【摘要】水工建筑中对于基础的要求是极其严格的，在基础的施工中，尤其北方地区，由于季节气温的变化，冻土就成了不可避免的问题，如何根据实际情况减少冻害损失，成了本文研究的方向，本文就水工建筑的公害分析以及相应的防治措施做了研究，希望对大家有所借鉴
【关键词】水工建筑；冻害分析；冻害防治
冻土问题是所有涉及的施工单位都很难解决的问题，目前世界上对这类问题的对策也非常的少，涉及的问题主要在冻胀和融沉这两方面，随着季节性气温的变化，施工的土都会发生冻胀和融沉的过程，而在这一过程中，地上建筑会遭到破坏，冻土上的建筑施工难以稳定其基础，就好像在冰面上盖房子一样，春天来了，天气转暖，房子就沉了。还有很明显的例子，北方的公路，在冬天的时候，大多数都会因为冻胀而开裂。房子也是一样，因为土壤结构的关系，其膨胀系数是不同的，因此房子的地基也会因为土壤冻胀受力不均匀而发生变形，导致墙体断裂。
一、 土冻害的危害分析
所谓的土冻害，就是由于季节气温的变化而引起的土壤的冻结，对建筑物带来的危害。说到土冻害，要明确的就是土冻结的速度问题，因为土的冻结速度直接取决于冻胀量值的大小。冻胀量值大，就说明冻结速度相对快一些；冻胀量值小，冻结速度相对慢一些。这是因为冻胀量值大小与水分转移补给条件的好坏兮兮有关； 当地下水位举例地基较为接近时，水分转移补给的条件就相对较好，这也能在一定程度上促进土冻结，使冻结速度变快，相反，则冻结速度便慢，因此，形成土冻害的最主要原因就是地下水源或者外来水源距离地基的位置如何根据实际情况减少冻害损失呢？下面来分析水工建筑物冻害防治措施：
二、水工建筑物防冻技术措施
2.1 防冻措施之换砂法
在建筑物中为了防止建筑物的冻害，通常实用最广泛的方法就是换砂法，这种方法也是现阶段最普遍，最简单的，这种方式的施工原理就是通过换砂来消减地基土在受冻害之后的冻胀力，改变建筑基础的土层结构，以此来减小基础受冻之后的变形，挤压等。
2.2 防冻措施之保温法
保温法也是水工建筑物防冻的重要技术之一。这种方法主要是通过提高建筑物基础的土层温度，减少土层冻结深度来达到建筑物防冻目的。施工工序主要是在建筑物基础的底部及对应的四周设置必要的隔热装置，保证基础与周围环境有一定的隔热状态，并增大热阻。热阻会在一定程度上延缓天然地基土遭受到冻结，起到保温的作用。目前大多數企业都会采用的热阻材料炉渣泡沫砼，聚苯乙稀泡沫板。这些材料除了自身具有很好的抗压强度之外，在承受到一定的外荷作用后，这些材料也不易产生过大的压缩变形。
2.3 防冻措施之排水隔水法
水工建筑物防冻的另一种技术就是排水隔水法。顾名思义，这种方法是通过控制水分来达到防冻的目的。正所谓治病要治本，而冻胀的根源就是土层中的水，所以只要能在一定程度上控制住水分，使其无法接近地基附近，就可以达到消弱甚至解除地基土冻胀的目的。排水隔水法的施工原理主要是通过使建筑地基周围的地下水位降位，增大地基与地下水位的距离、降低季节性冻层范围内土体的含水量，使周围土层变得相对干燥，并隔断其他任何可能补给给建筑物基础的来源、排除地基周围的地表水、防止地基土致湿等技术措施。在已经发生的冻胀地基上，应该相设置钢筋砼圈梁和基础联系梁，并在一定程度上控制建筑物的长高比，最终增加建筑物的强度。如果建筑物采用采暖设计，如果在土壤冰冻前不能将建筑物交付使用，在使用中因为某些原因不能如期进行采暖的，应采取保温措施进行采暖，如果建筑由于工期原因，或者其他的客观因素导致无法在寒冷季节完工的，要对之前施工的土层进行回填，确保土层的压力，防止地基的冻害。
除了上面几种防冻技术之外，我们还应该在水工建筑的设计环节上做好防控冻害的措施，具体有哪些措施呢？我们一起看下文：
三、设计环节防控冻害的措施
3.1换回填土
在水工建筑工程防冻害设计环节可用换回填土的方法。换回填土的关键是要确定出土壤冻胀量、基础冻深及设计深度，而这些关键量的确定是要根据具体遮阴水平、日照条件、建设级别等条件精确计算出来的。需要注意的是在设计的过程中，要考虑到回填土、基础换土对冻胀力和基础深度的降低因素。换回填土作为水工建筑防冻害技术重要措施之一，对水工建筑物防冻害起着十分重要的作用，对于换回填土方法的研究具有很远大的意义。
3.2排水、控水
在水工建筑的施工过程中，当冻胀起始含水量低于水工建筑物土壤含水量时，应该排出土壤中多余的水份，并运用恰当方法控制地下水或地表水渗入土壤中。这就要求我们在设计的环节中要计算好尺寸，在相应位置流出排水孔，并且要符合渗径要求。同时也要注意，为了避免地下水带来的损伤在渠道线路设计时，要将渠道线路设计成高线；可在沟渠旁边栽植杨树、柳树等植物，因为植物可发挥很好的排水功效。
3.3利用水的最大热容量
我们知道，在众多的物质中，水的热容量是最大的。水在结冰时，是需要释放能量来完成的，那么通过水结冰时释放出的热能即可在一定程度上降低冰冻的深度。水就是通过这种方式来达到保温的目的。水保温方式：在物质中水具有最强大的比热容，水在结冰时释放出的热能能够在一定程度上降低冻深。我们来举例说明，如果农业库堤河水工施工项目要求建设倒虹吸混凝土方涵，长度为43米之多，工程中为了合理的避免锋面的冻结，在进行设计的时候按照施工组织设计到底部1.4米的回填土层，在回填材料里，要选择填水性比较好的原材料，这里面比较有代表性的就是砂粒，所以这里推荐用砂粒回填。同时让沟道水和回填层间设计的虹吸管中间隔一定距离的水层，这样做的目的是为降低载吸管中水面结冰的厚度。
四、结束语
水工建筑的冻害分析以及防治一直是一个难缠的话题，虽然文中提出了几点建议，但是在实际的施工中还是要根据实际情况进行合理利用以及创新，只有这样才能在一定程度上保证施工的安全，高质量，高效，相信随着施工人员的技术创新以及建筑行业的科技创新，此项工程会做的越来越完善。
参考文献：
[1] 王丽波；寒区水利工程冻害防治技术初探[J]；农村实用科技信息；2013年03期
[2] 李璐璐；寒区水利工程冻害防治技术[J]；黑龙江科技信息；2013年07期