特高壓工程灌注樁基礎防腐措施研究

黃勇祥，張衛東，林　芳，沈立志

（1.中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司，長沙　410070；2.國網山東省電力公司，濟南　250021；3.國網山東省電力公司煙臺供電公司，山東　煙臺　265300）

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特高壓工程灌注樁基礎防腐措施研究

黃勇祥1，張衛東2，林芳3，沈立志1

（1.中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司，長沙410070；2.國網山東省電力公司，濟南250021；3.國網山東省電力公司煙臺供電公司，山東煙臺265300）

摘要：對比分析國內規范、美標、歐標等技術標準對基礎防腐的規定，介紹多個已建線路工程灌注樁基礎的防腐設計經驗，重點分析和評價防腐技術的適用范圍和優缺點，給出輸電線路工程灌注樁基礎的防腐措施建議，供設計參考。

關鍵詞：桿塔基礎；灌注樁基礎；防腐措施

0　引言

輸電線路鐵塔基礎設計、施工具有明顯的行業和地域特征。輸電線路經過腐蝕地區時，在有地下水的情況下，出現地下水對鐵塔基礎產生的腐蝕問題。為了阻止或減少腐蝕，保證輸電線路的長期安全和穩定運行，應根據不同基礎的不同腐蝕環境，采用相應的防腐措施［1］。

1　國內外規范要求

對于基礎的防腐設計，國內的各種基礎規范中都有相關的技術規定。規范對基礎防腐的要求主要體現在結構材料及耐久性設計等方面，相關處理措施也主要從確保工程安全性、耐久性、經濟性等方面出發。GB 50046—2008《工業建筑防腐設計規范》對基礎工程防腐設計做出較為詳細的規定，該規范規定腐蝕環境下的基礎應設墊層，基礎與墊層的防護要求如表1所示［2］。

表1　GB 50046-2008中基礎與墊層防護要求

該規范還規定在腐蝕環境下，結構混凝土應滿足一定強度要求，如表2所示［2］。

表2　GB 50046—2008中結構混凝土基本要求

對于腐蝕地區基礎的設計要求，國外的相關規范也有明確規定，針對結構的耐久性設計（包括防腐設計），綜合國內規范和美國混凝土規范ACI318M、歐洲規范混凝土結構設計EN206/BS 8110進行比較，比較結果如表3所示［3-5］。

對比可知，與國內規范相比，美標并沒有對環境明確進行分類，而是根據不同的地層環境，直接規定混凝土所需要滿足的抗壓強度等。歐標與國內規范較為相似，對防腐環境進行等級化分類，規定不同類別下的混凝土強度等級。對于最小保護層厚度的取值，歐標是通過具體計算來確定的，與國內規范以及美標均不相同。

2　灌注樁基礎防腐技術應用

2.1裹體灌注樁在±800 kV哈密—鄭州直流工程的應用

現行國家標準《工業建筑防腐蝕設計規范》中規定，“強腐蝕環境中不應采用混凝土灌注樁，只能采用預制樁”，而硫酸鹽強腐蝕環境下的線路工程受制于施工條件、交通因素仍不得不使用混凝土灌注樁。在±800 kV哈密—鄭州直流工程中，通過采用裹體灌注樁技術，很好地解決了這一矛盾。

按照該工程部分地區勘察報告，部分塔基存在地震液化土和強腐蝕地區。工程采用土工復合合成材料，具有高抗滲防水、高強度、耐磨損、抗腐蝕性高、使用壽命長等優點，利用“裹體法”，從外部包裹住樁體混凝土，起到隔離、阻止、杜絕鹽漬土與樁身混凝土接觸的作用，有效解決了鹽漬土對樁體混凝土產生腐蝕的問題。現場施工工序如圖1～4所示。

圖1　“下布袋”工序

圖2　“下鋼筋籠”工序

表3　國內外不同規范的結構耐久性設計

圖3　“澆注基礎墊層”工序

圖4　施工回填完成

在強腐蝕地區場地上的試驗和檢測證明，裹體灌注樁技術能有效保證強腐蝕地區的鋼筋混凝土質量，經過專家對其方案與實驗成果的評審，認為裹體灌注樁是適合內陸強腐蝕地區地基處理的一種高效節能的防腐樁新工藝。

