混凝土预制板渠道冻害原因与防止措施实录分析
分析混凝土防渗渠道冻害成因以及防治冻害的措施
分析混凝土防渗渠道冻害成因以及防治冻害的措施一、混凝土防渗渠道冻害成因分析1.1 混凝土材料的热物理性质不同混凝土材料中不同的骨料和水泥、矿物掺合料的热物理性质不同,导致混凝土中不同物质间的传热系数不相同,从而形成热应力,导致裂缝产生,最终加剧冻害。
1.2 渠道形状设计不合理混凝土防渗渠道的流道通常呈现不同的曲线形状,导致不同的流速,从而出现部分冰封现象,形成水膨胀压力,导致混凝土防渗渠道内裂缝出现。
1.3 渠道的材质和细节设计问题混凝土防渗渠道材料、渠道内的钢筋排水、缺少细节设计方案等问题都会导致混凝土防渗渠道的冻害问题。
二、混凝土防渗渠道的冻害防治方案2.1 保证混凝土防渗渠道的质量混凝土防渗渠道的制作和浇筑需要遵循严格的规范,保证混凝土材料的均匀性和密度,降低其内部应力和形成裂缝的可能性。
同时,还应严格控制气温和水泥水化温度,避免因过早或过晚脱模而导致产生冻害。
2.2 提高混凝土防渗渠道的抗冲击和抗磨损能力通过添加一些适量的添加剂和掺合料,如矿物粉、硅酸盐、聚合物等,可以提高混凝土防渗渠道的抗冲击和抗磨损能力,减少因冲击和磨损引起的小裂缝,从而降低混凝土防渗渠道的冻害风险。
2.3 加固混凝土防渗渠道的结构在混凝土防渗渠道材料中添加适量的钢筋,改进其结构,使其能够承受更大的外部荷载并防止其抗拉性能不足。
在混凝土防渗渠道拐角处设置配筋,提高其抗裂能力,确保渠道整体连续性,从而提高其防冻害的效果。
2.4 加强混凝土防渗渠道的结构细节设计混凝土防渗渠道的细节设计包括渠口结构、钢筋成型、缝隙堆填等,都是相当重要的,必须严格执行规范。
例如,渠口结构应合理设计中心转动的角度,钢筋应符合规定的要求,缝隙堆填应保证均匀从而减少内部应力。
三、结语总的来说,混凝土防渗渠道的冻害主要是由于其制造质量、热物理性质、以及细节设计方案不合理等问题导致的。
应该加强材料的品质监管和质量控制,并通过尽量避免不合理的渠道设计和采用合理的结构细节设计, 以提高混凝土防渗渠道的防冻害能力。
混凝土中防止冻害的方法
混凝土中防止冻害的方法一、背景介绍混凝土在工程中应用广泛,但在寒冷地区或冬季使用时,常常会出现冻害现象,导致混凝土结构的破坏,给工程安全带来隐患。
因此,防止混凝土冻害成为了工程建设中不可忽视的问题。
二、冻害的原因混凝土中的水分在低温环境下会冻结,形成冰晶体,导致其体积膨胀,引起混凝土内部应力的增加,从而引起混凝土的开裂、剥落、变形等现象,严重影响混凝土结构的耐久性和安全性。
三、防止混凝土冻害的方法为了防止混凝土冻害,可以采用以下方法:1.控制混凝土中的水分含量混凝土中的水分含量是引起冻害的主要因素,因此,控制混凝土中的水分含量是防止冻害的关键。
在混凝土制作过程中,应该控制混凝土的水灰比,保证混凝土强度的同时,尽可能减少混凝土中的水分含量。
2.使用防冻剂防冻剂是一种能够降低混凝土凝固点的添加剂,能够使混凝土在低温环境下不易冻结,从而达到防止冻害的目的。
常用的防冻剂有氯化钠、氯化钙、硝酸钙等。
3.加强混凝土的密实性混凝土的密实性是影响其抗冻性能的重要因素,因此,加强混凝土的密实性可以有效地防止冻害。
具体措施包括提高混凝土的振捣度、采用高性能的水泥、控制混凝土的温度等。
4.采用适当的混凝土配合比混凝土的配合比是影响其抗冻性能的重要因素之一。
合理的配合比可以提高混凝土的密实性和强度,从而提高其抗冻性能。
在制定混凝土配合比时,应考虑到工程所在地的气候条件和使用环境等因素,制定出适合的配合比。
5.增加混凝土的抗裂性能混凝土在冻害的过程中容易出现开裂现象,因此,增加混凝土的抗裂性能可以有效地防止冻害。
具体措施包括增加混凝土中的钢筋数量、采用高性能的混凝土等。
6.加强混凝土的维护混凝土在施工完成后应及时进行养护,保持其湿润,避免混凝土表面出现龟裂等现象,从而增强其抗冻性能。
在低温环境下使用混凝土结构时,应注意对混凝土的保温,避免其受到低温的影响。
四、结论混凝土冻害是工程建设中面临的一个严重问题,为了保障工程的安全性和耐久性,需要采取一系列措施来防止混凝土冻害的发生。
渠道冻胀破坏的原因分析及防治措施
渠道冻胀破坏的原因分析及防治措施在渠道的使用过程中,由于受自然气温的影响,地基土每年都处于冻融两种状态而造成渠道的冻胀破坏简称冻害。
不断的改善渠道冻胀破坏问题,可以有效的加强施工的质量,因此本文主要针对渠道冻胀破坏形成的原因以及对其进行有效的防护措施进行探讨。
标签:渠道冻胀;破坏原因;防治措施1、前言伴随季节的变化,一进入冬季北方地区就进入了寒冷季节。
对于建筑物施工过程在冬季普遍出现的问题就是冻胀问题。
渠道冻胀主要是因为渠基土其受冻体积膨胀顶托衬砌而形成,迫使已经修建的渠道受到影响。
这种渠道冻胀破坏在一定程度上使其使用寿命大大的减少。
