地下结构耐久性影响因素分析
・３８・ 第３７卷第８期 ２ ０ １ １年３月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３７ Ｎｏ．８ Ｍａｒ． ２０ｌ１ 文章编号：１００９．６８２５（２０１１）０８—００３８—０２ 地下结构耐久性影响因素分析 李太胜 摘要：结合地下结构设计标准高、建设周期长、施工困难多等特点，针对地下结构耐久性影响因素进行了探讨，分析了 材料内部缺陷、应力变化、水、土体四种因素对地下结构的影响，对研究如何降低环境对其的损害，延长其耐久性具有指 导意义。 关键词：地下结构，耐久性，影响因素 中图分类号：ＴＵ９３ 文献标识码：Ａ Ｏ 引言 随着对地下空间的不断开发，耐久性下降已是影响地下结构 使用的重要因素，研究地下结构的耐久性，提出地下结构的耐久 性设计措施，对地下结构的使用和后期维护、最大限度地延长其 使用年限、发挥其经济效益，具有非常广阔的应用和研究前景…。 目前，国内外对混凝土和钢筋混凝土材料的耐久性问题在实 践和理论方面都取得了巨大的成果，但其研究成果还是主要应用 在地面结构和水工结构方面，对于地下结构来说由于其长期埋置 于岩体中（同时可伴有地下水），耐久性影响因素相对于地面结构 更具复杂性和不确定性，目前研究工作也多停留在材料层面上， 对结构层次（包括荷载、应力应变、差异沉降、地下水渗流、施工过 程等）的研究还很不够；同时在地下结构耐久性技术规范及标准 的制订方面也很欠缺，没有统一的标准，造成目前地下结构耐久 性相比地面结构的相对落后。 在考虑影响地下结构的耐久性因素问题时，应从地下结构内 ５）经济合理：由于施工快，避免或减少建筑物暂停使用的时 间，且加固材料少，价格低，经济效益较高。 ２结论 本加固法方案设计及结构计算简单，不损坏原混凝土构件， 施工方法简便，周期短，现场作业量小，对原构件外形尺寸影响很 小，加固效果比较明显。 ３本加固法适用范围 １）提高结构强度，钢筋焊接点断裂加固、混凝土柱子牛腿断 裂加固、薄腹梁断裂加固、断梁加固、吊车梁提高荷载加固、阳台 根部断裂加固、楼面增加荷载（均布或集中力）加固、火灾后梁柱 混凝土烧坏加固、爆炸冲击波破坏梁体加固、屋架梁下弦腐蚀严 重露筋加固、截柱加固、梁柱受化学腐蚀的粘钢加固。 ２）加层、加阳台（雨罩）、抗震加固及减振加固。 在和外在因素出发，做到多因素综合考虑。根据地下结构材料和 赋存环境的损害，主要分析以下因素的影响： １）材料内部缺陷的影响（包括碱一集料反应和岩土体的内部 缺陷）； ２）应力变化的影响（包括施工、地震、地层沉陷等）； ３）水的影响； ４）土的影响。 １ 材料内部缺陷的影响 地下结构支护的主要材料是混凝土，而混凝土耐久性的下降 很大程度上取决于混凝土材料内部结构的缺陷和损伤。 混凝土材料内部包含粗、细骨料和水泥等固体颗粒物质，游 离水和结晶水等液体，以及气孔和缝隙中的气体等所组成的非均 质、非同向的三向混合材料。混凝土内部的孔隙是其施工配制和 水泥水化凝固过程的产物。因此混凝土材料是一种非均匀的多 相介质，在构件承载之前，混凝土不同层次的相界面及水泥浆本身， ３）旧房改造综合加固、桥梁断裂、旧桥维修加固。 ４）剪力墙开洞加固。 ５）本加固法以环境温度不超过６０℃，相对湿度不大于７Ｏ℃， 及无化学腐蚀的使用条件为限，否则应采取有效防护措施。当构 件混凝土强度等级低于Ｃ１５时，不宜采用本加固法进行加固。 参考文献： ［１］ 万墨林，韩继云．混凝土结构加固技术［Ｍ］．北京：中国建筑 工业出版社．１９９５． ［２］ＣＥＣＳ ２５：９０，混凝土结构加固技术规范［Ｓ］． ［３］ 卓尚木，季直仓，卓昌志．钢筋混凝土结构事故分析与加固 ［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，１９９７． ［４］ 张继红．浅谈粘钢技术在抗震加固中的应用［Ｊ］．