生作為教學(xué)的中心,使學(xué)生在學(xué)習(xí)的整個(gè)過(guò)程中保持著主動(dòng)性,主動(dòng)地提出問(wèn)題,主動(dòng)地思考問(wèn)題,主動(dòng)去發(fā)現(xiàn),主動(dòng)去探索。啟發(fā)式教育的核心就是要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新思維。所謂教是為了不教,就是要使學(xué)生自己掌握學(xué)習(xí)的方法,提高創(chuàng)新的能力。該課程面向剛?cè)雽W(xué)還沒(méi)有建立工程、專(zhuān)業(yè)概念的新生,既要向他(她)們介紹土木工程形式、建造技術(shù)、發(fā)展等知識(shí),更要傳授他(她)們專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系、學(xué)習(xí)方法[8],包括課程學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)的注意問(wèn)題,幫助他們轉(zhuǎn)變思維方式,還要幫助他(他)們樹(shù)立專(zhuān)業(yè)觀念、工程意識(shí),通過(guò)課程學(xué)習(xí)讓他(她)們熱愛(ài)上建設(shè)事業(yè),熱愛(ài)上土木工程專(zhuān)業(yè),激發(fā)起學(xué)好專(zhuān)業(yè)的興趣,使學(xué)生在進(jìn)一步接觸專(zhuān)業(yè)的其他課程前,充分了解將來(lái)可能的工作崗位、工作環(huán)境,極大提高學(xué)生在本科的學(xué)習(xí)過(guò)程中尋找適合自己的方向,有目的性地學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)的有效性。
組織學(xué)生根據(jù)自己的愛(ài)好結(jié)合課程內(nèi)容進(jìn)行專(zhuān)題演講,可極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,鍛煉學(xué)生的能力,效果更好。
有條件的話課余時(shí)間安排若干場(chǎng)有關(guān)土木工程各領(lǐng)域發(fā)展前沿的講座,聘請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)或施工企業(yè)知名的設(shè)計(jì)、建造師、和其他專(zhuān)家,讓學(xué)生與工程領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者見(jiàn)面,探討土木工程發(fā)展成就、專(zhuān)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展前景等彌補(bǔ)課程教學(xué)之不足。
五、采用豐富教學(xué)方式,采用多媒體教學(xué)、典型工程實(shí)例介紹、工程現(xiàn)場(chǎng)講解、教師網(wǎng)絡(luò)答疑等多種方式,配合課堂教學(xué)。充分利用豐富的多媒體資源,有效使用各種媒體的信息傳遞手段,提高授課效果與效率。為使土木工程專(zhuān)業(yè)的新生能盡早對(duì)本專(zhuān)業(yè)有一定的了解,培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣,多媒體授課時(shí),盡可能采用圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻內(nèi)容,充分展示了土木工程各個(gè)領(lǐng)域的典型實(shí)例,以生動(dòng)活潑的方式,以聲音、視覺(jué)的沖擊加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。
教學(xué)中應(yīng)充分利用教師的個(gè)人特點(diǎn),利用自己豐富的專(zhuān)業(yè)背景和工程及研究經(jīng)驗(yàn),將他們多年積累的工作經(jīng)驗(yàn)、解決問(wèn)題的思維方式傳授給學(xué)生,以自身的經(jīng)歷與成就感染學(xué)生,增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)同感和專(zhuān)業(yè)榮譽(yù)感,才可能給予剛?cè)氪髮W(xué)校門(mén)滿載熱情、焦慮、迷茫的新生指明專(zhuān)業(yè)方向[2], 滿足他們的求知欲,充分挖掘和發(fā)揮學(xué)生的自學(xué)能力和表現(xiàn)能力。
改革學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定方法。應(yīng)綜合考察學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)、知識(shí)水平、能力水平,要真正了解學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果。所以學(xué)生成績(jī)至少應(yīng)由四部分組成:平時(shí)出勤情況,大約應(yīng)占10%左右;課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)表現(xiàn),大約占10%左右;課程作業(yè),應(yīng)作為主要考察內(nèi)容,可以用小論文形式或調(diào)查報(bào)告形式??紤]到要求受教育者接受綜合課程的教育, 以便他們能夠在從事工程活動(dòng)的同時(shí)考慮到自然界和人類(lèi)社會(huì)的普通聯(lián)系, 并且學(xué)會(huì)從綜合的角度對(duì)這樣一些問(wèn)題加以思考和解決[9],作業(yè)不應(yīng)是簡(jiǎn)單的問(wèn)答形式,一般需要學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的綜合理解和應(yīng)用,通過(guò)觀察和思考,需要學(xué)生的主觀思維和邏輯判斷才能做出,以培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維方法和自學(xué)能力,例如關(guān)于工程實(shí)例的調(diào)查研究報(bào)告或?qū)W習(xí)某種工程材料、形式、建造方法的收獲體會(huì),通過(guò)作業(yè)還可以鍛煉學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力,既增加學(xué)生對(duì)土木工程的充分了解,也鍛煉了寫(xiě)作的能力,此部分成績(jī)至少占50%;對(duì)課程知識(shí)的掌握程度以測(cè)驗(yàn)形式檢驗(yàn),可安排2-3次測(cè)驗(yàn),成績(jī)占30%左右。通過(guò)這樣的評(píng)價(jià)體系可以更好、更客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,也更符合課程的性質(zhì)及特點(diǎn)。
經(jīng)過(guò)幾年的改革探索,本院土木工程概論課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)已基本形成,教學(xué)效果明顯提高,學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)知有明顯提高,專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)興趣十分濃厚,學(xué)生對(duì)該課程的評(píng)價(jià)在同專(zhuān)業(yè)內(nèi)名列前茅,由主講教師編制的的教學(xué)課件獲得全國(guó)高等學(xué)校土木工程專(zhuān)業(yè)多媒體教學(xué)課件競(jìng)賽二等獎(jiǎng)和河北省第十二屆多媒體教育軟件大獎(jiǎng)賽三等獎(jiǎng)。今后我們還將繼續(xù)努力進(jìn)行土木工程概論課程的改革探索,為更好的實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)做貢獻(xiàn)。
