簡析農(nóng)田水利混凝土渠道的凍脹及其維修

【摘要】在寒冷地區(qū)的混凝土施工過程中，混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)凍脹破壞現(xiàn)象，尤其是在渠道工程施工過程中，這種現(xiàn)象十分嚴(yán)重，因此需要采用相應(yīng)的維修措施，對(duì)渠道凍脹破壞進(jìn)行有效控制。本文簡述了農(nóng)田水利混凝土渠道凍脹常見的現(xiàn)象，對(duì)農(nóng)田水利混凝土渠道工程的凍脹原因及其維修進(jìn)行了簡要分析。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)田水利混凝土渠道工程；凍脹；原因；現(xiàn)象；維修

混凝土是現(xiàn)代化工程項(xiàng)目施工中最常見的一種施工材料，其具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。但是農(nóng)田水利混凝土渠道工程在施工過程中容易受到外界環(huán)境因素的限制，導(dǎo)致其出現(xiàn)裂縫、凍脹等質(zhì)量問題，極不利于整個(gè)工程的施工質(zhì)量。基于此，以下就農(nóng)田水利混凝土渠道凍脹及其維修進(jìn)行探討。

一、農(nóng)田水利混凝土渠道凍脹常見的現(xiàn)象

1、現(xiàn)澆混凝土底板出現(xiàn)破裂。在寒冷的冬季，溫度較低，若施工人員對(duì)于渠道并沒有設(shè)置縱向分縫，那么極有可能因?yàn)闇囟冗^低而導(dǎo)致混凝土底板出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。一般來說，裂縫大多分布在渠道底部的中心線位置，其寬度約為0.1～1cm左右，長度較長，不具有規(guī)律可循，甚至還有一些裂縫貫通整條渠道，這對(duì)于渠道的正常使用產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

2、混凝土板發(fā)生隆起。在混凝土工程施工過程中，不僅受到溫度因素的影響，還會(huì)因?yàn)榈叵滤贿^高而導(dǎo)致混凝土板出現(xiàn)隆起現(xiàn)象。在渠道工程施工過程中，若發(fā)現(xiàn)地下水位過高，那么其凍脹現(xiàn)象也就較為嚴(yán)重，而在渠道頂部的凍脹程度也就相對(duì)比較低，最終導(dǎo)致混凝土板出現(xiàn)隆起現(xiàn)象。一般來說，混凝土板出現(xiàn)隆起的高度在1～4cm之間，等到春季之后，這種隆起現(xiàn)象會(huì)有一定的好轉(zhuǎn)，但并不能夠恢復(fù)到原來情況。并且當(dāng)渠道出現(xiàn)隆起之后，地基土中含有大量的水分，當(dāng)開春之后，地基土中的水分會(huì)隨著外界環(huán)境因素的影響而不斷溢出，這就導(dǎo)致渠道的細(xì)砂墊層出現(xiàn)位移等現(xiàn)象，且加大了混凝土板的荷載。再次到寒冷的冬季，該處必然還會(huì)出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象，最終出現(xiàn)滑坡，影響到整個(gè)工程的質(zhì)量。

3、預(yù)制混凝土板出現(xiàn)鼓脹、滑塌。所謂預(yù)制混凝土板出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象主要是由于預(yù)制板中幾塊出現(xiàn)鼓起現(xiàn)象，這種鼓脹的高度一般不超過2～6cm，當(dāng)出現(xiàn)這一現(xiàn)象之后，技術(shù)人員必須要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理，否則就會(huì)出現(xiàn)滑塌現(xiàn)象，致使整個(gè)預(yù)制混凝土板失去平衡，最終影響到整個(gè)工程的質(zhì)量。

二、農(nóng)田水利混凝土渠道工程的凍脹原因分析

農(nóng)田水利混凝土渠道工程在處理凍脹現(xiàn)象之前，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行全面分析。 造成渠道工程出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象的原因主要是由于土體結(jié)構(gòu)中的水分結(jié)成冰，此時(shí)體積因擴(kuò)張而導(dǎo)致土壤的顆粒發(fā)生位移，此時(shí)在受到周邊建筑物的影響，導(dǎo)致其產(chǎn)生較大的凍脹力，導(dǎo)致整個(gè)建筑物出現(xiàn)變形。尤其是在寒冷的冬季，地下水同樣會(huì)收到外界溫度的影響，導(dǎo)致其凍脹現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。由此可以看出，造成渠道工程出現(xiàn)凍脹現(xiàn)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種因素的影響。