山西建筑， ２００９，３５（１４）：５６－５７． Ｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｅｅｌ－ｂｏｎｄｅｄ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ＨＡ０ Ｊｕｎ－ｊｉｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｆａｃｔｕａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｌｏｒｅｓ ｔｈｅ ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｂｙ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｔｈｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｓｔｅｅｌ—ｂｏｎｄｅｄ ｐｌａｔｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｒａｆｔ．ａｎｄ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ—ｂｏｎｄｅｄ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｓｃｏｐｅ，ｓｏ ａｓ ｔｏ ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌ—ｂｏｎｄｅｄ，ｌｏａｄｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ，ＳｕＩ￣ａｃｃ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ 收稿日期：２０１０．１１－２４ 作者简介：李太胜（１９７９・），男，工程师，中铁建设集团有限公司，北京
１０００４０ 第３７卷第８期 ２ ０ １ １年３月 李太胜：地下结构耐久性影响因素分析 ・３９・ 已经存在着大量的各种尺度的随机分布裂纹，即初始损伤。这些 初始损伤不仅在荷载作用下进一步扩展，而且对混凝土破坏起着 关键性的控制作用。这些损伤使混凝土结构具有多孔性和渗透 性。一般而言，因｝昆凝土的密实度差，即内部孑Ｌ隙率大，则各种液 体和气体渗透进入其内部的可能性大，渗透的数量和深度都大， 因而将加速混凝土的冻融破坏、碳化反应层更深，增大化学腐蚀， 钢筋易生锈，因此，内部原因是影响混凝土耐久性的主要原因 。 ２应力变化的影响 应力变化主要包括施工荷载变化及水土荷载变化。由于工 程建设施工和环境水土的变化，地下结构承受荷载相应发生变 化，结构物各部分的应力状态随之变化，从而导致拉、压区及受弯 区或剪应力区的状态和范围都会有所变化。地下结构的耐久性 与混凝土材料的孔隙率（或渗透性）关系密切，而其受力状态则能 影响材料的渗透性。不同的应力状态将使混凝土孑Ｌ隙率发生变 化甚至产生裂缝。在拉应力区，材料的孑Ｌ隙率大，渗透性也将明 显提高，混凝土易于碳化，氯化物等侵蚀性物质也易于通过受拉 区混凝土到达钢筋，从而引起钢筋锈蚀。前苏联曾有人通过试验 证明，在无筋混凝土试件中（水灰比为０．４７），当压应力约为 ０．７Ｒ （压应力极限强度）时，ＣＯ 气体的有效扩散系数可降低一 个数量级；而当拉应力为０．７Ｒ （拉应力极限强度）时，则将增加 １个～２个数量级 Ｊ。另外，地下水运动及渗流耦合效应规律也 将影响到土体及结构的应力应变和耐久性能。 应变变化主要是周围围岩的不均匀变形和基底的不均匀沉 降。由于地下结构所处的周围岩土体的不均质性（包括固结度、 压缩系数等），围岩应力应变的分布不断变化，以及周围动荷载的 作用，直接导致结构受力不均，变形非连续，结构不均匀沉降，使 结构内的各构件之间产生相互作用的应力，并可能形成裂缝，这 种裂缝在结构的交接处更为明显。因此，要对结构的不均匀沉降进 行控制，监控周围岩土体的变化，避免结构构件之问的相互挤压。 ３水的影响 地下工程大多数都和地表水、地下水接触，这些水都以不同 的方式，在不同程度上对地下结构和支护结构产生作用，如果不 及时采取防水措施，结构就会渗漏，轻则影响使用，或缩短结构的 使用年限，重则淹没毁坏整个地下工程，影响地面建筑和周围环 境，因此加强地下结构的防水技术有十分重要的实际意义。 水对地下结构的影响是多方面的，主要有以Ｆ几个方面：水 对地下工程支护结构的影响、地下水渗流对地下结构的影响、地 下水水位变化对地下结构的影响。 为了保证地下结构的防水质量，除合理设计地下水的设计水 位外，还应从工程位置选择、总平面布置、建筑防水、结构设计和 施工方法等方面进行全面考虑。从防水的角度看，地下结构的设 计基本要求如下： 避开地质构造比较复杂的地带，如岩石的断裂和破碎带、土 层中的含承压水粉砂层等；选择地势较高的地形，使地下结构的 埋置深度既符合使用要求，又处于设计地下水位以上，以简化防 水措施；避开地面上容易积水的低洼地形；避开地下水严重污染 或地下水的水质对结构有腐蚀作用的地段，同时避开地面上有较 强震动的地区。 