曾斯亮，張海學(xué)，姜大沖，章　勇

(1.江蘇省淮安市水利勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 淮安 223005；2.江蘇淮源工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，江蘇 淮安 223005)

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水工建筑物紫銅片止水設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

曾斯亮1，張海學(xué)2，姜大沖1，章勇2

(1.江蘇省淮安市水利勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 淮安 223005；2.江蘇淮源工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，江蘇 淮安 223005)

摘要：防滲止水是水工建筑物的關(guān)鍵一環(huán)，紫銅片是水工建筑物沉降縫、伸縮縫之間常用的止水材料，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否科學(xué)關(guān)系到水工建筑物的安全、可靠運(yùn)行。文章通過對紫銅片止水設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析，介紹了一套能較好的適應(yīng)地基沉降的紫銅片止水設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)型式。

關(guān)鍵詞：防滲止水；紫銅片止水結(jié)構(gòu)；適應(yīng)變形；設(shè)計(jì)思路；結(jié)構(gòu)型式

1概述

防滲止水體系是水工建筑物的重要組成部分。水工建筑物由于其結(jié)構(gòu)尺寸、型式、荷載及基礎(chǔ)處理不一等原因，常常要設(shè)置一定數(shù)量的伸縮縫、沉降縫，伸縮縫、沉降縫之間必須安裝止水構(gòu)件，以確保防滲效果。紫銅片止水是最常用的一種，它具有防滲性能好，適應(yīng)變形能力強(qiáng)，不易銹蝕斷裂的優(yōu)點(diǎn)。

水工建筑物常建在軟弱地基上，要采取必要的地基處理措施，各個(gè)部位基礎(chǔ)處理措施不可能完全一樣，必然會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降，紫銅片材料本身雖然具有較好的柔韌性，但其變形能力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足水工建筑物結(jié)構(gòu)不均勻沉降和水平位移的要求。如果不在結(jié)構(gòu)型式上做一定的設(shè)計(jì)處理，當(dāng)所受拉力過大時(shí)，紫銅片也會(huì)出現(xiàn)斷裂(特別是焊接處)，止水結(jié)構(gòu)就此破壞，將會(huì)給水工建筑物的運(yùn)行帶來危險(xiǎn)。

此外，水工建筑物的止水一般是封閉式止水(如混凝土箱涵)，存在水平止水與垂直止水相交處的連接問題，該處是處理位移和止水效果的矛盾點(diǎn)，如果設(shè)計(jì)處理不合理，止水防滲問題就不能得到徹底解決。特別是建在砂土、粉砂土地基上的水工建筑物,如果止水破壞漏水,水流會(huì)帶走地基中的細(xì)砂、細(xì)土顆粒，掏空基底，從而使建筑物發(fā)生沉陷倒塌破壞。所以能最大的適應(yīng)地基沉降、止水效果好、施工簡單方便、結(jié)構(gòu)耐久適用的紫銅片止水結(jié)構(gòu)，是保證水工建筑物的安全和穩(wěn)定的重要環(huán)節(jié)。

2設(shè)計(jì)思路

一般水工建筑物各結(jié)構(gòu)部位的地基土質(zhì)情況、荷載情況、地基處理方式及本身結(jié)構(gòu)等都存在差異，沉降縫、伸縮縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)部位在運(yùn)行后出現(xiàn)地基沉降不均勻、水平拉動(dòng)的現(xiàn)象，出現(xiàn)沉降差異或水平位移，止水設(shè)備就會(huì)受到豎向拉力或水平拉力作用，所以止水構(gòu)件設(shè)計(jì)必須滿足沉降縫、伸縮縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)允許最大不均勻沉降和水平拉移時(shí)不予破壞。因此在止水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須同時(shí)考慮允許最大不均勻沉降和水平拉移兩方面因素，由于地基土質(zhì)情況、荷載情況、地基處理及結(jié)構(gòu)本身的差異，一般豎向位移發(fā)生的幾率大大高于水平位移，是止水破壞的主要原因，因此應(yīng)把豎向位移作為主要矛盾[1]。

3水平止水結(jié)構(gòu)型式設(shè)計(jì)

