混凝土耐久性設(shè)計地鐵工程范文

第頁混凝土耐久性設(shè)計地鐵工程范文一工程水文地質(zhì)中腐蝕介質(zhì)的影響

大量的鋼筋混凝土構(gòu)造由于各種各樣的原因而提前失效，腐蝕介質(zhì)的侵入是重要原因。**濱海地區(qū)的水、土中一般含有較高的氯離子、硫酸根離子和鎂離子，對鋼筋混凝土構(gòu)造具有很大的腐蝕性。根據(jù)已有的工程案例，部分接觸含硫酸鹽的水、土且部分暴露于大氣中的混凝土構(gòu)造構(gòu)件在干濕交替區(qū)域受腐蝕程度最為嚴重。

1氯離子侵蝕根據(jù)有關(guān)調(diào)查資料

鋼筋銹蝕是混凝土構(gòu)造耐久性面臨的最主要問題，也是目前鋼筋混凝土構(gòu)造工程耐久性失效的最常見的破壞形式。而大量的工程實例說明，引起混凝土中鋼筋銹蝕的主要環(huán)境因素是腐蝕介質(zhì)，其中的氯離子排在首位。**濱海地區(qū)的水土中存在高濃度的氯離子，因此應(yīng)引起足夠的重視。氯離子侵蝕破壞的機理是破壞鋼筋表面的鈍化膜，引起混凝土內(nèi)鋼筋的銹蝕。氯離子在反應(yīng)過程中起到了化學(xué)催化劑的作用，促使鋼筋銹蝕的發(fā)生。對于氯離子侵蝕環(huán)境，在耐久性設(shè)計當(dāng)中，需要確定其作用等級。根據(jù)《混凝土構(gòu)造耐久性設(shè)計規(guī)范》(GB/T50476－20**)中第6章“氯化物環(huán)境”的規(guī)定，以構(gòu)造構(gòu)件所接觸的水、土或大氣中的氯離子濃度，是否處于干濕交替區(qū)環(huán)境等，確定各構(gòu)件的環(huán)境作用等級。根據(jù)各構(gòu)件的環(huán)境類別和作用等級開展相應(yīng)的耐久性設(shè)計。

2硫酸鹽侵蝕

**濱海地區(qū)的土壤及地下水中含有大量的硫酸鹽、氯鹽和鎂鹽等強腐蝕性介質(zhì)，其硫酸鹽濃度足以對對混凝土產(chǎn)生侵蝕作用;研究說明，混凝土在硫酸鹽作用下，其損傷過程主要是硫酸鹽與混凝土中的水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土中性化、失去強度或膨脹開裂。對于硫酸鹽侵蝕環(huán)境，在耐久性設(shè)計當(dāng)中，一般先確定其作用等級。根據(jù)《混凝土構(gòu)造耐久性設(shè)計規(guī)范》(GB/T50476－20**)中第7章“化學(xué)腐蝕環(huán)境”的規(guī)定，以構(gòu)造構(gòu)件所接觸的水、土中的硫酸根離子、鎂離子濃度等條件確定各構(gòu)件的環(huán)境作用等級。根據(jù)各構(gòu)件的環(huán)境類別和作用等級開展相應(yīng)的耐久性設(shè)計。

二地鐵運營中雜散電流的影響

1雜散電流的成因

由于地鐵工程混凝土存在列車運營的特殊性，與其他鋼筋混凝土工程相比，雜散電流是影響地鐵工程構(gòu)造耐久性的特有因素。地鐵中的雜散電流主要是指由采用直流供電牽引方式的地鐵列車在地鐵運行時，由于行走軌與大地之間的絕緣不良或不是完全絕緣，流經(jīng)行走軌的電流不能全部流回牽引變電所的負極，有一部分電流會泄漏進入大地，就成為雜散電流。

2雜散電流的危害

雜散電流主要對鋼筋混凝土構(gòu)造中的鋼筋、構(gòu)造中的預(yù)埋件、金屬管道等金屬構(gòu)件產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。特別是當(dāng)這些構(gòu)件已經(jīng)發(fā)生腐蝕的情況下，那么雜散電流會加速腐蝕開展，嚴重影響鋼筋混凝土構(gòu)造的耐久性。

3地鐵雜散電流的主要影響因素

影響地鐵雜散電流強度及其腐蝕程度的因素很多且很復(fù)雜。一般認為主要影響因素為:地鐵工作電流大小、鋼軌的材質(zhì)和截面積、土壤電阻率及道床是否潮濕等有關(guān)。由于地鐵主體構(gòu)造一般屬于地下空間，如果發(fā)生較為嚴重的雜散電流腐蝕，當(dāng)影響構(gòu)造耐久性時，工程維修非常困難，因此雜散電流是影響地鐵工程的非常重要的耐久性影響因素，應(yīng)充分重視其防治工作。

