工程质量新概念和管理标准体系

工程质量新概念和管理标准体系—姚兵同志在建设与房地产管理国际学术研讨会（ICCREM2009）上的讲话工程质量是建筑业永恒的主题，它不仅影响建筑市场主体的利益，也影响着人民群众的生命和财产安全。今天结合建设与房地产工程建设实际，讲一讲工程质量在新形势下应包含的四大概念，并介绍与工程建设相关的管理标准体系。一、工程质量的新内涵及制度创新随着国家投资体制和工程建设管理体制改革的进一步深化，特别是住房制度改革的深化，社会对于工程质量的期望越来越高，工程质量已经不再是单纯追求满足建筑物的结构安全和使用功能，仅仅满足符合性要求，完善的工程质量应以顾客满意为宗旨，内涵包括结构质量、功能质量、魅力质量和可持续发展质量四大新概念。1．结构质量结构质量是建设工程质量价值实现的核心，一旦发生结构质量隐患，后果就不堪设想。建设工程结构质量的优劣，不仅决定工程质量的好坏，而且涉及人民生命财产的安全。建筑结构的安全、可靠是建筑工程质量的重要指标。结构安全既包括正常使用条件下的安全、耐久、适用，也包括极端条件下（如地震、台风、冰冻灾害）工程的良性破坏和工程使用人的人身安全。现就目前工程结构质量状况，从合理寿命、抗灾能力、结构优化三个方面来探讨结构质量对建筑物质量的作用。1.1.合理寿命1.1.1.工程使用寿命现状大型工程项目的结构损坏造成使用寿命缩短的实例不断映入眼帘，令人十分痛心。据统计资料显示，分别建于1984年和1989年的济南、潍坊机场的跑道早已不能使用；北京三元里立交桥和天津八里台立交桥，使用不到10年就出现较大裂缝；上海站的枕轨仅使用8年就破损2/3；1980年投入使用的西直门立交桥已经加固；1990年交付的国家奥林匹克体育中心已经大规模修补等等。以上工程主体结构一次使用寿命均不到50年，有的不到20年甚至不到10年。这些80年代的工程按当时设计施工是符合国家规范的，但随着改革开放的发展，这些结构严重的超负荷使用，所以出现了诸多问题。而近年来一些工程在工程交付不久就出现结构质量问题，虽然不存在安全隐患，但主体结构的裂缝也严重影响使用寿命。如2004年就投入建设的沈阳虎石台公铁立交桥在建当年准备竣工时发现较大裂缝，致使2009年才交付使用。竣工仅2年的南京汉中门大桥，在2009年12月被发现其花岗岩栏杆出现50多处裂缝，影响正常使用。由于结构质量不合格，我国建筑物实际使用期限的统计资料显示出工程使用寿命远远低于预期水平。对于办公楼、住宅旅馆、医院及学校等建筑物，除钢筋混凝土结构平均使用年限为51年以外，砖石、砌块结构平均使用年限43.75年，一些建筑在使用过程中存在安全隐患。工业建筑物的结构破损比较严重，其结构的使用寿命不能保证50年，这与我国规范规定的普通房屋结构所要求的50年以上或100年及以上的使用年限相差甚远。1.1.2结构质量对工程合理寿命的影响根据《民用建筑设计通则（试行）》，一般认为按民用建筑的主体结构确定的建筑耐久年限分为四级：一级100年以上，适用于重要的建筑和高层建筑（指10层以上住宅建筑、总高度超过24米的公共建筑及综合性建筑）；二级耐久年限为50—100年，适用于一般建筑，三级耐久年限为25—50年，适用于次要建筑；四级为5年以下，适用于临时性建筑。若对于地基和主体结构发生质量缺陷，是否在合理使用寿命内引起争议，应首先确定该建筑物的合理使用寿命。根据2001年1月1日实施的《建设工程质量管理条例释义》规定：工程合理使用寿命是指从工程竣工验收合格之日起，工程的地基基础、主体结构能保证在正常的情况下安全使用的年限。工程合理使用年限也是勘察、设计单位的责任年限。建设工程结构的耐久性与建筑物的使用寿命密切相关，结构耐久性越好使用寿命越长。而工程结构的使用寿命又取决于以下四个方面的因素。（1）材料的自身特性。以钢结构为例，由于钢材的强度主要与受力大小和受力性质有关，如受弯构件，采用高强度的钢材很容易由挠度或局部失稳控制截面，使强度不能充分发挥；受压杆件，细长压杆整体稳定与承载力和钢材强度无关，可采用低强度钢材；中长压杆及短杆，当内力不大时不一定有利；受拉杆件，当杆件内力不大时，采用高强度钢材使截面过小，可由长细比控制。