2、渠道冻胀破坏的原因2.1土质问题土质在含水量,冷却温度以及其它条件相同时,不同的土质中水分迁移量是不同的。
在粘土特别是极细碎的粘土中,仅有轻微的水分迁移和冰析出而在粉质粘土中可发生最强烈的迁移和冻胀性,因此这种土壤为最具冻害的冻胀性土。
砾石土壤一般认为不具冻胀,但当有更细的充填物时,在冻结时水分迁移反而更剧烈。
2.2水质问题土壤中的水分包括结合水和自由水,自由水又分为重力水和毛细水,产生冻胀的是自由水,而不是结合水。
土壤的含水量是研究冻土内在规律的重要指标,冻土中水分是最活跃的因素,它随深度的不同和季节的变化而不断的改变。
从物理学中可知,液态纯水在标准大气压下温度达到0℃时便会冻结成固态的冰,体积增大9%左右,密度减小8%。
土中的原驻水的含水量不大时,土中水结成冰体积增大,只是降低孔隙率;只有当含水量超过一定界限时,产生土体膨胀,土冻结才能引起地表隆起,这个含水量叫做起始冻胀含水量。
2.3温度问题介質温度愈低,土中水分相变成冰愈多,冻胀愈强。
此外,作用在冻土上的荷载,会减弱水分迁移和冻胀作用。
土体密度大于1.6t/m3时,也可使冻胀明显减弱。
渠道衬砌工程冻害规律一般呈现为,阴坡比阳坡严重,冻结历时长的年份比冻结历时短的年份严重,衬砌体薄而整体性差的冻害更严重,有地下水或外围水补给水分的渠道冻害最严重。
混凝土预制板防渗渠冻害原因及防止措施
混凝土预制板防渗渠冻害原因及防止措施混凝土预制板防渗渠是一种被广泛应用于建筑、水利等领域的渠道类型,主要用于排水、输水以及防洪等方面。
然而,在使用混凝土预制板防渗渠时,往往会面临着一些冻害问题,这不仅影响了渠道的使用寿命,还会对周边环境造成污染和损害。
因此,对混凝土预制板防渗渠冻害原因及防止措施进行深入研究和探讨是非常必要的。
一、混凝土预制板防渗渠冻害原因1、温度冻结混凝土预制板防渗渠在使用过程中经受不同的温度变化,如果一旦在寒冷环境中暴露,就会发生温度冻结。
这种冻结主要以混凝土中含水部分为主,当温度下降到低于0度时,水分便会在混凝土中形成冰晶,从而导致混凝土的膨胀和破裂。
2、结构变形混凝土预制板防渗渠通常由多个混凝土模块拼接而成。
在使用过程中,由于不同温度、湿度等因素,混凝土模块会存在微小的自然变化,当这种微小变化积累到一定程度时,就会出现结构变形的情况。
而这种变形会导致渠道内部的水分被禁锢在其中,并在低温下形成压力,从而对混凝土预制板防渗渠形成了巨大的冻害破坏。
3、材料缺陷混凝土预制板防渗渠的材料也是导致冻害破坏的一个重要因素。
由于混凝土预制板防渗渠的生产和运输过程中所面临的各种因素,有时很难避免一些材料的缺陷,例如裂痕、空鼓、松散等等。
这些缺陷会让水分在进入混凝土表面时更加容易,从而加剧了冻害破坏的程度。
二、混凝土预制板防渗渠冻害的防止措施1、保证材料质量为了保证混凝土预制板防渗渠的质量,必须严格控制生产和运输过程中的各种因素,确保各个材料的质量达到标准。
特别是对于混凝土中的各个周期检查要及时,发现问题及时解决。
2、加强防水措施在混凝土预制板防渗渠的生产和使用过程中,应该采取一些防水措施,避免水分在渠道内部滞留,从而减少冻害破坏的发生。
这种防水措施通常包括表面喷涂、涂料覆盖、防水膜以及材料的使用等。
3、适当开采在混凝土预制板防渗渠施工时,通常需要对于渠道中的土壤进行适当的开采。
适当开采可以使渠道中存留的水更加顺畅地流出渠道,从而防止冻害破坏的发生。
现浇混凝土渠道施工期冻胀原因及预防措施
2021.12科学技术创新现浇混凝土渠道施工期冻胀原因及预防措施贾清顺(河南省河川工程监理有限公司,河南郑州450016)作者简介:贾清顺(1964-),汉族,学历:专科,研究方向:项目管理、新技术应用、施工安全、绿色建筑、成本控制。
摘要:渠道混凝土施工的过程中需要重点加强防冻胀控制,这样才能保证整个工程的安全性能。
鉴于此,本文具体分析渠道混凝土出现中场破坏率原因并且以案例为基础,对其进行分析,而后阐述如何进行冻胀的预防和控制,以供参考。
关键词:渠道;混凝土;冻胀破坏;防冻措施中图分类号:TV52文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2021)12-0125-021工程案例某河灌渠,渠首位置在该河的中游,上游流域面积达到了2019平方公里,灌区的设计灌溉面积达到了7200平方公里,可以对6800平方公里的面积进行有效灌溉。
近期对该灌渠进行拓展和改建。
其中,混凝土现浇衬砌渠道长76.7km ,沿河新辟梯形明渠,渠底宽9.1~13.5m ,渠内坡1∶2.25,外坡1∶2.0,渠道纵坡1/18000,采用全断面现浇混凝土防渗衬砌。
本灌渠各部位置受到差异辐射量,其中在阴坡位置、阳坡位置、以及渠底部分的冻土层的深度也不相同。
