使混凝土結構的耐久性問題進一步加劇的原因有:??
1)由于混凝土的質(zhì)量檢驗習慣上以單一的強度指標作為衡量標準,導致水泥工業(yè)對水泥強度的不適當追求,使水泥細度增加,早強的礦物成份比例提高,這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質(zhì)量的檢驗在強度上只要求不低于規(guī)定的最低許可值,而國外則同時還要求不高于規(guī)定的最高值,如果強度超過了也被認為不合格,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?shù)丶涌焓┕みM度,尤其是政府行政領導對工程進度的不適當干預。混凝土的耐久性質(zhì)量尤其需要有足夠的施工養(yǎng)護期加以保證,早產(chǎn)有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國內(nèi)媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程,很可能就是今后注定要花掉更多資金進行大修的短命工程。提前完成合同規(guī)定施工期的在國外要被罰款,因為意味著工程質(zhì)量有遭到損害的可能。??
3)環(huán)境的不斷惡化,如廢氣、酸雨,我國的酸雨面積已超過國土的30%。??
當前迫切需要進行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎設施工程耐久性設計的技術條例,修訂補充現(xiàn)行規(guī)范中對結構耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎設施工程的設計工作壽命,在重要工程的設計文件中必須有使用壽命的要求和論證。當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,很重要的一個原因是工程設計施工技術人員在耐久性上沒有可資遵循的新依據(jù)。更為嚴重的是現(xiàn)行規(guī)范中的有些條文,本身就對耐久性有害。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手段,國外有的規(guī)范甚至規(guī)定在橋梁等混凝土結構中必須加入粉煤灰等摻合料,而我國的鐵路混凝土橋隧施工規(guī)范仍在明文禁止使用。此外,工程技術界還存在長期形成的一些過時的看法,對改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如,顧慮會影響混凝土強度而不愿使用引氣劑,而引氣本應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保證混凝土強度,而盡可能低的水泥用量本應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構防腐蝕技術規(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內(nèi)外已有的資料和經(jīng)驗,盡快編寫出相應的設計施工技術文件以應急需,另一方面則要安排系統(tǒng)的研究項目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土結構的耐久性是當前國際上結構工程學科最為重要的前沿研究領域之一,而我國在這一方面相當落后?;炷恋哪途眯匝芯侩x不開原材料和環(huán)境等特定條件,需要考慮本國的特點,是不能完全依賴國外研究成果的。??
重視混凝土結構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活動排放總量的1/5~1/6,而我國排放的二氧化碳量已居世界第二。我國現(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,長此以往實難以為繼。延長結構使用壽命意味著節(jié)約材料,而耐久的混凝土一般又應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環(huán)境保護的需要。國際上對橋梁、隧道等土木工程的設計工作壽命多為100年,有的如英國為120年。考慮到耐久性不足所造成的巨大經(jīng)濟損失和資源浪費,國際上近年來有要求將這些工程的最低工作壽命進一步延長的趨勢,如提出城市環(huán)境中的橋梁至少應有150年。
2.土建結構工程使用階段的正常檢測與維護??
結構耐久性和使用壽命的概念,與使用階段的檢測、維護和修理不能分割,對處于露天和惡劣環(huán)境下的基礎設施工程來說尤其如此。為了保證結構安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用過程中,應該進行定期檢測和維護。我國有結構工程的設計規(guī)范與施工規(guī)范,但沒有如何使用的規(guī)范。有些工程倒塌事故,例如最近四川宜賓的南門大橋發(fā)生橋面坍落事故,就是因為橋面結構與主拱之間的吊桿在連接處發(fā)生銹蝕,如果有定期的檢測要求,這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結構的損壞可能導致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程,強制規(guī)定必須定期檢測;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,也有強制定期檢測的要求。我國由于施工管理水平和事故操作人員的素質(zhì)相對較差,質(zhì)量控制與質(zhì)量保證制度不夠健全,規(guī)范對結構安全與耐久性的設置水準又相對較低,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的要求。對于土建結構工程的安全質(zhì)量,雖然政府已作出了設計與施工的責任單位和個人需對其“終身負責”的規(guī)定,但是這種要求執(zhí)行起來缺乏可操作性。要將結構安全質(zhì)量事故減少到最低程度,還應以預防為主,通過例行檢測及時發(fā)現(xiàn)問題。??