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篇4
會(huì)議收到論文報(bào)告58篇并印發(fā)了文集,有140人參加會(huì)議,在第一天的大會(huì)和第二天的分組會(huì)上分別有17位和26位專(zhuān)家作了報(bào)告,另外還安排了半天時(shí)間進(jìn)行自由發(fā)言和討論。會(huì)議氣氛熱烈,取得了預(yù)期的效果,不同觀點(diǎn)之間也進(jìn)行了較為充分的交流。
鑒于這一會(huì)議的論壇性質(zhì),以下僅就會(huì)上提出的一些問(wèn)題及建議作一歸納,提交與會(huì)專(zhuān)家考慮并審議。
一、土建結(jié)構(gòu)工程的安全性
結(jié)構(gòu)安全性是結(jié)構(gòu)防止破壞倒塌的能力,是結(jié)構(gòu)工程最重要的質(zhì)量指標(biāo)。結(jié)構(gòu)工程的安全性主要決定于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工水準(zhǔn),也與結(jié)構(gòu)的正確使用(維護(hù)、檢測(cè))有關(guān),而這些又與土建工程法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)范、規(guī)程、條例等)的合理設(shè)置及運(yùn)用相關(guān)聯(lián)。
1.我國(guó)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)
對(duì)結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)的安全性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性、結(jié)構(gòu)的整體牢固性與結(jié)構(gòu)的耐久性等幾個(gè)方面。我國(guó)建筑物和橋梁等土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范在這些方面的安全設(shè)置水準(zhǔn),總體上要比國(guó)外同類(lèi)規(guī)范低得多。
1.1構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準(zhǔn)
與結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全水準(zhǔn)關(guān)系最大的二個(gè)因素是:1)規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)需要承受多大的荷載(荷載標(biāo)準(zhǔn)值),比如同樣是辦公樓,我國(guó)規(guī)范自1959年以來(lái)均規(guī)定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現(xiàn)已確定在新的規(guī)范里將改回到200公斤),而美、英則為240和250公斤;2)規(guī)范規(guī)定的荷載分項(xiàng)系數(shù)與材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)的大小,前者是計(jì)算確定荷載對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用時(shí),將荷載標(biāo)準(zhǔn)值加以放大的一個(gè)系數(shù),后者是計(jì)算確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件固有的承載能力時(shí),將構(gòu)件材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值加以縮小的一個(gè)系數(shù)。這些用量值表示的系數(shù)體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)構(gòu)件在給定標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的安全度,在安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法(如我國(guó)的公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范)中稱(chēng)為安全系數(shù),體現(xiàn)了安全儲(chǔ)備的需要;而在可靠度設(shè)計(jì)方法(如我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范)中稱(chēng)為分項(xiàng)系數(shù),體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標(biāo)。安全系數(shù)或分項(xiàng)系數(shù)越大,表明安全度越高。我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定活荷載與恒載(如結(jié)構(gòu)自重)的分項(xiàng)系數(shù)分別為1.4和1.2,而美國(guó)則分別為1.7和1.4,英國(guó)1.6和1.4;這樣根據(jù)我國(guó)規(guī)范設(shè)計(jì)辦公樓時(shí),所依據(jù)的樓層設(shè)計(jì)荷載(荷載標(biāo)準(zhǔn)值與荷載分項(xiàng)系數(shù)的乘積)值大約只有英美的52%(考慮人員和設(shè)施等活載)和85%(對(duì)結(jié)構(gòu)自重等恒載),而設(shè)計(jì)時(shí)據(jù)以確定構(gòu)件能夠承受荷載的能力(與材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)有關(guān))卻要比英美規(guī)范高出的10~15%,二者都使構(gòu)件承載力的安全水準(zhǔn)下降。日本與德國(guó)的設(shè)計(jì)規(guī)范在某些方面比英美還要保守些。一些發(fā)展中國(guó)家的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家的規(guī)范,就如我國(guó)解放前和建國(guó)初期的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法參照美國(guó)規(guī)范一樣。至于中國(guó)的香港和臺(tái)灣,至今仍分別以英國(guó)和參考美國(guó)規(guī)范為依據(jù)。這里需要說(shuō)明的是,在其他建筑物的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值上,與國(guó)外的差別并沒(méi)有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類(lèi)型的結(jié)構(gòu)在安全設(shè)置水準(zhǔn)上與國(guó)際間的差距并不相同,比如鋼結(jié)構(gòu)的差距可能相對(duì)小些。
公路橋梁結(jié)構(gòu)的情況也與房屋建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)似,除車(chē)載標(biāo)準(zhǔn)外,荷載分項(xiàng)安全系數(shù)(我國(guó)規(guī)范對(duì)車(chē)載取1.4,比國(guó)際著名的美國(guó)AASHTO規(guī)范的1.75約低25%)與材料強(qiáng)度分項(xiàng)安全系數(shù)均規(guī)定較低。
盡管我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范所設(shè)定的安全貯備較低,但是某些工程的材料用量反而有高于國(guó)外同類(lèi)工程的,這里的問(wèn)題主要在于設(shè)計(jì)墨守陳規(guī),在結(jié)構(gòu)方案、材料選用、分析計(jì)算、結(jié)構(gòu)構(gòu)造上缺乏創(chuàng)新。
1.2結(jié)構(gòu)的整體牢固性
