关键词：给排水；工程结构；耐久性设计
通常情况下，给排水工程的相关管道都是建于地下，这就使得其耐久性的高低将会起到十分重要的作用。同时，给排水工程又是涉及到民生的重要问题，一旦出了事故将会给人民群众的日常生活造成不必要的麻烦。而对于给排水工程工程设计人员来说在设计的过程中还是将重点放在了管道额强度方面，对于工程耐久性方面可能会出现考虑不全的问题，所以本文就结合笔者的工作经验，提出几点建议，希望对相关的工作人员能够起到一定的帮助作用。
1给排水结构耐久性设计的重要意义
所有的工程设计中都必须考虑到结构的耐久性这个问题。结构的耐久性主要是指在设计明确环境作用的背景之下,结构设计在设计使用年限内确保安全性以及适用性的能力。耐久性主要包括了混凝土碳化、钢筋腐蚀等,其对土木工程而言意义重大。如果耐久性得不到保证,会带来极为严重的后果,甚至可能会给整个社会带来巨大的压力。
给排水结构涵盖了各大污水处理站、水厂的储水结构等,一般情况下是地下或者是半地下的建筑物,会和各种类型的水体(包括地下水)直接接触。混凝土是给排水结构中重要的建筑材料,其本身就具有良好的耐久性能,但是因为和水、空气进行接触之后,结构会发生变化,这样其性能就会发生改变,进而造成了钢筋的腐蚀,整个的混凝土结构都受到了一定的影响。混凝土强度受到影响,结构不够稳定,进而建筑物的寿命大大缩减。由此可见,耐久性对于给排水工程而言,具有重要作用。
2给排水工程结构耐久性设计的问题
2.1设计理念落后
目前的工程设计人员对于混凝土结构耐久性的设计往往存在着设计意识不强,设计理念较为落后的问题。由于钢筋混凝土结构的抗拉和抗压性能都很强,且在正常自然条件下其耐久性也很强,使得设计人员没有意识到混凝土结构在给排水工程中的脆弱性。给排水工程本身的自然条件会造成混凝土结构的硫酸盐侵蚀加速、混凝土中性化以及钢筋锈蚀等,由于设计人员对于给排水工程结构中的混凝土耐久性重要性认识不足,更不会根据给排水结构中恶劣的自然环境来针对性的防御其对混凝土结构的侵蚀,使得给排水结构中的混凝土耐久性设计是相当缺乏的。我国建设部曾经做过调查,大多数的工业建筑物的有效使用寿命在25年左右,严酷自然环境下例如给排水结构中的混凝土使用寿命仅仅只有15年,民用建筑由于其环境较好,使用寿命在50年以上,即使如此,室外的露台以及雨罩等也由于雨水以及其他自然因素的侵蚀仅仅只有30年的使用寿命,桥梁以及港口结构的混凝土耐久性最低,一般十年左右就会出现混凝土开裂以及钢筋锈蚀等。我国的给排水工程结构从上世纪80年代开始大规模修建,至今已经出现了很多耐久性不足,而引发的大规模修缮以及废弃等现象,其中一些污水处理厂的给排水结构出现了严重的硫酸盐侵蚀,造成了混凝土剥落以及钢筋锈蚀断裂等,污水处理企业不得不停工进行污水管道的修缮,使得企业损失了大量的经济效益。
2.2设计尚不规范
从目前来看,给排水设计人员在实际的设计过程中,会应用到相关的理论。但是这些理论在编制之前,没有经过充分的实践,有的规范中未将其专门设置一个章节,只是在其他的章节中稍微提及,尤其是在使用年限这块,科学实验周期长,混凝土结构环境类别多,理论研究并不深入,只是在设计环节,进行定性的分析,未实现定量分析。
3对于提高工程耐久性的建议
如果想要全面提高给排水结构的耐久性水平，首当其冲应当做的就是要有效的转变设计人员对混凝土结构耐久性认识不足的问题。在日常设计工作进行的过程中就要不断地强调混凝土的强度和耐久性对于混凝土结构特性来说是同等重要的，在设计的过程中不但要对构件的承载力、裂缝以及变形进行合理的计算，更要结合工程所在地的实际情况对构件的耐久性进行合理的估计。只有当设计院的理念充分建立起来之后，还可以从以下几个方面对他们加强对他们的认识。
3.1结构使用年限
混凝土是给排水工程施工过程中经常被使用的一种材料。如果在正常使用条件下,对于混凝土的安全使用期限还没有明确的规定,一般来说是在50~100年之间。根据《建筑结构可靠度设计统一标准》,一般的普通房屋或者构筑物的设计使用年限都是5年,而一些比较重要的标志性建筑物的使用年限则在100年。但是这部规范并没有对给排水工程的设计使用年限进行明确的规定。根据笔者多年的设计经验,一般的给排水结构的使用年限应当设定为50年左右,如果建设单位有特殊要求的话,按照要求进行设计。
3.2环境类别
环境类别的划分在钢筋混凝土的规范中就有明确的规定。给排水结构一般都是建在地下,这些构建会长时间置于腐蚀性环境中,而且处理的水中会有其他的元素,影响其耐久性。所以工作人员在实际的工作中,需要对混凝土可能面临的环境类别进行细致的分析,同时还要联系环境类别对混凝土结构作用程度进行详细的划分,这样也便于别人借鉴,最终的结果真实性较高。
此外,在实际的工作中还存在一个问题,就是不同部门之间的配合并不密切。一些工艺的设计人员在提供设计条件时,也只是将构建物的尺寸等部分大概的提供给设计人员,并不会详细说明水质情况等。而且相关的设计人员之间的联系并不密切,各个部门之间都是各司其职,存在的较大问题就是没有联系腐蚀性问题,会给未来的工程设计带来巨大的隐患。
3.3混凝土材料及构造要求
耐久性设计对于混凝土材料的诸多性能均有着一定的要求,例如混凝土的强度等级、抗冻等级、最大氯离子含量等,《给规》中对这些因素的要求较为简单,缺乏混凝土构件在不同环境下的材料性能要求。而《耐规》中对环境的材料性能要求更为详细,所以在环境内别还没有相关规定详细完善时建议先行使用《耐规》进行设计上的参考,相关的抗冻以及抗渗透等级仍旧可以参考《给规》来设计耐久性。
结论
综上所述,耐久性于给排水结构而言具有着重要意义。港口、铁路和公路等建设中都对耐久性设计给予了足够的重视,从目前的发展来看,我国的环境工程建设处在飞速发展的阶段,给排水行业也是我国最为重要的行业之一,在发展给排水工程时,还是需要给予耐久性更多的关注,只有这样才能保证给排水行业健康、有序的发展。
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