現(xiàn)在國內(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)了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍,并有蓬勃發(fā)展成為一種新興行業(yè)的趨勢。出現(xiàn)問題和病害以后再來治理固然重要,但是我們應該更加強調(diào)預防。對于在役土建工程的檢測和評估,要建立相應的法規(guī)和標準,要有從業(yè)人員的注冊和從業(yè)機構的資質(zhì)認證制度,在管理體制上予以規(guī)范。??
從國家對公共工程建設的投資和對工程設計的要求來看,需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設的一次投資支出,很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用,不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能,而且經(jīng)濟上算總賬會很不合算。在發(fā)達國家,由于新建工程少,用于維修的費用往往更為主要,英國1978年的土建維修費上升到1965年的3.7倍,1980年的維修費占當年土建費用總支出的2/3。我國雖是發(fā)展中國家,現(xiàn)在正大興土木,可是過去建成的大量工程已經(jīng)或過早老化。國內(nèi)40%公路橋梁的橋齡已大于25年,加上進入90年代以后交通量猛增,超載嚴重,以往的設計標準又低,路、橋的維修問題十分突出。由于養(yǎng)護維修費用得不到保證,造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。在土建工程的投資上,希望有關部門能加大已建工程維修的費用。??
為加速路橋等公共工程建設,國家現(xiàn)在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30年的經(jīng)營收入作為補償。如果對重要土建工程有必須進行定期檢測與評估的法規(guī),就能保證這些工程在一定期限后歸還國家管理和經(jīng)營時的良好功能,對于設計工作壽命為100年的橋梁,至少還可正常使用70年,而不至于30年到期后國家接收的已是一個破舊的工程。
三、技術規(guī)范的作用與管理???
這次科技論壇對于土建結構工程技術規(guī)范的定位、作用與管理也進行了討論并提出了一些看法。???
長期以來,受計劃經(jīng)濟體制的影響,我們往往視技術規(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對待。技術規(guī)范或規(guī)程,與各種技術條例、技術要求、工法、指南等技術文件一樣都是技術標準,本身不具有法律作用,只當工程各方(業(yè)主、設計、施工企業(yè))認同作為設計與施工的依據(jù)并在契約的基礎上,才能作為法律仲裁的依據(jù)。將技術問題法制化并強制執(zhí)行,不利于技術進步和創(chuàng)造性的發(fā)揮,反而容易成為推卸責任的借口。當然,政府部門從國家和公眾的整體利益出發(fā),需要在安全、環(huán)保等重大原則上對土建工程的設計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應的法規(guī),但法規(guī)一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術途徑和方法,后者是技術標準的任務。政府也可以原則認可或批準某些重要的技術規(guī)范或其中某些內(nèi)容使用。???
土建工程有著強烈的個性,需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規(guī)范作為技術標準宜強調(diào)其指導性而不是強制性。如果規(guī)范條文看作為一般意義上的法律條文,就有可能束縛設計施工人員的主動創(chuàng)造性并阻礙新技術的應用。我國土建工程在結構設計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術上的創(chuàng)新,這與以往過分強調(diào)規(guī)范的法律地位從而形成所謂“結構設計就是規(guī)范加計算”的傾向不無關聯(lián)。我國的技術規(guī)范在編寫風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使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設計施工中要取代規(guī)范中已經(jīng)落后過時甚至有害的技術規(guī)定,則無異于違法行為。相反,只要墨守規(guī)范,即使出了事故,就可不負法律責任。這樣就在客觀上降低了對工程技術人員的業(yè)務技能要求與職責要求,不利于提高我國建筑企業(yè)和從業(yè)人員的素質(zhì)以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負面影響并杜絕鉆規(guī)范條文的空子進行偷工減料,應有必要建立這樣的共識并作出規(guī)定,即遵守了規(guī)范條文并不意味著就可免除法律責任。國外有些規(guī)范就是這樣規(guī)定的。???
