季节冻土与水工建筑物的关联

我国东北、华北和西北的10余省(自治区、直辖市)均处在季节冻土地区。在这些地区修建的各类水工建筑物 (包括闸、涵、桥、跌水、渡槽、渠道衬砌、堤坝护坡等),如果按常规融土的建筑理论和方法进行设计与施工,在实践中暴露出许多弱点,工程冻害现象和破坏的规模相当普遍与严重。理论和实践均已指出,按非冻土地区建筑理论来评价和指导冻土地区的工程建设是不可行的。因为冻土作为地基来讲,不论是其成分、组构、物理性质和力学性质,都与非冻土有很大的差异。特别是冻土与环境之间的相互作用,主要是以人为环境的相互联系,这较非冻土复杂。对外界温度、压力和水分条件变化的反映(特别是表层与建筑物基础涉及的空间)较非冻土更为敏感。

冻土的诸特征对季节冻土地区的工程建筑物的作用影响最大的是热量—相变运动,它控制着力学和其他过程。

地基土的冻胀一般是不均匀的,这和土质的粒径、矿物成分的非均匀性、土中含水量分布的非一致性、外界负气温冷却强度的差异性等许多内外在条件有关。(www.xing528.com)

20世纪80年代以前,我国在季节冻土地区修建的各类水工建筑物,没有可遵循的设计规范,设计者在工程设计时只能靠经验或尽力加深加大基础砌置深度、增加结构的强度与刚度。即使如此,有些工程的冻胀破坏也未能幸免。自20世纪90年代开始,我国各行业相继颁布了相关的设计规范,如交通部颁布的JTJ024—85 《公路桥涵地基与基础设计规范》,水利部颁布的SL18—2004 《渠道防渗工程技术规范》,SL23—2006 《渠系工程抗冻胀设计规范》,SL211—2006 《水工建筑物抗冰冻设计规范》等。虽然这些规范还存在一些问题,需要随着科学的发展和技术的进步逐渐修改与完善,但对工程技术人员来讲,无疑是很大的进步。