冻胀与盐胀对混凝土防渗渠道及附属建筑物的破坏及处理方式的选择.pdf

7 6 丁 慧 荆冻胀与盐胀对混凝土防渗渠道及附属建筑物的破坏及处理方式的选择 4 2 对 渠道 混凝 土衬 砌板 的破 坏 受 外 界 水 源 的补 给 ， 冻 结 土 壤 中 的水 分增 加 ， 浸 润 到 土壤 毛 细管 的水 源不 断 地补 充增 加 ， 冻胀 又 因不 同 的 土 壤产 生不 同的冻 结变 化 ， 预制 混凝 土 或现 浇 混凝 土衬 砌 面 板经 冻 胀 和盐 胀 后 延 伸 缩 缝 、 沉 降缝 错 位 ， 局 部 不 规则 翘起 。 大多数灌溉渠道在冬季停水期处于无水状态 ， 其水 分 主要 由衬砌 板底 部 下层 的 回归 水补 充 ， 对 混凝 土 入 侵 结 成 冰 晶 ， 使 土 体 空 隙 中的 冰 晶数 量 剧 增 ， 水 分 结 冰使 体 积 膨胀 ， 受 水 平 方 向 挤压 或 推 力 产 生 水 平 位移 ， 迫使 结 构发 生 改变 。没 有经 过 护面 的 土渠 ， 每 到春 季 气温 回 升 ， 土 壤水 分 融化 解冻 后 ， 边 坡 坍塌 ， 影 响 了渠 道 的正 常 运行 ， 同时也影响了渠道断面的整体性及外观。 4 3 水工和其他建筑物产生直接的变化破坏 4 3 1 闸上 下游扭 坡 产生 纵横 向裂 缝和 剥皮 的破 坏 由于扭 坡 结构 面积 较 大 所 承受 的 冻胀 力 较小 。 建筑 物 水 闸 的扭 坡 段 扭 向下 游 的板 面逐 渐减 薄 较薄 的 面层 承受 的 冻胀 力较 大。常 常 出现水 平 和横 向冻 胀 裂缝 的地 方 。 受盐 胀 的影 响 和反 复 的季 节性 变 化 ， 含 水 量 超过 塑 限 以后或 高 于最 大水 含 量时 ， 含水 量 越 大 ， 盐 胀量 越 小 水工 建 筑 物埋 土 面 上 下 的 混 凝土 表 面 出现 多 处 裂 缝 和 剥落 ， 造成了局部截面减少 ， 承载力和强度降低。 4 3 2 盐胀 对 水工 建筑 物基 础产 生剥 落破 坏 在秋 冬 交替 土 壤开 始 冻结 时 ， 含水 量 较 大且 盐分 含 量较 大 的土 壤 ， 对 没有 防 潮和 防潮 不 彻底 或 只有水 平 防 潮 没有 垂直 防潮 的工程 项 目， 盐胀 受 反 复 的昼 夜 温差 交 替 变化 和 阶 段性 气 温 波 动 的 影 响 ， 土层 特别 松 软 ， 建 筑 物表 面多处 裂缝 。混凝 土 基础表 层或 砖砌 基 础表 面 由于 盐 胀 的原 冈 ， 出现 了层 层剥 落直 至工 程剥 蚀破 坏报 废 。 5 处理方法 5 1 改 变渠 道结构 形式 防冻胀 渠道 防 冻胀 处理 可 通过 改 变渠 道 结 构形 式 来 实现 ， 即用“ u ” 形或矩形断面来代替梯形断面。但此处理形式 只适 用于 流量 小 于 1 m 3 s的小渠 道 。 5 2改变渠 基 土体 的基 本结 构 防冻 胀 改 变 基土 的基 本 结构 ：用 大 颗 粒 的土 体填 入 渠 基 ， 将原细颗粒土体挖去 。 换填厚度一般要大于等于冻土深 度 。适用 于冻 土深 较小 的地 区 。 