企圖不斷加強技術規(guī)范的強制性來解決屢禁不止的工程事故,不是解決問題的有效途徑?,F(xiàn)在,有關主管部門將建筑結構設計規(guī)范中的部分條文抽出來,明確列為強制性條文,同時規(guī)定各個設計單位完成的設計,須通過有關部門或其授權委任的其他企事業(yè)設計單位的審查,而審查的主要內(nèi)容就在于對照規(guī)范強制性條文的要求,其任務已類似于執(zhí)法;這種做法是否明智似可商榷。我國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;過分強調(diào)規(guī)范的地位與作用,未能建立與規(guī)范配套的完整標準體系,比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術文件,可以用來指導和規(guī)范設計與施工的各個具體環(huán)節(jié),也有一定的關系。從設計角度看,出現(xiàn)事故主要不是由于沒有按照規(guī)范強制性條文的規(guī)定,而是方案性的錯誤或忽略主要的設計條件;也有一些工程則因過去的設計標準過低,耐久性不足,在使用過程中又缺乏應有的例行檢測而導致失效。其實,要做到設計規(guī)范強制條文的要求最為容易,為此請專業(yè)人士審查似無必要。重要的工程設計應規(guī)定請專業(yè)單位全面審核,其要點也應在結構方案、構造方法與計算分析的原則上。從結構設計的國家規(guī)范中抽出的強制性條文不免支離破碎,個別條文的規(guī)定也不一定適合某些地區(qū)和某些工程的具體特點,反而造成麻煩。???
我國幅員廣闊,各地經(jīng)濟發(fā)展很不平衡,技術力量懸殊,環(huán)境條件各異,客觀上要求規(guī)范能給設計人員更多靈活性,少一些強制性,這樣才能更好地在規(guī)范的指導下,根據(jù)工程的特點和具體條件去解決問題??傊?,在規(guī)范標準上,要擺脫計劃經(jīng)濟年代遺留下來的過分強求統(tǒng)一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規(guī)范,在工程的安全性和耐久性標準上,可有不同的設置水準。比如上海、北京、廣州這些大城市應該高些,在抗震防災要求上,更應區(qū)別對待。全國性的規(guī)范訂得愈詳細,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。技術標準中的強制性越多,也意味著政府有關部門在具體技術問題上需要承擔的責任越重,而這些本來不該是政府部門的職責。規(guī)范中的要求是最低要求,在安全設置水準上,政府需要干預的也應是保證公眾安全的最低要求。對于土建結構的抗震設計,政府有關部門至今仍規(guī)定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設防標準(建抗586號文件)。事實上,如將商品房的抗震設防烈度提高1度,抗震能力可提高約1倍,而增加的房屋造價相當有限,在眾多城市中可能僅及居民用于室內(nèi)裝修費用的幾分之一。政府的這一規(guī)定無異于限制居民只能購置抗震安全質(zhì)量標準最低的房屋,如果發(fā)生地震造成損害,有關部門如何解釋????
