任 新,徐云偉,李艷麗

(1.黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,哈爾濱 150080;2.衛(wèi)星運(yùn)河管理處,黑龍江 青岡 161635;3.肇源縣河道管理處,黑龍江 肇源 166500)

我國(guó)的凍土科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員對(duì)水利工程渠系建筑物的凍害原因與防治做了大量實(shí)驗(yàn)研究工作,在抗凍結(jié)構(gòu)及凍脹破壞等方面取得了多項(xiàng)成果,現(xiàn)結(jié)合北方地區(qū)冰凍特點(diǎn)介紹兩種在實(shí)踐中常用的擋土墻防凍害設(shè)計(jì)方法。

1 墻后回填非凍脹性土

中粗、礫、卵石、塊石當(dāng)細(xì)顆粒含量 ＜14%時(shí)可認(rèn)為是非凍脹土,墻后回填以上各類(lèi)土可以消減或消除水平凍脹力。

換填厚度,對(duì)于高度 ＜8 m的懸臂式擋土墻可參照?qǐng)D 1(a)確定。

墻頂部 0.5 Zd

墻高 0.5 Ht處,e e,=1.2 Zd-δ1/2;

墻身底部 g d=0.5Zd。

對(duì)高度＜6m的重力式擋土墻,換填厚度可參照?qǐng)D 1(b)。

墻頂部 0.5 Zd

墻高 0.5 Ht處,e e,=1.2Zd-δ1/2;

墻后趾部換填厚度為0。

對(duì)于非凍脹回填料,＜0.05 m m的細(xì)顆粒含應(yīng)不超過(guò)總重的 4%。

圖 1 墻后填非凍脹土示意圖

2 保溫法

擋土墻可采用保溫法消弱或消除凍脹,由于擋土墻頂部屬于雙向凍結(jié),在一般情況下多采用填土表面水平方向和墻背兩個(gè)方向鋪設(shè)聚苯乙烯泡沫保溫板。

對(duì)于重力式擋土墻,一般墻背坡比為 0.4～0.7,在頂部填土方向凍結(jié)引起的水平凍脹力相對(duì)小于墻背近直立式的懸臂式擋土墻,故可采用強(qiáng)背單向鋪保溫材料。見(jiàn)圖 2(a)。

保溫材料的厚度頂部 2、3H t范圍采用 t=1/10Zd,底部鋪到 δ2=2Zd處,厚度采用 t 2=1/10(Zd-δ1/2)。

對(duì)于懸臂式擋土墻、考慮到頂部填土方向凍結(jié)產(chǎn)生的水平凍脹力對(duì)墻作用較大,又考慮墻體溫度變形使墻體頂部水平凍脹力變大等條件,宜采用雙向鋪保溫材料,見(jiàn)圖 2(b)。

雙保溫材料的厚度可取(1/10-1/15)Zd。水平方向鋪設(shè)長(zhǎng)度(1.1-1.5)Zd,按填土凍脹性從小到大(Ⅰ -Ⅴ)取相應(yīng)鋪設(shè)長(zhǎng)度。

對(duì)采用保溫聚苯乙烯硬質(zhì)泡沫板材的性能,應(yīng)滿足表 1要求。

表 1 聚苯乙烯硬質(zhì)泡沫板材性能

圖 2 聚苯乙烯泡沫塑料保溫板布置圖

3 結(jié) 語(yǔ)

工程實(shí)踐證明以上兩種擋土墻防凍害設(shè)計(jì)方法在我國(guó)北方地區(qū)各個(gè)渠系建筑物中已大量使用。從而消減了水平凍脹力,增強(qiáng)抗凍能力。取得了非常好的效果。

[1] 水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì).長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.S L 191-2008水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)水利水電出版社,2008.

[2] 江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 .S L 379-2007水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)水利水電出版社,2007.

[3] 管楓年.水工擋土墻設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,1996.