论水工建筑物的冻胀破坏和防治措施

论水工建筑物的冻胀破坏和防治措施

关树春

黑龙江省昊瑞水利工程咨询有限公司   黑龙江  哈尔滨  150000

摘要：在建筑工程施工过程中，水工建筑物的施工质量和使用寿命会直接受到冻胀破坏的影响，为此，针对水工建筑物的冻胀情况影响因素进行问题解决和防治措施应用能够有效实现水工建筑物施工技术的新突破。针对近年来我国水工建筑物的冻胀破坏问题进行具体问题具体分析，希望通过物理和化学手段提出相关的防冻胀措施，控制冻胀危害的同时，增加水工建筑物的安全稳定性。这也是对我国兴修的水利工程使用安全性的直接保证，研究水工建筑物的防冻胀问题是具有实际意义的。

关键词：水工建筑物，冻胀破坏，防治措施

水工建筑物在近年来应用非常广泛，不仅在城市建设和发展中起到了关键的作用，而且在乡村振兴中兴建水利工程也经常会应用水工建筑物，为此，针对水工建筑物的施工重难点进行逐一分析，找到造成水工建筑物冻胀破坏问题的因素并提出解决措施，就能有效控制建筑物因为冻胀造成的混凝土板裂缝产生，也减少了施工过程中的渠道下滑问题的出现。

1.水工建筑物产生冻胀破坏问题的成因

1.1冬季对水工建筑物结冰控制不足

对于水工建筑物而言，尤其是北方冬季的早晚温差比较大，需要进行昼夜温差的监控，防止水工建筑物周边产生结冰的现象。一旦在水工建筑物周边产生结冰问题，就会对水工建筑物地下土层产生冻胀影响，进而会影响建筑物地下的基础稳定，对水工建筑物的施工安全和使用安全都产生一定的隐患。长此以往，在水工建筑物的施工基础中的混凝土内部的水分就会因为低温产生冻结，进而内部就会形成冻胀的作用力，进而造成混凝土表面甚至内部的基础产生裂缝。而水工建筑物自身的受力也会出现不均匀的情况，这也会导致冻胀形成的破坏逐步加大，这也对水工建筑物的安全和寿命都造成很大的影响。

1.2有关部门对冬季建筑物土层含水量研究不足

施工有关部门在水工建筑物的施工前期和养护过程中缺乏对建筑施工环境和使用环境的了解，包括温度、湿度以及土壤基础的含水量等情况，这就会导致在北方冬季昼夜温差比较大的情况下，土壤中的含水量出现冻结，水凝结成冰就会使得水工建筑物的混凝土基础内部空间增大，一旦昼夜温差减小就会使得基础内部已经凝结成冰的水分融化，混凝土本身的受力就会出现不均匀的情况。这对水工建筑物的使用寿命和安全来说都会有不好的影响。这也基于施工部门对土壤中含水量的把控不到位，未能制定出符合水工建筑物防止冻胀的解决方案。

1.3有关部门缺乏对水工建筑混凝土冻胀的预防

有关部门缺乏对水工建筑混凝土冻胀的预防，除去前期缺少必要的对土壤及周边建筑施工环境的温度湿度等条件的勘测和了解环节，设计水工建筑物防冻胀的措施目前来看也是缺乏的。包括在温度变化前后，水工建筑物是否需要地基土壤的加固和回填，渠道在地基土的冻胀下会出现裂缝等破坏时是否需要及时进行检查并修复，以及在冻胀已经发生的情况下如何应用相关工程技术才能减少对水工建筑物以及建筑基础的持续破坏。以上都是施工单位和验收单位在水工建筑物防冻胀方案准备不全面的表现，这也会加剧水工建筑物产生冻胀破坏后的影响。

2.水工建筑物冻胀破坏问题的解决对策

2.1控制冬季水工建筑物结冰问题的影响

对于水工建筑而言，其因为混凝土内部含水量会存在较多，在温度变化比较明显的过程中就会出现混凝土内部含水量减少的情况，进而，就会对内部的基础产生空间缝隙，使得水工建筑物的梁柱结构稳定性受到影响。所以，针对水工建筑物土壤基础以及混凝土内部水分结冰的问题进行合理控制，并且有效减少冬季水工建筑物结冰的问题，就可以减少水工建筑物的冻胀破坏的影响。通常在理论上采用的方式是温度升高法，也就是通过物理加热的方式，或者是相关的方法使得含水量达到一个稳定的数值，除了加热的方式之外也可以在冻胀发生后进行水分补充。加热法一般是通过人工添加热水对内部已经凝结成冰的部分进行融化。为了能够快速达到消除周边环境的结冰，施工单位可以借助机器及设备进行操作，以此提升施工效率，防止冻胀影响的蔓延。

