摘要：结构耐久性是所有土木工程的设计中都需要考虑的问题之一。给排水工程结构包括各种雨污水的储存以及排放构筑物， 一般与各种地下水直接接触， 给排水工程结构的主要建筑材料是混凝土， 但在排水过程中， 其需要承受高于其他土木工程结构的更为严重的侵蚀。本文分析了目前给排水工程结构耐久性设计中出现的问题， 并针对性的提出了有关提高给排水工程结构耐久性设计的建议。
关键词：给排水工程； 结构耐久性； 混凝土；
引言
给排水结构包括雨污水泵站、各种水厂污水处理结构以及污水储存结构、城市雨污水管道以及特殊井、取水和输水构筑物、水闸等。给排水工程大多为全地下或者半地下构筑物， 与水体存在大规模和长期性的接触。混凝土是给排水工程的主要建筑材料， 其本身具有较好的力学和耐久性能， 但是因为给排水工程长期与水以及水中的化学物质相接触， 故而混凝土很容易出现一定程度上的耐久性降低。对于一些酸性的污水管道中， 混凝土以及其内置的钢筋都有可能迅速的劣化， 使得其稳定性和寿命大大降低， 故对于给排水工程结构中的耐久性设计， 需要针对于其实际问题， 提出相应的建议。
1 给排水工程结构耐久性设计的问题
目前我国的给排水工程耐久性设计中， 主要存在的问题是设计理念落后以及设计规范不完善。
1.1 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。
1.2 设计规范不完善
目前给排水工程结构耐久性设计主要参照的规范是《给水排水工程构筑物结构设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《混凝土结构耐久性设计规范》以及《工业建筑防腐蚀设计规范》， 在以下文章内分别简称《给规》、《砼规》、《耐规》以及《腐规》。其中《给规》的缺点是没有专门规范结构耐久性， 仅仅只是在材料以及正常使用极限状态下等相关规定中有一些具体要求， 对于耐久性的年限以及环境等因素没有专门开章去详细规定， 在一些较为重要的耐久性规定上， 只是简单提议参考《砼规》， 不够明确。同时《给规》以及《腐规》中关于给排水工程结构耐久性的要求存在着很大的差异， 使得设计人员在参考上遇到困境， 同时， 对于影响混凝土结构耐久性的研究目前还未很深入， 使得设计人员难以定量设计， 这也为我国无机非金属行业的科研人员提出了较为严峻的挑战。
2 对给排水工程结构耐久性设计的建议
要提高给排水工程耐久性设计， 首先需要提高设计人员对于混凝土在给排水结构中耐久性的重视， 做好混凝土在严峻环境下的耐久性计算。
2.1 关于结构使用年限
混凝土作为一种被广泛使用的建筑材料， 已在世界各地得到了较为广泛的应用， 一般来说， 可以认为混凝土结构使用年限为50至100年。不同需求的建筑所规定的使用年限是不同的， 普通住宅的规定为50年可用期限， 标志性建筑物或者纪念性建筑为100年， 相关规定中也有详细列出有关铁路、桥梁以及港口建筑的使用年限， 但对于给排水结构的使用年限， 却很少有具体的规定。建议给排水工程结构的使用年限为50至100年， 但具体的年限应当由建设单位以及设计方共同商议决定。
2.2 关于环境侵蚀
混凝土的质量， 特别是低渗透性， 是抵抗硫酸盐侵蚀的最好的屏障。混凝土的硫酸盐侵蚀是由于混凝土的渗透性过强以及开裂等导致硫酸盐渗入混凝土内部， 硫酸盐侵入会使得混凝土内部生成膨胀物， 导致混凝土发生较严重的结构问题。硫酸盐的量、地下水、混凝土浇筑方法以及混凝土本身的质量是影响混凝土硫酸盐侵蚀的因素。为了减轻由于干缩、冰冻作用、钢筋锈蚀或其他原因引起的开裂， 使用抗硫酸盐水泥的安全性更大。
2.3 关于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。
3 结语
综上所述， 耐久性设计在住宅、公路、桥梁以及港口等建筑设计中， 都有着明确的设计规范， 但在给排水工程结构中未有能够支持设计人员计算的统一标准， 同时可供参考的相关设计规范如《砼规》、《腐规》等均具有不同的设计标准， 这为设计人员的设计过程造成了阻碍， 所以将给排水工程结构的耐久性设计规范条例化、清晰化是我国目前需要尽快施行的项目之一。同时， 为了体现对给排水工程结构耐久性的重视， 建议在下一版《给规》中将耐久性设计作为重要内容列为一章， 将耐久性涉及到的问题尽量明确， 为给排水工程的迅速发展提供支持。
参考文献
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