换填 时应 因地 制 宜 ， 有 条 件 的地 方 ， 路 面 以下 回填 8 0 1 0 0 c m砂 砾石 垫层更 为可靠 ， 可防止 冻 害 的发生 。 它的优点是 ： 当渠道 附近有大量换填材料时 ， 造 价 可 能便 宜 ； 由于对 渠 基 进 行 了彻 底 换 填 ， 当 质量 达 到要求 时 ， 可保 证渠道 永 久不 受冻 胀危 害 。 5 3 使 用新 型 建筑 材料 防 冻胀 近 来 随着 新 型建 筑材 料 的问世 ， 苯板 越 来 越 多地 应 用 于渠道 的防冻 胀处 理 。苯 板 防冻胀 的主要机 理 是它 具 有保温的功效 ， 保证 了渠基土不受负温的影响。 灌溉渠道在冬季应将渠水放空 ， 上游进水 闸止水严 密 ，减少 冻胀 ；在混 凝 土衬 砌板 底 部 4 0 c m处 铺 设 防渗 膜 ， 在 坡 面铺设 时 ， 应保 持 土坡 斜 面 的平 整 ， 在 咬换 时搭 接 、 卷换 应顺 水 流 方 向卷搭 连 接 ， 最好 挖 成槽 齿 状 ， 深 度 为 1 5 2 0厘 米 ， 回填 时 应 注 意 不要 将 防渗 膜 滑 落 或 损 坏。 利用苯板保温作用 ， 不对基土进行回填。 它具有以下 优点：抗冻效果好 ，采用 1 0 e m的苯板 即可达到换填 1 0 0 c m砂 或戈壁砂 的保温效果 ； 施工方便 ， 渠道 开挖 断 面小 ； 不 对基 土 进 行扰 动 ， 直 接 将 苯板 置 于基 土 上 ， 在 苯板上直接进行衬砌材料的施工 ； 在一定条件下造价 便 宜 ， 使 用 的施 工 机械 少 ， 人 工 省 。采 用 苯板 ， 不进 行 基 土换填 ， 避免了大量土石方机械的使用 。当基土换填材 料 运距 大 于一 定距 离 时 ， 其 造 价 低 的优 势立 即显 现 。苯 板防冻胀材料的缺点是 ： 在一定条件下 ， 同换填相 比， 造 价较高。当基土换填材料运距小于一定距离时 ， 其造价 明显 高 于换填 处理 。 在 实 际工 作 中 ，往往 将 几种 工 程 措 施 结 合 起 来 使 用 。即 以 回避 一 种 因素 为 主 ， 辅 之 以 回避 另一 种 因 素 的 综 合措 施进 行 防冻胀 处 理 。 5 4 对 建 筑 物 的地 面 上 下 部 分采 用 防水 处 理 的对 策 措 施 在地下水位较高 的地 区， 含水量较高 ， 以盐分较大 的 土壤 作基 础 ， 应 做换 填 处理 ， 换 填粗 颗 粒 的土 料 ， 土料 的硫 酸 根含 量 宜 为 0 6 m 以内 ；若 无换 土 条件 或成 本 很 大 时 ， 也 可 在承 重 部 位 下 铺 设 一 层 细砂 垫层 ， 再 铺 设 水 平 和垂 直 防渗 塑膜 ， 效 果会 更 佳 。这 样 既可 防 冻胀 也 可 以防盐胀 ， 同时还可 以减少 春天“ 翻浆 ” 对基 础的影 响 。 6 结语 对渠 道 防冻 胀处 理 方式 的选 择 ， 关 系到 渠道 的造价 和施工的难易 ， 必须慎之又慎 。苯板作为一种新型的渠 道 防 冻胀 处 理方 式 ， 具 有 独特 的优 点 。对 苯板 的 运用 还 需 在 今后 的渠 道 设计 与 施工 中不 断地 总 结 经验 ， 进一 步 完善 苯板 的防冻 理论 和 实际 运用 经验 。 一