除了結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠承載能力外,結(jié)構(gòu)物還要有整體牢固性。結(jié)構(gòu)的整體牢固性是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)某處的局部破壞不至于導(dǎo)致大范圍連續(xù)破壞倒塌的能力,或者說(shuō)是結(jié)構(gòu)不應(yīng)出現(xiàn)與其原因不相稱(chēng)的破壞后果。結(jié)構(gòu)的整體牢固性主要依靠結(jié)構(gòu)能有良好的延性和必要的冗余度,用來(lái)對(duì)付地震、爆炸等災(zāi)害荷載或因人為差錯(cuò)導(dǎo)致的災(zāi)難后果,可以減輕災(zāi)害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當(dāng)?shù)胤课萁Y(jié)構(gòu)缺乏整體牢固性有很大關(guān)系。2001年石家莊發(fā)生故意破壞的惡性爆炸事件,一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞,竟導(dǎo)致整棟樓的連續(xù)倒塌,也是房屋設(shè)計(jì)牢固性不足的表現(xiàn)。
1.3結(jié)構(gòu)的耐久安全性
我國(guó)土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工規(guī)范,重點(diǎn)放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求,而對(duì)環(huán)境因素作用(如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周?chē)?、土中有害化學(xué)介質(zhì)侵蝕)下的耐久性要求則相對(duì)考慮較少?;炷两Y(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全事故,其嚴(yán)重程度已遠(yuǎn)過(guò)于因結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準(zhǔn)設(shè)置偏低所帶來(lái)的危害,所以這個(gè)問(wèn)題必須引起格外重視。我國(guó)規(guī)范規(guī)定的與耐久性有關(guān)的一些要求,如保護(hù)鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護(hù)層最小厚度和混凝土的最低強(qiáng)度等級(jí),都顯著低于國(guó)外規(guī)范。損害結(jié)構(gòu)承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準(zhǔn),在一些情況下也有利于結(jié)構(gòu)的耐久性與結(jié)構(gòu)使用壽命。
2.調(diào)整結(jié)構(gòu)安全設(shè)置水準(zhǔn)的不同見(jiàn)解
我國(guó)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)較低,與我國(guó)建國(guó)后長(zhǎng)期處于短缺經(jīng)濟(jì)和計(jì)劃體制的歷史條件有關(guān)。但是,能夠?qū)ν两ńY(jié)構(gòu)取用較低的安全水準(zhǔn)并基本滿足了當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)與生活需求,而且業(yè)已歷經(jīng)了較長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn),這是國(guó)內(nèi)土建科技人員經(jīng)過(guò)巨大努力所取得的重大成就;但是,由于安全儲(chǔ)備較低,抵御意外作用的能力相對(duì)不足。如果適當(dāng)提高安全設(shè)置水準(zhǔn)將有利于減少事故的發(fā)生頻率和提高工程抗御災(zāi)害的能力。國(guó)內(nèi)發(fā)生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴(yán)重的人為錯(cuò)誤所致?,F(xiàn)在提出要重新審視結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn),主要是基于客觀形勢(shì)的變化,是由于我們現(xiàn)在從事的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要為今后的現(xiàn)代化奠定基礎(chǔ),要滿足今后幾十年、上百年內(nèi)人們生產(chǎn)生活水平發(fā)展的需要,有些土建結(jié)構(gòu)如商品房屋則更要滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下具備商品屬性的需要。國(guó)內(nèi)近幾年來(lái)已對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全度的設(shè)置水準(zhǔn)組織過(guò)幾次討論,在如何調(diào)整的問(wèn)題上存在較大的意見(jiàn)分歧,這次科技論壇上同樣反映了這些不同的見(jiàn)解:
1)認(rèn)為我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)是足夠的,并已為長(zhǎng)期實(shí)踐所證明,而國(guó)外就沒(méi)有這種經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)取得的這一成功經(jīng)驗(yàn)決不能輕易丟掉,在安全度上不能跟著英美的高標(biāo)準(zhǔn)走;安全度高了是浪費(fèi),除個(gè)別需調(diào)整外,總體上不必變動(dòng)。
2)認(rèn)為我國(guó)規(guī)范的安全度設(shè)置水準(zhǔn)盡管不高,但在全面遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有關(guān)規(guī)定,即在正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用的“三正常”條件下,據(jù)此建成的上百億平米的建筑物絕大多數(shù)至今仍在安全使用,表明這些規(guī)范規(guī)定的水準(zhǔn)仍然適用;但是理想的“三正?!焙茈y做到,同時(shí)為了縮小與先進(jìn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的差距以及鑒于可持續(xù)發(fā)展和提高耐久性的需要,在物質(zhì)供應(yīng)條件業(yè)已改善的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn)應(yīng)適當(dāng)提高。這種提高只能適度,因?yàn)槲覈?guó)目前尚屬發(fā)展中國(guó)家。
3)認(rèn)為我國(guó)規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn)應(yīng)該大體與國(guó)際水準(zhǔn)接近,需要大幅度提高。這是由于隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平不斷提高,土建工程特別是重大基礎(chǔ)設(shè)施工程出現(xiàn)事故所造成的風(fēng)險(xiǎn)損失后果將愈益嚴(yán)重,而為了提高工程安全程度所需要的經(jīng)費(fèi)投入在整個(gè)工程(特別是建筑工程)造價(jià)中所占的比重現(xiàn)在已愈來(lái)愈低,材料供應(yīng)也十分充裕。過(guò)去的低安全水準(zhǔn)只是適應(yīng)了以往短缺型計(jì)劃經(jīng)濟(jì)年代的需要,但決不是沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn),如果規(guī)范的安全水準(zhǔn)較高,曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的有些安全事故本來(lái)是可以避免的,而規(guī)范的這一缺陷在一定程度上為“三正?!钡奶岱ㄋ谏w。在建的工程要為將來(lái)的現(xiàn)代化社會(huì)服務(wù),安全性上一定要有高標(biāo)準(zhǔn)。低的安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在參與將來(lái)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中也難以被承認(rèn),即使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全設(shè)置水準(zhǔn)能夠提高到與發(fā)達(dá)國(guó)家一樣,由于我們的施工質(zhì)量總體較差,結(jié)構(gòu)的安全性依然會(huì)有差距。