结构的外形尽量整齐简单，减少凹凸部位；岩石中的地下结 构，主要洞室的地面标高应略高于洞口外的地面标高；对于防水 的薄弱环节，应从建筑布置上加强防水措施。 在选择结构形式时，应有利于防水构造和防水施工；按照地 下水在设计时的静水压力，保证结构有足够的强度和刚度，防止 裂缝，同时应防止地下水因受水的浮力而丧失稳定时，使防水构 造受到破坏；应防止地下结构发生不均匀沉降，避免结构开裂导 致防水构造破坏，必要时应设置沉降缝，过长的地下结构如地铁、 隧道等应考虑适当设置温度收缩缝。 ４土体的影响 由于地下结构埋置于岩土体中，土体特性对地下结构的耐久 性有重要的影响，土在受到竖向附加应力作用后，会产生压缩变 形，引起基底沉降。土体在压力作用下体积减小的特性称为土的 压缩性。土体积减小包括三部分： １）土颗粒发生相对位移，土中水及气体从孔隙中被排出，从 而使土孔隙体积减小； ２）土颗粒本身的压缩； ３）土中水及封闭气体被压缩。由于土的压缩，会造成地下水 的排出、结构的不均匀沉降，降低结构的可靠度和使用年限。 土是具有连续孔隙的介质。土孔隙中的水当有水头差作用 时，会发生流动。上游的水就在水头差的作用下，通过土的孔隙 而流向下游，这种现象叫做土的渗透性。如果地下结构处于水位 较低处，上游的水就会向地下结构所在处流动，造成水位变化，影 响地下结构的正常使用。 ５结语 地下结构耐久性的影响因素众多，很多因素尚不明确或研究 不够，例如岩土体本身相对于混凝土材料的复杂性、屈服准则和 本构关系的不定性，而且地下结构的耐久性是随着围岩与支护的 相互作用而不断改变，这就造成了地下结构耐久性设计一直滞后 于地面结构。地下结构耐久性影响是一个综合因素影响的过程， 本文仅对各自的影响进行了探讨，存在一定的粗糙性。 参考文献： ［１］ 金伟良，赵羽习．混凝土结构耐久性［Ｍ］．北京：科学出版 社，２００２． ［２］ 黄兴隶．工程结构可靠性设计［Ｍ］．北京：人民交通出版社， １９８９． ［３］ 罗福午．建筑结构缺陷事故的分析与防止［Ｍ］．北京：清华 大学出版社，１９９６． ［４］ 朱国民．地下结构工程中的几种可靠度分析方法［Ｊ］．山西 建筑，２０１０，３６（６）：７８—７９． Ｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ＬＩ Ｔａｉ－ｓｈｅｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈａｔ ｉｓ，ｈｉｇｈ ｄｅｓｉｇｎ ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｔｈｅ ｌｏｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌ— ｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｌｏｒｅｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎ。 ｎｅｒ ｓｈｏ￣ａｇｅ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｓｔｒｅｓｓｅｓ，ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｍａｓｓ ｏｎ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｓｉｇｎｉｆｉ— ｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｈｏｗ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｄａｍａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｎ ｉｔ ａｎｄ ｔｏ ｐｒｏｌｏｎｇ ｔｈｅ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ，ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ ｆａｃｔｏｒ
