青島海灣大橋工程建設風險分析報告

1、青島海灣大橋工程建設風險分析一、工程概況11工程概況圖11 青島海灣大橋工程地理位置圖青島海灣大橋是青島市道路交通網絡布局中膠州灣東西岸跨海通道的重要組成部分，也是山東省“五縱四橫一環(huán)”公路網主框架的重要組成部分。本工程的建成將進一步完善青島市東西跨海交通聯(lián)系，促進青島市經濟戰(zhàn)略西移，解決黃島前灣港外貿集裝箱的疏運，緩解青島膠州灣高速公路日趨飽和的交通壓力，擴大青島市城市主骨架，縮小青島、紅島、黃島三島的時空距離，加強主城區(qū)與兩翼副城區(qū)的聯(lián)系，發(fā)揮青島市在山東省經濟發(fā)展的龍頭作用，加快膠州半島城市群體的發(fā)展等方面，將起到極大的促進作用。本項目起點自青島側李村河口處，終點位于黃島側龍泉王家，起終

2、點均與膠州灣高速公路相接，路線全長約27.6km，其中包括滄口航道橋（K11+890）、紅島航道橋（K22+340）和大沽河航道橋（K26+790）、海上非通航孔橋和路上引橋、紅島連接線，李村河和紅島兩個互通立交，紅島和黃島側接線道路工程。12工程氣象、水文、地質（一）、氣象1、橋區(qū)屬季風氣候區(qū)，氣候季節(jié)變化較明顯。冬半年（10月至翌年的3月）呈大陸性氣候特點，氣候干燥、溫度低；夏半年（4月至9月）受東南季風影響，空氣濕潤，雨量充沛，日溫差小，呈現(xiàn)海洋性氣候特征。2、橋位區(qū)年均氣溫12.3左右，極端最高氣溫38.9，極端最低氣溫-16.9，1月份最低平均氣溫-1.0，8月份最高平均氣溫25.1

3、。3、累年年平均風速為5.5m/s，最大風速為38m/s（ENE，1965年8月12日），觀象山氣象臺實測瞬時最大風速為40.3m/s（NNE）。4、年平均相對濕度約75%，5、年均降雨量為687.3mm，歷年最大降水量1272.7mm，歷年最少降水量308.3mm，日最大降水量269.6mm，日降水大于25mm的年平均日數(shù)為5.5d。6、橋位處的主要災害性天氣有熱帶氣旋、雷暴、冰雹、寒潮、海冰、風暴潮等災害性天氣，但上述災害性天氣在橋區(qū)發(fā)生的頻率均較低。7、橋位處離平均海平面10m高處百年一遇最大風速為39.6m/s。（二）、水文1、大橋沿線水下地形，除局部人工挖槽外，變化相當平緩。大橋線位

4、經過的東岸登陸點附近的海底地形深度在-2-4m之間，其中距海堤1.5km處有一人工開挖的航道，最大深度為-11.4m。線位經過的中間部分海域深度在-2-7m之間。大橋西岸岸線高程3.5m，登陸點附近海域水下地形深度在0-2.0m之間。 2、膠州灣屬規(guī)則半日潮類型。青島長期驗潮站實測最高潮位為3.09m，年平均高潮位1.39m；歷史實測最低潮位-3.12m，年平均低潮位-1.40m；歷年最大潮差4.75m，年平均潮差2.78m；平均漲潮歷時5小時39分，平均落潮歷時6小時46分。3、橋位區(qū)重現(xiàn)期為20年、100年、300年一遇年極值高水位分別為3.04m、3.33m和3.54m；相應重現(xiàn)期的年極

5、值低水位分別為-3.2m、-3.44m和-3.61m。4、工程區(qū)潮流屬于規(guī)則半日潮流類型，淺水影響較大。紅島以西潮流主要受膠州灣西北部海域納潮體控制，東大洋口門中部潮流主要受東大洋水體漲落控制，漲落潮流基本呈往復形態(tài)。實測測點最大漲潮流速0.76m/s，流向339°；最大落潮流速0.62m/s，流向182°。5、推算的橋區(qū)300年一遇垂線平均流速最大為1.49m/s。6、橋址斷面水體含鹽度高低隨潮汛大小相應發(fā)生變化，一般小潮期鹽度普遍較高，大潮期次之，中潮期最小。橋區(qū)2003年10月實測鹽度最大值出現(xiàn)在小潮期，最大值為29.23，最小值出現(xiàn)在中潮期，最小值為6.57。7、橋

6、區(qū)2003年汛期實測含沙量不大，為63.4mg/l0.8 mg/l之間，其中大潮期為9.919.9mg/l，中潮期為9.625.7 mg/l，小潮期為7.816.9 mg/l。8、工程區(qū)懸沙主要成分為粉砂和粘土，分選中等，粒度區(qū)間為6 10 F（1µm 16µm）。9、大橋所在的海區(qū)基本不受外海波浪的影響，因此，一般情況下風浪不大。大浪主要在秋、冬季，由寒潮天氣形成的偏北大風和夏、秋季的熱帶氣旋及臺風影響造成。據(jù)推算，工程海域100年一遇設計波高H1%達2.95m，相應平均周期為5.3s。10、膠州灣一般年份結冰期為12月中旬至翌年2月中旬，其中1月下旬至2月上旬為盛冰期。

7、膠州灣西部、北部和東北部的灘涂和2m等深線以內淺海內可形成1020cm的固定冰。（三）、工程地質工程物探基本結論如下：1、 橋址處海域海底水深淺而地形平坦，海底標高在-4-6m之間作微小波動（近岸部分除外），僅在K10+600K10+900及K11+500K12+300段分別出現(xiàn)寬為300m和800m的相對深水區(qū)，最大水深僅78m。全線沒發(fā)現(xiàn)任何地形陡坎或陡坡。2、第四系厚度陸域很薄，東側李村河段020m，西側紅石崖段為05m；海域在東厚、西薄的總趨勢下中間變薄：東段厚3542m，西段為225m，中西段K20+700K27+600段厚度為30m左右，而中東段因紅島外延，基巖隆起而第四系變薄，厚