3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的概率可靠度設(shè)計(jì)方法
自1984年國(guó)家建委和國(guó)家建設(shè)部頒布了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)以來(lái),我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已從80年代末期起拋棄了傳統(tǒng)的多安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法,從而統(tǒng)一采用以概率理論為基礎(chǔ)的可靠度設(shè)計(jì)方法;其它的工程部門(mén)如公路、鐵路、港口、水利的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范也正在或計(jì)劃作這樣的轉(zhuǎn)變。我國(guó)規(guī)范的可靠度設(shè)計(jì)方法是參考國(guó)際上的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)ISO2394并經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)科技人員努力后得以實(shí)施的。將可靠度設(shè)計(jì)方法用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,在國(guó)際學(xué)術(shù)界內(nèi)通常被看成是一種發(fā)展趨勢(shì),但在工程內(nèi)界則存在不同看法。盡管有了ISO2394,國(guó)外卻鮮有重要或著名的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已直接采用了可靠度設(shè)計(jì)方法,至今仍采用多安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法或稱(chēng)荷載抗力系數(shù)法。在我國(guó),對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的可靠度設(shè)計(jì)方法以及企圖將我國(guó)各個(gè)行業(yè)的各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范都用可靠度方法統(tǒng)一起來(lái)的做法,雖然工程設(shè)計(jì)界頗有微詞,但學(xué)術(shù)界持贊成和肯定者是主流,不過(guò)仍不時(shí)有人對(duì)可靠度方法用于設(shè)計(jì)規(guī)范的適用性提出質(zhì)疑。這次科技論壇上則較為集中地反映了對(duì)規(guī)范可靠度方法的意見(jiàn)分歧。
對(duì)我國(guó)規(guī)范的可靠度設(shè)計(jì)方法持肯定意見(jiàn)的專(zhuān)家認(rèn)為這是重大的科技進(jìn)步,可靠度方法對(duì)安全度的概率定義要比定值的安全系數(shù)更清晰、更科學(xué)、更合理,當(dāng)然概率可靠度設(shè)計(jì)方法本身尚有不少缺陷,有待進(jìn)一步修改完善。持相反意見(jiàn)的人則認(rèn)為,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范所面向的是類(lèi)型多樣的復(fù)雜群體,在安全度上需要考慮的不確定性與不確知性非常復(fù)雜,并不是“從統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)的概率定義”所能科學(xué)描述或處理;規(guī)范可靠度方法在我國(guó)十多年的實(shí)踐表明,它并沒(méi)有給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性帶來(lái)明顯實(shí)效,反而造成了安全概念上的某些混亂;對(duì)工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)的安全度用可靠指標(biāo)和虛假的失效概率表達(dá)后變得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系數(shù)那樣從安全儲(chǔ)備出發(fā)的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問(wèn)題;現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他們認(rèn)為半概率的多安全系數(shù)方法更適用于規(guī)范,也不排斥可靠度分析的結(jié)果可以作為一種參考,在綜合判斷安全系數(shù)的合理取值時(shí)予以考慮。
二、土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性
土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系,是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功能的能力,這一正常功能包括結(jié)構(gòu)的安全性和結(jié)構(gòu)的適用性,而且更多地體現(xiàn)在適用性上。
1、土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性現(xiàn)狀
大多數(shù)土建結(jié)構(gòu)由混凝土建造?;炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性是當(dāng)前困擾土建基礎(chǔ)設(shè)施工程的世界性問(wèn)題,并非我國(guó)所特有,但是至今尚未引起我國(guó)政府主管部門(mén)和廣大設(shè)計(jì)與施工部門(mén)的足夠重視。
長(zhǎng)期以來(lái),人們一直以為混凝土應(yīng)是非常耐久的材料。直到70年代末期,發(fā)達(dá)國(guó)家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎(chǔ)設(shè)施工程在一些環(huán)境下出現(xiàn)過(guò)早損壞。美國(guó)許多城市的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時(shí)期內(nèi)就出現(xiàn)劣化;據(jù)1998年美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)的一份材料估計(jì),他們需要有1.3萬(wàn)億美元來(lái)處理美國(guó)國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施工程存在的問(wèn)題,僅修理與更換公路橋梁的混凝土橋面板一項(xiàng)就需800億美無(wú),而現(xiàn)在聯(lián)邦政府每年為此的撥款只有50~60億美元。另有資料指出,美國(guó)因除冰鹽引起鋼筋銹蝕需限載通行的公路橋梁已占這一環(huán)境下橋梁的1/4。發(fā)達(dá)國(guó)家為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性投入了大量科研經(jīng)費(fèi)并積極采取應(yīng)對(duì)措施,如加拿大安大略省的公路橋梁為對(duì)付除冰鹽侵蝕及凍融損害,鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm,而混凝土強(qiáng)度的最低等級(jí)也從50年代的C25增到后來(lái)的C40,橋面板混凝土從不要求外加引氣劑、不設(shè)防水層到必須引氣以及需要設(shè)置高級(jí)防水膠膜并引入環(huán)氧涂膜鋼筋。而我國(guó)遭受鹽凍侵蝕地區(qū)的公路橋梁在耐久性設(shè)計(jì)方面至今仍無(wú)明確要求,對(duì)混凝土保護(hù)層和強(qiáng)度的要求僅為2.5cm與C25,與上面提到的加拿大50年代水準(zhǔn)一致。國(guó)內(nèi)按這種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的一座大橋,建成后僅8年,由于鹽凍侵蝕,現(xiàn)已不得不部分拆除重建。