浅谈地下混凝土结构耐久性设计的意义
第２６卷 第２期 ２００８年３月 市 政 技 术 Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖ０１．２６ Ｎｏ．２ Ｍａｒｃｈ，２００８ 文章编号：１００９—７７６７（２００８）０２—０１６６—０３
浅谈地下混凝土结构耐久性设计的意义
程学昌 。戎冠纶 。倪国荣。 （１．广州市地下铁道总公司，广东广州５１０３８０；２．中交三航浦东分公司，上海２００１３７； ３．中船第九设计研究院工程有限公司，上海２０００６３） 摘 要：论述了地下环境对混凝土结构的侵蚀作用机理．指出由混凝土结构的耐久性病害而导致的损失是巨大的。在我 国，混凝土结构耐久性的问题已十分严重，但目前国内对混凝土结构耐久性的研究还很薄弱，这与正在大力进行社会主 义现代化建设的时代背景是不符的。因此，应逐渐认识到问题的重要性并加以重视，加快基本原理的研究，并与工程实践 相结合，把混凝土耐久性研究成果应用到实践中去。 关键词：地下混凝土结构：耐久性：设计 中图分类号：ＴＵ ９２９ 文献标志码：Ｂ
Ｃｏｍｐｅｎｄｉｕｍ ｏｆ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｏｆ Ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｃｈｅｎｇ Ｘｕｅｃｈａｎｇ，Ｒｏｎｇ Ｇｕａｎｌｕｎ，Ｎｉ Ｇｕｏｒｏｎｇ
ｌ地下混凝土结构的耐久性 与其他材料不同，混凝土材料最为经济和耐久。 因此成为现在最为广泛使用的建筑材料之一『１１。然而， 由于混凝土结构材料自身和使用环境的特点，使得混 凝土结构仍不可避免地存在着耐久性的问题。关于混 凝土结构耐久性的含义，《混凝土结构耐久性设计与 施工指南》中有着全面和准确的定义［２１：结构及其构件 在可能引起材料性能劣化的各种作用下能够长期维 持其原有性能的能力。在结构设计中。结构耐久性则 被定义为在预定作用和预期的维修与使用条件下，结 构及其构件能在规定期限内维持所需技术性能（如安 全性、适用性）的能力。大量的混凝土结构由于各种原 因没有达到预期的设计使用年限而提前失效，其中有 部分是设计不当造成的。而更大部分则是源于混凝土 结构本身的耐久性不足 相对于上部结构。处于地下水和各类土壤中的地 下结构，其环境更复杂。且损坏后维修难度和成本更 高，因此，地下混凝土结构的耐久性设计是一个非常 收稿日期：２００７—１０—２５ 作者简介：程学昌（１９７５一），男，安徽安庆人，工程师，硕士，现任广州 市地下铁道总公司建设事业总部项目经理．从事地铁工 程项目管理工作。 重要的课题。 ２地下环境对混凝土结构的侵蚀作用 土壤和地下水对混凝土的侵蚀作用虽然有很多 种［３－５１。但大致都是一个从微观化学作用到宏观物理作 用的变化过程。当侵蚀物质引起混凝土中液相石灰浓 度下降时。将由固相游离石灰溶解加以补充。如固相 石灰已被消耗光。液相石灰浓度降至某一水化产物的 极限值时，将引起该组分由高钙向低钙转化，并重新 建立液、固相碱度平衡；如果地下环境中存在足量的 酸性介质，液相石灰浓度进一步下降，所有硅酸钙、铝 酸钙等混凝土水化物都将遭到分解，成为毫无胶结能 力的硅胶及铝胶 在此过程中，有些反应的产物自身 体积会增加。此外。还有一些其他侵蚀物质，它们并不 直接影响混凝土的成分。而是通过混凝土内的孔隙渗 入到钢筋表面。破坏钢筋表面的保护膜，形成腐蚀电 池，导致钢筋锈蚀。钢筋锈蚀一方面引起钢筋体积膨 胀，另一方面则降低了构件的承载能力。当膨胀应力 达到混凝土开裂极限时就会出现裂缝，裂缝又为侵蚀 介质渗透提供了捷径，从而导致构件承载能力降低和 开裂的恶性循环［６１ 目前，存在于地下环境中最具广泛性和普遍性的 有害介质分别有ＣＯ ．Ｓ０４２
混凝土构件耐久性设计规范
混凝土构件耐久性设计规范
一、前言
混凝土结构的耐久性是保证其正常使用寿命的重要因素之一。因此，混凝土构件耐久性设计规范是混凝土结构设计中必须遵循的基本原则之一。本文将对混凝土构件耐久性设计规范进行详细的解析。
二、混凝土构件耐久性
混凝土构件耐久性是指混凝土结构在使用寿命内，能够保持其预定的结构性能和使用功能，不受外界环境因素影响的能力。混凝土构件的耐久性直接影响到混凝土结构的使用寿命和安全性。
三、混凝土构件耐久性设计规范
1.环境因素考虑
