提高住宅建筑結構耐久性思考
時間:2022-04-06 04:30:43
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摘要:目前鋼筋混凝土結構被廣泛應用于住宅建筑,住宅建筑結構質量安全事關群眾切身利益,事關社會經濟發展大局,文章以住宅建筑結構耐久性為研究對象,分析鋼筋混凝土結構破壞機理和影響住宅建筑結構耐久性因素,并提出提高住宅建筑結構耐久性的相關措施和建議,以供住宅建筑工程建設、勘察、設計、施工和管理部門參考。
關鍵詞:住宅建筑;鋼筋混凝土結構;耐久性
如今,我國房地產建設開發規模日益擴大,住宅建筑的質量安全越來越受到群眾關注,根據《建筑結構可靠性設計統一標準》(GB50068-2018)要求,建筑結構在規定的設計使用年限內應具有足夠的耐久性能,目前建筑結構設計規范主要根據建筑所處環境類別和安全等級來確定使用年限,通常住宅建筑設計使用年限為50年,作為住宅建筑最主要結構類型鋼筋混凝土結構在實踐中因設計、施工、使用環節不當,往往容易出現現澆結構滲漏、開裂、混凝土保護層厚度不夠等一系列質量問題,從近年各地住宅質量投訴機構受理的投訴來看,涉及住宅工程質量投訴現澆結構開裂和滲漏占比逐年增加,一些住宅建筑現澆結構出現的滲漏、開裂直接影響建筑的適用性甚至危及結構安全性。
1影響住宅建筑結構耐久性因素
鋼筋混凝土結構是指由配置鋼筋的混凝土而成的結構,研究表明其結構耐久性受水灰比、水泥品種、外加劑、溫度、濕度、環境等多重因素影響,這些因素既有材料本身的內在因素,也有自然環境的外部因素,同時內外因素之間又有復雜的相互關系,導致其影響因素形成一個復雜的系統。通常造成鋼筋混凝土結構耐久性失效的主要原因有兩類:一類是混凝土材料自身的腐蝕、劣化,混凝土受寒冷氣候下的凍害、侵蝕環境的物理化學作用,造成截面大面積脫落,從而引起結構失效;另一類是鋼筋銹蝕,導致鋼筋受力截面積變小,鋼筋與混凝土之間的握裹力下降,鋼筋銹脹壓力致使混凝土構件沿鋼筋軸線方向產生裂縫,直接降低了混凝土抗壓強度甚至導致構件失效,從而影響結構整體安全性。對于住宅建筑結構耐久性影響因素目前可以概括為設計、施工、使用三類。1.1設計因素。一是現行《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)和《混凝土結構耐久性設計規范》(GB/T50476-2019)中對住宅建筑結構耐久性設計主要依賴于經驗性定性和參考基本的設計指標,尤其是對常見的住宅建筑主要通過對混凝土強度、混凝土構件截面尺寸、混凝土保護層厚度、鋼筋原材和截面配筋率等進行控制,而針對住宅建筑不同使用功能特點未細化明確具體的設計要求,如對地下室、衛生間、陽臺等特殊使用功能區域設計規范標準未進行細化要求。二是巖土地質勘察報告通常對地下土質和地下水酸堿程度及化學成分尤其cl-含量未進行詳細分析,設計時地下結構鋼筋混凝土使用環境往往完全依靠經驗或者參考周邊區域進行劃分。三是設計單位對項目當地混凝土使用的水泥、集料、攪拌用水、外加劑等材料內的酸性氯化物及cl-含量是否超標、骨料的堿集料含量情況難以把控,對原材料要求很難在設計文件中明確。1.2施工因素。一是建設、施工單位的工程質量責任意識不強,建設單位肢解發包、違法分包和施工單位轉包、掛靠等違法行為在住宅房地產項目屢見不鮮,直接導致施工組織無序、項目管理混亂、工程質量失控,近年來被住建部門通報的存在嚴重質量問題的項目大部分都存在市場行為不規范。二是住宅房地產開發項目由于受工期、資金等限制,項目建設、施工過程中一味的趕進度、搶節點,導致混凝土養護不夠、拆模過早,直接影響混凝土結構的后期質量,研究表明大部分混凝土現澆結構出現開裂、滲漏都是與混凝土的早期養護和拆模過早有關。三是施工過程質量管控不嚴,施工中隨意變更設計文件,如地下室外墻和底板設計為防水混凝土,施工時施工單位擅自變更為普通混凝土,其次受建筑工人經驗和水平限制,建筑工地鋼筋工、木工、混凝土工等各專業工種在施工中未能嚴格按照方案和規范要求進行作業,導致現澆混凝土結構質量存在質量缺陷,如:鋼筋工隨意將受力鋼筋兼作防雷接地,加速混凝土結構碳化;跨度較大的模板支撐體系,木工未按要起拱,造成混凝土構件截面尺寸不夠;混凝土澆筑時,混凝土工隨意在作業面踩踏,導致綁扎成型鋼筋變形、移位,混凝土保護層不符合要求。