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冻胀损害临界温度下的灰土地基越冬防护——以某事故水池地基越冬为例(论文).pdf

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冻胀损害临界温度下的灰土地基越冬防护——以某事故水池地基越冬为例(论文).pdf 第1页
基础m程设计I 面 而 Gr0 冻 胀 损 害 临 界 温 度 下 的 灰 土 地 基 越 冬 防 护 — — 以 某 事 故 水 池 地 基 越 冬 为 例 Overwintering Protection of Lime-Soil Foundation Under Critical Temperature of Frost Heave Damage ....... ...—— A Case Study of An Accident Pool Foundation 卢 新亮 (中国昆仑工程有限公司,北京 100037) LU Xin-liang (ChinaKunLunContracting&EngineeringCorporation,Beijing 100037,China) 【摘 要】回顾了灰土形成及其冻胀破坏的研究成果,提出以灰土冻胀损害研究成果为基础,参照灰土冻胀损害的临界温度对灰土 地基养护方案进行改进,并以某事故水池灰土地基越冬防护为例,证明改进方案的可行性,取得良好的经济效果。 【Abstract]Thispaperreviewstheresearchresultsoflime—soilformationanditsfrostheavingdamage.Basedontheresearchresultsofthefrost heavedamageoflime soilandthecriticaltemperatureofthefrostheavedamageoflimesoil,theimprovementofthelime—soilfoundationcuring scheme is presented in this paper.The feasibility ofthe improved scheme is proved by the example ofthe wintering protection ofthe ash—soil foundationofanaccidentpoo1.Theeconomiceffectisachieved. 【关键词】灰土地基:越冬防护;事故水池 【Keywords]limesoilfoundation;winterprotection;accidentpool 【中图分类号]TU47 【文献标志码IA 【文章编号】1007.9467(2017)04.0033.02 [DOI]10.13616/j.cnki.gcjsysj.2017.04.116 1 引 言 灰土是建筑工程地基处理的常用材料。在不同项目环境 下 ,灰土表现出来的特性也有很大不同,这直接影响着灰土地 基的养护方案。以往学者主要从以下几方面对灰土l生能进行 理论和实验室层面的研究:冻融循环对灰土物理性质和强度 的影响 ,以及越冬期土壤成分及其变化的影响冬季融化过程 水热迁 在冬期施工过程中 ,《建 筑工程冬季施 工规程》(JGJ/T 104—2O1 1)仅规定了灰土地基施工应进尽决开始下一工序 , 并没有对灰土地基如何进行越冬防护进行说明,而援引其他 部位的越冬防护设计方案又会造成经济不合理,甚至出现防 护费用超过地基本身费用。 基于此 ,本文依据相关理论研究,利用灰土形成规律 ,提 出新的灰土地基冬期防护思路 ,并以某事故水池灰土地基为 【作者简介】卢新亮(1983 ),男,河南~I]J3N人,工程师,从事管理科 学与工程研究。 例 ,验证了该设计思路。 2 项 目概况 某污水处理厂的事故水池位于山西省西北部朔州市某园 区,场地所属地貌单元为低山黄土丘陵区。根据山西省气候区 划 ,该地属晋北温带寒冷半干旱气候区,冬季风多雪少,气候 寒冷,极端最低气温一35℃,全年平均环境气温 5.8~C,最冷月 1月 份最低平均温度一14.9~C。 该事故水池为地下水池,矩形钢筋混凝土结构 ,规格为 : 90mx20.3mx6m,池 底灰 土施 工面积 201lm2,灰 土厚 度 300mm。勘察报告显示勘察深度内均未见地下水,场地地下水 位埋藏深度大于 20m。 3 灰 土 地 基 越 冬 防 护 方 案 设 计 3.1灰土 地基 形成 与破 坏 的相 关理论 在生石灰加水熟化的过程中,石灰的固相外观体积会增大 1~2.5倍目,要完全控制石灰膨胀压力需要施加外力予以限制,灰 土形成的过程是石灰在土壤水和外部水共同作用下由氧化钙向 33 I工程建设与设计 l Constrtwtion&OesignForProj ct 氢氧化钙转化的过程,这是—个放热的过程,如反应式 1所示: 反应式 1:CaO+H20_ca(OH)2+64.9kJ 石灰在水化作用下发生化学分散,石灰粒子分散后在固体 核周围吸附一层 ca 啊铂0H构 成吸附层,这层粒子是水合的 , 保留了一大部分水。—部分水在与 CaO结合成 Ca(OH):的同 时,另一部分水进入扩散层,使得石灰浆体稠化并失去流动陛。 当养护完成后 ,在没有外来水源补充的情况下,灰土中的 石灰逐渐开始凝结硬化,伴随着结晶和碳化两个同时进行的 过程: 1)结晶过程:石灰浆体游离水分的蒸发,使 Ca(OH):逐渐 结晶析出。 2)碳化过程 :Ca(OH) 与空气中的 CO 和水反应,在析出 CaCO 晶体的同时使灰土中的水分进一步蒸发。见反应式 2: 反应式 2:Ca(OH)2+C02+nil2O CaCO3+(n+1)H20 在此过程中,灰土表面的 CaCO 形成碳化膜后,内部石灰 的碳化过程是很缓慢的。在遇到外部温度下降时,灰土中的孔 隙水一旦结冰,灰土体积将增加 9%,造成灰土体密度减少 9% 左右,实验室数据和研究结论表明:灰土中的水含量与气温的 共同作用是黄土灰土冻结的主要因素,当气温不低于一9℃时 , 冻结历时不超过 6h时 ,黄土灰土的冻结起始含水率为 1 3%,在 冻结时间一定白勺J隋况下,冻结温度随着含水率的降低而降低。 3
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