1、設(shè)計(jì)原因。農(nóng)田水利混凝土渠道的渠底是最易受凍脹破壞部位。有些小斷面渠道，渠底現(xiàn)澆混凝土板未設(shè)計(jì)縱縫，因底板兩側(cè)受邊坡擠壓，中部受到拱力作用，無法釋放，稍有凍脹或滑坡，底板中部就成為數(shù)力集中作用點(diǎn)，可輕易折斷，在渠底形成一條長長的裂縫。渠底未設(shè)縱縫的混凝土現(xiàn)澆渠道普遍發(fā)生這種破壞，破壞情況往往較嚴(yán)重。

2、細(xì)砂墊層含粉土量偏高的原因。為了有效防止凍脹破壞，可以進(jìn)行設(shè)墊層替換凍脹土的操作，風(fēng)積砂具有高系數(shù)的導(dǎo)溫系數(shù)，透水性比較強(qiáng)，屬于弱凍脹土。因?yàn)楣軈^(qū)內(nèi)風(fēng)積砂的分布較多，所以防滲渠道都要采用風(fēng)積砂做墊層，其粉土的含量設(shè)計(jì)不能超過5%，由于部分風(fēng)積砂源含粉土量偏高，有的高達(dá)17%，其本身已經(jīng)屬于凍脹土，用于渠道的墊層，無法起到防凍漲的作用等。

3、渠基上抬高度不足的原因。老渠改建和老渠一側(cè)新建的渠道，受地形限制，往往不能上抬足夠高度。渠道因處常年灌溉區(qū)內(nèi)，沿線地下水位較高，渠基土層水分補(bǔ)給充分，致使基礎(chǔ)含水量較高。凍結(jié)過程中，地下水受溫差產(chǎn)生的滲透力作用，沿毛細(xì)管源源不斷地上升積聚，不斷加大基土凍脹量，對(duì)渠道防滲面板產(chǎn)生較大的凍脹作用。實(shí)際表明，這些渠段的凍脹破壞比較普遍，也較為嚴(yán)重。

4、渠堤密實(shí)度不夠原因。部分由民工填筑完成的渠道，渠堤密實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，薄弱環(huán)節(jié)較多。因土體密實(shí)度較低，地下水易受毛細(xì)管作用而大量上升，使渠堤含水量迅速地大量增加，凍結(jié)過程中可產(chǎn)生較大的凍脹力。春季化凍時(shí)，這些渠堤易受外溢水滲透力作用而發(fā)生變形，嚴(yán)重者產(chǎn)生滑坡和流土破壞，危及渠道安全。

三、農(nóng)田水利混凝土渠道凍脹的維修措施

農(nóng)田水利混凝土渠道凍脹的維修措施主要有：（1）修建截、排水系統(tǒng)。在地下水位較高的地段，尤其是挖方渠段，可采取在渠旁修建截水、排水溝的辦法切斷基土水的外補(bǔ)給來源。截水、排水溝可做成明溝或暗溝，從地形和占地方面考慮，暗溝較為合適。（2）改善渠道運(yùn)行方式，加強(qiáng)田間灌溉管理。利用原有土渠進(jìn)行冬灌，盡量減少基土水分的內(nèi)補(bǔ)給量。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)田間灌溉水的調(diào)度管理，勿使超灌，控制入冬前灌區(qū)地下水位的上升。（3）及時(shí)維修。凍脹隆起的土體，體積較原先增大，且含冰夾層和冰晶體，凍脹現(xiàn)象往往一年比一年嚴(yán)重。不及時(shí)治理，將導(dǎo)致渠道更為嚴(yán)重的破壞。維修應(yīng)遵循“重傷不拖延，輕傷不放過，合理安排，逐步解決”的原則，具體辦法主要有：a.置換凍脹部位的不合格墊層，基土含水量較高、凍脹部位較為嚴(yán)重的部位，可加厚至凍層厚度；b.修補(bǔ)損壞的板間分縫和防滲塑膜；c.對(duì)變形嚴(yán)重的渠堤挖開重新填筑，提高土體密實(shí)度；d.鑿開現(xiàn)澆混凝土底板中心裂縫，使縫寬達(dá)到2厘米，用適應(yīng)變形較好的聚乙烯塑料膠泥灌縫。

結(jié)束語

農(nóng)田水利混凝土渠道工程中對(duì)渠道做好凍脹防治工作有利于渠道工程的正常使用，有利于避免水資源的浪費(fèi)，達(dá)到理想的使用效果，因此對(duì)農(nóng)田水利混凝土渠道工程凍脹及其維修進(jìn)行分析具有重要意義。

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