1.3使用因素。一是住宅建筑混凝土結構耐久性與氣候環境條件有著緊密聯系,不同氣候條件混凝土結構耐久性有著顯著差異,長期處于惡劣環境的混凝土構件極易出現腐蝕性破壞。二是業主裝修過程中,隨意破壞混凝土構件,如隨意在混凝土現澆結構開洞、開槽,直接影響混凝土結構后期質量;有的甚至改變住宅使用功能,如將住宅建筑作為商業或倉庫使用,增加結構荷載,影響結構正常使用安全。三是受混凝土的碳化影響以及混凝土徐變,住宅建筑在設計使用年限的中后期,混凝土強度逐漸減小變形逐漸加大,住宅的安全性有所下降。
2提高住宅建筑結構耐久性措施
2.1提高設計文件質量。一要按照不同地區住宅建筑特點和使用環境,探索出臺地方性規范標準,進一步明確衛生間、陽臺、外墻和地下室外墻等特殊使用功能或區域混凝土板厚度、材料強度及混凝土保護層厚度;同時設計單位應充分考慮房屋后期裝修使用因素,完善住宅使用功能,避免出現后期二次裝修隨意開洞、開槽。二要重視對項目區域及周邊的地質勘察,特別是對地下水位高度、地下土質和地下水酸堿程度及化學成分尤其cl-含量進行詳細分析,以便更好地指導設計單位科學選取住宅地基基礎類型。三要明確混凝土原材使用的相關指標,設計文件中要根據當地混凝土原材實際情況,明確施工混凝土原材和添加劑的酸性氯化物及cl-含量、骨料的堿集料含量情況。2.2提高過程質量管控。一要規范建筑市場秩序,落實建設單位首要責任,規范建設基本程序,確保合理的工期和造價,加強建設單位對施工質量的過程管控;強化政府監督,堅決打擊建設單位肢解發包、違法分包和施工單位轉包、掛靠等違法行為,凈化建筑市場環境。二要落實標準規范執行,鋼筋混凝土結構住宅施工中要嚴格按照《混凝土結構工程施工規范》(GB50666-2011)、《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204-2015)和各類住宅通病防治要求進行施工,尤其是加強對混凝土板厚、混凝土保護層厚、混凝土強度的控制;結合室內外環境,高度重視混凝土養護特別是剛初凝后的養護。三要嚴格各項驗收制度,科學組織施工,強化對工人的技術交底和培訓,嚴格落實施工過程“三檢”制;加強對混凝土分部工程的工序和分項工程驗收,特別是對模板、鋼筋、混凝土、現澆結構等分項工程的驗收。2.3提高住宅使用壽命。一要探索建設精裝修住宅工程,為避免業主二次裝修造成住宅結構的破壞,同時為了節約資源,減少對環境的破壞,政府應出臺相關文件鼓勵建設開發精裝修住宅工程。二要防范鋼筋混凝土結構電腐蝕,住宅建筑盡量遠離架空高壓強電磁場,防止鋼筋混凝土構件處于直流電或強電磁場作用下,導致混凝土與鋼筋粘結力降低,同時應注意鋼筋混凝土構件內鋪設的線路預埋套管的絕緣質量和強度,以免雜亂電流對構件造成傷害。三要重視住宅使用壽命期內的質量評估,特別是使用超過20年或者周邊地下、大氣環境發生較大變化時,相關部門或機構應組織對住宅結構進行耐久性、安全性評估。
3結語
本文分析了住宅工程常見結構鋼筋混凝土結構的破壞失效機理,從設計、施工、使用三個方面歸納分析影響住宅建筑結構耐久性因素,并針對各種影響住宅結構耐久性因素的問題進行了簡單的分析,提出了提高住宅建筑結構耐久性相關措施和建議。提高住宅建筑結構耐久性,關鍵在于建設、勘察、設計、施工等單位落實質量主體責任,重點在于明確設計要求、加強過程驗收、合理裝修使用,未來隨著人們對鋼筋混凝土結構研究的不斷深入以及材料科學的不斷發展,通過進一步修訂完善相關設計、施工規范,鋼筋混凝土結構住宅建筑將更好地為人類服務。
參考文獻
[1]姬永生.鋼筋混凝土的全壽命過程與預計[M].北京:中國鐵道出版社,2011.
[2]GB50068-2018,建筑結構可靠性設計統一標準[S].
[3]GB/T50476-2019,混凝土結構耐久性設計規范[S].
作者:徐濤 單位:六安市建設工程質量安全監督處
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