混凝土构件的耐久性设计首先要考虑环境因素。环境因素包括温度、湿度、氧气、二氧化碳、化学物质等。在混凝土构件的设计中，要根据所处环境不同，选择不同的混凝土配合比和保护措施。
2.混凝土强度等级
混凝土的强度等级是指混凝土在28天龄期下的标准立方体抗压强度。在混凝土构件的设计中，要根据不同的使用要求，选择不同的混凝土强度等级。同时，在配合比的设计中，要根据混凝土强度等级进行调整，保证混凝土具有足够的强度和耐久性。
3.混凝土配合比
混凝土配合比是指在一定的配合比范围内，按照一定的比例配制混凝土的方法。在混凝土构件的设计中，要根据不同的使用要求和环境条件，选择不同的混凝土配合比。同时，要根据混凝土的材料特性和强度要求，进行配合比的优化设计，保证混凝土具有足够的强度和耐久性。
4.混凝土保护措施
混凝土保护措施是指在混凝土构件的使用寿命内，采取一定的措施，保护混凝土不受外界环境因素的影响。混凝土保护措施包括防水、防腐、防火、防震等。在混凝土构件的设计中，要根据所处环境和使用要求，采取相应的保护措施，保证混凝土结构的耐久性和安全性。
5.混凝土施工质量
混凝土施工质量是保证混凝土结构耐久性的重要保障。在混凝土施工中，要严格按照设计要求进行施工，保证混凝土的质量和强度。同时，在混凝土施工过程中，要注意防止混凝土的裂缝和缺陷，保证混凝土结构的耐久性和安全性。
四、混凝土构件耐久性设计规范的应用
建筑工程中的建筑物耐久性设计
建筑工程中的建筑物耐久性设计
建筑工程中，建筑物的耐久性设计是一项十分重要的任务。耐久性设计的目标是确保建筑物能够承受自然环境、人为影响和温度、湿度等外部因素的侵害，保持结构的稳定性和使用寿命。本文将从设计原则、结构材料选择、防水防潮、风力设计和维护保养等方面进行论述。
一、设计原则
在建筑物的设计中，耐久性应被视为最基本的考虑因素之一。设计师应考虑以下原则来确保建筑物具备良好的耐久性：
1. 结构安全性：建筑物的结构要能够在风力、地震等自然灾害或外部冲击下保持稳定。结构的设计应遵循相关的建筑规范和标准，确保其能够承受设计期内的荷载。
2. 建筑材料的选择：合适的建筑材料是保证建筑物耐久性的关键。设计师应根据建筑物所处环境的特点，选择具有良好耐久性和抗侵蚀性的材料，如混凝土、砖石等。
3. 建筑物的结构设计：合理的结构设计能够轻量化建筑物的整体，减少荷载对建筑物的影响。同时，合理的结构设计还能够降低建筑物内部的应力和变形，延长使用寿命。
二、结构材料选择
建筑物的结构材料对其耐久性具有重要影响。以下是几种常用的结构材料及其特点： 1. 混凝土：混凝土具有较高的强度和耐久性，对抗压强能力较强。在建筑物的地基、柱子和梁等部位使用混凝土能够增加结构的稳定性。
2. 钢材：钢材具有较高的强度和刚性，适用于构造物件、框架和梁等部位。使用钢材作为结构材料能够提高建筑物的稳定性和抗震性。
3. 砖石：砖石是一种常见的建筑材料，具有良好的抗压性能和耐久性。在建筑物的墙体和地基等部位使用砖石能够增强结构的稳定性。
三、防水防潮设计
防水防潮是建筑物耐久性设计中必不可少的一环。以下是几种常见的防水防潮措施：
1. 合理的屋面设计：屋面是建筑物最容易受到雨水和潮湿影响的部位。设计师应合理设计屋面的坡度和排水系统，确保雨水及时排除。
2. 使用防水材料：在建筑物的地下室、浴室等潮湿环境中，使用防水材料可以有效防止水分渗透，保护结构材料不受湿度影响。
影响隧道衬砌结构耐久性的主要因素
。澍 土Ｔ 程ｔ
影响隧追衬砌结构蒯久ｎ生的主要因素
申禄坤
（西南交通大学土木工程学院，四川成都６１００３１）
【摘要】 我国隧道结构越来越多，文中对隧道结构耐久性的研究引起广泛关注 对隧道所处环境特
占、研究，找出耐久性的主要影响因素，提出提高耐久性的对策。
【关键词】 衬砌；耐久性；影响因素
【中图分类号】ＴＵ７４６ ２
目前对混凝土结构耐久性的研究主要集中在两个方面：
一是材料层面上，二是结构层面上 材料耐久性的研究是结
构耐久性研究的基础，结构耐久性的研究是材料耐久性研究
的进一步深化。影响材料耐久性的因素众多，各个因素又相
互影响，并且这些因素都是随机的、不确定的和非线性的，因
此研究起来非常困难。随着我国西部基础设施建设的步伐
加快，西部必将会修建大量的桥梁和隧道，但人们对隧道结
构物耐久性的探讨不是太多，对房屋结构物的耐久性给予了
更多关注。目前西部大开发的规模宏大，每年投人高达２万
亿人民币以上，“大干”基础设施建设的高潮估计还可持续
２０年。但如果忽视耐久性，迎接的还会有“大修”２０年的高
潮，这个高潮耗费将倍增于当初这些工程建设时的投资 因
