水工建筑物抗冻胀设计规范
《水工建筑物抗冰冻设计规范》桩基设计问题探讨
１ １ ＂ ＂ １ ） ； 冻胀量 ＾分别为 ４ ． ９ ５ 和４ ． ５ ６ ｃ ｍ； 由＜ 规 范＞ 表
３ ． ０ ． ９ 可知 ， 两种土均属 Ⅱ 级冻胀土 ， 利 用（ 规范＞ 表 ４ ． ０ ． ３ — １ 通 过 内插 法可分别 求得其切 向冻胀 力 分别为 ３ ９ ． ６ ７ 和３ ７ ． ０ ７ ｋ Ｐ ａ 。 以某灌 区的渡槽工程为例 ，已知该渡槽槽身 为钢结构 ， 基础采用钻孔灌注桩 ， 设计荷载情况见
表 １为设 计 桩 基 的 ４种 地 质 条件 ，依 据工 程
也比较严重。Ｇ Ｂ Ｔ ５ ０ ６ ６ ２ — ２ ０ １ １【 Ｉ 】 （ 以下简称＜ 规范＞ ） 是在认真总结水利 部１ ９ ９ ８ 年颁布实施 的 Ｓ Ｌ ２ １ １ — ９ ８ （ 水工建筑物抗冰
别（ 切 向冻胀 力大小 ） 是 主要因素 ， 但 并非决定 因
・
在不同基土土层分 布情况下 的抗冻拔稳定验算。 针对上述 ４ 种情况 ， 采 用＜ 规范＞ 公式 （ １ ２ ． ３ ． ３ ） 即可完成相关计算 ， 成 果见表 ２ 所 示。
６ ４ ・
２ ０ １ ５ 年第 ９ 期
裹 １ 桩基土 力学指标 衷 ２ 桩基 抗冻拔稳定 复核情况 恒 荷 载只 活 荷 载Ｐ ｌ基 土 条 件 切 Ｉ ： ｌ 冻 胀力， ： 设 计 桩 径Ｊ ｃ抗 冻 拔 安 稳 定 复 核 １ 青 况 Ａ Ｎ 心 序 号 肥 全 系 数Ｉ
６ ０ ０ １ ０ ０ １ ０ ０ ６ ｏ １ ０ ０ Ｉ Ｏ ０ １ ２ ０ １ ２ ０ １ ０ ２ １ ２ ｏ １ ２ ｏ １ ２ ０ １ 号 １ 号 １ 号 ２ 号 ２ 号 ２ 号 剪＿ ６ ７ ， 蝴 ３ ９ ． ６ ７ ３ ７ ． ０ ７ ． ０ 口 卵． ０ ７ ｏ ｊ ０ ０ ０ ． ３ ０ ０ ０ ． ４ ０ ０ ０ ． ３ ７ ５ ０ ． ３ ７ Ｓ ｎ ４ ７ ５ １ ． １ ３ １ ． ５ ２ １ ． １ ５ ｌ Ｉ １ ３ １ ． ５ １ １ ． １ ９ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ
渠系工程抗冻胀设计规范
渠系工程抗冻胀设计规范“渠系工程抗冻胀设计规范”的定义，是指根据渠系工程的需要，制定的冻胀体系的规范，用以确定抗冻胀设计的规则和方法，保证渠系工程的可持续运行。
渠系工程抗冻胀设计规范主要分为三个方面：一是抗冻胀设计原则，二是抗冻胀设计条件，三是抗冻胀设计规范。
第二部分：抗冻胀设计原则抗冻胀设计原则是指在抗冻胀设计中，需要遵守的一些基本原则，包括：1、设计原则必须严格遵守国家有关抗冻胀设计的规定和要求；2、抗冻胀设计必须针对实际情况，采用最合理的设计方案，认真计算，数据无公差；3、建设设施应严格按照设计图纸要求进行施工，以确保抗冻胀质量；4、应采用高质量的冻胀设计原料，避免违规更换；5、施工过程中，对抗冻胀体系的特性应及时控制，确保抗冻胀质量。
第三部分：抗冻胀设计条件抗冻胀设计条件的设定，是抗冻胀设计的基础，是抗冻胀设计的核心，是决定抗冻胀质量的关键。
抗冻胀设计条件主要分为三方面： 1、抗冻胀技术设计条件：主要包括设计温度、冻结深度等抗冻胀参数，以及抗冻胀分级设计原则、冻胀体系冻结深度等冻胀特性等。
2、抗冻胀工艺设计条件：主要包括抗冻胀材料安装工艺和凝固剂型号等等。
3、抗冻胀构造设计条件：包括抗冻胀结构的形式和参数的设计，以及抗冻胀构造的阻力计算等。
第四部分：抗冻胀设计规范抗冻胀设计规范是抗冻胀设计过程中，最终形成的一个体系。