8、度為125m。3、第四系在厚覆蓋段可劃為三層，巖性為淤泥、淤泥質亞粘土(Q4)，亞粘土夾砂(Q3)及粗砂、礫砂夾亞粘土(Q3)，而淺覆蓋區(qū)劃為二層。4、橋位沿線基巖面形態(tài)及埋深分別為：東側陸域基巖面起伏較大，埋深為020m；西側埋深極淺，小于5m；中間海域在東深西淺的總趨勢下在紅島外側呈現(xiàn)水下隆起，海域全線基巖埋深不大，其標高在-45m以上?；鶐r巖性在東側陸域為花崗巖，西側陸域為片麻巖和變粒巖，海域及兩側陸域近海部位（K9K35）主要為凝灰?guī)r、礫巖、安山巖及玄武巖。工程地質情況如下：橋址區(qū)地形起伏較大，地貌類型復雜，陸域地貌主要以剝蝕、堆積地貌為主，海底地貌為水下淺灘。 橋址區(qū)位于中朝淮地臺魯

9、東隆起區(qū)東南部，級構造單元膠萊坳陷中部及膠南隆起東北部，級構造單元朱吳-即墨凹陷南部及膠南凸起東北部。近場區(qū)新構造運動以長期的間歇性的抬升運動為特征，從晚更新世以來構造活動減弱，所有的斷裂均已停止活動，處于較為穩(wěn)定的緩慢上升階段，屬構造穩(wěn)定區(qū)，適宜建橋。橋址區(qū)基巖按時代、巖性劃分為3個大層組、34個亞層。松散層共分為4大層組、23個亞層。其中松散層不可作為橋基持力層，對于基巖，全風化強風化層為不良地質層，橋墩需穿過該層，弱微風化層除層工程性能較差外，其余各層工程性能較好，可直接作為橋基持力層。橋址區(qū)海水對混凝土具有中等結晶類腐蝕和強結晶分解復合類腐蝕，對鋼結構具中等腐蝕性。13工程量統(tǒng)計項目結

10、構說明紅島連接線及接線工程3.2m的樁為38根,花瓶狀墩為38根,有2個三跨一聯(lián)的和8個四跨一聯(lián)的,其中有34×60m李村河互通立交工程樁有30根3.2m、18根2.9m、4根2.5m、12根1.2m、8根2.0m、232根1.5m，花瓶狀墩為54根、實心墩為143根，有4個兩跨一聯(lián)、16個三跨一聯(lián)、14個四跨一聯(lián)、2個六跨一聯(lián)，其中24×20m+23×30+2×35m+37.5m+12×38.75m+14×40m+4×42m+9×50m+3×55m+10×59m+11×60m+61m

11、紅島互通立交工程樁有58根3.2m、102根2.9m，花瓶狀墩為99根、實心墩為61根，有8個兩跨一聯(lián)、13個三跨一聯(lián)、11個四跨一聯(lián)、2個五跨一聯(lián)，其中3×52.5m+32×55m+3×57m+9×57.5m+12×58m+50×60m非通航孔橋工程樁有418根3.2m、32根2.9m、808根1.8m、128根2.2m、224根2.0m、240根1.6m，花瓶狀墩為450根、薄壁墩為1400根，有14個三跨一聯(lián)、158個四跨一聯(lián)、26個四跨一聯(lián)的剛構、2個五跨一聯(lián)，其中670×60m10×59m100×

12、;50m6×55m2×61m通航孔橋工程滄口橋樁為106根2.5m，索塔為8根，輔助墩為8根，過渡墩為8根，其中2×80m2×90m260m；紅島橋樁為48根2.5m，索塔為4根，輔助墩為8根，過渡墩為8根，其中2×60m2×120m；大沽河橋樁為94根2.5m，索塔為一根，輔助墩為4根，過渡墩為4根，其中2×80m260m190m工程總量表樁基直徑（m）3.22.92.52.221.81.61.51.2根數(shù)54415225212823280824023212墩形狀花瓶狀實心薄壁索塔輔助墩過渡墩根數(shù)6412041400132

13、020連續(xù)梁構造兩跨一聯(lián)三跨一聯(lián)四跨一聯(lián)五跨一聯(lián)六跨一聯(lián)四跨一聯(lián)剛構12聯(lián)45聯(lián)191聯(lián)4聯(lián)2聯(lián)26聯(lián)跨徑長度（m）20303537.538.7540425052.5555757.558596061跨數(shù)342321121421093413912207673二、風險評估的基本理論風險評估和風險管理已經作為一種考慮不確定性的決策輔助方法得到了迅速的應用和發(fā)展，目前已廣泛應用于經濟學、社會學、工程科學、環(huán)境科學和災害科學領域中。工程領域對風險方法的關注較晚，專注于橋梁工程的風險評估研究就更少了。目前工程領域中常見的風險定義為：不利事件發(fā)生的概率及可能后果的嚴重度，常用發(fā)生概率與可能后果的乘積來表達。

14、風險評估的最終目的是決策輔助，其突出特點是考慮風險事態(tài)發(fā)生的不確定性，并且將風險事態(tài)發(fā)生的不確定性及其可能造成的損失綜合起來，以可能的損失最小為決策的主要標準輔助決策。同時，通過制定一定的風險接受準則，風險評估是不同領域專家，或是專家與決策者、專家與公眾之間交流的平臺和橋梁。風險評估可以分為確定研究目標和內容、風險識別、風險分析、風險評價和風險對策等幾部分。確定研究內容主要是明確項目研究的范圍、主要目標、執(zhí)行和評價的標準以及涉及項目的各個方面對評估目標的具體責任和權利等。風險識別主要是明確可能出現(xiàn)的各種風險事態(tài)及其發(fā)生的原因，但這一階段并不進行量化分析，只是找出風險類別和起因。風險分析包括風險

15、事態(tài)發(fā)生概率、后果的詳細分析，并得到一個風險量值。風險評價是專家對上述風險分析結果進行評價和分析，對各種分析進行等級評定，形成對各種分析影響程度、重要性的、規(guī)避方法的綜合評價。風險對策是對各種風險形成最終的處理方法，如結構修改、管理改進、橋梁保險等。風險即損失的不確定性或與預期目標的差異。固然可通過一定的措施減少風險，但卻無法消除風險。風險的客觀性使得損失的可能性客觀存在。橋梁施工階段將面臨更多的不可確定因素，將是風險分析和研究的重點。從施工方法方面，將可能采用的施工工藝和流程，對施工中可能遇到的技術風險進行分析和研究，并對施工中將頻繁出現(xiàn)的人為錯誤進行規(guī)律和對策研究。三、青島海灣大橋工程建設