三碳化因素影響

有文獻說明，由于地鐵車站客流量非常大，人員集中，室內(nèi)的CO2濃度非常高，一般遠遠高于室外大氣環(huán)境。因此，地鐵車站混凝土碳化問題比較突出。由于混凝土呈高度堿性，會在鋼筋表面形成一層可以防止銹蝕發(fā)展的鈍化膜，而大氣中的CO2與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使混凝土發(fā)生中性化，當(dāng)碳化發(fā)展到鋼筋表面或堿度降到一定值后，鋼筋的鈍化膜就會被破壞，鋼筋會發(fā)生銹蝕破壞。對于碳化腐蝕環(huán)境，根據(jù)《混凝土構(gòu)造耐久性設(shè)計規(guī)范》(GB/T50476－20**)中第4章“一般環(huán)境”的規(guī)定，對于一般環(huán)境下混凝土構(gòu)造的耐久性設(shè)計，應(yīng)控制在正常大氣作用下混凝土碳化引起的內(nèi)部鋼筋銹蝕。以構(gòu)造構(gòu)件與水接觸情況(干燥、靜水浸沒、干濕交替等)確定各構(gòu)件的環(huán)境作用等級。對于地鐵構(gòu)造中二氧化碳濃度高于正常大氣的環(huán)境，其環(huán)境作用等級還需針對性的具體研究確定。

四凍融作用的影響

根據(jù)《混凝土構(gòu)造耐久性設(shè)計規(guī)范》(GB/T50476－20**)中第5章“凍融環(huán)境”的規(guī)定，最冷對于月平均氣溫低于5℃的地區(qū)，當(dāng)混凝土構(gòu)造構(gòu)件長期與水體直接接觸并會發(fā)生反復(fù)凍融時，應(yīng)考慮凍融環(huán)境的作用。**冬季氣溫都在－5℃以下，屬于寒冷地區(qū)，存在凍融問題，高架等地上頻繁淋雨構(gòu)件或水位變動區(qū)部分應(yīng)考慮凍融因素對地鐵構(gòu)造耐久性的影響。對于地鐵工程的地下構(gòu)造部分，凍融作用一般影響很小，但對于冰凍線以上及與大氣接觸的構(gòu)造部分，會受到凍融破壞。而且**濱海水土中含有大量的鹽分，對于與地面水土交界區(qū)域會發(fā)生鹽凍破壞，所以對**濱海地鐵混凝土的鹽凍問題必須給以足夠的重視?；炷恋柠}凍破壞是指鹽溶液和凍融循環(huán)共同作用下引起的混凝土破壞，是一種最嚴酷的凍融破壞，其破壞程度和速度比普通凍融大好幾倍，甚至10倍，它主要表現(xiàn)為混凝土表面剝蝕破壞。混凝土鹽凍剝蝕破壞存在很多現(xiàn)象，其中，中低鹽濃度破壞現(xiàn)象，與鹽種類無關(guān)現(xiàn)象，鹽凍快速破壞現(xiàn)象和表面鹽溶液存在的重要性是4個最基本的典型現(xiàn)象。

五結(jié)束語

與其他鋼筋混凝土構(gòu)造工程相比，濱海地區(qū)的地鐵工程混凝土由于所處工程環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性，運營狀況的特殊性，影響其耐久性的因素更為復(fù)雜多樣。針對影響**濱海地區(qū)地鐵工程的耐久性因素，本文重點對氯離子侵蝕、硫酸鹽侵蝕、雜散電流、碳化破壞和凍融破壞等外部工程環(huán)境因素的成因、機理及現(xiàn)行規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定等方面開展了分析、闡述，為工程的耐久性設(shè)計、施工及運營提供參考借鑒。隨著國內(nèi)對鋼筋混凝土構(gòu)造耐久性問題的日益重視，國內(nèi)眾多專家學(xué)者在此領(lǐng)域取得了大量研究成果并使之標準化，例如**科學(xué)研究院主編完成了《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》(GB/T50082－20**)、《混凝土耐久性檢驗評定標準》(JGJ/T193－20**)，并在《混凝土質(zhì)量控制標準》(GB50164－20**)、《預(yù)拌混凝土》(GB/T10492－20**)均對混凝土的耐久性能作了規(guī)定。清華大學(xué)主編的《混凝土構(gòu)造耐久性設(shè)計規(guī)范》(GB/T50476－20**)對混凝土的耐久性設(shè)計做了相關(guān)規(guī)定。然而鑒于濱海地區(qū)地鐵工程的耐久性問題的復(fù)雜性和特殊性，涉及工程設(shè)計、施工、運營