淺談凍脹性破壞對(duì)水工建筑物的影響

【摘要】隨著社會(huì)需求的不斷增多，水工建筑的應(yīng)用市場(chǎng)越來越廣泛，并且，水工建筑以其獨(dú)特的使用環(huán)境歷來受到了人們的關(guān)注，在水工建筑的保護(hù)中，最重要的一點(diǎn)就是要防止凍脹性的破壞而對(duì)水工建筑產(chǎn)生不良的影響。因此，本研究主要探討的問題就是凍脹性破壞可能對(duì)水工建筑造成的影響，以及有效的預(yù)防水工建筑凍脹性破壞的措施。

【關(guān)鍵詞】?jī)雒浶云茐?；水工建筑；影響分?/p>

前言

經(jīng)過研究人們逐漸發(fā)現(xiàn)，引起水工建筑發(fā)生凍脹性破壞的原因是十分復(fù)雜的，凍脹性破壞出現(xiàn)的原因不僅與當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)類型有關(guān)，還與當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)和溫度有關(guān)，除此之外，凍脹性破壞的出現(xiàn)還與水工建筑使用的建筑材料、建筑的設(shè)計(jì)方案、水工建筑的施工管理等有關(guān)。而水工建筑凍脹性破壞發(fā)生的一個(gè)最經(jīng)常的原因是水工建筑的混凝土遭到了凍脹性的破壞。水工建筑凍脹性破壞的出現(xiàn)對(duì)水工建筑的使用壽命和使用安全造成了一定的隱患，因此，要對(duì)水工建筑中凍脹性破壞的出現(xiàn)進(jìn)行綜合的治理，做到防患于未然。

1、土層凍脹性概述

1.1凍脹土產(chǎn)生的過程 所謂的凍脹土一般指的都是季節(jié)性凍脹土，大多發(fā)生在冬季，而土層發(fā)生凍脹的原因歸結(jié)起來是在寒冷的季節(jié)，當(dāng)?shù)氐乃畷?huì)凍結(jié)成冰而使自身的體積發(fā)生膨脹，這種膨脹使得水結(jié)成冰之后的體積是原來的1.09倍，并且，在水凍結(jié)的過程中也加速了當(dāng)?shù)氐耐翆影l(fā)生凍結(jié)，不僅如此，這種凍結(jié)看起來似乎有傳染性，非凍結(jié)地區(qū)的水分會(huì)隨著某些力量向已經(jīng)發(fā)生凍結(jié)的地區(qū)進(jìn)行遷移，因而使得凍結(jié)土層的含水量越來越多，土地凍結(jié)的面積也越來越大，這就是凍脹土產(chǎn)生的過程。

1.2影響土凍脹的主要因素 經(jīng)過研究人們發(fā)現(xiàn)影響土發(fā)生凍脹的因素可以歸結(jié)為以下三點(diǎn)：土體的類型、水的因素以及溫度的因素。不同的土體類型其在嚴(yán)寒季節(jié)的凍脹程度是不同的，例如，一般來說，細(xì)粒土的凍脹程度是比較嚴(yán)重的，而粘土、粉質(zhì)亞粘土、粉質(zhì)亞砂土以及含較多細(xì)顆粒的土體，由于自身的特點(diǎn)，使得凍脹時(shí)吸收的水分更加的多，結(jié)果導(dǎo)致這幾類土體的凍脹量是最大的。土層在發(fā)生季節(jié)性凍脹的過程中，其土層中的含水量和是否有外部水源補(bǔ)給與其自身發(fā)生的凍脹程度有密切的關(guān)系。因此，在研究水工建筑的凍脹性破壞時(shí)，還要注意當(dāng)?shù)赝翆拥暮垦芯?。而溫度?duì)土的凍脹性影響主要表現(xiàn)在如果當(dāng)?shù)氐呢?fù)溫總量大，那么對(duì)土層的凍結(jié)深度來說就會(huì)越來越大，進(jìn)而導(dǎo)致土層的凍脹總量也隨之增加。

2、土層凍脹性對(duì)水工建筑的影響

為了滿足人們的需求，水工建筑在基礎(chǔ)形式以及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上的位置處理是不同的，即兩者在凍土中的位置是不同的，因此，不同位置的基礎(chǔ)形式和基礎(chǔ)受到的凍脹力也是不同的，凍脹力的存在不僅僅是單一的，也有可能是以綜合表現(xiàn)的形式存在的。

2.1凍脹力 對(duì)于經(jīng)常發(fā)生季節(jié)性凍脹的土地來說，該地區(qū)已經(jīng)經(jīng)過了多次的凍融循環(huán)，因此當(dāng)?shù)氐耐量紫侗认鄬?duì)來說是比較大的。而土層在凍結(jié)期面臨的一個(gè)主要問題就是不均勻的凍脹，所以在凍結(jié)期的土層其表面形成的是一種凹凸不平的曲面，這種曲面的存在，使得部分位置由于凹凸不平而形成了孔縫，因此形成了凍土的負(fù)壓區(qū)。由于負(fù)壓區(qū)的存在，使得更多的水分遷移到該部位結(jié)冰之后形成了冰夾層。并且冰夾層的存在使得該部位的體積增大并膨脹了9%，進(jìn)而出現(xiàn)了凍土層 的內(nèi)壓力，這種對(duì)基礎(chǔ)擠壓和抬起的能力就是人們常說的凍脹力。