16、風險分析的主要內容交通基礎設施是公益性設施，其質量具有特殊性、公開性和效益性。交通工程質量不僅是產品質量問題，而且關系到國計民生和人民群眾的財產和生命安全，與公眾利益息息相關。開放的交通設施，各行各業(yè)、各種人群都要通過，每一個人都可以對質量的優(yōu)劣進行監(jiān)督評價，而評價的標準又十分直接，其質量的好壞直接影響到行業(yè)、地區(qū)及至政府的形象。青島海灣大橋建設規(guī)模和技術難度史無前例，橋型復雜，技術含量高，建成通車后車流量大，對海灣地區(qū)建橋質量提出了更高更嚴的要求。任何一個細小環(huán)節(jié)的疏忽，都可以埋下嚴重的質量隱患，造成不可挽回的重大政治影響和巨大的經濟損失。質量是工程建設永恒的主題，質量問題不僅是個經濟問題、

17、技術問題，更是個政治問題。作為青島海灣大橋建設者，必須樹立強烈的質量責任感和榮譽感，嚴肅對待質量問題，確保工程建設在質量優(yōu)良的前提下快速向前推進。根據(jù)青島海灣大橋的橋型設計、工程特點，施工過程中通過嚴密的施工組織設計，科學合理的施工工藝來保證施工質量。加強工序控制，嚴格按規(guī)范、標準和設計要求組織施工，履行工序簽證驗收制度。本項目選擇以下方面作為風險分析的主要內容：1、青島海灣大橋GPS綜合應用系統(tǒng)施工精度控制風險分析。2、鉆孔灌注樁施工風險，主要是鉆孔灌注樁存在鋼護筒下沉深度不夠、漏漿、坍孔、掉鉆等風險；橋址區(qū)軟硬巖層分布不均勻，風化差異性大，橋梁施工成孔困難，終孔判別難度大。3、海灣橋梁混凝

18、土結構冬季施工風險。4、高墩區(qū)鋼箱梁安裝滿堂支架施工風險。5、海工混凝土耐久性質量控制風險。6、后張預應力混凝土結構，預應力筋張拉、孔道壓漿質量控制風險。7、自緢式懸索橋施工中的風險。8、水下承臺鋼套吊箱施工風險。9、施工過程中棧橋、鋼管支架、施工平臺等臨時工程船舶撞擊風險。10、人為風險，主要來自業(yè)主和承包商的資質和經驗、施工的組織管理能力和水平、雇傭員工的素質和工地的安全檢查制度。四、青島海灣大橋GPS綜合應用系統(tǒng)施工精度控制風險分析青島海灣大橋跨海距離達28.765公里，施工定位距離長，海上風浪及潮汐影響顯著，而施工中又要求實時、快速和精確的跟蹤定位。顯然，傳統(tǒng)的地面測量儀器（如經緯儀、

19、全站儀、水準儀等）及其定位方法已不能滿足施工定位的需要，而具有遠距、精確、三維、快速、全天候、實時的特點的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）技術正好適應了這一時代發(fā)展的要求。41連續(xù)運行GPS基準站簡介連續(xù)運行GPS基準站系統(tǒng)是利用衛(wèi)星導航定位技術，在一個城市、一個地區(qū)根據(jù)需要按一定距離建立長年運行的衛(wèi)星永久跟蹤站，通過數(shù)據(jù)信網將跟蹤站的數(shù)據(jù)集中處理，然后發(fā)布給用戶，用戶只需一臺接收機就可進行野外作業(yè)，即可進行毫米級、厘米級、分米級、米級的準實時、實時的快速定位，事后定位或導航定位。這樣由基準站構成的網可以實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在網內共享，對用戶可根據(jù)不同需要提供各種精度的定位服務。它不但具有全天候、全自動、

20、實時導航定位功能還可進行天氣預報、災害預測、提供無線通信和電網時間標準和電路檢測等功能。因此，當前國內外建立這種衛(wèi)星定位應用網代替分散的、短期的、靜態(tài)的定位測量已是一種趨勢。這些網的建立不但可以滿足城市動態(tài)控制網的要求，也可以滿足大橋建設、城市規(guī)劃、城市建設、城市管理、災害預測、科學研究等多方面的需求，因此區(qū)域連續(xù)運行的GPS網是多用途的網，它應是數(shù)字化建設的基礎工程。42連續(xù)運行GPS服務系統(tǒng)在大橋中的應用在橋梁設計、施工、監(jiān)測系統(tǒng)設計中，GPS系統(tǒng)在前期主要用于控制網設計、施工放樣。既可以利用陸地上的控制測量，也可以進行江河、海面的施工放樣。為了提供全天候工作，一般建立長期連續(xù)運行參考站系

21、統(tǒng)，這樣等到橋梁建設完成后，也可作為橋梁監(jiān)測管理的一部分。通過GPS差分服務系統(tǒng)，可以實時得到大橋當?shù)氐娜S坐標，并能用于數(shù)據(jù)采集、放樣、監(jiān)測等工作。對于已有的控制點可以通過GPS高程，進行水準高程的聯(lián)測。利用數(shù)據(jù)中心對各個流動站的監(jiān)控功能，可以實時監(jiān)測施工用戶的作業(yè)情況，了解數(shù)據(jù)和施工的質量，在數(shù)據(jù)中心，管理人員可以在室內監(jiān)控施工單位的作業(yè)精度情況，也能全盤掌握工地的測量施工情況，為做出正確的決策提供數(shù)據(jù)基礎，減輕業(yè)主和監(jiān)理單位工作量，而能對全程進行科學管理。43GPS網絡差分系統(tǒng)的原理常規(guī)GPS單站RTK測量方法是能夠實時在野外得到厘米級定位精度，大大節(jié)約了施測時間。但它的主要不足就是隨著

22、用戶站至參考站間距離的增加，系統(tǒng)誤差（主要為多路徑效應、電離層、對流層影響）增加，尤其是在電離層活躍高峰期，作用距離小于10公里，這就使RTK的應用大受限制。網絡RTK是在衛(wèi)星定位綜合服務系統(tǒng)的基礎上建立起來的實用技術，連續(xù)運行站網與處理中心相連，形成一個網絡，處理中心運用一定的技術進行解算，并將解算出來的改正數(shù)實時發(fā)送至用戶站，用戶同時接受衛(wèi)星信號和來自處理中心的信號，求出測站三維坐標。運用網絡RTK，用戶站與參考站距離可增加至40公里，并且縮短了初始化時間，提高了點位精度，增強了可靠性。VRS是網絡RTK中最關鍵技術：處理中心，通過接受整個網絡中所有參考站的數(shù)據(jù)，解算系統(tǒng)誤差改正數(shù)，為用戶