此，研究隧道结构耐久性具有深远意义。 隧道结构物不同于房屋、桥梁和其他混凝土结构，衬砌
背面被围岩包围着，正面暴露于空气中，类似于半地下结构
物。围岩内富含酸性，碱性，盐类成分，包括碳酸盐，硫酸盐， 二氧化硅，其他金属氧化物，游离态金属等。隧洞内的腐蚀
性气体有ＣＯ ，ＣＯ和汽车尾气等。以上这些环境因素对混
凝土衬砌的耐久性有重要的影响。
ｌ影响衬砌结构的腐蚀性介质
影响衬砌结构耐久性的腐蚀介质分为：气态介质、腐蚀
性水、酸碱盐溶液、固态介质、污染土。对衬砌腐蚀严重的 有：气态介质、酸碱盐溶液、同态介质？隧道衬砌所处的空气
环境相对湿度较大，因而使腐蚀性介质对衬砌的腐蚀更为便
利，更为严重。
（１）气态介质包括腐蚀性气体和以气体为分散相的气溶
公路隧道二次衬砌裂缝的成因及其对结构耐久性的影响
公路隧道二次衬砌裂缝的成因及其对结构耐久性的影响
对于初期支护的设计,业界现在已达成比较一致的看法，换句话说，在相同的开挖断面、相似的地质条件下初期支护设计都是大同小异的。但对于二次衬砌的厚度、是否需要配筋的看法则有很大的不同。而二次衬砌直接关系到开挖断面的大小和工程造价。公路隧道混凝土二次衬砌结构裂缝的出现是不可避免的，而裂缝的出现将迅速的加快其腐蚀劣化过程。本文首先对隧道衬砌构件裂缝的成因及其对衬砌结构耐久性的影响进行了分析。然后结合某次静力实验裂缝观测、统计结果，根据建立的隶属度函数对裂缝诸因素的隶属度进行了计算，并运用最大隶属度原则对裂缝对衬砌结构耐久性的影响程度进行了模糊综合评价。
标签：裂缝 公路隧道 二次衬砌 耐久性 隶属度函数
公路隧道工程由于其工作环境的特殊性，如侵蚀性地下水的渗漏、汽车尾气产生的有害气体的侵蚀等，均会导致隧道结构混凝土腐蚀及钢筋锈蚀等多种病害产生。在影响耐久性的因素中，裂缝起着主要的作用。裂缝的出现将迅速加快以上的腐蚀过程，使隧道结构未达设计基准期即需大修，既浪费了大量资金，又影响隧道的正常使用，缩短了隧道的维护周期和使用寿命，严重时还会威胁隧道内行车的安全。
而长期以来，国内外学者对地下结构的耐久性研究严重不足，研究裂缝对衬砌钢筋混凝土结构耐久性影响规律的文献更是寥寥无几。因此有必要针裂缝对衬砌结构耐久性的影响开展定量研究，为公路隧道的耐久性评定及加固维护提供必要参考。
为此，本文针对裂缝对公路隧道结构的耐久性影响相关问题进行了全面系统研究。论文首先对公路隧道结构裂缝的成因及其对管片结构耐久性的影响进行了分析，然后采用模糊集理论（Fuzzy set theory）研究、评价了了裂缝的宽度、长度、方向和密度等因素对衬砌结构耐久性损伤度的单独和综合影响。
1 二次衬砌裂缝的成因
隧道施工中，因受现场管理和客观因素和的影响，变形形式及对工程影响的大小不同，隧道二次衬砌混凝土裂缝类型常见几种类型有:干缩裂缝、温度裂缝、因外力作用造成的变形裂缝、施工处理不当引起的施工缝、混凝土徐变造成的裂缝等。
地下室剪力墙裂缝原因分析
地下室剪力墙裂缝原因分析
在建筑工程中，地下室剪力墙裂缝是一个较为常见的问题。这些裂缝不仅会影响建筑物的外观，还可能会降低结构的安全性和耐久性。因此，深入分析地下室剪力墙裂缝产生的原因至关重要。
一、设计方面的原因
1、 墙体配筋不足
在设计地下室剪力墙时，如果对墙体所承受的荷载估计不足，或者配筋计算不准确，就可能导致墙体配筋不足。这样在实际使用中，墙体无法承受相应的应力，从而产生裂缝。
2、 混凝土强度等级选择不当
混凝土强度等级过高或过低都可能引发问题。强度等级过高，水泥用量大，水化热高，容易产生温度裂缝；强度等级过低，则无法满足墙体的承载要求，容易出现受力裂缝。
3、 墙体厚度设计不合理
如果地下室剪力墙的厚度设计过薄，墙体的刚度和承载能力就会不足，容易在外界因素作用下产生裂缝。
二、材料方面的原因
1、 水泥品种和用量 使用的水泥品种不合适，或者水泥用量过多，会导致混凝土的水化热过大，在混凝土硬化过程中产生较大的温度应力，从而引起裂缝。
2、 骨料质量
骨料的粒径、级配、含泥量等都会影响混凝土的性能。例如，骨料粒径过小、级配不良或者含泥量过高，会降低混凝土的强度和抗裂性能。
3、 外加剂的使用
外加剂的种类和用量不当，可能会影响混凝土的凝结时间、收缩性能等，从而增加裂缝产生的可能性。
三、施工方面的原因
1、 混凝土浇筑质量
混凝土在浇筑过程中，如果振捣不密实，内部存在空洞、蜂窝等缺陷，会削弱墙体的整体性和承载能力，容易引发裂缝。
2、 施工缝处理不当
