1、水工建筑物凍害分析及防治措施分析探討摘要：在氣候相對較冷的北方地帶，凍害現象體現為較高的頻率，尤其是針對水工建筑物。水工建筑物一旦遭受了凍害，則會存在較大可能出現受凍膨脹或是其他不良現象。從現狀來看，水工建筑中的多數都設計成鋼混結構，對此可以選擇預制式或者現澆式的兩種建筑物類型，而上述類型的水工建筑物通常都可能遭受凍害。受到凍害帶來的不良影響，水工建筑將會減損自身的綜合性能，同時也不利于延長建筑物可以運行的年限。為此針對各種類型的水工建筑物來講，應當探析引發凍害的根源；結合建筑物出現凍害的真實狀況，探求可行的防治對策。 關鍵詞：水工建筑物；凍害分析；防治措施中圖分類號：TB文獻標識碼：Adoi
2、：10.19311/ki.16723198.2017.30.087近些年以來，城鄉建筑行業的整體規模都在迅速擴大；面對新的形勢，水工建筑物也逐漸受到了更多的關注。然而在實踐中，處在寒冷地帶的很多水工建筑物都有可能遭受較強的凍害。一旦出現了凍害，那么建筑物本身的結構將會遭受減損，與之相應的各種建筑構件也可能出現裂痕或是凍脹等。究其根源，凍害現象通常來源于氣溫驟降、當地土質不良或者外界荷載較高等。具體來講，細粒土與混凝土如果具備較大的孔隙度，或者水庫表層已經出現了結冰現象，那么很有可能產生凍脹，建筑物因此而承受了過高的靜冰壓力。由此可見，凍害現象直接關系著水工建筑本身的安全與壽命等要素。在防控凍害
3、的具體實踐中，應當遵照因地制宜的基本思路來實現全面推進，針對不同類型的凍害特征都要選擇與之相適應的防控手段。1凍害產生的根源從目前來看，水工建筑物如果遭受了來源于凍害的不良影響，那么很有可能減損建筑物本身的各項性能，同時也威脅到了建筑物的安全性。在嚴重情況下，遭受凍害威脅的水工建筑物還可能帶來人身傷害。具體來講，凍害產生的根本原因應當包含如下。1.1冰凍產生的壓力針對各種類型的水工建筑物?斫玻?與之有關的凍害成因也是各異的。具體而言，建筑物本身如果承受了過重的冰壓力，那么將會引發凍害。冰壓力包含了動態與靜態的兩類冰壓力，在這其中，動冰壓力指的是在流冰沖擊下的水工建筑遭受冰凍的損傷，此種冰壓力的
4、根源在于擠壓與剪切力帶來的破壞。與之相比，靜態冰壓力特指受到溫升膨脹帶來的影響，冰層受到過大的壓力。這是因為，外溫如果表現為急劇上升的狀態，那么不斷升溫的冰層將會出現強烈爬坡的現象。在此種狀況下，凝結后的混凝土板將會變得更高，混凝土因此將會斷裂或者出現彎曲等。1.2建筑物的凍融現象水工建筑不能缺少地基土作為支撐，但在特殊狀況下，地基土出現了迅速降溫，以至于轉變為凍土。受到冰體的作用力，地基土將會呈現迅速縮小的狀態，而與之相應的土體壓力也將變得更小。一旦出現了上述狀況，那么外溫將會融化凍土，以至于整個土層都將呈現流動的狀態。建筑物本身如果處在外溫為零下的環境中，那么水工建筑將會結凍然后再次升溫，
5、進而導致了外層與內層的融化，上述狀況構成了凍融現象。如果出現了反復循環的凍融現象，那么整個建筑物都將遭受較強的外界破壞力。混凝土表層如果受到了變化水位的影響，則迅速膨脹的凍結建筑物就有可能出現膨脹，混凝土外側流出了融化后的水分。由此可見，凍融現象將會減損混凝土本身的堅固性，建筑物不再具有彈性。在情況嚴重時，整個建筑物還會暴露鋼筋。惡性循環的凍脹現象很有可能損傷建筑物的整體結構。1.3受到凍脹力帶來的影響受到低溫帶來的影響，地基土或者深層混凝土都將會呈現凍結狀態。在上述過程中，混凝土表層將會出現冰凍的凝固層，進而構成了較厚的冰晶體。如果凍脹力持續為較長的時間，那么與之相應的凍脹力也將迅速增大。對