23、特別模擬一個就位于其身邊的虛擬的參考站，因此用戶比使用距離較遠的參考站得出的坐標精度要高的多。VRS工作原理：首先，GPS流動站向處理中心發(fā)送它的概略位置，具體的方式是用移動電話鏈路（如GSM等）或其他手段發(fā)送標準的位置信息。處理中心接收此位置信息并進行誤差計算，再重新向流動站發(fā)送改正過的信息。處理中心將執(zhí)行幾個重要的任務，包括：原始數(shù)據(jù)和并進行質量檢查；存儲和壓縮RINEX數(shù)據(jù)；改正天線相位中心；系統(tǒng)誤差的模型化及估算；產生數(shù)據(jù)為流動站接收機創(chuàng)建虛擬基站位置；產生流動站所在位置上的RTK改正數(shù)據(jù)流；發(fā)送RTK改正數(shù)據(jù)到野外的流動站。44青島海灣大橋GPS綜合應用服務系統(tǒng)的目標和功能該系統(tǒng)采用

24、目前以美國全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS為主先進的全球衛(wèi)星定位技術，并兼顧到其他測量技術。建成青島海灣大橋GPS綜合應用服務系統(tǒng)，將滿足青島海灣大橋控制點布設、施工測量、項目監(jiān)理、移動目標導航、水下地形測量、地面沉降監(jiān)測、基準點位移變化、氣象預報、大橋安全監(jiān)測等對衛(wèi)星的要求。1、建立由3個GPS衛(wèi)星連續(xù)跟蹤站組成的GPS區(qū)域網，成為青島海灣大橋GPS首級控制網。在該網基礎再與原有GPS控制網點聯(lián)測構成二等控制網。這將成為青島海灣地區(qū)高精度三維大地測量控制網。該網將為大橋的建設管理提供高精度的GPS觀測數(shù)據(jù)，使后處理用戶達到毫米級的定位精度。2、利用連續(xù)跟蹤站組成的GPS區(qū)域網。連續(xù)發(fā)布偽距差分信號和載

25、波相位差分信號，使實時用戶能得到不隨距離變化的差分信號。45青島海灣大橋GPS綜合應用服務系統(tǒng)定位誤差分析及采取的措施GPS定位技術在精密控制測量中的應用已非常成熟，但它在大型橋梁工程中的應用還處于起步階段，主要原因是施工現(xiàn)場情況復雜，環(huán)境干擾特別大，不利于GPS觀測，影響GPS定位的精度及其正常使用。海上測量定位產生的誤差，主要來源于儀器、衛(wèi)星信號和環(huán)境干擾三方面，包括儀器誤差、天線相位中心變化、衛(wèi)星軌道誤差、多路徑誤差、其他信號干擾、電離層誤差、對流層誤差、氣象因素影響以及GPS天線與設備相對位置的測定誤差。為了提高海上施工的定位精度，應從測量定位和施工配合兩方面采取有效措施：1、選擇定位

26、精度高、性能穩(wěn)定、初始化時間短和抗干擾能力強的GPS接收機。2、合理選布基準站控制點，設置基準站、控制點間距應小于有效作業(yè)半徑的三分之二，最好為三分之一左右?？刂泣c處應避免無線電干擾和多路徑效應，基準站天線安置高度應滿足數(shù)據(jù)通訊的要求。3、施工過程中應對GPS定位結果進行必要的對比檢核，避免因衛(wèi)星狀況不佳或外界環(huán)境不利等原因造成定位誤差。4、施工過程中，嚴格限制對講機等無線電設備的使用，減少環(huán)境因素對GPS定位的干擾。5、應在系統(tǒng)測定的偏差值趨于穩(wěn)定后再進行施工定位，以排除“假鎖定”現(xiàn)象，確保位置精度滿足施工要求。6、測量人員應與施工人員密切配合，達到定位測量與施工協(xié)調一致，最大限度地減少風浪

27、對定位結果地不良影響。46GPS高程測量的精度控制GPS定位技術的發(fā)展和應用，成功地解決了跨海橋梁工程遠距離施工中平面定位地難題，但受多方面因素的制約，GPS高程測量的精度仍不十分理想，目前僅能滿足樁基和承臺施工的需要。對于定位精度要求較高的橋墩墩身、墩帽及現(xiàn)澆箱梁等部位的高程放樣，仍然需要采用傳統(tǒng)的水準測量、三角高程測量等方法。GPS與重力測量、水準測量、三角高程測量相結合，綜合解算橋梁高程控制點的高程；同時利用正式施工前建立的海上試樁平臺建立高程控制點，有效地縮短高程傳遞的距離；再在前期完工地部分橋墩承臺或墩身上設立加密控制點；采用傳統(tǒng)的跨河水準測量方法進行高程引測，逐步實現(xiàn)兩岸高程的精密

28、貫通，是實現(xiàn)近海工程遠距離施工中高程放樣的一種有效途徑。47小結GPS定位技術以其全天候、高精度、自動化、高效益等顯著優(yōu)點，給海上工程遠距離施工定位提供了一種全新的解決方案，它能有效地解決常規(guī)地面測量技術無法獨立完成地寬水域遠距離施工定位難題，而且能顯著地加快施工進度、提高施工質量和經濟效益、加快實現(xiàn)施工測量自動化和數(shù)字化，但施工過程中定位存在一定的風險，必須保證系統(tǒng)運行的可靠性。在系統(tǒng)設計時，重點考慮可靠性的問題，在設計時采用的主要技術和方法：一是每個基準站單獨成域，保證系統(tǒng)的分布式網絡結構設計；二是對系統(tǒng)設備運行時可能發(fā)生的意外情況進行詳盡的分析，并提出相應的解決方案；三是完善監(jiān)控機制，及

29、時報警及處理問題。GPS技術在橋梁高程測量等方面的應用效果尚不十分理想，需要深入開展相關方面的應用研究。隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進，硬、軟件的不斷完善，GPS測量定位技術將在青島海灣大橋施工中發(fā)揮越來越顯著的作用。五、鉆孔灌注樁施工風險51橋位區(qū)基巖分布概況橋位區(qū)基巖面略有起伏，且埋藏深度較淺，在K8+770K14+250段，頂板埋深25.2032.80 m; K14+250K17+600段，頂板埋深17.0021.60m；K17+600K20+600段，頂板埋深11.2016.70m，K20+600K27+950段，頂板埋深23.0027.90m；K27+950K28+600段，頂板埋深13