我國(guó)建設(shè)部于80年代的一項(xiàng)調(diào)查表明,國(guó)內(nèi)大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用25~30年后即需大修,處于嚴(yán)酷環(huán)境下的建筑物使用壽命僅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用環(huán)境相對(duì)較好,一般可維持50年以上,但室外的陽(yáng)臺(tái)、雨罩等露天構(gòu)件的使用壽命通常僅有30~40年。橋梁、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程的耐久性問(wèn)題更為嚴(yán)重,由于鋼筋的混凝土保護(hù)層過(guò)薄且密實(shí)性差,許多工程建成后幾年就出現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土開(kāi)裂。海港碼頭一般使用十年左右就因混凝土順筋開(kāi)裂和剝落,需要大修。京津地區(qū)的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用,使用十幾年后就出現(xiàn)問(wèn)題,有的不得不限載、大修或拆除。鹽凍也對(duì)混凝土路面造成傷害,東北地區(qū)一條高等級(jí)公路只經(jīng)過(guò)一個(gè)冬天就大面積剝蝕。我國(guó)鐵路隧道用低強(qiáng)度的C15混凝土作襯砌材料,密實(shí)度和抗?jié)B性差,不耐地下水與機(jī)車(chē)廢氣侵蝕,開(kāi)裂與滲漏嚴(yán)重;對(duì)幾個(gè)路局所轄的隧道進(jìn)行抽樣調(diào)查表明,漏水的占50.4%,其中1/3滲漏嚴(yán)重,并導(dǎo)致鋼軌等配件銹蝕以及電力牽引地段漏電,影響正常運(yùn)行,而1999年頒布的鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范仍未能對(duì)隧道的耐久性問(wèn)題采取適當(dāng)?shù)膶?duì)策,如適當(dāng)提高混凝土的最低強(qiáng)度等級(jí)和在混凝土中摻入化學(xué)纖維等。
耐久性問(wèn)題的嚴(yán)重性和迫切性在于我們?cè)S多正在建設(shè)的工程仍未吸取國(guó)際和國(guó)內(nèi)的大量慘痛教訓(xùn),還沿著老路重蹈覆轍。一些北方城市新建成的立交橋和高速公路橋,仍沒(méi)有在材料性能和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面采取必要的防治凍融和鹽害的綜合措施。甚至大型工程如2000年投入運(yùn)行的珠海蓮花跨海大橋,其主體結(jié)構(gòu)在浪濺區(qū)仍采用不耐海水干濕交替侵蝕的C30混凝土與3~4cm厚的保護(hù)層厚度。
有專(zhuān)家估計(jì),我國(guó)“大干”基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的還可延續(xù)20年,由于忽視耐久性,迎接我們的還會(huì)有“大修”20年的,這個(gè)可能不用很久就將到來(lái),其耗費(fèi)將倍增于當(dāng)初這些工程施工建設(shè)時(shí)的投資。
使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題進(jìn)一步加劇的原因有:
1)由于混凝土的質(zhì)量檢驗(yàn)習(xí)慣上以單一的強(qiáng)度指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致水泥工業(yè)對(duì)水泥強(qiáng)度的不適當(dāng)追求,使水泥細(xì)度增加,早強(qiáng)的礦物成份比例提高,這些都不利于混凝土的耐久性。我國(guó)對(duì)水泥質(zhì)量的檢驗(yàn)在強(qiáng)度上只要求不低于規(guī)定的最低許可值,而國(guó)外則同時(shí)還要求不高于規(guī)定的最高值,如果強(qiáng)度超過(guò)了也被認(rèn)為不合格,這種要求還有利于水泥產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性。
2)工程施工單位不適當(dāng)?shù)丶涌焓┕みM(jìn)度,尤其是政府行政領(lǐng)導(dǎo)對(duì)工程進(jìn)度的不適當(dāng)干預(yù)?;炷恋哪途眯再|(zhì)量尤其需要有足夠的施工養(yǎng)護(hù)期加以保證,早產(chǎn)有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國(guó)內(nèi)媒體上大加宣傳的所謂幾個(gè)月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻(xiàn)禮工程,很可能就是今后注定要花掉更多資金進(jìn)行大修的短命工程。提前完成合同規(guī)定施工期的在國(guó)外要被罰款,因?yàn)橐馕吨こ藤|(zhì)量有遭到損害的可能。
3)環(huán)境的不斷惡化,如廢氣、酸雨,我國(guó)的酸雨面積已超過(guò)國(guó)土的30%。
當(dāng)前迫切需要進(jìn)行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程耐久性設(shè)計(jì)的技術(shù)條例,修訂補(bǔ)充現(xiàn)行規(guī)范中對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎(chǔ)設(shè)施工程的設(shè)計(jì)工作壽命,在重要工程的設(shè)計(jì)文件中必須有使用壽命的要求和論證。當(dāng)前在建的眾多工程在耐久性上之所以仍然沿著重蹈覆轍的道路走,很重要的一個(gè)原因是工程設(shè)計(jì)施工技術(shù)人員在耐久性上沒(méi)有可資遵循的新依據(jù)。更為嚴(yán)重的是現(xiàn)行規(guī)范中的有些條文,本身就對(duì)耐久性有害。為了提高混凝土耐久性,在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術(shù)手段,國(guó)外有的規(guī)范甚至規(guī)定在橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)中必須加入粉煤灰等摻合料,而我國(guó)的鐵路混凝土橋隧施工規(guī)范仍在明文禁止使用。此外,工程技術(shù)界還存在長(zhǎng)期形成的一些過(guò)時(shí)的看法,對(duì)改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如,顧慮會(huì)影響混凝土強(qiáng)度而不愿使用引氣劑,而引氣本應(yīng)作為改善混凝土耐久性和工作性的常規(guī)手段;又如,希望加大水泥用量來(lái)保證混凝土強(qiáng)度,而盡可能低的水泥用量本應(yīng)是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。