其变形图如图1所示:注:虚线为冻胀变形后状态图1梯形砼衬砌渠道破博示意图2混凝土渠道衬砌结构发生冻胀破坏的判断准则判断混凝土渠道衬砌结构发生冻胀破坏的准则依据几点:第一,判断在混凝土衬砌的填缝处所承受的各方向的剪力作用是否超过所混凝土填充材料的剪力标准值范围;第二,是否产生一些过大且不可恢复的变形受力而致使渠道混凝土结构的冻胀破坏;第三,混凝土渠道衬砌板所受到的最大弯矩位置的拉应力是否超过所混凝土的拉应力标准值范围。
以上几点主要取决于基土冻胀量h 的大小。
3案例分析在施工过程中发现2号段和5号段区域出现了冻胀上浮的情况,主要是一些浇注成型的渠底混凝土板,并且出现了渠底衬砌板抬高,抬高的最高处甚至可以达到三厘米,一些混凝土板纵向缝错台的问题,个别区域的渠底衬砌板出现了隆起、裂缝等现象,并且产生了大量的纵向裂缝,宽度可以达到一毫米。
混凝土衬砌渠道产生冻害破坏的原因_secret
混凝土衬砌渠道产生冻害破坏的原因北方地区一些明渠引水,为减少渠道的渗漏损失,增加过水能力,保持渠坡稳定,通常对渠道采用混凝土衬砌。
由于衬砌渠道具有板薄、体轻的特点,其冻害较其它建筑物的破坏更易发生。
1、混凝土衬砌渠道的冻害破坏形式现浇混凝土和预制混凝土板,属于刚性衬砌材料,一般板体较薄,具有一定的抗压强度,但抗拉强度低,适应拉伸变形或不均匀变形的能力较差。
在冻胀力和热应力的作用下,容易破坏。
(1 ) 鼓胀及裂缝。
在冬季,混凝土衬砌板与渠床基土冻结成一个整体,承受着冻结力、冻胀力以及混凝土板本身收缩产生的拉应力,当这些应力值大于混凝土板在低温下的极限应力值时,板体就发生破坏。
衬砌渠道的冻胀裂缝,多出现在尺寸较大的现浇混凝土板的顺水流方向。
缝位一般在渠坡坡脚以上1/4~3/4坡长范围内和渠底中部。
当冬季渠道内有积水或正在运行时,裂缝一般出现在水面附近的渠坡上;当混凝土板尺寸过大,不能适应温度收缩变形时,由于温度应力的改变使混凝土衬砌板形成纵向或横向裂缝,当缝间止水材料不能适应低温变形时,将在分缝处发生开裂。
此外,当混凝土板与基土冻结在一起时,由于冻土产生冻胀裂缝,混凝土板亦可能因此而被拉裂,这种裂缝一般为垂直水流方向的横向裂缝;当渠内存水并结成较厚的冰层时,冰面附近渠坡含水量较高,冻胀程度也较大。
在混凝土衬砌的渠道中,由于混凝土板的冻胀上抬受到冰层一侧的限制,因而可能在冰缘线处,受弯出现裂缝或折断;冻胀裂缝宽度与基土的冻胀性及其不均匀有关。
基土冻胀性弱,裂缝小;基土冻胀性强,裂缝宽。
温度裂缝与拉裂缝一般呈发缝状,这些裂缝往往都与土的冻胀同时发生,因而缝宽随之扩大,特别是其中的纵向裂缝常常成为冻胀缝。
(2 ) 隆起架空。
对于地下水位较高的渠段,由于渠床基土距地下水较近,其冻胀程度大,而渠顶则小,造成混凝土衬砌板大幅度隆起、架空。
这种现象,一般出现在坡脚或水面以上0.5~1.5m 坡面处和渠底中部,有时也会顺坡面形成台阶状。
浅析混凝土防渗渠道冻害成因以及防治措施
浅析混凝土防渗渠道冻害成因以及防治措施【摘要】随着混凝土在工程中的普遍应用,混凝土在渠道防渗中的作用越来越重要,同时防冻害的问题也显得越来越突出。
在如此高寒气候环境下,混凝土防渗渠道冻害破坏十分普遍。
不仅影响工程的正常运行和效益的发挥,同时也造成了很大的浪费。
【关键词】渠道混凝土;冻害;防治措施输水渠道采取防渗措施即可以节约用水、又可以有效控制地下水位,达到提高灌溉效益,增产、增收的目的。
宁夏地区因冬季长,气候寒冷,渠道发生冻胀是必然的自然现象。
随着混凝土在工程中的普遍应用,混凝土在渠道防渗中的作用越来越重要,同时防冻害的问题也显得越来越突出。
在如此高寒气候环境下,混凝土防渗渠道冻害破坏十分普遍。
不仅影响工程的正常运行和效益的发挥,同时也造成了很大的浪费。
随着防渗渠道抗冻胀措施的不断更新,新材料新技术的广泛应用,这方面的知识和经验也越来越丰富。
为提高渠道抗冻防渗衬砌的工程效益,需要因地制宜地进行方案比较,从中选择经济技术可行效益最优的抗冻防渗形式。
1.混凝土防渗渠道的主要特点1.1防渗效果好,可以减少渠道渗漏损失90%以上,提高渠系水的利用率。
1.2使用时间长,便于管理,一般情况下混凝土渠道可运行50年以上。
高强度的混凝土能够防止马、牛、羊等牲畜及破坏力较强的植物和其他外力的破坏,便与养护和节约管理成本。
1.3表面光滑,流速大,断面小,可减少工程量,节约土地,运行管理方便。
1.4使用的砂、石、水泥等建筑材料可以就地取材,可降低工程造价。
1.5与其他材料的防渗渠道相比抗冻融性强。
当然现浇混凝土防渗渠道也存在不足,主要有以下缺点:在极度寒冷天气条件下有不规则局部表面冻融,对砂、石、水泥的质量及配合比有严格的要求,对成型时的坡差、表面光洁度、平整度要求较高,必须一次成型,否则将造成较大损失。
2.混凝土防渗渠道冻害的成因混凝土是由砂、石、水泥等材料组成的,这些材料具有一定的吸水性,又长期处在水的环境中,这些水分在负温条件下,体积会发生膨胀,经过多个冻胀,融化循环和应力的反复作用,最终导致混凝土的冻融破坏,。