它是将“抗冻胀设计原则”和“抗冻胀设计条件”综合起来，形成一套完整系统的设计规范，它将抗冻胀设计的原理和技术实践建立起一个合理的工作机制。
抗冻胀设计规范主要分为三个方面：1、抗冻胀设计过程的规范化流程：抗冻胀设计的过程中，从设计任务的交底、分析设计条件，设计方案的论证和确定，到设计图纸的编制、设计方案的更改，实施方案的施工管理等，都是抗冻胀设计规范中的重要内容。
2、抗冻胀设计分析规范：抗冻胀设计分析是抗冻胀设计的基础，它要求在进行抗冻胀设计前，必须经过系统分析，包括冻胀体系结构分析、冻胀体系型号分析、抗冻胀材料分析、热桥效应分析、施工效应分析等。
关于抗冻胀设计规范中冻胀量预报的讨论
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注：①该图Ｃ ０．２—１与计算值基本一致（Ｐ６３）｝②该计算值也 与渠系工程抗冻胀设计规范（ＳＬ２３—２００６）Ｐ１３图３．２．２一ｌ粘土冻 深与冻胀量的关系曲线基本一致；③由表可知冻胀置ｈ随冻深增加 而增加，达到不尽合理的地步。
２）图Ｃ
０．２—２粉土的冻胀量图乙一Ｏ、２０
ｚｄ １５４ １８０ ２００ ２００ ２００ ２００ ２００ ２００
ｈ ４．５ ３．８ ３１ ２４ １９ １４ ７．５ ４．０
ｚｄ ２２０ ２２０ ２２０ ２２０ ２２０ ２２０ ２２０ ２２０
ｈ ５７．６ ４４．０ ３４．２ ２６．２ ２０．３ １８．７０ ８．２０ ４．３０
经使用了８ ａ，故对该规范［２］进行了修订，对于冻胀
８０ １００ １５０ ２００ ２．５ １．９ １．０ ０．５
注：①该图Ｃ ０．２—２与计算值基本一致（Ｐ６３），②该计算值也 与渠系工程抗冻胀设计规范（ＳＬ２３－－２００６）Ｐ１４图３．２．２—２基本一 致，但因ＳＬ２３－－２００６规范中的冻胀量ｈ＝Ｏ～ｌＯ ｃｍ，划成６个格。故 笔者莺新计算乙＝１０ ｃｍ各Ｚ０条件下的数据；③显然冻胀量ｈ随 冻深增加而增加是不合理的。
ＺＩ－ＩＵＡＮＧ
（１．Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｔｅａｍ ｏｆ Ｂａｏｑｉｎｇ
Ｇｕａｎｇ－ｊｉｎｌ，ＹＩＮ
Ｙａｎ－ｄｏｎｇｚ，ＬＩＵ Ｙａｎ－ｈｕｉ３
Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｂｕｒｅａｕ，Ｂａｏｑｉｎｇ １５５６００。Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ。Ｃｈｉｎａ；２ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｗａｔｅｒ １５２０００，Ｃｈｉｎａ｝３．Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｉｎ
水工建筑物抗冰冻设计规范
水工建筑物抗冰冻设计规范
水工建筑物抗冰冻设计规范是为了保证水工建筑物结构牢固，防止冰冻破坏，提高水工建筑物的使用寿命和安全性。
首先，应根据水工建筑物的地理位置，确定该区域的冰冻深度，以便确定设计时的冰冻深度；
其次，应根据水工建筑物的结构特点，采用适当的冰冻防护措施，包括混凝土的配置，钢筋的弯曲半径，混凝土的防冻剂添加，以及混凝土的抗冻等级；
再次，应采用冰冻防护技术，比如预防冰冻措施，如增加地表覆盖物，改善地表蓄热性能，使用蓄热材料，积雪隔热，增加热源，活动式防冻技术，等；
最后，应采取有效的抗冻措施，如加固地基，改善地基抗冻能力，采用防冻技术，改善混凝土的抗冻性，采用防冻技术，等。
总之，水工建筑物抗冻设计规范是一项复杂的工程，必须根据水工建筑物的特点，采取有效的冰冻防护技术和抗冻措施，以保证水工建筑物的安全性和可靠性。