30、.6 18.3m；K28+600以西段基巖頂板埋深不超過10m。從東向西，總體趨勢是深淺深淺。橋位區(qū)分布的基巖有軟質巖、硬質巖，具有風華差異性、軟硬不均勻性。1、風化差異性橋位區(qū)風化巖包括全弱風化巖石，其中全強風化巖石的礦物質成分、力學性質與母巖相差較多，尤其是強風化角質巖、泥巖，全風化玄武巖、安山巖，結構較疏松，軟化系數(shù)小于0.3，浸水易軟化，強度低，力學性能較差。2、軟硬不均勻性橋位區(qū)巖性主要為沉積巖和巖漿巖，沉積巖為軟質巖，其天然抗壓強度一般小于2MPa，浸水易軟化，易崩解；而巖漿巖的全、強風化層性質較差，弱微風化層天然抗壓強度1570MPa不等，屬較硬質巖石。又：1、滄口航道橋，東主墩

31、巖性上部為熔結凝灰?guī)r、泥巖，天然抗壓強度0.31MPa，西主墩為弱、微風化的流紋巖，天然抗壓強度29.141.43MPa，強度差異較大。2、大沽河航道橋，東主墩巖性為泥質砂巖、角礫巖，天然單軸抗壓強度0.640.82MPa，屬軟質巖石；西主墩巖性為玄武巖，揭露最大厚度為22.00 m，天然單軸抗壓強度63.6 0MPa，屬硬質巖石。3、K26+780K28+700段玄武巖分布范圍大，局部分布泥質砂巖、角礫巖，強度差異較大。因此，在樁基設計時，既要考慮基巖的埋深情況，又要考慮巖體強度的差異性、不均勻性。不管在沉積巖（角礫巖、泥巖）或巖漿巖段成樁，樁基均應進入弱或微風化層一定深度，既滿足單樁軸向承

32、載力的需要，又要保持樁體的穩(wěn)定。52低墩區(qū)非通航孔橋獨樁施工風險分析低墩區(qū)非通航孔橋采用獨樁獨柱的基礎形式，取消承臺，直接利用樁基護筒作為墩身施工的圍水結構。樁基施工首先利用打樁船插打鋼管樁，搭設工作平臺，利用浮吊和打樁機插打鋼護筒，若采用清水鉆進，鋼護筒要求打入強風化基巖2m左右，護筒較長，壁厚較厚，施工難度較大。成孔后吊放鋼筋籠，澆筑混凝土，混凝土由水上攪拌船供應。1、鉆機選用低墩區(qū)非通航孔橋均采用大直徑樁，樁徑為350（320）、320（290）兩種，樁長3682 m，入巖深度大。根據(jù)基樁特點，采用KP3500和ZSD350等大直徑鉆機施工，須知我國在大直徑鉆機生產方面與國際先進水平差距

33、較大。目前國內這種型號鉆機屈指可數(shù)，這樣造成施工隊伍選擇面很窄。而且由于鉆孔樁嵌入微（弱）風化很深，造成鉆孔樁成孔困難，樁基施工周期長，給后續(xù)橋梁上部結構施工造成巨大工期壓力。2、清水鉆孔的施工風險一般來說，鋼護筒打入強風化基巖2米左右，鉆孔樁采用清水鉆進是可行的。而且施工過程中無泥漿，對膠州灣的環(huán)境保護有利，無泥皮，樁側磨阻較高。但從地質報告看，部分基巖裂縫發(fā)育，若采用清水鉆進，風險相對較大。而且部分軟質巖石浸水易軟化、崩解的特點，需以泥漿護壁，減少孔壁土層的破壞。因此目前正在進行試樁工程將對清水鉆進和泥漿鉆進分別進行工藝試驗，根據(jù)實驗結果，綜合考慮各種因素，在合適的地域選擇合適的施工方法。

34、3、斜孔處理橋位區(qū)軟質巖石和硬質巖石分布不均勻，尤其是分布于軟質巖石中的玄武巖，強度差異較大，施工過程中容易出現(xiàn)斜孔現(xiàn)象。根據(jù)施工經驗，橋墩區(qū)下伏基巖面傾斜度較大，基巖強弱風化層交錯出現(xiàn)，是易出現(xiàn)斜孔的主要原因。施工過程中一旦終孔后檢測發(fā)現(xiàn)樁孔下部出現(xiàn)傾斜，處理起來比較麻煩，只能反復進行掃孔，耗時太多，影響工期，而且成樁質量較差。因此應針對場地巖石層特點，選擇適應能力強的設備和富于施工經驗的隊伍進行施工，施工過程中采用減壓慢進方法鉆進，或改進鉆頭，加設特制的導向環(huán)裝置。53鉆孔樁樁底巖石終孔判別風險青島海灣大橋鉆孔樁數(shù)量多，且嵌巖深度大，施工過程中終孔判別至關重要。支承樁終孔時，對巖渣判斷錯誤

35、而提前終孔，支承樁未進入微（弱）風化巖層，將使樁基承載力不滿足設計要求造成廢樁；摩擦樁施工時不檢查實際地質情況，鉆至設計標高即終孔，可能造成樁周摩擦力不夠，或樁底承載力不能滿足設計要求，造成橋梁下沉。1、終孔樁底巖石風化程度判別原則(1)、巖石發(fā)風化程度定性直觀判別內容為：巖石的顏色、結構、構造、礦物成分、軟硬情況等。(2)、地勘報告的工程地質縱斷面及相應的鉆孔工程地質綜合柱狀圖所劃定風化層的界限。(3)、近靠地質鉆孔的巖層抗壓強度。(4)、鉆機的鉆進速率。2、巖石風化程度的直觀鑒別本段巖石主要為沉積巖、巖漿巖、劃分風化層如下：(1)、強風化：棕紅色、紫褐色，斑狀結構，泥質結構，塊狀結構，含角

36、礫，巖芯呈碎塊狀，巖芯錘擊聲啞，手掰易碎，裂縫發(fā)育完全，較易鉆進。(2)、弱風化：棕褐色、棕紅色、褐黃色，角礫結構、塊狀結構、斑狀結構、泥質結構，巖芯較完整，呈長柱狀、短柱狀、柱狀、碎石狀，強度較高手掰不易斷，裂隙發(fā)育，不易鉆進。(3)、微風化：棕紅色、棕褐色，角礫結構、塊狀結構、泥質結構、斑狀結構，巖芯較完整，呈長柱狀、柱狀、碎石狀，錘擊聲脆不易碎。3、進入微風化和弱風化的鉆進速率參考值當未達到預定設計樁長，且與設計樁長差別不大時，建議用下述標準確定樁基持力層：(1)、鉆機具有鉆巖的功能，在牙輪鉆頭正常磨損范圍內，鉆進速度按以下原則控制，沖擊鉆頭可參照此標準：微風化：進入巖層不小于2.0，鉆