浅谈混凝土渠道的冻胀及防冻措施
浅谈混凝土渠道的冻胀及防冻措施1.引言提高水的利用效率是节水农业的核心,提高水的利用效率主要包括提高渠系水利用系数、田间水利用系数和利用效率(单方水作物产能)这三方面。
我国目前农田灌溉的主要输水方式是渠道输水。
目前,我国渠系水利用系数仅为0.3~0.4,远低于发达国家的0.7~0.8。
冻胀破坏导致混凝土渠道的渗漏是寒区农田灌溉用水损失的最主要方面。
在寒区如果采取有效防冻胀措施,将我国渠系水利用系数提高到发达国家水平,则将极大提高我国农业用水利用率,同时能够有效节约大量水资源。
2 .寒区混凝土主要渠道冻胀破坏形式冻胀作用对混凝土渠道破坏主要表现在使混凝土衬砌板产生裂缝和横断面变形。
2.1混凝土衬砌板裂缝混凝土衬砌板在低温条件下收缩产生裂缝或混凝土内部水分在冻结成冰的时候体积膨胀导致渠道产生裂缝,或二者相互作用产生贯穿裂缝,使渠道中水流下滲严重,极大影响了混凝土渠道输水效果。
2.2横断面变形横断面变形主要由于渠床土的冻胀变位影响和冻胀力的作用所致,使一部分混凝土边坡和个别渠底产生隆起上鼓变形,而当气温回升渠床冻土融沉后,隆起上鼓的混凝土板很难依靠自重恢复原位,导致混凝土渠道架空或者滑塌,最终形成了渠道横断面的破坏和永久性变形,影响水流正常流动甚至无法正常输水。
3.冻胀破坏原因及影响因素3.1混凝土渠道冻融破坏原因3.1.1混凝土本身的冻融破坏首先由于渠道材料混凝土本身的特性决定的。
混凝土本身主要是受压构件,受拉强度远低于受压强度。
混凝土在冻融过程中自身主要受到了三种不同的破坏作用。
其一是混凝土面板在施工期水泥在水化过程产生大量的热,在凝固过程中温度会降低发生热胀冷缩;在混凝土渠道运营时遇到温度降低时也会因为热胀冷缩所作用发生收缩。
当收缩应力大于混凝土面板的受拉极限时就会产生裂缝。
其二是混凝土在凝固过程中水分蒸发形成孔隙,而内部孔隙的水分在温度低于其冰点时就会发生物理状态的变化,由液态水变成了固态的冰,而在此过程中水的体积发生膨胀,对约束其的孔隙壁产生压力,而混凝土内部产生拉应力。
混凝土预制板衬砌梯形断面渠道的冻胀破坏受力分析
混凝土预制板衬砌梯形断面渠道的冻胀破坏受力分析受到天气的影响,在冬季混凝土预制板衬砌梯形断面渠道容易冻裂,造成渠道的破坏,影响工程质量和安全。
本文就混凝土预制板衬砌梯形断面渠道的冻胀破坏受力情况进行分析。
标签:混凝土;预制板衬;梯形断面;渠道;冻胀破坏一、前言在我国冻土的面积比较大,工程运行过程中使用的渠道由于气温的原因,造成在冬季使用过程中受力不均产生冻裂,影响工程质量和安全。
通过对混凝土预制板衬在梯形渠道冬季冻胀的受力分析来确定原因,采取相关的措施,保证渠道的正常使用。
二、冻胀破坏的类型1、混凝土现场浇筑部分,冻胀破坏主要在边坡距渠底1/3-1/2处发生纵向裂缝,裂缝处隆起,形成鼓肚,裂缝上部边坡变缓,下部变陡,这种破坏占破坏面积的70%左右。
2、预制块凸起,砌筑缝裂开,错位,这种破坏同样形成鼓肚,约占破坏面积的20%。
3、整个预制块发生位移,渠底逐渐变窄,部分渠底变窄20-60cm。
三、冻胀发生的部位1、阴坡比阳坡严重,阴坡的冻害约占整个破坏面积的70%,而且破坏比较严重。
2、冻胀破坏发生在边坡位置,一般在距渠底1/2-1/3以下部分。
3、半填半挖方渠道和挖方渠道,渠底距地面不足2m,破坏比较严重,而填方渠道和深挖方渠道的冻害较轻。
除上述情况外,渠道停水早晚对渠道冻害有很大影响。
检测堤段混凝土为2007年5~10月完成施工,当年7,8月连续降雨,嘎达布其镇毕其格廷东河发生10年一遇洪水,该河段洪水位为838.40m,相当于该段堤脚地面高程。
混凝土护坡板由坡脚逐层向上施工,由于连续降雨使堤防坡面土体含水量过高,坡面形成径流水不断流入已完成的混凝土板下部,使其土体含水率不断增高,直至达到饱和状态。
坡面上半部分施工期为9~10月份,此时降雨相对较少,土体内已有含水量以通过蒸发而减少;坡面下半部分土体被混凝土板覆盖,土体水分无法蒸发减少,只有依靠其自重不断向下部运动。
由于堤身为粉粒含量较高的粘土组成,土颗粒具有较强的吸附作用,土体的渗透系数很小,当11月土层开始冻结时,堤脚以上一定范围内土体仍处于饱和状态,必然产生冻胀现象。
浅谈渠道基土冻涨对预制混凝土衬砌渠道的影响及防治措施
浅谈渠道基土冻涨对预制混凝土衬砌渠道的影响及防治措施黑龙江省是全国气温最低的省份。
冬季平均气温-30.9℃~-14.7℃,极端最低气温,北部漠河曾达到-52.3℃,为全国最低纪录。
冬季气温不仅低而且历时时间长。
渠道基土受冻涨影响非常明显,预制混凝土衬砌渠道设计寿命一般为20~30年,而实际使用寿命远低于规范要求。
甚至经过一个年度就出现不同程度的冻涨破坏,轻者出现裂缝、鼓胀,重者坍塌滑坡,不能发挥正常的输水效益,有的甚至丧失运行价值,不仅直接影响渠道的正常使用,而且增加了修复次数和工程费用。