施工缝是混凝土浇筑过程中不可避免的，但如果施工缝的位置选择不合理、处理不规范，就会成为裂缝产生的薄弱环节。
3、 养护不当
混凝土浇筑完成后，养护是非常关键的环节。养护时间不足、养护方法不正确，会导致混凝土表面水分蒸发过快，内部水分无法及时补充，从而产生收缩裂缝。 4、 拆模时间过早
过早拆除模板，混凝土强度尚未达到要求，墙体在自重和外部荷载作用下容易变形，产生裂缝。
混凝土结构耐久性及其控制措施的探讨
２０１２年第２期 Ｎｏ．２，２０１２ 九江学院学报（自然科学版） （总第９７期） ＪｏｕｍＭ ｏｆ ｊｉ￣ｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｍｉｔｙ（ｎａｔｕｒＭ ｓｃｉｅｎｃｅｓ） （Ｓｕｍ Ｎｏ．９７）
混凝土结构耐久性及其控制措施的探讨
张兴亮 张静
（１淮南职业技术学院工程管理系 安徽淮南２３２００１；２九江学院理学院江西九江３３２００５）
摘要：因混凝土结构的耐久性不足产生的问题分析了耐久性在混凝土结构工程中起着
决定性的作用，表现为出现大量的工程事故和花费巨额的维修费，以至于严重影响国家经 济发展和人民生活；影响混凝土结构耐久性的因素比较复杂，且规律不确定性很大。文章
从混凝土结构的外因和内因两个方面，即结构所处环境和混凝土材料方面，对影响混凝土
耐久性的原因和作用机理进行了研究，提出混凝土结构的表面采用保护层，预防钢筋锈蚀 的措施，改变结构形式等其他措施的建议。
关键词：混凝土，结构，耐久性，控制措施
中图分类号：ＴＵ３７５文献标识码：Ａ文章编号：１６７４—９５４５（２０１２）０２—００５４一（０３）
在混凝土结构的设计中，耐久性是一项重要
的设计指标。在结构所处的外界条件下，混凝土
能承受各种不利影响而长期保持其良好的力学性
能，并确保混凝土结构不需要加固处理而保持结 构安全正常使用…。在不同复杂因素的长期作用
下，混凝土和钢筋材料出现劣化而引起其各种性
能逐渐衰减，导致混凝土结构及其构件逐渐丧失
承载力而失效的过程。混凝土结构的耐久性在其
整个服役过程中起着关键性的作用，结构耐久性
不足可造成非常严重的后果。美国混凝土工程中 每年用于维修和重建的费用非常昂贵 Ｉ４』。因混
凝土结构的耐久性问题而造成出现大量的工程事
故和花费巨额的维修费用，由此可见，混凝土结
构的耐久性研究是关系到国计民生重大课题 Ｊ。
１影响混凝土耐久性因素
由于影响混凝土结构材料性能劣化的因素比
较复杂，其规律不确定性很大，混凝土结构在耐
地下室地下结构设计
地下室地下结构设计
地下室作为建筑物的一部分，承载着重要的功能和安全要求。地下室地下结构设计必须经过全面考虑和科学规划，以确保其稳固性和耐久性。本文将从地下室地下结构设计的角度出发，探讨相关要点和设计原则。
I. 地下室结构的功能和需求
地下室在建筑中承担着多种功能，包括但不限于储存空间、停车场、设备房间等。为了满足这些功能需求，地下室地下结构设计需要考虑以下几个方面：
1. 负荷承载能力：地下室地下结构需要能够承受地上建筑物的荷载，并通过合适的承重墙、柱或地基来分散和传递这些荷载。
2. 防水和防潮：地下室位于地下，容易受到地下水和潮湿环境的影响。因此，在设计中应考虑防水层、防潮设备和排水系统，以保证地下室内部的干燥和使用安全。
3. 通风和通气：地下室要保证良好的通风和通气条件，以防止空气污染和氧气不足。设计中可以考虑设置通风设备、氧气补充系统和合适的通风孔。
4. 安全出口和疏散通道：地下室应设置足够的安全出口，以应对紧急情况和疏散需要。在设计中，应合理规划出口位置和逃生通道，确保疏散通道的通畅和安全。 II. 地下室地下结构的设计原则
1. 地基基础选择：地下室地下结构建立在地基上，因此地基的选择至关重要。必须进行地质勘探，并根据地质情况确定合适的地基类型，如浅基础或深基础。
2. 结构形式选择：地下室地下结构通常采用刚性结构，如钢筋混凝土结构或钢结构。在设计中，应根据具体情况选择合适的结构形式，并进行强度计算和设计。
3. 地面和地下室的衔接：地下室地下结构必须与地面建筑物紧密衔接，以确保结构的整体稳定性。在设计中，需要考虑地下室入口、楼梯、通道等要素，使其与地面建筑物相互协调。
4. 防水和防潮设计：地下室地下结构设计中的重要一环是防水和防潮。在设计中，应考虑使用防水材料、排水系统和防潮措施，以避免地下室受到地下水和潮湿环境的侵袭。