2.2凍脹性對(duì)水工建筑的影響 由于不同部位的凍脹力大小是不同的，所以對(duì)水工建筑的影響程度也是不同的。凍脹性對(duì)水工建筑的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：凍脹性破壞對(duì)混凝土的影響、凍脹性破壞對(duì)建筑材料的影響、凍脹性破壞對(duì)水工建筑安全的影響。水工建筑發(fā)生凍脹性破壞最直接受到影響的就是水工建筑的混凝土。而這種影響的產(chǎn)生一是對(duì)材料性質(zhì)的影響，如水泥中不同礦物成份和水泥的品種對(duì)混凝土的耐久性都有較大的影響，所以如果土層的凍脹性會(huì)對(duì)水泥中的成分產(chǎn)生影響，那么就會(huì)對(duì)混凝土造成一定的影響；二是由于外加劑的加入引起的凍脹性破壞對(duì)建筑物的影響，即如果在混凝土施工進(jìn)程中摻加減水劑或者是引氣劑可以對(duì)混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改變，進(jìn)而對(duì)混凝土凍脹的作用產(chǎn)生改變，這種一般都用來提高混凝土的抗凍性，以便大大降低混凝土的凍脹應(yīng)力；三是在混凝土的施工時(shí)要注意施工工藝的選擇與土層凍脹性的關(guān)系，進(jìn)而注意對(duì)水工建筑物的影響，配合比、硬化條件、混凝土的施工等都會(huì)與凍脹性的影響產(chǎn)生關(guān)系。凍脹性對(duì)水工建筑的影響還體現(xiàn)在對(duì)水工建筑的材料影響上，最直接的就是要注意在水工建筑的施工中要盡量選擇耐凍的建筑材料，盡可能的弱化季節(jié)性凍脹破壞對(duì)水工建筑的影響。與此同時(shí)，由于凍脹性的出現(xiàn)對(duì)水工建筑的使用壽命和使用安全都造成了一定的影響，凍脹性破壞的產(chǎn)生可能會(huì)減少水工建筑的使用壽命，并且使得水工建筑面臨極大的安全隱患。所以經(jīng)過多年的研究和積累，人們逐漸總結(jié)出了一些有效的防止水工建筑發(fā)生凍脹性破壞的有效措施。最大可能的保證了水工建筑的安全以及質(zhì)量。

3、防治水工建筑凍脹性破壞的有效措施

經(jīng)過多年的研究和積累，人們逐漸總結(jié)出了一些有效的防止水工建筑發(fā)生凍脹性破壞的有效措施。最大可能的保證了水工建筑的安全以及質(zhì)量。主要有以下幾方面的內(nèi)容：

3.1防止水工建筑周圍結(jié)冰的主要方法 防止水工建筑周圍結(jié)冰是保護(hù)水工建筑最直接的方法之一，主要措施有撓動(dòng)水面防凍法（調(diào)節(jié)水位法、壓力充氣法、加熱法、壓力充水法）；加熱防凍的方法（有電熱法、熱風(fēng)法和熱水法）。這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)是直接有效，但是缺點(diǎn)則是耗費(fèi)大量的資源，比較適合于小工程建造的水工建筑凍脹性破壞防護(hù)。

3.2防止水工建筑混凝土凍脹性的破壞 對(duì)于混凝土的凍脹性防護(hù)要做到事先預(yù)防、事中治理。所以，在混凝土施工過程中必須根據(jù)情況的不同，選擇含有礦物成份不同與性能不同的外加劑、骨料、水泥，從材料方面來保證混凝土耐久性能，打好混凝土凍脹性破壞的預(yù)防工作。之后如果發(fā)生了混凝土的凍脹性破壞也要做好處理的準(zhǔn)備，即利用水泥砂漿的修補(bǔ)方式可以用于混凝土的輕微表層破壞的修補(bǔ)；利用預(yù)縮砂漿修補(bǔ)的方式處理高速水流區(qū)混凝土表面的損壞；而對(duì)于混凝土冰凍破壞化較為嚴(yán)重的部位可以采用噴漿的方法進(jìn)行最大程度的修補(bǔ)。

3.3加強(qiáng)水利部門對(duì)凍脹性破壞的重視 現(xiàn)實(shí)中存在水利部門對(duì)水工建筑出現(xiàn)的凍脹破壞現(xiàn)象重視不足，管理松懈的情況。所以出現(xiàn)了對(duì)水工建筑的養(yǎng)護(hù)和維修沒有及時(shí)進(jìn)行的現(xiàn)象。為了保證水工建筑的質(zhì)量，需要水利相關(guān)部門加強(qiáng)管理工作，提高對(duì)水工建筑的養(yǎng)護(hù)，避免或者是盡可能的減少水工建筑凍脹破壞現(xiàn)象的發(fā)生。而對(duì)于那些已經(jīng)發(fā)生凍脹破壞的水工建筑要盡快地對(duì)其進(jìn)行維修處理。

結(jié)語

總而言之，對(duì)于水工建筑凍脹性破壞的防護(hù)要根據(jù)水工建筑所處的不同環(huán)境、不同位置以及凍脹性破壞的不同程度來選擇合適的治理方法與防治措施，只有這樣，才能在最大程度上解決水工建筑的凍脹性危害。不僅如此，水工建筑的凍脹性破壞問題應(yīng)該上升到水利單位科學(xué)探索的日程，利用更加科學(xué)的手段，不斷深入研究水工建筑凍脹性破壞發(fā)生的本質(zhì)原因，從根本上抑制水工建筑凍脹性破壞的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]陳哈里.淺談水工建筑物的凍脹破壞和防治措施[J].四川建材，2007年第3期

[2]齊方業(yè)，杜彩霞.季節(jié)性凍土的凍脹力及水工建筑物防凍害措施[J].黑龍江水利科技，2010年第5期（第38卷）

[3]楊剛.淺談水工建筑的冰凍破壞及防治[J].中國(guó)水運(yùn)，第12卷第3期，2012年 3月