并且每年要耗费大量的人力、物力进行维护。
如何防治渠道基土冻涨破坏成为一个非常突出的工程问题。
标签:冻涨破坏机理;防治措施;优化结构形式;精细化设计1 渠道基土冻涨破坏的机理渠道基土冻涨是随温度的变化,有表及里、由浅入深的过程。
主要特征为渠基土内出现冰晶体,水结冰时体积膨胀,约增加原水体积的9%,因此出现冻涨。
并且土在冻结的时候不仅原位置的水分冻结成冰,并且在渗透力(抽吸力、毛细力)的作用下水分从未冻区向冻结锋面迁移并冻结成冰,使土的冻涨更加剧烈。
由于冻结时的土中水分重分布的结果,冻土区、特别是多年冻土区渠基土中水分分布是很不均匀的,在富含水带甚至形成冰层或冰透晶体,使渠基出现严重冻涨。
因冰冻而产生的冻涨力顶裂或顶起衬砌板而发生冻涨破坏。
同时因土体处于饱和和过饱和的状态,气温回升冻土融化后在外荷载或自重作用下发生沉降丧失其承载力,出现失稳塌陷对工程造成严重破坏。
2 预制混凝土衬砌渠道防治措施渠道衬砌与混凝土建筑物防治冻涨处理不同,黑龙江省冻土深度在1.8m以上,涵洞、水闸等建筑物可以将基础埋深至冻土以下来缓解冻涨对建筑物的影响,而渠道衬砌是修筑在渠道基土上的薄壁式轻型结构,在冻涨作用下,各部位受力不均匀,衬砌体适应能力不强,也易使砌体破坏,如衬砌板断裂、坡板滑塌等。
渠基土的冻涨性能主要受土质、温度条件、含水量、干密度等因素影响。
分析混凝土防渗渠道冻害成因以及防治冻害的措施
分析混凝土防渗渠道冻害成因以及防治冻害的措施一、混凝土防渗渠道的冻害成因:混凝土防渗渠道的冻害是指在冬季低温条件下,由于水分经过蒸发和冷却作用变成冰,在水泥砂浆中膨胀引起的损伤。
混凝土防渗渠道遭受冻害可能造成的损害有以下几个方面:1.微裂缝的隆起:由于混凝土受潮后内部冻结,水的体积膨胀引起微裂缝的隆起,增加了防渗渠道的透水性。
2.横向裂缝:由于内部的水分凝结和膨胀,会引起防渗渠道主体深处的微裂缝变成明显的横向裂缝。
3.结构破坏:由于混凝土受潮后冻结,内部的水体积膨胀,如果没有适当的预留膨胀缝,会引起结构的破坏。
二、防治混凝土防渗渠道的冻害措施:为了防止混凝土防渗渠道遭受冻害,需要在设计建设时做好措施,以下是防治冻害的措施:1.选用优质建材:防渗渠道是用于引水和排水的重要工程,建材选用的质量直接影响整个防渗渠道的使用寿命。
在选材时需要着重考虑这种材料抗冻性和抗渗性能。
2.定期养护:在防渗渠道使用时,需要定期对其进行养护保养,尤其是在长时间低温的情况下,需要做好保温工作,避免混凝土的受潮。
3.加强结构设计:在防渗渠道的结构设计上,需要根据当地的气象条件和施工材料的性质,合理设计预留的膨胀缝和构造缝。
4.施工技术上提升:在混凝土防渗渠道的施工上,需要采取一些防止冻害的措施,比如说在混凝土施工的过程中,需要采用高效的抗冻剂减少内部水分的冻结和膨胀,也可以采用外挂的保温设施。
5.加强人员对冻害的预警:需要加强对整个工程的监测,当监测到局部温度异常低时,需要迅速加强对这个部位的保护措施。
总之,混凝土防渗渠道的冻害成因是多种多样的,防治冻害的措施也是多种多样的。
通过选材,定期养护,加强结构设计,提高施工技术,加强人员对冻害的预警等措施都可以有效地避免混凝土防渗渠道的冻害,提高防渗渠道的实用寿命和使用效率。
渠道混凝土冻胀破坏的原因及防治措施研究
渠道混凝土冻胀破坏的原因及防治措施研究摘要:在混凝土施工过程中,遇到寒冷地区和天气影响,经常会出现冻胀破坏。
本文主要结合渠道混凝土冻胀破坏发生的主要原因,并根据其发生的因素提出一些针对性的防治措施,从而更好的对冻胀原因进行分析。
关键词:混凝土渠道;冻胀破坏;原因;防治1渠道混凝土冻胀破坏原因分析1.1冻融破坏水利渠道混凝土冻胀破坏的原因多种多样,首先经常碰见的是冻融破坏现象。
由于渠道所用的混凝土板较薄板厚度都小于15cm以下。
板材主要运用水泥和砂石等一些外加剂共同掺杂交结构成。
由于混凝土在发生水化反应时,内部都会存在很多微小的缝隙,在沙石和其他外加剂材料具备一定吸水作用的情况,在冬天零下摄氏度的环境中缝隙处的水就会出现结冰,这些水结冰的体积会不断地增大,出现膨胀的现象。
如果水成冰导致体积膨胀,在超出混凝土极限时就会出现很多裂缝。
在冻住和融化的反复作用下,裂缝问题会越来越大,导致冻融破坏的情况时有发生。
1.2渠道内水结冰破坏在水利水电工程中,一般在寒冷地区的水电站引水作业中会运用到渠道工程,这种应用方式为冬季渠道输水运行系统。
在冬季持续时间较长的情况下,如果天气降温明显,那么水中的浮冰会在弯道处不断的堆积,由于水流下降会造成积累的冰块数量,加剧从渠边开始出现浮冰不断的向渠道中心位置偏移,如果浮冰从上游不断的向下游进行运送弯道位置的浮冰在积累严重的情况下,会对两边的混凝土板造成极大的压力和推动力,这样导致整体混凝土的衬砌结构压力过大出现断裂,最后造成位移和破坏现象。
1.3渠基土冻融破坏渠基土冻融破坏现象常见的分为四种,第一种为混凝土板裂缝。