在修訂規(guī)范的耐久性要求上,交通部于2001年頒布的港工混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范已為其它土建工程行業(yè)起到較好的示范作用。我們一方面要參照國(guó)內(nèi)外已有的資料和經(jīng)驗(yàn),盡快編寫(xiě)出相應(yīng)的設(shè)計(jì)施工技術(shù)文件以應(yīng)急需,另一方面則要安排系統(tǒng)的研究項(xiàng)目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是當(dāng)前國(guó)際上結(jié)構(gòu)工程學(xué)科最為重要的前沿研究領(lǐng)域之一,而我國(guó)在這一方面相當(dāng)落后?;炷恋哪途眯匝芯侩x不開(kāi)原材料和環(huán)境等特定條件,需要考慮本國(guó)的特點(diǎn),是不能完全依賴(lài)國(guó)外研究成果的。
重視混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性也是可持續(xù)發(fā)展的需要。生產(chǎn)混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國(guó)土資源并破壞植被與河床,水泥生產(chǎn)排放的二氧化碳已占人類(lèi)活動(dòng)排放總量的1/5~1/6,而我國(guó)排放的二氧化碳量已居世界第二。我國(guó)現(xiàn)在每年生產(chǎn)5億多噸水泥,與之相伴的是年耗20多億方的砂石,長(zhǎng)此以往實(shí)難以為繼。延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命意味著節(jié)約材料,而耐久的混凝土一般又應(yīng)是水泥用量較低和礦物摻合料(工業(yè)廢料)用量較高的混凝土,所以耐久的混凝土正適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的需要。國(guó)際上對(duì)橋梁、隧道等土木工程的設(shè)計(jì)工作壽命多為100年,有的如英國(guó)為120年??紤]到耐久性不足所造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi),國(guó)際上近年來(lái)有要求將這些工程的最低工作壽命進(jìn)一步延長(zhǎng)的趨勢(shì),如提出城市環(huán)境中的橋梁至少應(yīng)有150年。
2.土建結(jié)構(gòu)工程使用階段的正常檢測(cè)與維護(hù)
結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命的概念,與使用階段的檢測(cè)、維護(hù)和修理不能分割,對(duì)處于露天和惡劣環(huán)境下的基礎(chǔ)設(shè)施工程來(lái)說(shuō)尤其如此。為了保證結(jié)構(gòu)安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用過(guò)程中,應(yīng)該進(jìn)行定期檢測(cè)和維護(hù)。我國(guó)有結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)規(guī)范與施工規(guī)范,但沒(méi)有如何使用的規(guī)范。有些工程倒塌事故,例如最近四川宜賓的南門(mén)大橋發(fā)生橋面坍落事故,就是因?yàn)闃蛎娼Y(jié)構(gòu)與主拱之間的吊桿在連接處發(fā)生銹蝕,如果有定期的檢測(cè)要求,這樣的事故很有可能避免。有些國(guó)家對(duì)于結(jié)構(gòu)的損壞可能導(dǎo)致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程,強(qiáng)制規(guī)定必須定期檢測(cè);即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件,因其墜落后容易傷及公眾,也有強(qiáng)制定期檢測(cè)的要求。我國(guó)由于施工管理水平和事故操作人員的素質(zhì)相對(duì)較差,質(zhì)量控制與質(zhì)量保證制度不夠健全,規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)安全與耐久性的設(shè)置水準(zhǔn)又相對(duì)較低,已建的工程中往往存在較多隱患,所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測(cè)的要求。對(duì)于土建結(jié)構(gòu)工程的安全質(zhì)量,雖然政府已作出了設(shè)計(jì)與施工的責(zé)任單位和個(gè)人需對(duì)其“終身負(fù)責(zé)”的規(guī)定,但是這種要求執(zhí)行起來(lái)缺乏可操作性。要將結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量事故減少到最低程度,還應(yīng)以預(yù)防為主,通過(guò)例行檢測(cè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有大量土建工程因步入老化期需要診治,也有大量已建的違章工程需要評(píng)估,更有許多工程發(fā)生病害需要診斷和加固,各地已涌現(xiàn)了不少?gòu)氖峦两üこ淘\斷、治理與加固的隊(duì)伍,并有蓬勃發(fā)展成為一種新興行業(yè)的趨勢(shì)。出現(xiàn)問(wèn)題和病害以后再來(lái)治理固然重要,但是我們應(yīng)該更加強(qiáng)調(diào)預(yù)防。對(duì)于在役土建工程的檢測(cè)和評(píng)估,要建立相應(yīng)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),要有從業(yè)人員的注冊(cè)和從業(yè)機(jī)構(gòu)的資質(zhì)認(rèn)證制度,在管理體制上予以規(guī)范。
從國(guó)家對(duì)公共工程建設(shè)的投資和對(duì)工程設(shè)計(jì)的要求來(lái)看,需要有工程整個(gè)使用期限即全壽命費(fèi)用支出的論證。只注意工程項(xiàng)目建設(shè)的一次投資支出,很少考慮工程建成后需要正常維護(hù)與修理的長(zhǎng)期費(fèi)用,不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能,而且經(jīng)濟(jì)上算總賬會(huì)很不合算。在發(fā)達(dá)國(guó)家,由于新建工程少,用于維修的費(fèi)用往往更為主要,英國(guó)1978年的土建維修費(fèi)上升到1965年的3.7倍,1980年的維修費(fèi)占當(dāng)年土建費(fèi)用總支出的2/3。我國(guó)雖是發(fā)展中國(guó)家,現(xiàn)在正大興土木,可是過(guò)去建成的大量工程已經(jīng)或過(guò)早老化。國(guó)內(nèi)40%公路橋梁的橋齡已大于25年,加上進(jìn)入90年代以后交通量猛增,超載嚴(yán)重,以往的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)又低,路、橋的維修問(wèn)題十分突出。由于養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用得不到保證,造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費(fèi)用。在土建工程的投資上,希望有關(guān)部門(mén)能加大已建工程維修的費(fèi)用。
為加速路橋等公共工程建設(shè),國(guó)家現(xiàn)在鼓勵(lì)投資公司出資并給以一定期限如30年的經(jīng)營(yíng)收入作為補(bǔ)償。如果對(duì)重要土建工程有必須進(jìn)行定期檢測(cè)與評(píng)估的法規(guī),就能保證這些工程在一定期限后歸還國(guó)家管理和經(jīng)營(yíng)時(shí)的良好功能,對(duì)于設(shè)計(jì)工作壽命為100年的橋梁,至少還可正常使用70年,而不至于30年到期后國(guó)家接收的已是一個(gè)破舊的工程。
三、技術(shù)規(guī)范的作用與管理
這次科技論壇對(duì)于土建結(jié)構(gòu)工程技術(shù)規(guī)范的定位、作用與管理也進(jìn)行了討論并提出了一些看法。