2.2合理进行土层含水量及前期现状的勘测

水工建筑物地基土层含水量的冻胀会影响建筑物的稳定性和安全性。有关部门针对水工建筑进行前期土层含水量以及周围环境因素进行勘测和分析能够有效制定防止建筑物冻胀的方案。在勘测的过程中土壤内部含水量因为受到冻胀影响水位下降，后进行补水操作下水位上移，待内部水分融化后水位已经超过安全水位线，这时就需要根据前期进行勘测的安全含水量进行排水回填防冻措施，如果遇到建筑周边有其他建筑或构筑物，需要进行周边环境的整体勘测，以此计算回填土的土方量，确保防冻胀措施能够维持土方平衡。如果周边有路面出现了冻胀问题，整个路基会产生冻胀裂缝，进而会直接影响水工建筑物的地基稳定性，所以前期在勘测阶段也需要针对水工建筑物的渠道受力和土壤含水量等相关内容进行准确记录和分析。前期勘测的数据是能够指导后期水工建筑物施工

，主要数据包括工程的地质条件，周边是否存在山体，是否会因为水利工程的修建以及水工建筑物的建造而造成山体下沉等问题，这也能对后续水工建筑物地基承载力的数据做补充说明。除此之外，如果水工工程渠道冻胀会导致建筑物地基遭到破坏，严重的话会导致周边的山体有滑坡的现象，这也会直接给建筑周边的环境带来非常严重的安全隐患。自然环境因素中气温变化也会给水工建筑物的冻胀破坏带来影响，在冻胀前后，地下水位一定会发生变化，但是温差大小会影响冻胀严重程度，进而会影响后期水工建筑物防冻胀措施的应用内容。

2.3增加有关部门对水工建筑混凝土冻胀问题的预防

有关部门需要针对水工建筑物混凝土冻胀问题做好预防。混凝土冻胀会直接影响水工建筑物的安全。所以，针对不同地理位置的水工建筑进行混凝土防冻胀是具有实际意义的。一方面，混凝土材料的选择应该合理控制材料的混合比，保证混凝土材料的材料使用寿命，另外，水泥内部的含水量也需要根据材料配比进行合理控制。在冻胀已经发生后需要分析混凝土材料的内部含水量。水工建筑的混凝土抗渗透性是防冻胀措施应用需要重视的指标。所以，对抗渗性不是特别好的混凝土材料需要增加干硬性砂浆配比，提升混凝土材料的整体抗性。另一方面，对于北方的水工建筑也需要进行建筑外墙保温，尽可能减少建筑外墙冻胀的出现。如果遇到建筑物渠道内部有积水的情况一定要及时清除，防止在冻胀发生后产生叠加效应。而且针对混凝土冻胀问题，有关部门及施工单位应在前期做好混凝土材料配比的调整，如果冻胀严重的情况下，除去物理防冻胀之外，可以结合化学材料进行融合，如聚苯乙烯保温材料，在根据环境条件进行水工建筑物防冻胀措施的调整。

3.结语

对于水工建筑物的施工和维护而言不仅仅是外墙修补以及地基的稳定，施工单位也需要针对建筑物所在的环境条件进行保护和维护，其中水工建筑物的防冻胀破坏和防治都是非常重要的。近年来，我国存在水工建筑物冻胀破坏严重的问题，所以防冻胀措施的应用能够延长水工建筑物的寿命，包括水工建筑物的周围环境监测、防结冰措施和混凝土防冻胀措施等都是主要的防治策略。这也能为我国兴修水利工程打下的坚实基础。

参考文献

［1］丁瑞峰，混凝土水工建筑物的维护管理［J］，中国高新技术产业，2020（14）：391.

［2］邢林生，聂广明，我国水电站混凝土建筑物耐久性分析［J］，水力发电，2021（6）：201-202.