涵闸保温基础材料和结构形式优化方案

1.保温措施所采用的材料

针对涵闸基础冻胀破坏原因及破坏类型,从改变地基“温度场”防止地基冻胀的途径出发,可以用空气、水、珍珠岩、聚苯乙烯硬质泡沫塑料板等做保温材料,做成保温基础。工程实践证明,保温基础防冻胀效果好、经济适用、施工简单、安全可靠,实现了基础安全浅埋。

(1)空气:静止空气的导热系数虽为0.0244W/ (m·℃),但空气间层的导热系数却小于0.232W/ (m·℃),而且在温差作用下体积较大的空气层对流很快,保温效果不够理想。

(2)水的导热系数为0.581 W/ (m·℃)。温差作用下对流也很强烈,但结冰时要放出大量的潜热,延缓地基冻结,具有明显的保温作用。

(3)陶粒珍珠岩混凝土是一种新型建筑保温材料,在无水的情况下导热系数低于0.232 W/ (m·℃)。但用于水利工程中,防水不好处理,水浸后保温性能明显降低。

(4)聚苯乙烯硬质泡沫板是一种高效能的保温材料,它的导热系数只有0.035～0.044 W/ (m·℃),是一般固体保温材料的数十分之一。

硬质泡沫板具有闭孔结构,不吸水,有较好的抗压缩性能。聚苯乙烯硬质泡沫塑料板是目前应用于涵闸基础保温的理想材料,用于基础保温具有明显的经济意义。本章着重介绍采用这种材料做成的保温基础。

2.保温基础设计原则和结构形式

保温基础的结构形式,平面上可采用夹层式或叠层式,如图5.8、图5.9所示,适用条件见表5.3。

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图5.8　夹层式保温基础

图5.9叠层式保温基础

表5.3　夹层式及叠层式保温基础适用条件

叠层式结构要比夹层结构保温效果好、施工方便;夹层式由于受冷桥影响,使保温性能降低。

周边采用水平保护段或竖向封闭段作为保护措施,如图5.10所示。

图5.10　水平保护段及竖向封闭型式图

水平保护段比竖向封闭施工方便,保温效果基本相同,要使基础下地基保持单向冻结条件,水平保护段长度可取1.5～2倍的冻深(从基础底面高程算起),竖向封闭段深度可取0.7～0.9倍的冻深。