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2019-05-08 15:48

  冻害现象一直是制约水利工程发展的重要问题之一,如果处理的不好不仅会给施工过程带来极大的难度,而且还会降低水利工程的质量,影响其正常的使用寿命,尽管我国的水利工程发展的速度十分显著,但是一些冻害现象还是时有发生,必须要采取有效的措施加以治理,更好地促进水利工程的发展。   1、冻害现象的成因   水利工程发生冻害现象的原因可以分为内因和外因两种,比如地基土冻胀、融沉、以及冰冻现象等都是一些自然原因的破坏作用造成的,这些原因在划分上都属于水利工程发生冻害现象的内因,而一些由于设计的不合理、技术管理不到位导致发生冻害的现象,这些原因都属于外部的原因。   1.1地基土冻胀的破坏作用。在地基土冻结以后,土壤中的水分就会结成冰,进而产生一定的胶结力,冻土就会与基础之间胶结在一起,而土壤中的水分结成冰以后,体积会发生膨胀,在膨胀现象的影响下,土壤之间的颗粒就会发生位移的现象,进而土体就会发生膨胀,这种现象就是土冻胀。而水利工程的基础是和冻土胶结在一起的,也会产生一定的约束作用,所以冻土对基础就会产生一定的冻胀力,如果冻胀的作用不均匀,就会使得水利工程的稳定性受到极大的威胁,就会使得建筑物发生冻胀的破坏。   1.2地基土融沉的破坏作用。在冻土中的冰融化以后体积就会明显的缩小,土体在自身重量的影响下就会出现下沉的现象,在变成水以后,由于自重和外荷载的作用,水就会从缝隙处流出,这样一来土体的下沉现象就会更加明显,而水利工程施工的过程中一些地基和土质的含水量都是不均匀的,融化以后就会使得深度不一样,所以工程的下降过程也是不均匀的,一旦下降的幅度超过安全的范围内时,工程建筑就会遭到极大的破坏。   1.3冰荷载的破坏作用。在一些比较寒冷的地区,河流在冬季都会有不同程度的冻结的现象,从开始结冰到最后的解冻过程,水利工程所受到的静冰压力和动冰压力都是不一样的,但是都会给水利工程造成较为严重的破坏。   1.4不正确的施工技术造成建筑物冻胀破坏。如浆砌石挡土墙灌浆不满、墙背不平整、不勾缝、易挂霜结露或形成冻楔,会产生不规则裂缝或水平裂缝,不合理的冬季施工加重了冻深,造成了工程受地基土冻胀作用而破坏。   1.5工程设计不符合季节冻土区客观情况。在设计中,没有充分考虑冻胀力的作用,又没有采取防治冻胀破坏的措施,因此在地基土作用下使建筑物丧失稳定性而破坏。   2、冻害的防治对策   2.1防止冻胀破坏的设计措施。在进行防冻处理之前,必须要队土质和地下水的状况进行了解,包括当地的环境温度、降雪量、以及冰冻的深度等,还要确定好对基础的埋置深度;尽可能地减小平面的尺寸,使得整体的结构更加紧凑;选择一些刚度比较大的,可以承受不同的沉降影响,抵抗冻胀能力比较强的结构;处了按照正常施工的要求,达到水利工程基本的强度、刚度以及稳定性的要求之外,还要加强对强度、刚度以及稳定性的校核,如果达不到以上的要求,就要采取一些综合性的抗冻措施。   2.2对水利工程冻胀破坏的防治。(1)板形基础。如果板形的基础达不到实际的抗冻张要求,就要选择一些抗冻的机构或者是一些工程措施。在对抗冻张能力的设计过程中,首先要从结构上加以考虑,可以选择一字闸、锚固底板、以及枕桥梁等结构形式,如果施工的条件不允许,或者是使用结构措施的成本比较高的情况下,才会选择工程措施。工程施工的措施主要有以下几种:1)置换法,可以选择一些非冻胀性质的土壤来替换掉地基土;2)隔层封闭法,使用土工膜把地基土进行分层处理然后进行包裹封闭处理;3)压实法或者是强夯法来对地基进行压密处理;4)采用相应的保温措施,主要有水层保温和基础保温两种方法;5)排水法,通过设置一些排水的设施,比如盲井、暗管、反滤等,把土壤中的水分排出,防止其发生冻胀破坏的现象。(2)桩墩类基础。如果桩墩类基础达不到墩面方向的抗冻要求,就可以采取一些抗冻的结构措施或者是工程措施。防止桩基发生冻胀的结构措施主要有使桩基入土的深度增加和扩大式锚固基础两种情况。第一种方法是把桩顶方向的冻胀力消除而第二种则是通过摩擦力的作用来增强抵抗冻胀力的能力,使得基桩保持稳定。基桩的扩大形式有很多,具体采取什么样的扩大式基桩,要根据实际的施工条件来决定,如果增加埋设的深度有困难时,也可以使用消减冻胀力的工程措施,在冻层的范围内做一层涂层、外薄膜处理等。(3)挡土墙。如果挡土墙已经失去了抵抗冻胀的能力,就必须要采取以下措施使其冻胀能力得到提升。首先在结构型式的选择上可以使用一些冻胀变形能力比较强的结构,悬臂式挡土墙在这方面的优势就比较明显,还要尽可能使用扩大式的条形墙基础,在对基本进行埋设时,在比设计的深度适当的增加一些,其次,也可以对挡土墙的土体冻胀现象进行相应的处理,在挡土墙体上设置排水孔,要确保挡土墙的迎土面的表面是光滑平整的,在保证实际的渗流要求基础上,回填土可以使用非冻胀性质的来进行置换,为了更好地保持效果,还可以通过相应的排水措施和保温板的方式。(4)置换法。可以把一些冻胀性质的土壤替换成非冻胀性质的,在施工的过程中人们也把这一方法称作铺设砂砾石垫层,由于砂砾石的自身是不具备冻胀性质的,而且在排渗水和阻止胀现象发生迁移过程中都有很好的优势作用,所以一般都会用它来缓解冻胀和冻害的现象发生,如果要想更好地解决冻胀的问题,就要把冻结的深度全部置换掉,但是在置换以后,冻结的深度和原有的地基相比要增加很多,工程量也会有相应的增加,所以在面对冻结深度比较深的情况时,就要按照其强度的分布情况,来计算需要置换的深度,可以更准确地确定好置换的断面。   3、总结   水利是农业发展的命脉,我国北方的大部分地区是国家的重要商品粮基地,但地处寒带的自然气候条件,使这些地区的水利工程发展普遍落后于国家的平均水平。所以必须要加强对冻害现象的防治,更好地促进水利工程建设的发展。

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LittleBlack

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