第五章 防冻胀设计
（四）渠道防冻层的设计依据《水工建筑物抗冰冻设计规范》（SL211－98）规定，渠道衬砌结构的抗冻胀稳定性验算应根据渠道的土、水、温的变化情况取地基土的冻胀量作为衬砌结构的冻胀位移量。
该工程的的渠系除过斗渠外，其余大部分渠道为西北——东南向渠道，渠道断面较小，各渠段沿线气象条件一致且地质条件亦相近，因此设计取其中一条渠段为代表，按渠底部位的最大冻胀量进行衬砌结构的抗冻胀设计。
（1）工程区基本资料项目区最低气温在元月份，多年月平均气温在-8.5～-9.5℃，属于寒冷地区。
项目区地下水位埋深1.5～2.5m。
渠道沿线均为壤土，粘粒含量高，属于冻胀性土。
项目区最大冻土层深度67cm。
（2）设计冻深的计算根据《水工建筑物抗冰冻设计规范》（SL211—98）附录B公式计算设计冻深Zｄ：Zｄ＝φƒφｄφｗZ k式中：Zｄ－设计冻深，m；Z k－标准冻深，m；按工程区冻土平均深度0.67m取值；φƒ－冻土年际变化的频率模比系数，根据标准冻土深度值按规范图B.1.1－1查的，4级建筑物按频率为10％的曲线查取，则φƒ＝1.22；φｄ－日照及遮荫程度影响系数，按下式计算：φｄ＝a＋bφi其中：φi－典型断面（N-S，B/H＝1.0，m=1.5）某部位i的日照及遮荫程度修正系数，阴（或阳）面中部的φi由规范图B.1.1－2查得为φi＝1.1，底面中部的φi由图B.1.1－3查得为φi＝1.1；a、b－系数，根据建筑物所在的气候区（根据规范图 B.1.1－4查得本灌区位于南温带），建筑物计算断面的轴线走向、断面形状及计算点位置可分别由表B.1.1－1、表B.1.1－2查取。
本工程渠线大致呈N－S走向，取a、b值边坡分别为0.38和0.62,底部分别为0.32和0.68，则：边坡φｄ＝a＋bφi＝0.38+0.62×1.10=1.062底部φｄ＝a＋bφi＝0.32+0.68×1.10=1.068φｗ－地下水影响系数，按下式计算：φｗ＝（1＋αｅ－Z w0）/（1＋αｅ－Z wi）其中：Z w0－邻近气象台（站）的地下水位深度，m；根据规范规定对于轻壤土、砂壤土，取Z w0＝2.5m。
【精品】水工建筑物冰冻破坏及抗冻措施研究
水工建筑物冰冻破坏及抗冻措施研究水工建筑物冰冻破坏及抗冻措施研究水工建筑物冰冻破坏及抗冻措施研究摘要：我们必须根据水工建筑物所处的环境不同、位置不同和冰冻破坏程度的不同等综合选用不同预防措施与方法，这样才能达到比较好的效果。
文中结合水工建筑物冰冻破坏的形式和原因，提出有效地抗冻措施。
关键词：水工建筑物冰冻破坏抗冻措施Key words： Hydraulic structure； frost damage；antifreeze measures一、水工建筑物冰冻破坏的形式冰冻破坏常发生在混凝土建筑物，表现为强度降低，层状脱落，表面酥松，影响到建筑物的使用。
冰冻破坏之所以会发生在混凝土建筑物上，是由于渗水孔隙存在于混凝土内部，水又存在于孔隙中，这些水在结冰时体积会膨胀，膨胀产生压力，作用在毛细管壁或孔隙上。
同时，在冻结过程中，冷水还可能出现在孔隙中迁移，使渗透压力产生在混凝土中，在管壁上也有作用，在混凝土冻结过程中出现这两种压力，消失在融化过程中，如此周期性的作用，会使微裂缝产生在孔隙壁上，并逐渐增多扩展，降低强度，混凝土表面开始剥落甚至整体破坏。
二、水工建筑物冰冻破坏的原因冻害涉及到气、液、固3相介质之间的关系，冻害成因归纳起来，分为冻胀力、冻融、蠕动变形和冰压力等。
（一）冻胀力地基土或混凝土冻结时，其中的水分冷却成冰，冰吸附未冻水分聚流到冻结锋面，冰晶体急剧增大所引起的作用力。
