建筑技術(shù)進步需要打破專業(yè)樊籬

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摘要：當(dāng)前專業(yè)樊籬存在的現(xiàn)狀影響著混凝土技術(shù)的進步和結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量，乃至整個土木工程結(jié)構(gòu)的耐久性。劃分過細(xì)的專業(yè)培養(yǎng)出的人才缺少與工程有關(guān)的知識和知識相互之間的滲透。建筑技術(shù)需要具備“準(zhǔn)確地認(rèn)識和決策”的“通識能力“的人才。專業(yè)樊籬的存在是歷史造成的，打通專業(yè)樊籬是歷史發(fā)展的需要。
 

關(guān)鍵詞：建筑技術(shù)進步

一、專業(yè)的樊籬──當(dāng)前土木建筑工程領(lǐng)域?qū)I(yè)隔離的現(xiàn)狀

　　先舉一個實例。有一座商業(yè)大廈（現(xiàn)今，這樣的建筑物并不是個別的），建筑師按要求將底層設(shè)計成大空間，故柱子少而間距大，不需要大開間的上部20幾層商業(yè)樓則要增加柱子。從力學(xué)上來說，任何結(jié)構(gòu)物的死荷載與活荷載都由墻、柱或墩、樁等支撐構(gòu)件傳遞給基礎(chǔ)（可以有不同形式），最終再由基礎(chǔ)傳遞給地基。地基是上部結(jié)構(gòu)的“根”。墻或柱等傳遞垂直荷載的構(gòu)件是必須“生根”的。由于建筑設(shè)計是最先滿足業(yè)主需要的（功能、視覺）環(huán)節(jié)，長期形成建筑設(shè)計說了算的慣例。適應(yīng)因現(xiàn)代人類活動需要而出現(xiàn)的底層大開間、大跨度的高層建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)明了轉(zhuǎn)換梁來承受上部無法“生根”的柱子。該轉(zhuǎn)換梁實際上起上部柱子的“基礎(chǔ)”作用。本實例中的結(jié)構(gòu)工程師就是這樣“遵”建筑師的“命”而采用了轉(zhuǎn)換梁。因“負(fù)擔(dān)很重”，該轉(zhuǎn)換梁被設(shè)計成斷面為高3.5m、寬2.5m的龐然大物(雖然在結(jié)構(gòu)上這也是梁)。梁內(nèi)配置一根工字梁，工字梁上下各三層Φ30鋼筋，鋼筋凈間距只有幾毫米（見圖1所示）。建筑師認(rèn)為，如何實現(xiàn)我的設(shè)計，是結(jié)構(gòu)設(shè)計的事；而結(jié)構(gòu)工程師也不考慮這樣的斷面和配筋如何施工。施工單位將這種密集的鋼筋骨架綁扎完畢后，不知如何才能讓石子最小粒徑也有5mm的混凝土通過只有5～6mm的鋼筋間隙。最后由混凝土專家勉強用不需震搗的自密實混凝土來解決。說“勉強”，是因為即使不需震搗的混凝土從梁的側(cè)面工字梁腹板的位置靠泵壓灌入模板，密集的鋼筋仍然無法被混凝土很好地包裹，只能進去一些砂漿。至于上下表面的保護層，則只能從外面抹上去，其密實性與均勻性就不能不令人生疑了。

