摘要：分析之前的工程案例，了解到排水结构严格地按照规定进行设计，对整个工程的意义重大。文章在研究过程中，深入剖析了给排水设计过程中长期存在的问题，并从使用年限、混凝土的材质等方面入手，给出了一些建议，希望能够在修编环节不断的完善，为后续工作的顺利开展奠定坚实的基础。
关键词：给排水；结构耐久性；设计
1给排水系统组成
给排水结构包括雨污水泵站、各种水厂及污水处理厂的储水构筑物、雨污水管道及特殊井、取水构筑物、输水泵站、水闸等。大多为全地下或半地下构筑物，一般与各种水体或地下水直接接触。混凝土是给排水结构最重要的建筑材料，虽然其本身具有较好的耐久性，但在水及化学腐蚀介质等外界环境的作用下，它的结构构件可能会处于干湿交替环境、有腐蚀的液体中，或者直接处于冰、盐、海浪等的溅射环境。这样就可能会造成其性能迅速劣化，进而钢筋锈蚀，混凝土整体结构遭到破坏，混凝土强度大幅度降低，严重影响结构物的安全性，大大缩短了构筑物的寿命。特别对于一些处于腐蚀性液体中的混凝土构件，水中可能存在的氯离子、硫酸盐离子、镁离子等化学侵蚀会对其产生巨大的破坏作用。显然，耐久性对于给排水工程结构非常重要。
2目前存在的问题
2.1设计理念落后
目前工程设计人员对混凝土结构耐久性设计意识不强的情况在各个行业的工程设计中普遍存在。混凝土的强度和耐久性是混凝土两大基本特性，而很多设计人员一般只把结构强度计算作为结构设计的主要内容，对承载力和裂缝的计算比较重视，而对于耐久性重要性的认识不足，更不会根据施工中的具体情况，采取切实有效的措施来不断提高混凝土的耐久性。根据我国建设部曾经做过的一项调查，国内大多数工业建筑物在使用25一30年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15一20年;民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好，一般可维持50年以上，但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常也仅有30一40年;桥梁、港工等基础设施工程的耐久性问题更为严重，由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂的现象。海港码头一般使用10年鲁航线等:关于给排水工程结构耐久性设计的思考;黔两牙左右就因混凝土顺筋开裂和剥落，需要大修;据1998年底统计，我国铁路隧道受腐蚀而裂损的有734座，占隧道总数的13.2%;对于给排水工程，我国从上世纪80年代开始大量建设各种规模的污水处理厂，到目前绝大多数都没有达到一般的50年的使用寿命。据调查，相当多的构筑物存在混凝土保护层脱落、钢筋锈蚀等问题，甚至有的污水处理厂因为耐久性破坏而被迫停产加固。如北方沿海地区某座建于2003年的污水处理厂，由于设计人员没有考虑地下水对混凝土的腐蚀情况，没有采取相应的防腐蚀措施，致使污水厂在仅仅运行了不到5年的时间内便出现了较严重的硫酸盐侵蚀破坏现象，混凝土表面出现胀裂，结构疏松，大量的白色絮状和针状结晶析出，迫使工程不得不采取停水加固措施，造成了很大损失。另外，天津开发区内处于滨海盐渍地的混凝土排水地下管道，埋人土中仅半年就出现了混凝土表面开裂和起皮的现象。
2.2设计规范待完善
目前指导给排水结构耐久性设计的主要规范包括《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069)(以下简称《给规》)、《混凝土结构设计规范》(GB50010)(以下简称《硷规》)、《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476)(以下简称((耐规》)及《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046)(以下简称《腐规》)。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中，《给规》作为给排水结构的专业规范，没有像其他水利水电、港口、铁路、桥梁等专业在规范中专门将“结构耐久性要求”设为一章节，只是在“材料”、“正常使用极限状态验算规定”及“基本构造规定”等章节中有一些具体要求。对于耐久性设计非常重要的设计使用年限及环境类别并没有提及，只是提示参见《硷规》及现行有关规范，不是很明确。而《硷规》及《耐规》中对环境类别的划分有一定区别。而且《给规》与《腐规》中关于混凝土材料耐久性的要求也不尽相同，造成设计人员的无所适从和不便。另外，对于影响混凝土结构耐久性的各种因素及规定研究还欠深入，难以达到进行定量设计的程度。
3关于给排水结构耐久性设计的建议
要提高给排水结构耐久性设计水平，笔者认为首先要转变设计人员对混凝土结构耐久性设计不重视的理念。强调混凝土的强度和耐久性是混凝土两大基本特性，在结构设计中不但要进行结构承载力、变形和裂缝等强度计算，更要根据工程的环境条件及施工条件，切实做好结构耐久性的设计。要对结构耐久性设计对于我国可持续发展的重要作用有充分的认识。
3.1关于结构使用年限
混凝土作为一种被广泛采用的建筑材料，己有近百年的历史。在正常条件下，混凝土建筑物的无修补安全使用期迄今尚无规定，但通常认为可达到50一100年。根据《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068一2001)，普通房屋及构筑物设计使用年限为50年，纪念性建筑和特别重要的建筑结构设计使用年限为100年;而在《工程结构可靠度设计统一标准》(GB50153一2008)中分别给出了房屋建筑、铁路桥涵、公路桥涵及港口工程的设计使用年限，却没有给排水结构或者环境工程结构的设计使用年限。参照这两部规范及《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设[2005]157号)、《水工混凝土结构设计规范》(SL191一2008)等行业规范，建议给排水结构的使用年限应定为50一100年，具体应该由建设单位(或者委托方)与设计方共同商定，但不应少于50年。
随着给水、污水处理等给排水行业投资主体的多元化趋势，各种不同的建设方式如B(fT(Build-Operate-Transfer，建设一运营一转移)等越来越多，在这种情况下，混凝土结构的设计使用年限应该成为政府与投资方谈判的主要内容之一，建议最少不得低于50年。同时应在特许权协议书中约定，在BOT特许经营期结束后及结构达到使用年限后应分别对结构进行鉴定，重新认定其继续使用年限。
3.2关于环境类别
给排水结构大多为水处理构筑物，结构构件可能会受到所要处理液体的腐蚀性、土壤地下水腐蚀性、工程所在地气候及各类外界腐蚀环境的影响。笔者认为，《硷规》为指导普通混凝土结构的一般性规范，对于给排水结构可能面临的这些复杂的环境类别，参照《耐规》应该更为合理。该规范不仅对混凝土面临的各种环境类别进行详细分类，而且还根据环境对混凝土结构的作用程度划分了6种环境作用等级，使用起来不仅方便，而且也更为准确。另外，笔者注意到在污水处理工程的设计中存在一种不易被人注意到的，专业之间配合脱节的现象。一般工艺专业在提供设计条件时只提供构筑物的尺寸、高程等外形条件，而不会提供水质的腐蚀情况。而结构专业对此一般也并不关心这样可能会导致本来属于化学腐蚀环境的混凝土被结构专业按照非腐蚀环境来进行考虑，从而为污水厂以后的运行埋下隐患。尤其是在一些工业污水占比例较高的污水处理厂的设计中，这种隐患更为可怕。
总结：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。因此相关人员需要加强对给排水结构的研究，采取有效措施提高结构的耐久性。
参考文献
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论文作者:李轩,马雪
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年14期
论文发表时间:2019/10/17
标签：耐久性论文; 结构论文; 混凝土论文; 给排水论文; 构筑物论文; 工程论文; 环境论文; 《建筑学研究前沿》2019年14期论文;