特高压工程灌注桩基础防腐措施研究

黄勇祥，张卫东，林　芳，沈立志

（1.中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司，长沙　410070；2.国网山东省电力公司，济南　250021；3.国网山东省电力公司烟台供电公司，山东　烟台　265300）



特高压工程灌注桩基础防腐措施研究

黄勇祥1，张卫东2，林芳3，沈立志1

（1.中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司，长沙410070；2.国网山东省电力公司，济南250021；3.国网山东省电力公司烟台供电公司，山东烟台265300）

摘要：对比分析国内规范、美标、欧标等技术标准对基础防腐的规定，介绍多个已建线路工程灌注桩基础的防腐设计经验，重点分析和评价防腐技术的适用范围和优缺点，给出输电线路工程灌注桩基础的防腐措施建议，供设计参考。

关键词：杆塔基础；灌注桩基础；防腐措施

0　引言

输电线路铁塔基础设计、施工具有明显的行业和地域特征。输电线路经过腐蚀地区时，在有地下水的情况下，出现地下水对铁塔基础产生的腐蚀问题。为了阻止或减少腐蚀，保证输电线路的长期安全和稳定运行，应根据不同基础的不同腐蚀环境，采用相应的防腐措施［1］。

1　国内外规范要求

对于基础的防腐设计，国内的各种基础规范中都有相关的技术规定。规范对基础防腐的要求主要体现在结构材料及耐久性设计等方面，相关处理措施也主要从确保工程安全性、耐久性、经济性等方面出发。GB 50046—2008《工业建筑防腐设计规范》对基础工程防腐设计做出较为详细的规定，该规范规定腐蚀环境下的基础应设垫层，基础与垫层的防护要求如表1所示［2］。

表1　GB 50046-2008中基础与垫层防护要求

该规范还规定在腐蚀环境下，结构混凝土应满足一定强度要求，如表2所示［2］。

表2　GB 50046—2008中结构混凝土基本要求

对于腐蚀地区基础的设计要求，国外的相关规范也有明确规定，针对结构的耐久性设计（包括防腐设计），综合国内规范和美国混凝土规范ACI318M、欧洲规范混凝土结构设计EN206/BS 8110进行比较，比较结果如表3所示［3-5］。

对比可知，与国内规范相比，美标并没有对环境明确进行分类，而是根据不同的地层环境，直接规定混凝土所需要满足的抗压强度等。欧标与国内规范较为相似，对防腐环境进行等级化分类，规定不同类别下的混凝土强度等级。对于最小保护层厚度的取值，欧标是通过具体计算来确定的，与国内规范以及美标均不相同。

2　灌注桩基础防腐技术应用

2.1裹体灌注桩在±800 kV哈密—郑州直流工程的应用

现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》中规定，“强腐蚀环境中不应采用混凝土灌注桩，只能采用预制桩”，而硫酸盐强腐蚀环境下的线路工程受制于施工条件、交通因素仍不得不使用混凝土灌注桩。在±800 kV哈密—郑州直流工程中，通过采用裹体灌注桩技术，很好地解决了这一矛盾。

按照该工程部分地区勘察报告，部分塔基存在地震液化土和强腐蚀地区。工程采用土工复合合成材料，具有高抗渗防水、高强度、耐磨损、抗腐蚀性高、使用寿命长等优点，利用“裹体法”，从外部包裹住桩体混凝土，起到隔离、阻止、杜绝盐渍土与桩身混凝土接触的作用，有效解决了盐渍土对桩体混凝土产生腐蚀的问题。现场施工工序如图1～4所示。

图1　“下布袋”工序

图2　“下钢筋笼”工序

表3　国内外不同规范的结构耐久性设计

图3　“浇注基础垫层”工序

图4　施工回填完成

在强腐蚀地区场地上的试验和检测证明，裹体灌注桩技术能有效保证强腐蚀地区的钢筋混凝土质量，经过专家对其方案与实验成果的评审，认为裹体灌注桩是适合内陆强腐蚀地区地基处理的一种高效节能的防腐桩新工艺。

2.21000 kV榆横—潍坊特高压工程桩基础应用

1000kV榆横—潍坊特高压工程中，部分地区的地质条件为中腐蚀性，根据GB 50046—2008《工业建筑防腐设计规范》对基础工程防腐设计的要求，采用混凝土为C35级以上，最小水泥用量为320 kg/m3，最大水灰比为0.45，最大氯离子含量为10%，并增加钢筋阻锈剂，将灌注桩基础保护层厚度增加至70 mm。该方法在中腐蚀地区应用效果比较理想，也可为其他线路工程灌注桩基础施工提供参考。

2.3工程经验总结

混凝土所选用材料的性能，尤其是水泥性能，对其强度和耐久性有很大影响，因此在实际工程中，应选用各项性能指标较优的水泥；矿物掺合料中，粉煤灰需采用Ⅰ、Ⅱ级规格，矿渣需采用S95级及以上规格（如S105）。

混凝土中骨料的性能和级配对其强度和耐久性有一定影响，应选用符合国家标准且级配良好的优质砂和石，尤其要控制砂和石的含泥量。

施工的质量也要保证，尤其是混凝土要搅拌均匀，在搅拌过程中要严格控制用水量，分多次添加水，这样既可保证和易性，又能控制混凝土的密实性，从而保证其强度和耐久性。

在进行同一批次的混凝土浇筑前，要对骨料进行测试，即砂和石要在满足和易性的前提下严格控制用水量，确保混凝土的密实性，从而提高其耐久性。

复掺粉煤灰和矿粉的混凝土与未掺加矿物掺合料的混凝土相比，其后期强度提高幅度要大很多，工程设计中可加以考虑。

3　结语

提出多项适合输电线路工程灌注桩基础的防腐措施，供设计参考。强腐蚀地区的防护措施包括提高混凝土强度等级和密实性；采用抗硫酸盐水泥，也可用抗硫酸盐水泥掺加复合粉煤灰矿渣硅灰等矿物；碎石桩防腐；钢筋阻锈剂；优化选线定位工作，加强杆塔结构的整体性、降低铁塔基础作用力等。应尽可能采用高柱基础、优化排水防水设计等基础设计方法。

参考文献

［1］DL/T 5219—2014架空输电线路基础设计技术规程［S］.

［2］GB 50046—2008工业建筑防腐设计规范［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混凝土结构设计规范［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

中图分类号：TM726

文献标志码：A

文章编号：1007－9904（2016）05－0076－03

收稿日期：2016-03-03

作者简介：

黄勇祥（1978），男，高级工程师，一级注册结构工程师，从事输电线路结构设计工作。