　　同一領(lǐng)域中專業(yè)劃分過細(xì)之后，逐漸形成專業(yè)的樊籬，造成從建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備設(shè)計到施工和材料各專業(yè)形成了“指令”的階梯，這個“指令”就是你“要配合我”,“滿足我的要求”。各專業(yè)之間沒有相互溝通，沒有相互了解，沒有相互交流，缺少相互支持與合作。長期以來，建筑設(shè)計著重點是滿足功能和視覺的要求；結(jié)構(gòu)設(shè)計要按照建筑設(shè)計著重從強度上保證安全性；施工則保證設(shè)計的實現(xiàn)；對材料的要求，由施工者說了算。各行其是，一級管一級。實際上處在一定環(huán)境中的結(jié)構(gòu)工程，在正常情況下，幾乎沒有因承載力不足而破壞的，原因主要在材料和施工。以混凝土結(jié)構(gòu)為例，過去在混凝土強度不高，技術(shù)較簡單的情況下，盡管對不懂材料的設(shè)計和施工通常沒有明顯的影響，也還是出現(xiàn)過因材料和設(shè)計不匹配而發(fā)生問題。如1971年我國當(dāng)時的機械工業(yè)部頒布了一項規(guī)定，禁止在濕熱環(huán)境下使用高鋁水泥。這一規(guī)定的出臺源于盛產(chǎn)高鋁水泥的南方某城市一項工程事故。當(dāng)時設(shè)計人員只知道高鋁水泥早期強度高，并不知道它只有溫度在25℃以下才能穩(wěn)定，超過25℃的潮濕環(huán)境中則會因水化物結(jié)晶轉(zhuǎn)化而強度急劇下降。該城市常年氣候濕潤，四季溫暖。在結(jié)構(gòu)主體澆筑混凝土數(shù)日后，所有混凝土表面用手就能摳掉。類似的錯誤后來在北京也出現(xiàn)過，在用含膨脹組分的澆筑水泥灌注預(yù)制梁、柱節(jié)點時，使用了電熱法加速硬化，結(jié)果所灌注的混凝土成了“豆腐渣”。更早的例子如在鋼筋或預(yù)應(yīng)力混凝土中使用氯化鈣做早強劑等。這些都是因為設(shè)計和施工人員只認(rèn)強度而不了解材料其他物理、化學(xué)性質(zhì)所致。而對于“用膨脹劑防裂為什么有時反而裂得更厲害？”“摻用合成纖維就能防裂嗎？”這樣一些問題，則恐怕連材料工程師也不能正確地解答。在現(xiàn)今混凝土材料更加復(fù)雜、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題日益突出的情況下，“結(jié)構(gòu)設(shè)計人員不了解混凝土，就不是一個真正完全的設(shè)計師”^[2]。
　　由于專業(yè)的樊籬和傳統(tǒng)觀念的影響，從業(yè)主開始，對結(jié)構(gòu)物主要就要求承載力，對材料就要求強度；而施工方在加速資金周轉(zhuǎn)的利益驅(qū)動下，也迫使混凝土早期強度不斷提高。混凝土主要原材料水泥和骨料的生產(chǎn)也就應(yīng)市場的需求而變化。100多年來水泥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，主要體現(xiàn)在其活性不斷提高、強度發(fā)展加快。而加快強度發(fā)展速率主要靠增加水泥熟料礦物中C₃A和C₃S的含量和粉磨細(xì)度。由圖2可見，由于專業(yè)的隔離，水泥的使用者和水泥生產(chǎn)者都不知道這樣的技術(shù)措施除提高混凝土強度發(fā)展速率外，會帶來什么負(fù)面影響；而目前粗骨料質(zhì)量越來越差的原因，也與用戶對強度的要求有關(guān)。在現(xiàn)有絕大多數(shù)落后的骨料生產(chǎn)技術(shù)條件下，巖石強度越高，破碎后的粒形越差，針、片狀顆粒也越多，以致公稱連續(xù)級配的石子實際上幾乎沒有5～10mm顆粒存在，這是目前混凝土用水量和膠凝材料用量居高不下的主要原因。但是只要有人買，石子生產(chǎn)商絕不會顧及對混凝土品質(zhì)的影響。

圖2  專業(yè)的樊籬造成的后果示意

　　現(xiàn)狀正如Nevill所述：“一個人當(dāng)然不可能具備所有必要的知識，因此設(shè)計者可以簡單地咨詢材料專家，然而，除少數(shù)特例外，大多數(shù)結(jié)構(gòu)工程師對混凝土的行為都缺乏必要的了解；材料專家又多是一些純粹的科學(xué)家，對結(jié)構(gòu)的問題缺乏了解，結(jié)果他們不知道什么問題要回答，而設(shè)計人也不知道要問些什么”^[2]。工程中出現(xiàn)問題時，不知怎樣才能找到真正的原因和怎樣從根本上來解決。
　　不僅如此，國內(nèi)新興的房地產(chǎn)商也參與打造了這種專業(yè)樊籬。為了某種防范需要，有個不成文的規(guī)定：水泥由業(yè)主（甲方）供應(yīng)。而業(yè)主對混凝土和水泥的了解更少，更不知道為避免混凝土早期開裂影響耐久性，除了強度之外，水泥應(yīng)具有哪些品質(zhì)。

二、打通專業(yè)樊籬是時代的要求

　　分工是人類生活和生產(chǎn)的需要，顯然任何個人都不能靠自己獨立的活動滿足自身的全部需要，必須借助于他人的勞動和產(chǎn)品。最早形成分工的因素是不同的性別、年齡、能力以及所處環(huán)境條件的差異，這就是在生產(chǎn)力低下原始自然經(jīng)濟社會的自然分工。隨著生產(chǎn)發(fā)展和商品出現(xiàn)，生產(chǎn)和勞動的分工逐漸發(fā)展成社會分工。