在寒冷天气下,混凝土板和渠床基土会通过冻结的作用力形成一个整体,在受到多种作用力的影响下。
首先会遭受混凝土收缩作用和冻结作用,出现冻融现象下的破坏和鼓胀。
导致积土含水量不断增加,在连年的冻融效果中,裂缝问题会随年增加宽度增加,且裂缝的现象明显。
第二种是架空隆起现象,在渠道未知的地下水位比较高的渠道段中,由于冻胀量相对其他地段比较小,导致混凝土衬砌板出现架空情况,在不断隆起的情况下,坡脚及边坡位置的上方坡更容易发生隆起。
混凝土渠道冻胀的原因及其维修措施探讨
混凝土渠道冻胀的原因及其维修措施探讨混凝土渠道工程中对渠道做好冻胀防治工作有利于渠道工程的正常使用,有利于避免水资源的浪费,达到理想的使用效果。
混凝土是现代化工程项目施工中最常见的一种施工材料,其具有强度高、稳定性好、质量好等优点。
但是混凝土在施工过程中容易受到外界环境因素的限制,导致其出现裂缝、冻胀等质量问题,极不利于整个工程的施工质量。
基于此,以下就混凝土渠道冻胀的原因及其维修措施进行探讨分析。
一、混凝土渠道工程防治冻胀的必要性混凝土是现代化工程项目建设与施工中的主要施工材料之一,其具有明显的优越性,但是也不可忽视其缺点,一旦受到外界各种因素的影响,极有可能导致混凝土出现质量问题。
在渠道工程施工过程中,混凝土工程的主要功能是为了避免其出现渗水等情况,但是由于该项工程是在冬季施工,外界温度因素对于混凝土的性能造成了严重的影响,这就导致其发生冻胀现象,防水性能也得不到保证。
这就需要在实际工作中对其进行全面分析与处理,以提高渠道工程的整体性能与防水能力。
二、混凝土渠道工程出现冻胀的原因在处理冻胀现象之前,首先应当对其产生的原因进行全面分析。
造成渠道工程出现冻胀现象的原因主要是由于土体结构中的水分结成冰,此时体积因扩张而导致土壤的颗粒发生位移,此时在受到周边建筑物的影响,导致其产生较大的冻胀力,导致整个建筑物出现变形。
尤其是在寒冷的冬季,地下水同样会收到外界温度的影响,导致其冻胀现象越来越严重。
由此可以看出,造成渠道工程出现冻胀现象主要受到地基土的含水量、地下水的基本特征以及土壤特性等多种因素的影响。
1、设计上的缺陷。
渠底是最易受冻胀破坏的部位。
有些小断面渠道,渠底现浇混凝土板未设计纵缝,因底板两侧受边坡挤压,中部受到拱力作用,无法释放,稍有冻胀或滑坡,底板中部就成为数力集中作用点,可轻易折断,在渠底形成一条长长的裂缝。
渠底未设纵缝的混凝土现浇渠道普遍发生这种破坏,破坏情况往往较严重。
2、细砂垫层含粉土量偏高的情况。
渠道混凝土冻胀破坏成因分析及防冻胀措施分析
施工技术渠道混凝土冻胀破坏成因分析及防冻胀措施分析李彤彤(北京市京密引水管理处,北京101400)摘要:在渠道混凝土施工过程,做好防冻账的控制措施十分重要,可保障工程的安全建设。
本文从渠内水结冰、基土冻融、混凝土质量三方面阐述影响渠道内部混凝土产生冻账的主要因素,并从规避冻账易发环境、控制基土冻融位移、做好混凝土 施工等方面阐述具体的防冻账措施。
关键词:渠道;混凝土;冻账破坏;防冻措施1渠道混凝土出现冻胀破坏的主要原因1.1渠内水结冰在寒冷地区,冬季渠道运行过程中,常使用径流运冰方 式对水电站进行运水。
当遭遇寒流、气温骤降等环境时,渠 道中就会产生大量的浮冰,导致内部水流速度降低。
长期持 续过程,结冰堆积,冰体逐渐从渠道四周向中心蔓延,最终 形成冰盖。
1.2基土冻融渠道混凝土属于刚性预制材料,其 的的,向抗拉性 ,适应不同环境造成的伸、变形等,此,在 时,不同程度的。
渠道混凝土在 过程 在 形式。
1土 。
在寒冷季 ,渠道 混凝土结 体部 ,导致混凝土不力,在结,混凝土 产生的应同作用。
2渠道混凝土 。
当渠道下方地水 时,渠道 部 地 水 ,产生的大。
于渠道 部的 土 地 水大,产生的 ,时渠道 于 程度过大,使混凝土 大 的。
i在渠道中部的部。
+渠道凝土 。
产生 的方,其一,导致混凝土 ,致使部 ,使混凝土 。
在基土 过程中,上方土 度方向进行 ,造成 等。
其二,渠道度的土在过程存在大 的,促使道,使坡脚 的混凝土遭外,产生位,等 。
4渠道混凝土体抬。
当渠道土存在均匀的性质时,同时混凝土衬砌结构完度较时,在冬季温度对渠道土产生的较大时,就 会使混凝土衬砌结构 抬。
1.3渠内混凝土问题渠道使用的混凝土 的厚度 8-15/0。
在混凝土配置过程,产生的水 会使内部产生细小的隙。
同时,配混凝土材料中含的较多吸水性物质,在渠道长期充满 水的环境下,及冬季寒冷气温用下,使混凝土隙中积水结冰,体积变大。
当混凝土内部体积膨应过大时,会 超 最应值形成。
渠道混凝土冻融破坏及防治
渠道混凝土冻融破坏及防治一、混凝土冻融破坏的机理混凝土是由砂浆及粗骨料组成的毛细孔多孔体,在拌制时,为了达到必要的和易性,拌和水的加入总是多于水泥的水化水,多余的水便以游离水的形式滞留于混凝土中形成连通的毛细孔,并占有一定的体积,这种自由活动水的存在,是导致混凝土遭受冻害的主要原因。