37、進速度小于10c/h。弱風化：進入巖層不小于1.0，鉆進速度小于10c/h；進入巖層不小于75，鉆進速度不小于5cm/h。(2)、巖石飽和單軸抗壓強度大于30MP以上，且?guī)r石顏色新鮮，巖質堅強，敲擊聲脆。4、施工注意事項(1)、由于巖層分布的變化，當原按嵌巖設計的樁，樁底巖石達不到鉆進速度控制原則或強度達不到標準時，應一直向下進行，直到滿足要求為止。(2)、注意辨別鉆進中是否有硬質巖夾軟質巖的假象。(3)、力求樁底標高大致一致。(4)、鉆孔設備應采用帶牙輪鉆頭及沖擊反循環(huán)鉆機，嚴格按施工規(guī)范施工，(5)、鉆進速度計算應以扣除輔助工作時間后的純鉆進時間統(tǒng)計。(6)、由于地質巖性的復雜性，可由設計

38、代表根據(jù)現(xiàn)場情況確定巖層持力層判別。(7)、鉆孔過程中必須有專人準確同步記錄，地質變化時應撈取渣樣并量測孔深位置，做好記錄，渣樣必須保管好，用紙條寫上墩樁號，撈取時間，標高。當進入巖層時，要更加準確記錄進尺速度，要更加頻繁的撈取巖樣，并做好各項記錄。以此作為終孔判別依據(jù)，避免工程隱患。六 海灣大橋冬季施工風險分析膠州灣一般年份12月下旬開始結冰，2月中旬消失，冰期在60天左右。青島海灣大橋要在2008年奧運會前通車，工期緊，混凝土冬季施工不可避免，橋梁混凝土要跨越2005、2006、2007三個冬季施工，而海灣地區(qū)冬季施工存在一定風險，對混凝土結構的耐久性不利，冬季施工容易造成混凝土凍害： 混

39、凝土表面受凍變酥，減小截面的有效截面積。 裸露混凝土受凍，使混凝土喪失強度。 大體積混凝土或大型構件出現(xiàn)裂紋。61混凝土凝結和硬化的原理混凝土冬季施工的一般原理混凝土拌和物澆灌后之所以能逐漸凝結和硬化，直至獲得最終強度，是由于水泥水化作用的結果。而水泥水化作用的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關外，主要是隨著溫度的高低而變化的。當溫度升高時，水化作用加快，強度增長也較快；而當溫度降低到0時，存在于混凝土中的水有一部分開始結冰，逐漸由液相（水）變?yōu)楣滔啵ㄋ?。這時參與水泥水化作用的水減少了，因此，水化作用減慢，強度增長相應較慢。溫度繼續(xù)下降，當存在于混凝土中的水完全變成冰，也就是完全由液相變

40、為固相時，水泥水化作用基本停止，此時強度就不再增長。水變成冰后，體積約增大9%，同時產生約2500千克每平方厘米的冰脹應力。這個應力值常常大于水泥石內部形成的初期強度值，使混凝土受到不同程度的破壞（即早期受凍破壞）而降低強度。此外，當水變成冰后，還會在骨料和鋼筋表面上產生顆粒較大的冰凌，減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結力，從而影響混凝土的抗壓強度。當冰凌融化后，又會在混凝土內部形成各種各樣的空隙，而降低混凝土的密實性及耐久性。由此可見，在冬季混凝土施工中，水的形態(tài)變化是影響混凝土強度增長的關鍵。國內外許多學者對水在混凝土中的形態(tài)進行大量的試驗研究結果表明，新澆混凝土在凍結前有一段預養(yǎng)期，可以增加其

41、內部液相，減少固相，加速水泥的水化作用。試驗研究還表明，混凝土受凍前預養(yǎng)期愈長，強度損失愈小?；炷粱瘍龊螅刺幵谡囟葪l件下）繼續(xù)養(yǎng)護，其強度還會增長，不過增長的幅度大小不一。對于預養(yǎng)期長，獲得初期強度較高（如達到R28的35%）的混凝土受凍后，后期強度幾乎沒有損失。而對于安全預養(yǎng)期短，獲得初期強度比較低的混凝土受凍后，后期強度都有不同程度的損失。由此可見，混凝土凍結前，要使其在正常溫度下有一段預養(yǎng)期，以加速水泥的水化作用，使混凝土獲得不遭受凍害的最低強度，一般稱臨界強度，即可達到預期效果。對于臨界強度，各國規(guī)定取值不等，我國規(guī)定為不低于設計標號的30%，也不得低于35千克每平方厘米。62

42、混凝土冬季施工方法的選擇從上述分析可以知道，在冬季混凝土施工中，主要解決三個問題：一是如何確定混凝土最短的養(yǎng)護齡期，二是如何防止混凝土早期凍害，三是如何保證混凝土后期強度和耐久性滿足要求。在實際工程中，要根據(jù)施工時的氣溫情況，工程結構狀況（工程量、結構厚大程度與外露情況），工期緊迫程度，水泥的品種及價格，早強劑、減水劑、抗凍劑的性能及價格，保溫材料的性能及價格，熱源的條件等，來選擇合理的施工方法。一般來說，對于同一個工程，可以有若干個不同的冬季施工方案。一個理想的方案，應當用最短的工期、最低的施工費用，來獲得最優(yōu)良的工程質量，也就是工期、費用、質量最佳化。目前，基本上采用以下4種方法。 1、調

43、整配合比方法主要適用于在0左右的混凝土施工。具體做法：選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗結果表明，應使用早強硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大，且在早期放出強度最高，一般3天抗壓強度大約相當于普通硅水泥7天的強度，效果較明顯。盡量降低水灰比，稍增水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達到齡期強度的時間。摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引氣劑后生成的氣泡，相應增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動性，改善其粘聚性及保水性，緩沖混凝土內水結冰所產生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。摻加早強外加劑，縮短混凝土的凝結時間，提高早期強度。選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂

44、漿膨脹系數(shù)相近。 2、蓄熱法主要用于氣溫10左右，結構比較厚大的工程。做法是：對原材料（水、砂、石）進行加熱，使混凝土在攪拌、運輸和澆灌以后，還儲備有相當?shù)臒崃?，以使水泥水化放熱較快，并加強對混凝土的保溫，以保證在溫度降到0以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力。此法工藝簡單，施工費用不多，但要注意內部保溫，避免角部與外露表面受凍，且要延長養(yǎng)護齡期。 3、外部加熱法 主要用于氣溫10以上，而構件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構件周圍的空氣，將熱量傳給混凝土，或直接對混凝土加熱，使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。火爐加熱。一般在較小的工地使用，方法簡單，但室內溫度不高，比較干燥，且放出的二氧化碳會使

