特高壓工程灌注樁基礎(chǔ)防腐措施研究

黃勇祥，張衛(wèi)東，林　芳，沈立志

（1.中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司，長沙　410070；2.國網(wǎng)山東省電力公司，濟(jì)南　250021；3.國網(wǎng)山東省電力公司煙臺(tái)供電公司，山東　煙臺(tái)　265300）

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特高壓工程灌注樁基礎(chǔ)防腐措施研究

黃勇祥1，張衛(wèi)東2，林芳3，沈立志1

（1.中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司，長沙410070；2.國網(wǎng)山東省電力公司，濟(jì)南250021；3.國網(wǎng)山東省電力公司煙臺(tái)供電公司，山東煙臺(tái)265300）

摘要：對(duì)比分析國內(nèi)規(guī)范、美標(biāo)、歐標(biāo)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)基礎(chǔ)防腐的規(guī)定，介紹多個(gè)已建線路工程灌注樁基礎(chǔ)的防腐設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)分析和評(píng)價(jià)防腐技術(shù)的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，給出輸電線路工程灌注樁基礎(chǔ)的防腐措施建議，供設(shè)計(jì)參考。

關(guān)鍵詞：桿塔基礎(chǔ)；灌注樁基礎(chǔ)；防腐措施

0　引言

輸電線路鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工具有明顯的行業(yè)和地域特征。輸電線路經(jīng)過腐蝕地區(qū)時(shí)，在有地下水的情況下，出現(xiàn)地下水對(duì)鐵塔基礎(chǔ)產(chǎn)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(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)不同基礎(chǔ)的不同腐蝕環(huán)境，采用相應(yīng)的防腐措施［1］。

1　國內(nèi)外規(guī)范要求

對(duì)于基礎(chǔ)的防腐設(shè)計(jì)，國內(nèi)的各種基礎(chǔ)規(guī)范中都有相關(guān)的技術(shù)規(guī)定。規(guī)范對(duì)基礎(chǔ)防腐的要求主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)材料及耐久性設(shè)計(jì)等方面，相關(guān)處理措施也主要從確保工程安全性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性等方面出發(fā)。GB 50046—2008《工業(yè)建筑防腐設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)基礎(chǔ)工程防腐設(shè)計(jì)做出較為詳細(xì)的規(guī)定，該規(guī)范規(guī)定腐蝕環(huán)境下的基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)墊層，基礎(chǔ)與墊層的防護(hù)要求如表1所示［2］。

表1　GB 50046-2008中基礎(chǔ)與墊層防護(hù)要求

該規(guī)范還規(guī)定在腐蝕環(huán)境下，結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)滿足一定強(qiáng)度要求，如表2所示［2］。

表2　GB 50046—2008中結(jié)構(gòu)混凝土基本要求

對(duì)于腐蝕地區(qū)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要求，國外的相關(guān)規(guī)范也有明確規(guī)定，針對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)（包括防腐設(shè)計(jì)），綜合國內(nèi)規(guī)范和美國混凝土規(guī)范ACI318M、歐洲規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)EN206/BS 8110進(jìn)行比較，比較結(jié)果如表3所示［3-5］。

對(duì)比可知，與國內(nèi)規(guī)范相比，美標(biāo)并沒有對(duì)環(huán)境明確進(jìn)行分類，而是根據(jù)不同的地層環(huán)境，直接規(guī)定混凝土所需要滿足的抗壓強(qiáng)度等。歐標(biāo)與國內(nèi)規(guī)范較為相似，對(duì)防腐環(huán)境進(jìn)行等級(jí)化分類，規(guī)定不同類別下的混凝土強(qiáng)度等級(jí)。對(duì)于最小保護(hù)層厚度的取值，歐標(biāo)是通過具體計(jì)算來確定的，與國內(nèi)規(guī)范以及美標(biāo)均不相同。