（2）结构的设计与施工质量。设计因素如材料的选择、强度的值、设计计算与构造措施等，施工因素如焊接材料的选择、防火涂料的选择、连接处的处理、施工质量控制等，都直接影响结构的寿命。如为了延长工程的使用寿命，钢结构施工工艺要求涂两道防锈漆，并且彩钢板用电镀锌且镀锌标准为最低180克，需要两涂两烘，这样来增加外围保护层的抗腐蚀能力，钢筋的寿命也能延长。（3）结构所处的环境。外界环境因素对结构寿命的影响十分显著。以钢结构为例，在所有环境因素中，钢筋腐蚀的危害最大。建筑物的钢筋在干燥环境下是不容易锈蚀的，多数房子在50年里不会因为钢筋锈蚀而受损，但是在潮湿的环境下或者有氯化物侵蚀的建筑物，一般的边缘带、角部、女儿墙较易损坏，钢筋易锈蚀，保护层易脱落。（4）结构的使用条件与防护措施。结构的使用条件和特定的防护措施、寿命期间的维护不同，将使结构内在寿命延长。正常大气环境和应力状态下，钢结构大约腐蚀深度为每十年0.4mm（有腐蚀条件的建筑除外）。因此对钢结构建筑的说明应注明使用条件和维护要求。我国至今对建筑物使用阶段的使用安全与维护管理还在逐步规范中。（5）一次性投资。结构使用寿命与一次性投资有关，一次性投资越大，建筑物的使用年限越长。如欧洲的很多钢结构建筑物已建造了近百年，至今完好。目前很多业主在选择钢结构承包商时，都愿意用较大的成本换取钢结构的终身保修，这样的做法虽然一次投资大，但在一定程度上保证了钢结构的使用寿命。世界预制轻钢结构建筑系统设计、制造的领先者巴特勒公司的钢结构建筑都能保证使用百年以上。1.2抗灾能力1.2.1工程抗灾能力现状随着人类社会的发展和进步，灾害带来的损失也越来越严重。我国是一个多自然灾害的国家，地震、风灾、水灾、火灾等灾害，均造成过重大损失，尤其是对建筑物。（1）地震：是迄今具有巨大潜能和最大危害性的灾害，我国约46%的城市和许多重大工程设施分布在地震带上，约2/3的大城市处于地震区，200余座大城市位于地震烈度7度以上地区，20座百万以上人口的特大城市位于地震烈度8度的高强地震区，历次地震都不同程度地对建筑物造成了损坏。2008年5月12日，四川汶川地震震级达到里氏8级，地震造成百万房屋倒塌，千万间房屋损坏，北川县城、汶川县映秀镇等部分城镇夷为平地，初步估计此次地震及其引起的次生灾害造成灾区基础设施损失超过1800亿元。为了减弱地震的损失，现行的2001规范，《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）（2008年汶川地震后作了局部修订），从2002年1月1日实施，1989和2001规范引入了弹塑性分析法和时程分析法抗震计算，提出了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防原则。但除此之外，建筑物的受损情况除了与震级作用大小有关外，还跟场地条件、设计、施工等多种因素有关。（2）风灾：全球超过15%的人口居住有热带暴风雨危险的地区，如美国东南部、日本、菲律宾等，其中包括我国沿海。另外，东起台湾、西达陕甘、南迄两广、北至漠河，以及湘黔丘陵和长江三角洲，均有强龙卷风。随着城市经济的发展，一座座标志性的高层建筑拔地而起，人们更加关心风这个自然因素对高层建筑的影响。美国JohnHancock大楼受风灾影响，更换了10348块玻璃，增加预算830万美元。国内近几年来建筑物的玻璃幕墙、屋顶搭盖物被大风吹毁的事例也不少。如浙江大学逸夫楼在一夜大风劲吹下，所有的幕墙玻璃几乎都被吹毁。至于台风季节建筑物、结构物、幕墙玻璃及覆盖物等被风吹毁的事例，在沿海城市更是屡见不鲜。风灾的课题，已责无旁贷地展现在今日城市规划、建筑设计部门、施工单位的面前。如同城市中大气污染、噪声污染、光污染、采光权纠纷等环境问题一样，能否在高层建筑的规划与布局伊始就周密地考虑到优化风环境，防范不测风灾，而进行认真的论证和试验，这已成为评估城市建设规划优劣的一个重要衡量指标。