根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL265—2001)中第8.3.6條規(guī)定：“土質(zhì)地基允許最大沉降量和最大沉降差，應(yīng)以保證水閘安全和正常使用為原則，根據(jù)具體情況研究確定。天然土質(zhì)地基上水閘地基最大沉降量≤15 cm，相鄰部位的最大沉降差≤5 cm?！苯Y(jié)合該條文，“當(dāng)控制水工建筑物地基最大沉降量≤15 cm時(shí)，而考慮相鄰部位的最大沉降差為最大沉降量15 cm時(shí)為最不利情況時(shí)”，水平止水結(jié)構(gòu)按圖1所示設(shè)計(jì)，牛鼻子高度為6.5 cm，中間水平段位2 cm，牛鼻子中間灌充瀝青，兩側(cè)水平段翼長10 cm。當(dāng)出現(xiàn)地基沉降不均、水平錯(cuò)動(dòng)而造成水平止水受拉時(shí)，紫銅片受拉自由伸縮長度能達(dá)到15 cm，滿足允許最大沉降差的要求而不出現(xiàn)紫銅片斷裂。

圖1水平紫銅片止水大樣圖圖2垂直止水大樣圖

4垂直止水結(jié)構(gòu)型式設(shè)計(jì)

垂直止水同樣需要滿足能自由伸縮以適應(yīng)地基沉降不均和水平拉動(dòng)而造成斷裂破壞，如圖2，垂直止水水平斷面設(shè)計(jì)為L型，垂直方向?yàn)橐蛔中?，一端固定在先澆筑的混凝土墩墻里，另一端為自由伸縮端，伸入預(yù)先安裝好的預(yù)制混凝土燕尾槽(如圖3，一般每節(jié)長30～50 cm)內(nèi)10 cm，燕尾槽內(nèi)灌充瀝青，燕尾槽混凝土強(qiáng)度等級與墩墻一致，燕尾槽與混凝土模板一起安裝(見圖4)。一旦因地基沉降不均或水平錯(cuò)動(dòng)造成垂直止水受拉，由于自由端的存在，垂直止水能夠在燕尾槽內(nèi)上下移動(dòng)和自由伸縮，在允許的豎向沉降和水平位移范圍內(nèi)有效的保證止水效果。

圖3燕尾槽大樣圖

圖4垂直止水布置大樣圖

5水平止水與豎直止水相交處的連接設(shè)計(jì)

水平止水與垂直止水交叉處是止水設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，該處連接方法有很多，一般可分為2類：①柔性連接，是指在交叉處止水就位后，外包以瀝青塊體；②剛性連接，是將紫銅片止水適當(dāng)剪裁，然后再用銅焊焊接，如圖5所示水平止水與垂直止水焊接大樣圖。在工程實(shí)踐中，對于垂直止水與水平止水連接的垂直交叉處多采用柔性連接，即垂直止水一半與水平止水焊接，一半與水平止水搭接，確保在允許沉降和水平位移時(shí)該處止水結(jié)構(gòu)不破壞，止水效果不降低。如圖6所示的瀝青盒鋼殼，按圖七所示方法安裝在垂直止水與水平止水連接處，并灌充瀝青體，以此將交叉處止水外包，然后澆筑底板混凝土，使之變成密封系統(tǒng)。當(dāng)因地基沉降不均或水平錯(cuò)動(dòng)造成止水構(gòu)件受拉，由于連接處也有自由端的存在，垂直止水和水平止水都能夠自由伸縮，在允許的沉降范圍內(nèi)不被拉斷，從而有效的保護(hù)連接處止水[3]。

圖5　水平止水與垂直止水焊接大樣圖

圖6　瀝青盒鋼殼大樣圖

圖7　水平與垂直止水連接大樣圖

6結(jié)語

紫銅片止水是水工建筑物防滲體系中的組成部分，不同的建筑物和不同的地基條件，對止水的要求也各不相同，依據(jù)規(guī)范和地基計(jì)算進(jìn)行合理的止水結(jié)構(gòu)型式設(shè)計(jì)，是保證水工建筑物的安全和穩(wěn)定的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。文章介紹的紫銅片止水設(shè)計(jì)經(jīng)過大量實(shí)踐，止水效果良好，值得借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國水利部.SL265—2001水閘設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2001.

[2]陳寶華，張世儒.取水輸水建筑物叢書—水閘[M].北京：中國水利水電出版社，2003：27-60.

[3]中華人民共和國發(fā)展和改革委員會(huì).DL/T5215—2005水工建筑物止水帶技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國電力出版社，2005.

中圖分類號：TV222

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

[作者簡介]曾斯亮(1983-)，男，江西吉安人，工程師；張海學(xué)(1962-)，男，陜西咸陽人，高級工程師；姜大沖(1990-)，男，江蘇灌南人，助理工程師；章勇(1975-)，男，江蘇淮安人，高級工程師。

[收稿日期]2015-10-22

文章編號：1007-7596(2016)01-0046-03