冻胀力对建筑物的作用方向不同，一般分为切向冻胀力、水平冻胀力和竖向冻胀力3种。
冻胀力对水工建筑物的破坏，改变基础土和混凝土的结构，降低了建筑物强度。
1、切向冻胀力水工建筑物桩、墩基础周围土体冻胀时，由于受到基础的约束而作用于基础侧面向上的作用力。
基础与基土间的冻结力是切向冻胀力形成、传逆的媒介。
2、水平冻胀力水工建筑物挡土墙后或基础侧面的土冻胀时水平作用在墙或基础侧面的作用力。
与墙后填土的冻胀成正比例关系。
3、竖向冻胀力地基土冻胀时作用于基础底面垂直向上的作用力。
抗冻胀设计
（3）抗冻胀设计
根据民乐县气象资料，项目区多年平均冻土层深度为1.42m，
渠床经过地段为黏土、粉土，属冻胀性土层。
依据《渠系工程抗冻胀设计规范》（SL23-2006）渠系工程的
设计冻深计算公式：
Zd=ψd×ψw×Z m计算工程设计冻深，式中:
ψd---日照及遮阴程度修正系数，ψd=α+(1-α)×ψi
ψw—地下水影响系数，因项目区地下水埋深较大，取值为1
Z m—项目区历年最大冻深为1.42m
ψi—典型断面（渠道走向E-W，宽深比1：1.1，坡比m=0.8）
某部位的日照及遮阴程度修正系数。
查表得：渠道阴面中部的ψ
i=1.1824，阳面中部的ψi=0.8145，底面中部的ψi=1.1944。
α—系数，查表计算：阴面为-2.6476, 阳面为4.7092，底
面为-1.4304
依据以上计算，支渠各部位设计冻深见下表
垫层置换厚度：按公式Z e=ε×Z d-δo计算，式中：
ε—置换比，坡面下部及渠底取70%，坡面上部取50% Z d--工程设计冻深
δo—衬砌板厚度，渠底为30cm, 坡面8cm
经计算，支渠阴面置换垫层厚度为89cm, 阳面及底部置换
厚度均为50cm,根据民乐县近几年渠道建设中置换抗冻胀垫层厚
度的实践经验,在本次项目区渠道建设时,其置换垫层厚度适当减小,亦能满足渠道抗冻胀要求。
设计置换厚度见下表。
水工建筑物抗震设计规范
水工建筑物抗震设计规范
抗震设计是建筑物的重要组成部分，它可以减少因地震而造成的损害。
然而，由于水工建筑物的建设性质和特殊的结构，其抗震设计的要求比其他建筑物更高。
为此，就水工建筑物抗震设计规范而言，必须立足于当前结构分析和抗震预防设计理论，考虑地区地震发生条件，综合考虑结构型式、建筑面积、建筑高度、场地条件、地震发生分区要求等因素，根据结构特点确定抗震级别，结合相关抗震设计理论，结合地震特征、结构特性和建筑使用条件，采取较为综合的优化设计措施，提出具有水工建筑特点的抗震设计规范。
水工建筑物抗震设计规范主要包括以下内容：
一、动力学分析理论和抗震设计原则。
水工建筑物的抗震性能分析，主要基于动力学分析，采用结构物理模型，对支上力、剪力、压力和振型的变化情况进行模拟分析，以确定构件材料的强度及结构的抗震性能，从而确定结构抗震设计的各项参数。
其原则是，在设计立面尺寸的范围内，尽量增加结构整体力学强度，减少受力构件和支撑部位的体积，增强抗震性能，使结构能够经受地震作用；
二、抗震设计细节要求。
抗震设计应根据结构物理模型进行计算，确定结构受力部分所需要的抗震设计要求，提出结构抗震设计细节要求，包括基础支护、主体结构抗震设计、建筑装饰装修抗震设计等；
三、减震措施。
减震措施应根据水工建筑物的具体情况，选择和安装钢质减震器或有限元分析技术，以提高建筑物的抗震能力。
四、结构极限状态设计要求。
在设计水工建筑物抗震设计时，应根据抗震设计细节要求，结合减震措施，确定结构极限状态设计要求，确保结构在极端状态下的安全性。
以上是《水工建筑物抗震设计规范》的概要，可以帮助我们更好地规范水工建筑物的抗震设计，从而保证人们的安全。