2.21000 kV榆橫—濰坊特高壓工程樁基礎應用

1000kV榆橫—濰坊特高壓工程中，部分地區的地質條件為中腐蝕性，根據GB 50046—2008《工業建筑防腐設計規范》對基礎工程防腐設計的要求，采用混凝土為C35級以上，最小水泥用量為320 kg/m3，最大水灰比為0.45，最大氯離子含量為10%，并增加鋼筋阻銹劑，將灌注樁基礎保護層厚度增加至70 mm。該方法在中腐蝕地區應用效果比較理想，也可為其他線路工程灌注樁基礎施工提供參考。

2.3工程經驗總結

混凝土所選用材料的性能，尤其是水泥性能，對其強度和耐久性有很大影響，因此在實際工程中，應選用各項性能指標較優的水泥；礦物摻合料中，粉煤灰需采用Ⅰ、Ⅱ級規格，礦渣需采用S95級及以上規格（如S105）。

混凝土中骨料的性能和級配對其強度和耐久性有一定影響，應選用符合國家標準且級配良好的優質砂和石，尤其要控制砂和石的含泥量。

施工的質量也要保證，尤其是混凝土要攪拌均勻，在攪拌過程中要嚴格控制用水量，分多次添加水，這樣既可保證和易性，又能控制混凝土的密實性，從而保證其強度和耐久性。

在進行同一批次的混凝土澆筑前，要對骨料進行測試，即砂和石要在滿足和易性的前提下嚴格控制用水量，確保混凝土的密實性，從而提高其耐久性。

復摻粉煤灰和礦粉的混凝土與未摻加礦物摻合料的混凝土相比，其后期強度提高幅度要大很多，工程設計中可加以考慮。

3　結語

提出多項適合輸電線路工程灌注樁基礎的防腐措施，供設計參考。強腐蝕地區的防護措施包括提高混凝土強度等級和密實性；采用抗硫酸鹽水泥，也可用抗硫酸鹽水泥摻加復合粉煤灰礦渣硅灰等礦物；碎石樁防腐；鋼筋阻銹劑；優化選線定位工作，加強桿塔結構的整體性、降低鐵塔基礎作用力等。應盡可能采用高柱基礎、優化排水防水設計等基礎設計方法。

參考文獻

［1］DL/T 5219—2014架空輸電線路基礎設計技術規程［S］.

［2］GB 50046—2008工業建筑防腐設計規范［S］.

［3］BS8110-2 Structural use of concrete. Code of practice for special circumstances［S］.

［4］ACI318-08 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary［S］.

［5］GB 50010—2010混凝土結構設計規范［S］.

Anti-corrosion Measures of Cast-in-situ Pile Foundations for UHV Projects

HUANG Yongxiang1，ZHANG Weidong2，LIN Fang3，SHEN Lizhi1
（1. China Energy Engineer Group Hunan Electric Power Design Institute Co.，Changsha 410070，China；2. State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250021，China；3. State Grid Yantai Power Supply Company，Yantai 265300，China）

Abstract:Anti-corrosion provisions for the foundation in different codes，such as Chinese code，American code，European code and so on，are analyzed and compared in this paper. Anti-corrosion design experiences of cast-in-situ pile foundation in several transmission lines which have been built are introduced，and their application scopes and merits and drawbacks are emphatically analyzed. Some anti -corrosion measures of cast -in -situ pile foundations of transmission lions are given as references for engineering designs.

Key words:tower foundation；cast-in-situ pile foundation；anti-corrosion measures

中圖分類號：TM726

文獻標志碼：A

文章編號：1007－9904（2016）05－0076－03

收稿日期：2016-03-03

作者簡介：

黃勇祥（1978），男，高級工程師，一級注冊結構工程師，從事輸電線路結構設計工作。