長(zhǎng)期以來(lái),受計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的影響,我們往往視技術(shù)規(guī)范為法,將規(guī)范的具體規(guī)定和要求等同于法律條文來(lái)對(duì)待。技術(shù)規(guī)范或規(guī)程,與各種技術(shù)條例、技術(shù)要求、工法、指南等技術(shù)文件一樣都是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),本身不具有法律作用,只當(dāng)工程各方(業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工企業(yè))認(rèn)同作為設(shè)計(jì)與施工的依據(jù)并在契約的基礎(chǔ)上,才能作為法律仲裁的依據(jù)。將技術(shù)問(wèn)題法制化并強(qiáng)制執(zhí)行,不利于技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)造性的發(fā)揮,反而容易成為推卸責(zé)任的借口。當(dāng)然,政府部門(mén)從國(guó)家和公眾的整體利益出發(fā),需要在安全、環(huán)保等重大原則上對(duì)土建工程的設(shè)計(jì)施工提出必須滿足的最低要求并制定相應(yīng)的法規(guī),但法規(guī)一般并不需要提供如何達(dá)到這些要求的具體技術(shù)途徑和方法,后者是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)。政府也可以原則認(rèn)可或批準(zhǔn)某些重要的技術(shù)規(guī)范或其中某些內(nèi)容使用。
土建工程有著強(qiáng)烈的個(gè)性,需要工程技術(shù)人員針對(duì)具體特點(diǎn)去解決設(shè)計(jì)與施工問(wèn)題。所以規(guī)范作為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)宜強(qiáng)調(diào)其指導(dǎo)性而不是強(qiáng)制性。如果規(guī)范條文看作為一般意義上的法律條文,就有可能束縛設(shè)計(jì)施工人員的主動(dòng)創(chuàng)造性并阻礙新技術(shù)的應(yīng)用。。我國(guó)土建工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上與國(guó)外相比的最大差距就在于方案與技術(shù)上的創(chuàng)新,這與以往過(guò)分強(qiáng)調(diào)規(guī)范的法律地位從而形成所謂“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是規(guī)范加計(jì)算”的傾向不無(wú)關(guān)聯(lián)。我國(guó)的技術(shù)規(guī)范在編寫(xiě)風(fēng)格上也有模仿法律的傾向,極少提及使用者需要注意規(guī)范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵(lì)使用者在某些問(wèn)題上可以另辟蹊徑。如果在設(shè)計(jì)施工中要取代規(guī)范中已經(jīng)落后過(guò)時(shí)甚至有害的技術(shù)規(guī)定,則無(wú)異于違法行為。相反,只要墨守規(guī)范,即使出了事故,就可不負(fù)法律責(zé)任。這樣就在客觀上降低了對(duì)工程技術(shù)人員的業(yè)務(wù)技能要求與職責(zé)要求,不利于提高我國(guó)建筑企業(yè)和從業(yè)人員的素質(zhì)以及參與今后的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。為了消除這些負(fù)面影響并杜絕鉆規(guī)范條文的空子進(jìn)行偷工減料,應(yīng)有必要建立這樣的共識(shí)并作出規(guī)定,即遵守了規(guī)范條文并不意味著就可免除法律責(zé)任。國(guó)外有些規(guī)范就是這樣規(guī)定的。
企圖不斷加強(qiáng)技術(shù)規(guī)范的強(qiáng)制性來(lái)解決屢禁不止的工程事故,不是解決問(wèn)題的有效途徑?,F(xiàn)在,有關(guān)主管部門(mén)將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的部分條文抽出來(lái),明確列為強(qiáng)制性條文,同時(shí)規(guī)定各個(gè)設(shè)計(jì)單位完成的設(shè)計(jì),須通過(guò)有關(guān)部門(mén)或其授權(quán)委任的其他企事業(yè)設(shè)計(jì)單位的審查,而審查的主要內(nèi)容就在于對(duì)照規(guī)范強(qiáng)制性條文的要求,其任務(wù)已類(lèi)似于執(zhí)法;這種做法是否明智似可商榷。我國(guó)土建工程事故頻繁的原因,主要在于管理不善,特別是管理環(huán)節(jié)上的腐??;其次是施工操作人員素質(zhì)低,又難以短期解決;過(guò)分強(qiáng)調(diào)規(guī)范的地位與作用,未能建立與規(guī)范配套的完整標(biāo)準(zhǔn)體系,比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術(shù)文件,可以用來(lái)指導(dǎo)和規(guī)范設(shè)計(jì)與施工的各個(gè)具體環(huán)節(jié),也有一定的關(guān)系。從設(shè)計(jì)角度看,出現(xiàn)事故主要不是由于沒(méi)有按照規(guī)范強(qiáng)制性條文的規(guī)定,而是方案性的錯(cuò)誤或忽略主要的設(shè)計(jì)條件;也有一些工程則因過(guò)去的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低,耐久性不足,在使用過(guò)程中又缺乏應(yīng)有的例行檢測(cè)而導(dǎo)致失效。其實(shí),要做到設(shè)計(jì)規(guī)范強(qiáng)制條文的要求最為容易,為此請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人士審查似無(wú)必要。重要的工程設(shè)計(jì)應(yīng)規(guī)定請(qǐng)專(zhuān)業(yè)單位全面審核,其要點(diǎn)也應(yīng)在結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)造方法與計(jì)算分析的原則上。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的國(guó)家規(guī)范中抽出的強(qiáng)制性條文不免支離破碎,個(gè)別條文的規(guī)定也不一定適合某些地區(qū)和某些工程的具體特點(diǎn),反而造成麻煩。
我國(guó)幅員廣闊,各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展很不平衡,技術(shù)力量懸殊,環(huán)境條件各異,客觀上要求規(guī)范能給設(shè)計(jì)人員更多靈活性,少一些強(qiáng)制性,這樣才能更好地在規(guī)范的指導(dǎo)下,根據(jù)工程的特點(diǎn)和具體條件去解決問(wèn)題??傊?,在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)上,要擺脫計(jì)劃經(jīng)濟(jì)年代遺留下來(lái)的過(guò)分強(qiáng)求統(tǒng)一、較少考慮個(gè)性和缺乏實(shí)事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵(lì)各省市編制地方性規(guī)范,在工程的安全性和耐久性標(biāo)準(zhǔn)上,可有不同的設(shè)置水準(zhǔn)。比如上海、北京、廣州這些大城市應(yīng)該高些,在抗震防災(zāi)要求上,更應(yīng)區(qū)別對(duì)待。全國(guó)性的規(guī)范訂得愈詳細(xì),其適用性可能變得愈差,造成的混亂也可能愈多;特別象巖土工程那樣的規(guī)范更是如此。
