水工建筑物的冻害与防治措施重点分析.ppt

* 水工建筑物的冻害与防治措施 水电2班 王大伟 2012510197 目录 前言 我国北方地区多属于季节性冻土区，其地基土具有冻结时膨胀变形，解冻时融沉变形的特点。因而，修建在此类型地基土上的建筑物存在着不同程度的冻害问题，导致一些水利工程建筑物变形，出现裂缝，倾斜继而坍塌。 冻害产生的原因 内因：地基土的冻胀、融沉、冰冻及长期冻融循环等自然规律产生的破坏作用。 外因：设计不合理、施工技术不正确和工程管理不好等人为因素。 一、冻胀破坏及防治措施 冻胀 冻胀是指土在冻结过程中，其内部水分冻结成冰，从而形成冰层、水透镜体、多晶体冰晶等一系列入侵冰，引起土颗粒之间发生相对位移，土体产生不同程度的膨胀现象。 当发生严重的冻胀时，地表会出现冰冻裂缝、隆岗和冰胀丘等。 冻胀破坏现象 现浇混凝土板在受冻后胀裂形成大面积裂缝或板缝发生错动 水闸闸室在冻胀后的上抬位移不均匀，导致底板出现裂缝和闸体倾斜 挡土墙受冻胀发生前倾、折断 水工建筑物的边坡隔墙因冻胀会上抬，上部产生裂缝 涵管进出口端的墙顶部因冻胀产生裂缝 混凝土预制板砌的渠道、边坡、渠底受冻而不规则隆起，继而错位下滑 水闸上下游扭坡冻胀产生横纵向裂缝 防治措施 换填法：用一些冻胀性弱或非冻胀性的材料如砂、砾石等置换冻胀性土，从而减弱或大体消除基土的冻胀，还需根据建筑物的结构特点、运行条件、地基的土质情况、地下水位等确定适当的换填、垫层厚度。 二、冻融破坏及防治措施 冻融破坏：已硬化的混凝土在浸水饱和或潮湿的状态下，由于温度正负交替变化（气温或水位升降），混凝土内部孔隙水形成冻结膨胀压、渗透压以及水中盐类结晶压等，产生疲劳应力，造成混凝土由表及里逐渐剥落的破坏现象 寒冷地区或者高海拔地区混凝土建筑物常见的冻害形式之一就是冻融破坏，是混凝土建筑物的一种老化特征和主要病害，严重威胁水工建筑物的正常运行。 冰冻裂缝 深层陈胀破坏 表层剥落 破坏形式 1 2 3 防治措施 寒冷合理确定混凝土抗冻标号 严格控制混凝土的水灰比，提高混凝土密实性 选择质量过关的优质水泥和骨料 加强施工中的质量监督检测 改善建筑物混凝土构建周围的环境条件 冻冰冲击破坏 冰推破坏 冰拔破坏 三、冰冻破坏及防治措施 1 2 3 冰拔破坏 当冰层和护坡破坏一起发生时，水库的水位上升，护坡板、齿墙等会被拔起，继而旋转、松动。水库的水位下降时，冰块与护坡会冻结到一起，护坡就会受到由于冰面下降所产生的弯矩，护坡板会翘起，同时齿墙会向库内倾斜。水库内的水位下降愈快，则冰拔现象会愈严重。 冰推破坏 水库内水位由于冰冻产生的变化不大时，土坝的护坡会因为冰层的膨胀所产生的静冰压力被推起，如此产生冰推破坏。 我国较寒冷地区东北、西北的大部分水库都有冰推现象的存在 影响因素 影响冰推破坏的有关因素主要是坝坡土冻胀压力和护坡结构形式 当坝坡间与冰层之间的冰推力大于坝坡抗冰推的强度时，护坡就会被破坏 反之，冰冻结面就会剪开，冰层继而顺坡延伸，护坡此时不会有大面积破坏产生 冻冰冲击破坏 当要发生在开春解冻前，水库内水冻裂成块，由于风力和水力作用，向坝坡涌进，导致大量冰裂冰块补推使上坝坡高度超过坝顶，坝坡和水库防浪墙受到冲击而破坏 防治措施 防止建筑物周围存水结冰，调节水位高低 选择有较好抗冻性的石料，施工时保证石料的咬紧度 合理确定建筑物的位置和布置 做好坝坡地基处理