5. 结构强度和稳定性：地下室地下结构需要满足一定的强度和稳定性要求。在设计中，应进行结构分析和计算，确保地下室地下结构能够承受正常使用和地震荷载等外力作用。
轨道交通和市政环路等地下工程项目中结构专业关于耐久性(2019新规)的要求
轨道交通和市政环路等地下工程项目中结构专业关于耐久性（2019新规）的要求
本文适用于轨道交通地铁和隧道及市政环路等地下工程项目的结构专业的耐久性要求。根据设计经验，非沿海地区的地下工程大多属于Ⅰ-C类（干湿交替环境），详《混凝土结构耐久性设计标准》（GB50476-2019）4.2.1第15页。下文为规范中关于Ⅰ-C类混凝土结构和预应力混凝土的耐久性指标的内容。
地下结构环境作用等级为Ⅰ-C干湿交融环境（《耐规》4.2.2第15页），使用年限为100/50年，混凝土强度等级至少C40/C35。
直接接触土体浇筑的构建，其钢筋的混凝土保护层厚度不应小于70mm（《耐规》4.4.2第17页）。
C类表面的裂缝最大宽度限值0.2mm（《耐规》3.5.4第10页）。
Ⅰ-C一般混凝土的养护制度：养护至现场混凝土强度等级不低于25d标准强度的50%，且不少于3d（《耐规》3.6.1第12页）。
C类的混凝土结构构件保护层厚度的施工验收应符合下列规定（《耐规》3.6.3第13页）。
Ⅰ-C最外层钢筋的最小保护层厚度100年，C40/C45/C50，最大水胶比0.45/0.40/0.36，保护层厚度C：40/35/30板、墙。45/40/35梁、柱。
附录A混凝土结构耐久性设计的定量方法：1）使用年限大于 50 年的 重要混凝土结构的耐久性设计宜采用定量方法；2）设计使用年限 50 年以上的棍凝土结构主要构件以及使用期难以维护的混凝土构件，宜采用钢筋开始锈蚀的极限状态。
附录B.1.1：单位体积混凝土的胶凝材料用量C35/C40/C45/C50对应0.50/0.45/0.40/0.36（最大水胶比），300/320//（最小用量kg/m3），//450/500（最大用量kg/m3）
附录B.1.2-2：Ⅰ-B、Ⅰ-C环境和Ⅱ-C、Ⅱ-D、Ⅱ-E环境中的混凝土结构构件，可使用少 矿物掺和料，并可随水胶比的降低适当增加矿物掺和料用量。当混凝土的水胶比w/b≥0.45，不宜使用矿物掺和料混凝土。
我国建筑地基基础耐久性分析
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我国建筑地基基础耐久性分析
作者：池凯
来源：《城市建设理论研究》2013年第15期
摘要：本文作者结合工作经验，对我国建筑地基基础耐久性进行分析，以期参考交流。
关键词：建筑；地基基础；耐久性；
中图分类号： TU47 文献标识码： A 文章编号：
0、引言
建筑结构的耐久性是指在设计规定的环境作用和维护、使用条件下，结构构件在设计使用年限内保持其适用性和安全性的能力。结构的耐久性设计，应该包括两部分主要内容: 一是要满足建筑在设计使用年限内的使用要求; 二是在超过设计使用年限时，其使用功能要具有可改造性，结构要具有可修复性，延长建筑使用寿命。目前我国规范的要求主要是满足建筑的设计使用年限要求，而对于提高建筑物的使用寿命则是近年国际上建筑设计上的新思想。
1、建筑的地基基础重要性
地基基础作为房屋建筑结构的一部分，由于其工作环境要求，几乎所有高层建筑基础均采用钢筋混凝土结构。地基基础的设计使用年限不应小于建筑结构的设计使用年限，是其耐久性设计的最基本要求。地基基础的耐久性设计应根据环境类别符合现行的有关国家标准的规定。大量工程实践证明，地基在长期荷载作用下承载力有所提高; 基础材料在完全地下水、土环境中，其施工满足耐久性设计要求后的使用情况良好。对于建筑地基基础在规定的建筑寿命完成后，不论是拆除重建，还是鉴定加固后再使用，其特殊性应赋予耐久性设计新的内容。首先，上部结构需拆除重建时，地下结构拆除对周边环境的影响大，采取保护措施的费用高，工期长;
其次，既有建筑的桩基础，拆除难度大，对于长桩基础是几乎办不到的; 其三，对于既有建筑的地基基础再利用，应在充分鉴定分析基础上设计，要求既有建筑的地基基础有更长的使用年限; 其四，从工程建造的工期、费用考虑，应充分考虑原地基基础再利用。因此，有必要对我国建筑地基基础的耐久性设计内容和要求进行总结，与国外先进技术水平进行比较，使我国地基基础的耐久性设计、施工技术符合今后发展的要求。针对地基基础是隐蔽工程，出现问题不宜修复，以及重复使用需求的考虑，地基基础工程应该是建筑结构耐久性设计要求较高的结构部分。