强腐蚀地区输电线路桩基础方案研究

韩新宇

上海国孚电力设计工程股份有限公司 山东济南 250014

随着我国电力工业的快速发展，新建核电厂、火电厂、风电厂日益增多，大量电厂送出线路工程越来越多。受制于送电线路工程的特点，工程跨度极大，从而导致工程沿线地质条件非常复杂。强腐蚀性和液化是工程中的常见现象。但地基土同时具有强腐蚀性和液化现象在输电线路工程中比较少见。无疑，在液化地区采用灌注桩基础最合适，但是根据相关规范要求，强腐蚀地区不建议采用灌注桩基础，如需使用必须采用必要防腐措施并进行相关论证。以往输电线路工程在强腐蚀地区仅采用大开挖基础或者采用预制桩基础，鲜有使用灌注桩基础的[1]。输电线路工程中使用特殊防腐处理的灌注桩是否经济可行仍需论证。本文基于某特高压直流输电线路工程三基存在液化现象的强腐蚀地区基础工程为背景，提出三种可行的桩基础进行经济技术分析，确定比较合适的桩基础方案。

1 工程背景

某特高压直流输电线路工程位于淤积区，G01，G02，G03三基塔基位于强腐蚀地区(硫酸根离子、氯离子对钢筋混凝土结构具有强腐蚀性)。同时本地区三基塔位地下水深度较浅，地基存在液化现象，充填土厚度较大，且表层地基土存在干湿交替现象。根据本线路的具体情况提出了预制钢筋混凝土桩加承台方案、预制护壁沉井灌注桩和裹体灌注桩基础三种基础方案，并对其特点及经济性进行了分析。

2 腐蚀及液化评价

G01-G03塔位位于某水库淹没淤积区，该地区地基土及地下水对钢筋混凝土结构具有强腐蚀性，具体腐蚀性评价如表1所示。

表1 地基土及地下水对钢筋混凝土结构腐蚀性评价

河道断面淤积对基础尺寸具有较大影响，从而影响基础工程量。经过计算按本线路工程不同使用年限对各塔位进行的淤积高度计算。综合考虑淤积高度、施工难度及造价，最终确定G01，G02基础主柱露头为4m，G03基础主柱露头为1.5m。根据水库淹没淤积地貌段(G01，G02，G03)杆塔位液化指数，等级均为严重，具体液化深度在10m-14m。4基础方案选择为了了解各基础方案优缺点，下面对各基础特点进行详细分析。同时，对在同一地质、荷载条件下各基础的经济性进行对比[2]。

3 各基础方案特点

3.1 预制钢筋混凝土桩加承台基础方案

预制钢筋混凝土桩的原理和低桩承台灌注桩设计计算原理一样，不过桩身采用预制桩。本方案的优点是避免了混凝土浇筑及养护过程中腐蚀介质对桩体的腐蚀从而导致桩强度降低，而且可以直接通过桩体穿透液化土层。缺点首先是预制桩体与上部承台连接部位防腐困难；其次，预制桩桩径不能太大，桩数量较多，工程量大。而且打桩机等大型机械进场费用特别高；最后，受限于本地预制桩加工条件，预制桩运送距离长，施工成本高。

3.2 预制护壁沉井灌注桩方案

预制护壁沉井灌注桩是一种常用的水下桩基础施工方法。钻孔的同时在孔壁周围布置混凝土护壁，将腐蚀介质和水隔离，然后进行混凝土浇筑。本方案优点是可以很好的隔离腐蚀介质，防止混凝土浇筑和养护过程中腐蚀介质侵入混凝土中，导致桩体强度降低。缺点是无法保证护壁与桩体之间的侧阻力。

3.3 裹体灌注桩方案

裹体灌注桩是用一种土工合成材料将桩体包裹，以此达到将腐蚀介质与桩体隔离的效果。本基础方案优点是可以保证桩体与孔壁之间侧阻力的要求；缺点是检测施工过程中土工合成材料是否破损的手段单一。

4 小结

通过对三种基础方案特点及经济性分析可以发现护壁沉井基础造价最高，而且无法满足桩体与孔壁之间的侧摩阻力；预制桩基础与上部结构接头防腐困难，运送距离大，机械进场难，施工成本高，而且造价较高；裹体灌注桩基础隔离了混凝土与腐蚀介质的接触，有效解决了施工过程中对桩体混凝土的侵蚀，成本相对较低。推荐采用裹体灌注桩技术。

5 结语

通过对某特高压直流输电工程中强腐蚀地区四种可行桩基础方案进行经济技术分析得出以下结论：1)四种桩基础方案中裹体灌注桩基础方案综合造价最低。2)根据规范要求及裹体材料本身检测缺陷，本工程确定了“内增外防”的整体设计思路。3)土工合成材料在施工过程中的检测措施有待进一步提高。4)本文提出的几种桩基础方案对以后在输电线路工程中强腐蚀地区桩基础的选用提供了可靠依据。