有膨胀压和渗透压理论,吸水饱和的混凝土在其冻融的过程中,遭受的破坏应力主要由两部分组成:其一是当混凝土中的毛细孔水在某负温下发生物态变化,由水转变成冰,体积膨胀9%,因受毛细孔壁约束形成膨胀压力,从而在孔周围的微观结构中产生拉应力;其二是当毛细孔水结成冰时,由凝胶孔中过冷水在混凝土微观结构中的迁移和重分布引起的渗管压。
另外,凝胶不断增大,形成更大的膨胀压力,当混凝土受冻时,这两种压力会损伤混凝土内部微观结构,只有当经过反复多次的冻融循环后,损伤逐步累积,并不断扩大,发展成相互连通的裂缝,使混凝土强度降低,渠道衬砌层破损,渠道抗渗性降低。
在实际中可以看出,处在干燥条件下的混凝土显然不存在冻融破坏的问题,所以饱水状态是混凝土发生冻融破坏的必要条件之一。
另一个必要条件是外界气温的反复变化,使混凝土孔隙中的水反复发生冻融循环。
可以发现,混凝土U型渠道的混凝土衬砌层满足这两个必要条件:首先其作为过水通道,绝对不可能长期处在干燥条件下,混凝土处在水环境中,发生破坏的可能性更大;其次,混凝土U型渠道在野外,冬季日夜温差大,经常发生孔隙水的冻融循环。
混凝土冻融破坏是从混凝土表面开始的层层剥蚀破坏。
二、混凝土冻融破坏的特征开始破坏时,在混凝土表面出现粒径2~3mm的小片剥落,随着服务年限的增加,剥落量及剥落粒径增大,由几毫米到几十毫米,剥落由表及里。
剥落一经开始,发展速度很快,根据环境温度、混凝土受力状态、混凝土厚度、结构尺寸的不同,冻融破坏对结构安全的影响程度也大不相同。
三、影响混凝土抗冻性的主要因素1.水灰比水灰比直接影响混凝土的孔隙率及孔结构。
混凝土预制板防渗渠冻害原因及防止措施
工程规模
总长度1000米,宽3米,深1米。
建筑材料
混凝土预制板,具有高强度、耐久性好的特 点。
防渗渠功能
主要用于农田灌溉,确保农田灌溉用水量充 足和稳定。
冻害情况及原因分析
冻胀现象
在冬季,混凝土预制板防渗渠出现了一定程度的冻胀现象,导致渠身开裂、渗水。
原因分析
由于该地区海拔较高,冬季气温低,混凝土在低温下发生冻胀,导致材料性能下降,从而引发冻害。
需要加强土壤水文地质、冻土力学等方面的研究,为防渗渠冻害的防治提供更加科 学的理论依据。
需要开展更多实践工程验证和完善防渗渠冻害防止措施,提高工程的可靠性和稳定 性。
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混凝土预制板防渗渠冻害原 因及防止措施
2023-11-09
contents
目录
• 引言 • 混凝土预制板防渗渠冻害原因 • 防止混凝土预制板防渗渠冻害的措施 • 工程实例分析 • 结论与展望
01
引言
研究背景
混凝土预制板防渗渠是一种广泛 应用于农田灌溉的渠道,具有防 渗效果好、使用寿命长等优点。
预制板材料
预制板材料的导热系数较低,因此对于防止冻害具有一定的劣势。同时,预制板材料的抗拉强度也较低,因此在 冻胀力的作用下也更容易开裂。
03
防止混凝土预制板防渗渠 冻害的措施
优化渠道结构设计
合理设置排水设施
在渠道设计中应考虑排水设施 的设置,以便在雨季或融雪期 及时将积水排出,减少冻害发
生的可能性。
02
混凝土预制板防渗渠冻害 原因
冻土性质对渠的影响
冻土的导热系数低
冻土的导热系数通常比普通土壤和混凝土的导热系数低,这使得冻土在温度变化 时具有较大的温度梯度,从而对渠道产生更大的冻胀力。
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1 . 渠道断面参数
渠道 断面 参数 主要包 括 允许不 冲流速 、衬 砌超 高 与
渠堤超高 、粗糙 系数 、边坡 系数等 ,下面对其逐一进行探
讨。
冻害 的 出现与 以下三 种 因素有密切 关 系 :首 先 ,渠 道土质 。相 对而 言粘性 土壤具 有较 大的冻 胀量 ,而砂性 土壤相对较小。另外 ,粘性土壤冻胀还 和土壤的粒径有直
取值 也不同。例如 ,当床质为密实或中等密实的粘土、壤
土 、沙壤 土时d 的取值范 围为1 / 4~1 / 5,当粘土和 沙壤土 较 为疏 松时d 的取 值在 1 / 3~1 / 4 范围 。一般安装 混凝土预
制板时要求其允许 不冲流速不能超过2 . 5 m/ s 。
( 2) 衬砌超高与渠堤超高 渠道衬 砌是 指为 防止渠 道边墙 变形 或坍 塌 ,沿渠道
两 岸用 混凝 土或砌块 等材 料修 建的永久 性支 护结构。渠堤 是指 防御河 水向渠道 两岸漫溢 而沿岸修筑 的挡水建筑 物。 衬砌超 高与渠堤超 高需根据 渠道运行 目标以及流 量大小而
定 ,一般取0 . 2~0 . 7 m。 ( 3) 粗糙 系数与边坡系数 不 同建设材 质 的渠道粗 糙 系数 不同 。例如预 制板 粗 糙系数在0 . 0 1 7~0 . 0 2 0 范围 内,浆砌块石的粗糙系数范围