（3）火灾：随着国民经济的发展和城市化进程的加速、人口和建筑群的密集，建筑物的火灾概率大大增加，我国平均每年火灾6万余起(60800次/年)，其中建筑物火灾占火灾总数的60%左右，因火场温度和持续时间的不同而造成的灾害，使不少建筑物提前破损，使更多的建筑物受到严重损坏。（4）水灾：我国大陆海岸线长达18000km，全国70%以上的城市，55%的国民经济收入分布在沿海地带，每年仅因海洋灾害造成的直接经济损失超过20亿元，目前我国1/10的国土、100多座大中城市的高程在江河洪水位以下；我国每年水灾导致房屋倒塌发生数十万到数百万起，比地震严重得多。1.2.2结构质量对工程抗灾能力的影响随着科技的进步，房屋不再是为人们提供遮风避雨的场所，有了越来越多的其他功能。然而，当灾难来临，仍有大部分工程抵挡不了强烈的冲击而纷纷倒下。各种灾害往往造成城市建筑物群破坏和倒塌，尤以地震灾害为甚。1976年唐山发生7.8级地震，由于没有抗震设防，造成了24万人死亡，经济损失超过百亿元，10年过后，这座城市才恢复元气。而1985年智利瓦尔帕莱索市，同样是7.8级地震，人口183万，由于其预先采取了有效的抗震设防措施，只有150人死亡，不到一周，整个城市便恢复原样。建筑材料的不同，工程结构的不同，直接影响着工程抗灾能力的强弱。（1）不同年代按不同抗震设防标准修建的房屋，震害明显不同。我国自1978年开始，不定期颁布和修订建筑抗震设计规范，形成了不同版本的规范。从各年震害显示，1990年以后修建的房屋震害情况有显著减轻的趋势。1989规范以前，框架结构抗震设计主要基于安全系数法，从1989规范开始，采用了基于以概率理论为基础的极限状态设计方法，提出了强度验算和变形验算这一更高的要求；在砖混结构方面，人们对圈梁和构造柱重要性的认识也是逐步提高的，1978年以前对6度区砖房没有圈梁和构造柱的设置要求，对7～9度设防的砖房在3～6层内也没有要求设置构造柱，1989和2001规范在圈梁和构造柱的设置上提出更高的要求，符合这些要求的房屋建筑，震害明显减轻。（2）不同的典型住宅结构对灾害的抵抗程度不同。土木石结构最容易受到破坏，46.56%的村镇在遭受灾害后都会损毁1/2以上的土木石结构住宅，地震、洪水和火灾是主要的灾害。砌体结构易受损的程度次之。其中，砌体结构的主要灾害是洪水、火灾、地震和风雹雪灾；砖混结构的主要灾害是洪水、火灾、沙暴和风雹雪灾。最有抵抗能力的是钢结构，而且这种结构对大多数灾害的抗灾能力都较强，是未来建筑结构的重要发展趋势。（3）水泥、混凝土标准改变后，房屋震害减轻。20世纪90年代以来，国家对水泥和混凝土的标准进行了重大调整：一是淘汰了旧标准中广泛使用的275号和325号两个低标号水泥，新标准规定的水泥强度最低等级为32.5（2008年又被淘汰），相当于旧标准的425号水泥，大大提高了水泥强度等级；二是混凝土标号改为混凝土强度等级与国际接轨，强度有所提高。如：新标准C20等级混凝土比原200号混凝土强度提高了11%。材料标准上的不断改进，有助于水泥砂浆和混凝土强度的提高，有助于结构抗震性能的提高，在汶川地震倒塌的房屋中，2000年以后修建的极少。（4）不同的墙体材料，房屋震害差异较大。钢结构的抗灾能力较强，汶川地震中门式钢架轻型钢房屋没有一幢倒塌，与周边房屋的倒塌和破损形成鲜明对比。而由钢筋混凝土构筑的剪力墙结构房屋，普遍震害也较轻。由各种烧结砖、混凝土砌块、轻质墙体材料等组成的框架填充墙，震害比较严重，但也有大致的规律：空心砌块墙震害大于实心砌体墙；无筋墙体震害大于有筋墙；加气混凝土轻质墙震害大于普通烧结砖墙体。1.3结构优化1.3.1工程结构优化的现状（1）建筑材料选用的现状随着我国建筑业的不断发展，规模的不断扩大，消耗了大量的自然矿物资源、能源，同时又向大气中排放大量的有害气体，严重污染环境、破坏生态。由此带来的资源枯竭、环境破坏，已经引起人们的警惕。据统计，我国建筑业每年消耗的混