吕仁国，谢 宇

(1.黑河市爱辉区水务局，黑龙江黑河164300;2.黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080)

0 前言

在北方寒冷地区，冬季由于土层中的水分结冰后体积增大，冬季有的水工建筑物基础底面会产生向上的冻胀力，使基础抬起产生不均匀变形，甚至使基础断裂破坏或造成基础倾斜、失稳，严重地影响了水工建筑物的正常运行。水工建筑物冻胀处理大多以换填砂砾石为主，由于换填砂砾石这种方法极易产生渗漏通道，造成渗透破坏，在作为保温防冻的材料上有被聚苯乙烯泡沫板取代的趋势。

1 抗冰冻措施设计

北安市宏伟水库泄洪洞的结构形式为钢筋混凝土结构，为防止冻胀破坏，基础及墙后抗冰冻措施设计如下，见图1。

图1 宏伟水库泄洪洞基础保温设计图

1.1 泄洪洞基础设计冻深计算

泄洪洞基础设计冻深按照《水工建筑物抗冰冻》设计规范(SL211—2006)如下公式计算:

式中:Zd为设计冻深，m;ψd为日照及遮荫程度影响系数;ψw为地下水修正系数;Zm为实测历年最大冻深，m;Zm=2.50 m;ψi为典型断面某部位的日照及遮荫程度影响修正系数;α、β为系数，可按表1、2查得;Zwo为邻近气象台的冻前地下水位深度，m;Zwi为计算点的冻前地下水位深度，m;Zf为地基土设计冻深，m;R为底板热阻，m2·℃/W;R0为设计热阻，查表9.4.2-1内插，取R0=3.17(m2·℃/W);δw为冻前底板上的水深;δc底板(或墙)的厚度;λc为混凝土的热导率，取λc=1.74［W/(m·℃)］。

表1 泄洪洞基础设计冻深计算表

1.2 墙后换填厚度计算

1.2.1 地基土设计冻深计算

选取消力池段作为典型计算断面，取距槽底上表面0.5 m处为计算点，按公式得计算点设计冻深Zd=2.58 m;考虑底板的热阻作用后计算点(取距槽底上表面0.5 m处的墙后填土位置为计算点)自墙背算起的冻深，即地基土设计冻Zf=1.46 m。……