2　灌注樁基礎(chǔ)防腐技術(shù)應(yīng)用

2.1裹體灌注樁在±800 kV哈密—鄭州直流工程的應(yīng)用

現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，“強(qiáng)腐蝕環(huán)境中不應(yīng)采用混凝土灌注樁，只能采用預(yù)制樁”，而硫酸鹽強(qiáng)腐蝕環(huán)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(shù)，很好地解決了這一矛盾。

按照該工程部分地區(qū)勘察報(bào)告，部分塔基存在地震液化土和強(qiáng)腐蝕地區(qū)。工程采用土工復(fù)合合成材料，具有高抗?jié)B防水、高強(qiáng)度、耐磨損、抗腐蝕性高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，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(duì)樁體混凝土產(chǎn)生腐蝕的問題。現(xiàn)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(nèi)外不同規(guī)范的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)

圖3　“澆注基礎(chǔ)墊層”工序

圖4　施工回填完成

在強(qiáng)腐蝕地區(qū)場地上的試驗(yàn)和檢測證明，裹體灌注樁技術(shù)能有效保證強(qiáng)腐蝕地區(qū)的鋼筋混凝土質(zhì)量，經(jīng)過專家對(duì)其方案與實(shí)驗(yàn)成果的評(píng)審，認(rèn)為裹體灌注樁是適合內(nèi)陸強(qiáng)腐蝕地區(qū)地基處理的一種高效節(jié)能的防腐樁新工藝。

2.21000 kV榆橫—濰坊特高壓工程樁基礎(chǔ)應(yīng)用

1000kV榆橫—濰坊特高壓工程中，部分地區(qū)的地質(zhì)條件為中腐蝕性，根據(jù)GB 50046—2008《工業(yè)建筑防腐設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)基礎(chǔ)工程防腐設(shè)計(jì)的要求，采用混凝土為C35級(jí)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(chǔ)保護(hù)層厚度增加至70 mm。該方法在中腐蝕地區(qū)應(yīng)用效果比較理想，也可為其他線路工程灌注樁基礎(chǔ)施工提供參考。

2.3工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

混凝土所選用材料的性能，尤其是水泥性能，對(duì)其強(qiáng)度和耐久性有很大影響，因此在實(shí)際工程中，應(yīng)選用各項(xiàng)性能指標(biāo)較優(yōu)的水泥；礦物摻合料中，粉煤灰需采用Ⅰ、Ⅱ級(jí)規(guī)格，礦渣需采用S95級(jí)及以上規(guī)格（如S105）。

混凝土中骨料的性能和級(jí)配對(duì)其強(qiáng)度和耐久性有一定影響，應(yīng)選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)且級(jí)配良好的優(yōu)質(zhì)砂和石，尤其要控制砂和石的含泥量。

施工的質(zhì)量也要保證，尤其是混凝土要攪拌均勻，在攪拌過程中要嚴(yán)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(shí)性，從而保證其強(qiáng)度和耐久性。

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

復(fù)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(qiáng)度提高幅度要大很多，工程設(shè)計(jì)中可加以考慮。

3　結(jié)語

提出多項(xiàng)適合輸電線路工程灌注樁基礎(chǔ)的防腐措施，供設(shè)計(jì)參考。強(qiáng)腐蝕地區(qū)的防護(hù)措施包括提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)和密實(shí)性；采用抗硫酸鹽水泥，也可用抗硫酸鹽水泥摻加復(fù)合粉煤灰礦渣硅灰等礦物；碎石樁防腐；鋼筋阻銹劑；優(yōu)化選線定位工作，加強(qiáng)桿塔結(jié)構(gòu)的整體性、降低鐵塔基礎(chǔ)作用力等。應(yīng)盡可能采用高柱基礎(chǔ)、優(yōu)化排水防水設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法。

參考文獻(xiàn)

［1］DL/T 5219—2014架空輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］GB 50046—2008工業(yè)建筑防腐設(shè)計(jì)規(guī)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)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(hào)：TM726

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1007－9904（2016）05－0076－03

收稿日期：2016-03-03

作者簡介：

黃勇祥（1978），男，高級(jí)工程師，一級(jí)注冊結(jié)構(gòu)工程師，從事輸電線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。