45、新澆混凝土表面碳化，影響質量。蒸氣加熱。用蒸氣使混凝土在濕熱條件下硬化。此法較易控制，加熱溫度均勻。但因其需專門的鍋爐設備，費用較高。且熱損失較大，勞動條件亦不理想。電加熱。將鋼筋作為電極，或將電熱器貼在混凝土表面，來電能變?yōu)闊崮?，以提高混凝土的溫度。此法簡單方便，熱損失較少，易控制，不足之處是電能消耗量大。紅外線加熱。以高溫電加熱器或氣體紅外線發(fā)生器，對混凝土進行密封輻射加熱。七、通航孔橋鋼箱梁安裝滿堂支架施工風險分析青島海灣大橋有三座通航孔橋，滄口航道橋為雙塔鋼箱梁斜拉橋（80m+90 m +260 m +90 m +80 m）；紅島航道橋為獨塔鋼箱梁斜拉橋（60 m+ 120 m +12

46、0 m+ 60 m）；大沽河航道橋為獨塔鋼箱懸索橋（80 m+190 m+260 m+80 m），三座橋梁鋼箱梁安裝均采用滿堂支架施工法，先插打鋼管樁基礎，在鋼管樁上拼裝主梁支撐平臺，在其上逐個運送梁段至設計位置，然后焊接各梁段。兩座斜拉橋待斜拉索張拉完成后拆除鋼管樁支架，然后主梁滿架成橋；懸索橋是將鋼梁以成橋形焊拼與支架上，并在梁上施加壓重（保證壓重不小于二期恒載），按照從索塔向兩個錨固端的方向分批分次張拉吊索至梁上的錨固位置并錨固，然后拆除支架和壓重，在梁上安裝鋪裝等附屬設施至全橋體系形成。三座航道橋鋼箱梁安裝支架高度大，均在40 m以上，支架搭設面積大，而且處于海上施工，支架的搭設、拆卸

47、難度大，而且支架系統(tǒng)的承載力、彈性及非彈性變形、穩(wěn)定性是否滿足要求，直接決定三座通航孔橋梁上部結構施工成敗，風險很大。71 支架系統(tǒng)設計鋼箱梁滿堂支架體系由Q235鋼管樁（80）、砂箱、分配梁、貝雷桁片組成，鋼管間采用法蘭連接。立柱間有型鋼平聯(lián)和剪刀撐，平聯(lián)與鋼管間及鋼管節(jié)段間全部采用銷接。為了方便卸落支架，每根鋼管頂設卸落砂箱，砂箱頂部設分配梁，縱向設貝雷桁片，型鋼橫橋向鋪設在貝雷桁片上。鋼管樁搭設采用打樁船或大型浮吊，根據(jù)計算確定基樁入土深度，并要參照棧橋施工經驗。設計荷載分析：1、鋼箱梁自重；2、施工人員及機具荷載；3、支架系統(tǒng)自重；4、風荷載；為確保安全與穩(wěn)定，對支架系統(tǒng)進行空間有限元

48、靜力計算和屈曲分析。支架在自重和風荷載作用下的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)不小于1.5。72 支架的預壓及預拱度設計預壓是檢驗支架設置和理性、安全性的重要手段，可以達到以下目的：1、消除支架的非彈性變形；2、檢驗支架是否穩(wěn)定可靠；3、檢驗基礎沉降，預留合理拱度?，F(xiàn)場采用沙袋或混凝土預制塊靜預壓法，按120%設計荷載預壓。每天觀測支架的標高，并按預壓后實測的彈性變形量確定跨中預拱度值，然后按拋物線整孔布置。八、海上混凝土的耐久性質量控制分析青島海灣橋一期工程非通航孔橋全長約23.601km，分為李村河互通主線非通航孔橋、青島側滄口航道橋非通航孔橋、滄口航道橋紅島互通非通航孔橋、紅島互通主線非通航孔橋、紅島互通

49、紅島航道橋非通航孔橋、紅島航道橋大沽河航道橋非通航孔橋、黃島側非通航孔橋，共為七部分，全部為混凝土結構。三座主通航孔橋下部結構也都為混凝土結構，因此研究混凝土的耐久性極其重要。所謂混凝土的耐久性,是指在使用過程中,在內部的或外部的,人為的或自然的因素作用下,混凝土保持自身工作能力的一種性能。或者說結構在設計使用年限內抵抗外界環(huán)境或內部本身所產生的侵蝕破壞作用的能力。鋼筋混凝土結構的耐久性研究,分為材料的耐久性研究、構件的耐久性研究和結構耐久性研究三個層次。自19世紀20年代波特蘭水泥問世以來,混凝土材料及其應用技術得到了迅速發(fā)展。然而在許多國家中,混凝土都面臨著耐久性不良的嚴重問題,尤其是處于

50、海洋或惡劣環(huán)境下,混凝土結構耐久性不良的問題更加突出。我國正處于經濟高速發(fā)展時期,許多耗資巨大的重要建筑(構筑) 物,如跨海大橋等,這些處于海洋或惡劣環(huán)境條件下混凝土結構的耐久性自然成為土木工程界關注的焦點。眾所周知,混凝土在海洋環(huán)境中會發(fā)生侵蝕破壞,這種破壞的主要原因是混凝土遭受環(huán)境中氯離子、鎂離子和硫酸根的侵蝕,這些有害離子通過混凝土孔隙進入到內部,并與混凝土中的氫氧化鈣及水化鋁酸鈣作用生成新的鹽類物質,生成的難溶鹽類物質往往產生較大的體積膨脹,在孔隙的內部產生很大的內應力,長期的積累會使混凝土開裂;一些可溶性的鹽在海水的反復沖刷下溶解析出,使混凝土孔隙率增加,增大了氯離子滲入混凝土內部的

51、孔道,加劇了鋼筋銹蝕,并使混凝土漲裂剝落。另外,如果水灰比控制不嚴,施工質量較差,混凝土振搗不密實,甚至出現(xiàn)蜂窩麻面等現(xiàn)象,這些都會加劇鹽溶液環(huán)境對混凝土的侵蝕,使結構變得松軟,強度降低,耐久性下降。海水對混凝土結構有巨大的腐蝕性,由于海水與混凝土接觸部位的不同,產生的腐蝕性也不盡相同,其中在水位變化區(qū),即潮汐潮落區(qū),混凝土受到的腐蝕最為嚴重。在這一區(qū)域,潮汐時,混凝土直接受到海水的沖刷、浸泡;潮落時,混凝土要經歷干濕循環(huán)、凍融循環(huán)等物理化學綜合作用。81 耐久性問題的特點耐久性問題具有以下特點:1、引起結構耐久性問題的因素往往有多個。事故調查分析表明,很少有單個因素引起耐久性問題的情況。2、