一
常见渠道断面形式有 U 形、矩形 、梯 形等 ,其中梯形 包括弧底梯 形、弧形坡脚 ,弧底梯形渠道 的弦长和水深 的 比值 K b 以及弧 形坡脚梯 形渠道和水 深的 比值 K b 可 通过数 据计算 ,而矩 形和梯 形渠道 的断面 可利用 实用经济断面计 算法计算获得。
、
混凝 土预制板渠道断面 二、混凝土预制板榘道冻害原 因
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混凝士预常 I j 板渠道冻窖原因 与防止措施实录分析
● 孟松
混凝土预制板渠道在疏通水源、农业灌溉发挥重要作 用 ,不过 当温度较低时极易 因发生冻害 出现渗 漏,影 响水
为0 . 0 2 0 . 0 2 5 。另外 ,针 对不 同渠基 的刚性材料防渗 渠 道 ,其边坡 系数也不 同。例如对于水深在 1 m一3 m范围内 的渠道来讲 ,如渠基为中土壤、重土壤、粘土时挖填方内
接 关系 ,当 其粒径在0 . 0 5~0 . 1 mm时冻胀较 小 ,而粒 径
( 1)允许不冲流速 允许 不冲流速指水流冲 刷不会给 渠道造成 损害 的最 大 流速 ,因渠道 的水 力半径和床质 不同其允许不冲流 速存在
在0 . 0 2~0 . O 5 mm间的粘性土壤最容易发生 冻胀 现象。研
外 坡 边 坡 系 数 范 围 分别 为 1 . 0~1 . 5 、1 . 0—1 . 5 。 2 . 断面 形 式
资源 的利用效率。冻害是威胁混凝土预制板渠道质量 的重
要 因素,尤其在我 国较 为寒冷 的北部地 区 ,渠道 冻害 现象 发生较 为严重 ,给 渠道经济效 益的发挥造成严 重影响 ,因 此 ,加强对混凝 土预 制板 渠道 冻害方面 的研 究具有重要的 现实意义。鉴 于本文对混凝 土预 制板 渠道 冻害原因进行分 析, 并在此基础上找出针对性措施 ,以期为延长渠道使用 寿命 提供参考。
许最大流速需在原有 的数据 基础上乘 以R d,床质 不同d 的
土预制板冻害发 生的主要 因素 ,当土壤 中含有较大水 分并 且地 下水位和 冻胀面 间的距离较小 时越容 易发生冻胀 ,反 之则不宜冻胀 ;最后 ,低 温。当平均 负温总和较 大时 ,土 层 冻胀总量和冻结深度均 较大。另外 ,不同的负温变化情 况一定程度上影响冻胀程度 :当温度骤 降时表层 冻结面会 向下蔓延 ,结果冰晶会阻塞土层毛细管 ,影响水分转移 , 此时冻胀较轻 ,反之冻胀较为严重 。
4 . 混 凝 土 板 表 面 腐 蚀 和 断 裂
止冻害发生 的 目的。排水 系统包括竖 井排水 、盲沟排水 、 暗管排水等 ,其 中竖井排水指在竖 向排水 井作 用下实现深 层砂石透视层和渠道垫层连通 以达到排水 的 目的。在修筑 竖井时 ,为提高渗水效率应将土层清理干净 ,并每 隔2 5 m 的距离设 置竖井 ,要求断面 为1 . 2 X 1 . 1 ,并在其 中填入 适 量卵石 ;盲沟排水 由位于渠底 中轴线 或沿坡脚 的纵 向集水 盲沟和位于渠坡上 的横 向引水盲沟组成 ,主要作用在于: t - : i } 除渠道渗水。其 中横 向盲沟可设置在伸缩缝下 ,并使用碎
三 、混凝土预制板渠道冻害类型 混凝土预制板渠道冻害有很 多类型 ,下面对不 同类型
冻害 的发生原因进行 分析。 1 . 水泥 勾缝脱落和开裂
该 类型病害 主要因雪、雨水渗 入渠底 ,导致预制板下 土壤和 石垫 层中的水 分大量聚集。此时当气 温下降到一定
程度 后就会发生冻胀 ,使 预制板 出现变形、鼓胀 ,最 终导
致 勾缝 脱 落 、开 裂 。
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》 建 设 施 工
2 . 渠帮滑脱、鼓胀及渠底板 变形 、断裂 该 种病 害 主要 因渠道 中 的水分和 泥 沙沿着 缝 隙进入 到预制板 的石垫 层中 ,温度下降时便会导致渠帮滑脱 或鼓 胀。另外 ,当石垫层和预 制板 之间 出现老 鼠洞穴时 ,也会 导致雪水和雨 水进入其中 ,进而使预制板 出现冻裂 、冻胀 现象。 3 . 闸室、闸墩鼓胀 、冻裂 当水 分夹杂着泥 沙深入到闸底板下石垫层中 ,在低温 的作用下 ,泥沙 中的水 分结冰压 迫闸底板导致其鼓胀 、断 裂 ,闸墩也因此鼓胀断裂,影响 闸门的正常关闭。
究 发现 渗透系数在 1 O 一 3~1 0 — 6 范围 内的土壤较 易发生冻
胀 ,其 他 范 围 内不 宜 冻胀 ;其 次 ,水 分 。 水 分 是 引起 混 凝
差别。例如 当水力半径 为1 m,床质 为粘土 、重土壤 、中 壤 土、轻壤 土时其 允许不 冲流速依 次为0 . 7 m/ s 、0 . 6 5 m/ S 、0 . 6 m/ s 、0 . 4 5 m/ s ,如水 力半径 数值不为 1 m时计 算允