規(guī)范等技術標準的管理體制亟待改善。建國以來,由政府部門負責統(tǒng)管并指定有關企事業(yè)單位分別承擔每本規(guī)范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應當前的形勢,有些在經(jīng)費和人力上得不到保證,平時基本上沒有專門人員去搜集了解規(guī)范使用中的問題并及時修改補充規(guī)范條文;面對新的結構型式、新的材料和新的工藝,規(guī)范的過時條文不但成為推廣新技術的阻力,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)達國家有關土建結構工程的規(guī)范及與之配套的各類技術標準多由行業(yè)協(xié)會或?qū)I(yè)學會編制及管理,規(guī)范的翻新周期短,不象我們要長達10年以上。我國的學會與協(xié)會重復設置,分工不明,并且至今還依附于某一政府部門,基本上只起到政府職能部門非官方代言人的作用,距離獨立和富有活力的健全機構還差的很遠,如何發(fā)揮這些機構在技術標準編寫和管理中的作用也是值得探討的一個問題。建議隨著改革的深入,整頓合并有關的學會、協(xié)會,加強其職能,并逐漸成為技術標準編制管理的主體。
四、準備提交政府有關部門考慮的建議????
為了改善我國土建結構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部門考慮,:????
1、橋梁、隧道、道路、港口等基礎設施工程的混凝土結構耐久性,已是當前亟待采取措施應對的重大問題。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,我國的現(xiàn)代化建設和國民經(jīng)濟會蒙受巨大損失,并將給生產(chǎn)和公眾生活帶來長期困擾。????
建議國家建設部、交通部、鐵道部主管土建工程設計標準的部門,能對工程的耐久性要求作重點審查,明確土建工程的設計應有最低使用壽命的要求,重要工程的設計文件中應有正常使用壽命和耐久性設計的獨立章節(jié)與論證;????
建議國家自然科學基金委員會能在今后一段時期內(nèi)對混凝土工程耐久性的基礎理論研究給予重點支持;????
建議國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局為在近期內(nèi)編訂有關法規(guī)標準給以立項資助;????
建議中國工程院土木水利建筑學部在其咨詢研究項目中,聯(lián)絡國內(nèi)有關專家,促進土建結構耐久性設計指導性技術條例的編制。????
2、土建工程使用過程中的安全性,應有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程,我國尚無必須進行安全檢測的法規(guī)。在基礎設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。????
建議對橋、隧等重要公共基礎設施和公共建筑物,在其使用期內(nèi)實施強制性的定期安全檢測。為此,需要制定法規(guī),編制相應的技術標準;對于土建結構工程的檢測與評估,需要建立從業(yè)人員的注冊制度和從業(yè)機構的資質(zhì)認證與監(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)。????
建議政府有關部門在橋、隧、道路等土建基礎設施工程投資上,根據(jù)需要,加大工程維修費的比例。????
3、完善技術標準體系與管理體制,發(fā)揮學會、協(xié)會在技術標準編制、修訂和管理中的作用;逐步淡化技術規(guī)范條文的強制性質(zhì);鼓勵編制地方性規(guī)范(標準)和企業(yè)標準,適應不同地區(qū)在環(huán)境地質(zhì)和經(jīng)濟、技術水平上的差異,并鼓勵科技創(chuàng)新和技術進步。????
4、合理設置土建結構設計的安全水準,必須考慮工程失效的風險后果、社會的財富與資源供給、乃至公眾的意向等多種因素。隨著我國經(jīng)濟形勢的巨大變化,有必要重新審視現(xiàn)行土建結構工程設計規(guī)范的安全設置水準,建議主管部門組織論證。橋梁等交通土建結構的風險后果較大,且由于車流、車載、車速的快速發(fā)展,在設計荷載標準值和承載力安全度的設置水準上似乎應比一般的建筑結構有更高的安全貯備。在建筑結構的安全設置水準上,建議進一步收集不同意見,包括商品房消費者的意向。我國不同地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平懸殊,在建筑物安全性和耐久性的要求上是否需要區(qū)別對待也值得探討。5我國建筑結構設計規(guī)范采用可靠度設計方法的經(jīng)驗及問題值得總結??煽慷确椒ㄓ糜诓煌愋徒Y構的先決條件和難度不一,不必強求一律。建議有關部門在推廣可靠度方法于各類設計規(guī)范時,廣泛征集各種看法,實事求是,穩(wěn)慎對待,不宜急于求成。???