52、耐久性問題往往由結構的表層開始,一般都有明顯的外觀特征,如裂縫、銹漬、剝落等。3、耐久性對抗力和使用功能的影響有一個漫長的發(fā)展過程,一般幾十年的損傷累積才會造成嚴重的后果。4、耐久性問題一般開始時表現(xiàn)為對外觀和使用功能的影響,往往不存在安全問題。但長期積累以后可能發(fā)生承載能力方面問題,有時甚至是脆性破壞。82 影響耐久性的因素混凝土結構是由多種材料組成的復合人工材料，由于結構本身的組成成分及承載力特點，其抗力有初期增長和強盛階段，在外界環(huán)境和各種因素的作用下也存在逐漸削弱和衰落的時期；經過一定年代以后，甚至會不能滿足設計應有的功能而“失效”。因此，混凝土結構也是有使用年限(壽命)的。（一） 混

53、凝土的缺陷對耐久性的影響混凝土結構中的鋼筋，作為金屬材料在酸性介質作用下會受到銹蝕而被削弱；而作為結構主體材料的混凝土也存在缺陷?；炷林凶鳛楣橇系纳啊⑹w積基本是穩(wěn)定的；而水泥膠體在凝固硬化的過程中體積縮小，在界面上形成許多裂縫。這些并不連續(xù)的裂縫在受力或收縮、并在溫度作用下會互相貫通，形成裂紋并延伸到結構混凝土的表面?；炷猎跐仓髸l(fā)生離析、泌水現(xiàn)象，多余水分溢出而形成毛細孔道并在鋼筋或粗骨料下窩水而形成疏松層，伴隨產生混凝土沉陷，受到鋼筋阻攔后還會發(fā)生沿鋼筋的縱向裂縫。此外，攪拌、澆筑和振搗時混凝土中還會加入氣體而形成氣泡、孔穴。所以說混凝土天生就存在著許多孔道、裂縫，這些缺陷都可以成

54、為有害介質入侵的通道，并且隨著時間的推移而顯示出混凝土缺陷的嚴重性這就是影響混凝土結構耐久性的根源。由于混凝土中的這些缺陷，環(huán)境中的水及侵蝕性介質就可能滲入混凝土的內部，產生碳化、凍融、銹蝕等作用而影響結構的受力性能,并且建筑物在使用年限內結構還會受到各種機械物理損傷(磨損、撞擊等)及沖刷、溶蝕、生物侵蝕的作用。（二）裂縫對混凝土耐久性的影響混凝土結構中的裂縫,一般有七種成因:1、構造處理不當造成的混凝土裂縫；2、混凝土的干縮引起的裂縫；3、由于堿-骨料反應(AAR)引起的裂縫；4、由于外界溫度變化引起的裂縫；5、由于鋼筋銹蝕引起的裂縫；6、由于荷載作用引起的裂縫；7、太陽輻射、混凝土老化、徐

55、變及疲勞作用引起的裂縫。由于其成因不同，對結構的耐久性影響是不同的。第(1)種裂縫，由于其深度較淺，對耐久性的影響是可以忽略的；第(3)種裂縫，在正常結構中是不允許的，屬于特殊問題，在此暫不討論；第(5)種裂縫的出現(xiàn)就意味著結構耐久性失效，也失去進一步討論的意義；一般情況下，僅討論(2)、(4)、(6)和(7)類裂縫對結構耐久性的影響?；炷亮芽p對結構耐久性產生影響，主要是因為裂縫增大了混凝土的滲透性，使空氣中的有害氣體或物質容易滲入混凝土內，致使鋼筋鈍化膜較早破壞，鋼筋產生銹蝕。除裂縫的寬度外，裂縫的深度、長度、走向、搭接和發(fā)展趨勢都會對混凝土耐久性產生不同的影響。而目前恰恰又缺少這方面的研

56、究，因此加強裂縫(宏觀或微觀)特征的研究將對解決混凝土結構耐久性發(fā)揮重要作用，也將成為一個新的研究發(fā)展方向。混凝土結構裂縫控制與耐久性是目前結構工程界和材料界的研究前沿,它是一個涉及材料、設計、施工、使用維護等多學科、多領域的綜合性課題。我們必須認識到，除非找一種各方合作的方法，否則很難使混凝土達到良好的耐久性。這也是目前各國普通存在的問題。要使混凝土結構裂縫得到有效控制,最大限度地提高混凝土工程的耐久性,就必須加強科研,利用新技術、新方法,加強材料工程師、結構設計者、施工人員等之間的合作關系,甚至通過宣傳教育使用戶對建筑物進行合理地使用和維護。（三）鋼筋銹蝕對混凝土耐久性的影響在實際應用中,

57、混凝土絕大部分是以鋼筋混凝土組合結構使用，其中鋼筋對混凝土起增強作用，混凝土因呈高堿性對鋼筋起防止銹蝕的保護作用。當混凝土不夠致密或存在某些宏觀缺陷時,往往引起外部有害介質的侵入，使鋼筋發(fā)生銹蝕膨脹，導致混凝土剝落和進一步開裂，最終引起結構的劣化和失效。因此怎樣有效地保證鋼筋不產生銹蝕是結構耐久性和安全性研究中的一項重大課題。使混凝土中鋼筋銹蝕的首要條件是炭化和脫鈍,只有將覆蓋鋼筋表面的堿性鈍化膜破壞,鋼筋的銹蝕才成為可能。其次是水和氧,這是鋼筋銹蝕化學反應所必需的物質。當然,侵蝕性的酸性介質也是必須的,污染引起酸雨及其他有害物質溶于水而通過孔道,縫隙進入混凝土,到達鋼筋表面引起銹蝕。鋼筋銹蝕后體積膨脹將保護層混凝土脹裂,反過來又加速腐蝕的速度,最后導致保護層剝落。氯離子有很強的活性,極易破壞鋼筋表面的鈍化膜而引發(fā)鋼筋的銹蝕。使用以氯化鈣為主要成分的促凝劑會造成鋼筋腐蝕,此外攪拌混凝土若混入海砂、海水也是重要原因。除摻入氯鹽以外,外界環(huán)境中也存在氯離子入侵的可能性。鋼筋在應力狀態(tài)下會發(fā)生電位變化,使由于電化學作用產生的銹蝕加速發(fā)展。尤其是處于預應力狀態(tài)下的預應力鋼筋、鋼絞線截面面積不大,加上應力腐蝕對截面的削弱,有可能發(fā)生脆性破壞。除了