6、于整個的水工建筑物來講，凍脹力的具體方向也是各不相同的，一般都會涉及切向、水平走向以及豎直方向的凍脹作用力。因此可見，凍脹作用很可能損壞了整體性的建筑物構造，進而削減了建筑物的整體強度。從基本類型來看，凍脹作用通常包含了如下類型：第一類為豎直方向的凍脹作用。受到凍脹過程帶來的影響，地基土將會對上側的混凝土構成阻礙，此種作用力本身具有豎直向上的特征。如果涉及凍脹土層，那么埋深較淺的土層更有可能遭受上述的凍脹作用。豎直方向上的凍脹作用體現為最大程度的破壞性，進而威脅到了整個建筑物本體的安全性。第二類為水平凍脹作用。針對較小規模的水工建筑物，如果擋土墻或者側面的建筑墻體表現為凍脹現象，那么通常就會出
7、現上述的水平作用力。具體來講，水平凍脹作用直接決定于墻后填土以及凍脹力度等各項要素。也就是說，建筑物如果承受了相對較高的填土作用力，則會引發很嚴重的凍脹現象。第三類為切向的凍脹作用。此類凍脹作用一般來講作用于樁基礎或者橋墩等位置。這是由于，周圍土層如果體現為很明顯的凍脹現象，則會呈現向上的基礎側面作用力。此外，建筑物基礎以及地基土之間也將會存在逆向的凍脹作用傳遞現象，上述現象構成了傳遞凍脹力的平臺，加劇了凍脹現象。2探求防治措施2.1對于填土進行換回處理在水工建筑物的整個設計環節中，可以視情況運用換回填土的方式來防控凍害的發生。具體來講，換回填土的操作應當密切結合整個建筑物的光照條件、遮陰程度
8、以及建筑物級別，因地制宜選擇相應的設計深度。除此以外，針對建筑物基礎具有的凍脹深度以及土層的凍脹量都不應當予以忽視。具體在設計時，關鍵應當落實于基礎深度、基礎換土與回填土等要素。在必要的時候，應當控制于0.05毫米以內的凍脹土層顆粒含量，確保不會超出6%的質量比例。對于置換材料與原先的土層而言，應當把過濾層放置在二者中間的位置上，確保符合特定的排水條件。在特殊情況下，如果外移半米左右的置換物輪廓投影線，那么可以相應減少85%左右的凍脹作用力。一般來講，可以限制于80%左右的置換深度。2.2做好排水處理某些情況下，水工建筑物本身含有相對較高的土層水量，土層中的含水比例甚至超過了初始的凍脹含水量。
9、一旦出現了上述狀況，那么針對多余水分就要予以排除處理。具體在操作時，可以把排水孔布置在擋土墻的特定位置上，確保達到最基本的滲透半徑。為了消除地下水給整個建筑物帶來的威脅，還可以把柳樹或者楊樹栽植于溝渠兩側的位置上，在此前提下借助生物排水來發揮優良的防治效應。初期在進行勘察時，就要密切關注土層本身的粒徑、含水量以及導熱性等參數，因地制宜運用適當的防控措施。2.3運用適當的保溫方式為了從源頭上防治建筑物遭受凍害的不良影響，可以運用水保溫或是其他的保溫措施。這是由于，結冰后的水將會釋放較高的熱能，因此有助于減輕凍害的干擾。如果選擇了回填的措施，則要運用特定粒徑的砂礫來完成上述的處理，確保在虹吸管與回
10、填層二者之間留出特定的距離，以便于順利實現后期的過水處理。如果涉及規模較小的水工建筑物，那么與之有關的保溫材料可以運用聚乙烯的塑料板或者泡沫珍珠巖，運用雙向鋪設的措施來鋪設上側的保溫層，慎防凍土的現象發生。3結束語經過上述分析可知，水工建筑如果處在溫度相對較低的地區，則有可能遭受凍害帶來的損傷。在某些情況下，受到地基凍脹或者其他現象影響，水工建筑將會遭受膨脹破壞或是其他各種破壞，此種現狀將會減損建筑物的整體壽命，對其進行修復也會耗費過高的資金與成本。因此可以得知，凍害防治應當構成水工建筑物的核心與關鍵。在防治凍害的實踐中，應當密切結合凍脹力的基本特征來判斷凍害的根源。此外，針對水工建筑物的初期設計、建筑勘察、建筑施工、建筑運行以及日常管理等各個流程都要強化監管，確保從源頭入手，消除建筑物遭受凍害的隱患與威脅。參考文獻1李茜.淺析水工建筑物凍害的成因及防治對策J.農村實用科技信息，2013.2王冶志.東港沿海地區水工建筑物防治凍害技術措施J.水利規劃與設計，2014.3常崢.中小型水工建筑物凍害成因及其防治措施J.現代商貿工業，2015.4馬麗琴.渠系建筑物設計中的凍害防治措施探討J.科技創新與應用，2017.
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