混凝土預制板防滲渠凍害原因及防止措施.doc

混凝土預制板防滲渠凍害原因及防止措施為解決混凝土預制板防滲渠的凍害影響，近年來我們對伊犁河谷墾區(qū)農(nóng)業(yè)團場防滲渠進行了全面的調(diào)查，查找凍害成因并制訂了相應的防凍措施。一、凍害原因伊犁河谷墾區(qū)農(nóng)業(yè)團場屬寒冷地區(qū)，防滲渠渠底、渠幫的土方基礎(chǔ)面與預制板之間有水而凍結(jié)。水的體積膨脹，造成渠底斷裂，渠幫的預制板變形、斷裂。春季凍土融化，預制板不能完全復位，預制板表面及四周板縫的微小孔中水分凍結(jié)、融化，凍融反復交替，造成預制板表面及四周剝蝕。造成凍脹的因素主要有三個方面，第一是土質(zhì)：一般粘性土壤凍脹量最大，砂性土壤最小。粘性土壤粒徑為0.050.1毫米的土凍脹較輕，以0.020.05毫米的土凍脹性最強。粒徑再小的粘土，因土粒間隙小而透水性不良，凍脹性反而小。從滲透系數(shù)方面，10-310-6厘米/秒的土壤能夠凍脹，大于或小于這一范圍的土壤難以凍脹。第二是水分：土壤凍結(jié)過程中，土壤含水量、地下水位高低，以及有無外部水源補給與其凍脹程度有關(guān)。土壤中含水量大，地下水位接近凍脹面，水分轉(zhuǎn)移條件充分，凍脹性較強；無水源補給，使土壤中孔隙水凍結(jié)，一般凍脹不大。第三是低溫：一般負溫總量（冬季日平均負溫的總和）大，土層凍結(jié)深度就大。負溫總量也就大。負溫隨時間變化不同，對凍深和凍脹發(fā)展過程的影響也不同。當氣溫緩慢下降，負溫持續(xù)時間較長時，未凍結(jié)區(qū)水分不斷向凍結(jié)區(qū)遷移積蓄，形成土層中冰夾層時，土層的凍結(jié)度就大，凍脹就嚴重。若氣溫驟降，冷卻強度大，表層凍結(jié)面迅速向下發(fā)展，土層毛細管被冰晶體堵塞，水分來不及遷移，凍脹也就小。季節(jié)性凍土解凍后，使土粒間冰的粘聚力消失，造成土體結(jié)構(gòu)破壞，對防滲渠造成破壞。二、凍害現(xiàn)狀1水泥勾縫開裂、脫落預制板防滲渠在使用中，雨水、雪水從渠堤滲入，預制板砂石墊層及土壤中積聚水分，冬季凍脹引起預制板鼓脹，、變形，造成預制板之間的勾縫開裂、脫落。2、渠幫板鼓脹、滑脫渠水從預制板勾縫損壞的縫隙中滲入到預制板后砂石墊層中，并將泥沙帶入墊層，使墊層中泥沙沉積，泥沙中積存有一定的水分，冬季凍脹造成預制板鼓脹、滑脫。而渠道上口處的預制板與砂石墊層及土壤接合部位常有鼠、蟻打洞筑穴，雨水、雪水滲入，將導致預制板凍脹、凍裂。3渠底混凝土板斷裂由于渠底變形、凸凹不平，凹處存水，冬季結(jié)冰，冰壓力與板后凍土壓力形成剪力，混凝土板在受剪力作用下斷裂損壞。同樣，水進入渠底砂石墊層中也會引起渠底凍脹，產(chǎn)生斷裂、變形、凸凹不平。4閘室底板斷裂、鼓脹，閘墩傾斜、斷裂由于水滲透到閘室混凝土板下，將泥沙帶入閘底板下的砂石墊層中，泥沙中含有一定的水分，冬季凍脹使閘底板斷裂、鼓脹變形，閘墩傾斜、斷裂，閘門啟閉困難。5混凝土板表面剝蝕由于冬灌或雨水、雪水致使入冬前混凝土板表面微小孔隙中含有一定水分，冬季結(jié)冰，春季晝?nèi)谝箖?，凍融交替，導致混凝土板表面產(chǎn)生剝蝕。三、防凍措施1渠床換填處理法對于易吸收水分、凍脹性強的土質(zhì)，可以采用換填法處理渠床，如在預制板邊坡及渠底處換填砂石料，換填深度約為凍結(jié)深度的2/3，砂石顆粒為0.55厘米。在凍深較厚的地區(qū)換填的墊層下應有暢通的排水設(shè)施，以更好地發(fā)揮抗凍效果。2壓實法壓實基土可使土壤地干容量增加，孔隙率降低，透水性減弱，從而減少凍脹變形。壓實法有原狀上壓實和翻松土壓實兩種，前者壓實深度小，后者壓實深度大。對于疏松、多隙的強濕性黃土，可先浸水，使其漸濕下陷后再進行夯實。3防修排水法此法是通過防止渠水滲漏及地面徑流滲入，排除、降低和截斷地下水對凍結(jié)層補給，達到防治凍害的目的。排水系統(tǒng)的形式如下：暗管排水在渠底設(shè)縱向排水暗管，匯集地下水和渠道滲水，由橫向排水管道把水排至渠道附近低洼處或直接由縱向管道排到渠道的跌水下游。盲溝排水這是由渠坡上橫向引水盲溝和沿坡腳或渠底中軸線的縱向集水盲溝組成的排水系統(tǒng)。其作用是排除渠道滲水，橫向排水溝可設(shè)在伸縮縫下面用砂石或碎石填塞?？v向集水盲溝內(nèi)應填較大卵石或塊石，以利于排水。豎井排水是利用豎向排水井連通渠墊層和深層砂石透水層的排水形式，在水流方向每隔25米設(shè)一道豎井與土層下砂石層連通（豎井施工時必須將土層清除干凈，挖至到砂石面層，以利滲水）。豎井斷面為1.21.1米，內(nèi)填卵石。4隔熱保溫將隔熱保溫材料鋪設(shè)在預制板背面，隔斷下層土的水分補給，提高渠底地溫，減輕或消除寒冷因素，達到抗凍目的。隔熱保溫材料有泡沫聚苯乙烯、泡沫水泥、瀝青、爐渣等。5改變結(jié)構(gòu)形式肋梁板型在預制水泥板下每隔1米處加一橫斷面為矩形的肋梁，梁高20厘米，寬1020厘米，這中板的剛性強，抗凍性好。梯形板這種板的四周都是肋梁。為預制混凝土裝配結(jié)構(gòu)，它的特點是可利用板下空間的空氣起保溫作用。同時也可以利用空間消納土基凍脹所產(chǎn)生的變形，因肋梁的約束作用，使其抵抗凍脹破壞能力增強。板膜結(jié)合型在預制水泥板下鋪隔水膜，如塑料薄膜、土工膜等，使板膜聯(lián)合防滲，從而更有效地減輕凍害。6閘墩防凍措施深埋基礎(chǔ)通過增加墩樁的埋入深度，提高抗凍能力，一般小型閘門墩樁在滿足強度和穩(wěn)定性要求的同時，應埋入冰凍層以下0.5米為宜。錨固型基礎(chǔ)在最大凍土層以下，把墩樁底部基礎(chǔ)擴大，利用凍脹反力對基礎(chǔ)的錨固作用，達到消除凍脹力，防止凍害。7其它措施在土壤封凍前15天左右停水，以使預制板礫石墊層中水分控干，減少凍害。及時維修渠道損壞部分，減少水的滲漏補給。清除渠道內(nèi)的淤