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的強(qiáng)制性越多,也意味著政府有關(guān)部門(mén)在具體技術(shù)問(wèn)題上需要承擔(dān)的責(zé)任越重,而這些本來(lái)不該是政府部門(mén)的職責(zé)。規(guī)范中的要求是最低要求,在安全設(shè)置水準(zhǔn)上,政府需要干預(yù)的也應(yīng)是保證公眾安全的最低要求。對(duì)于土建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),政府有關(guān)部門(mén)至今仍規(guī)定任何部門(mén)和個(gè)人不得隨意提高抗震的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)(建抗586號(hào)文件)。事實(shí)上,如將商品房的抗震設(shè)防烈度提高1度,抗震能力可提高約1倍,而增加的房屋造價(jià)相當(dāng)有限,在眾多城市中可能僅及居民用于室內(nèi)裝修費(fèi)用的幾分之一。政府的這一規(guī)定無(wú)異于限制居民只能購(gòu)置抗震安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)最低的房屋,如果發(fā)生地震造成損害,有關(guān)部門(mén)如何解釋?zhuān)?/p>
規(guī)范等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的管理體制亟待改善。建國(guó)以來(lái),由政府部門(mén)負(fù)責(zé)統(tǒng)管并指定有關(guān)企事業(yè)單位分別承擔(dān)每本規(guī)范編寫(xiě)和修訂工作的做法已越來(lái)越不能適應(yīng)當(dāng)前的形勢(shì),有些在經(jīng)費(fèi)和人力上得不到保證,平時(shí)基本上沒(méi)有專(zhuān)門(mén)人員去搜集了解規(guī)范使用中的問(wèn)題并及時(shí)修改補(bǔ)充規(guī)范條文;面對(duì)新的結(jié)構(gòu)型式、新的材料和新的工藝,規(guī)范的過(guò)時(shí)條文不但成為推廣新技術(shù)的阻力,而且有被誤用或盲目套用而造成工程質(zhì)量安全事故。
發(fā)達(dá)國(guó)家有關(guān)土建結(jié)構(gòu)工程的規(guī)范及與之配套的各類(lèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)多由行業(yè)協(xié)會(huì)或?qū)I(yè)學(xué)會(huì)編制及管理,規(guī)范的翻新周期短,不象我們要長(zhǎng)達(dá)10年以上。我國(guó)的學(xué)會(huì)與協(xié)會(huì)重復(fù)設(shè)置,分工不明,并且至今還依附于某一政府部門(mén),基本上只起到政府職能部門(mén)非官方代言人的作用,距離獨(dú)立和富有活力的健全機(jī)構(gòu)還差的很遠(yuǎn),如何發(fā)揮這些機(jī)構(gòu)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)和管理中的作用也是值得探討的一個(gè)問(wèn)題。建議隨著改革的深入,整頓合并有關(guān)的學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì),加強(qiáng)其職能,并逐漸成為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制管理的主體。
四、準(zhǔn)備提交政府有關(guān)部門(mén)考慮的建議
為了改善我國(guó)土建結(jié)構(gòu)工程的安全性與耐久性,這次論壇中提出了以下建議供政府有關(guān)部門(mén)考慮,:
1、橋梁、隧道、道路、港口等基礎(chǔ)設(shè)施工程的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性,已是當(dāng)前亟待采取措施應(yīng)對(duì)的重大問(wèn)題。否則,一些工程的正常使用功能和安全性將得不到有效保證,我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)會(huì)蒙受巨大損失,并將給生產(chǎn)和公眾生活帶來(lái)長(zhǎng)期困擾。
建議國(guó)家建設(shè)部、交通部、鐵道部主管土建工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的部門(mén),能對(duì)工程的耐久性要求作重點(diǎn)審查,明確土建工程的設(shè)計(jì)應(yīng)有最低使用壽命的要求,重要工程的設(shè)計(jì)文件中應(yīng)有正常使用壽命和耐久性設(shè)計(jì)的獨(dú)立章節(jié)與論證;
建議國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)能在今后一段時(shí)期內(nèi)對(duì)混凝土工程耐久性的基礎(chǔ)理論研究給予重點(diǎn)支持;
建議國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局為在近期內(nèi)編訂有關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)給以立項(xiàng)資助;
建議中國(guó)工程院土木水利建筑學(xué)部在其咨詢(xún)研究項(xiàng)目中,聯(lián)絡(luò)國(guó)內(nèi)有關(guān)專(zhuān)家,促進(jìn)土建結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)指導(dǎo)性技術(shù)條例的編制。
2、土建工程使用過(guò)程中的安全性,應(yīng)有定期的檢測(cè)和正常的維護(hù)修理加以保證。對(duì)于重要土建工程,我國(guó)尚無(wú)必須進(jìn)行安全檢測(cè)的法規(guī)。在基礎(chǔ)設(shè)施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向,不利于工程壽命和投資效益。
建議對(duì)橋、隧等重要公共基礎(chǔ)設(shè)施和公共建筑物,在其使用期內(nèi)實(shí)施強(qiáng)制性的定期安全檢測(cè)。為此,需要制定法規(guī),編制相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);對(duì)于土建結(jié)構(gòu)工程的檢測(cè)與評(píng)估,需要建立從業(yè)人員的注冊(cè)制度和從業(yè)機(jī)構(gòu)的資質(zhì)認(rèn)證與監(jiān)管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業(yè)。
建議政府有關(guān)部門(mén)在橋、隧、道路等土建基礎(chǔ)設(shè)施工程投資上,根據(jù)需要,加大工程維修費(fèi)的比例。
3、完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系與管理體制,發(fā)揮學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制、修訂和管理中的作用;逐步淡化技術(shù)規(guī)范條文的強(qiáng)制性質(zhì);鼓勵(lì)編制地方性規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),適應(yīng)不同地區(qū)在環(huán)境地質(zhì)和經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平上的差異,并鼓勵(lì)科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步。
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