谈沿海工业建筑桩基工程中防腐蚀措施的设计

孙晓明

摘 要：通过对沿海工业场地土及地下水的腐蚀性评价的分析，在桩基工程中可靠的防腐蚀措施的设计及桩基类型的选择，为工程造价节省了大量投资。

关键词：地下水；腐蚀性；方桩；管桩；氯离子

Abstract： this paper analyzes the corrosive evaluation of the coastal industrial site soil and groundwater， and designs the reliable anti-corrosion measures in pile foundation engineering And the choice of pile type， saving a lot of investment for the project cost.

Keywords：groundwater，corrosivity，square pile，pipe pile，chloride ion

1 前言

根据国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046-2008第4.9.2条桩基础的选择宜符合下列规定：①腐蚀环境下宜选用预制钢筋混凝土桩（以下简称实心方桩）。②腐蚀环境等级为中、弱时，可采用预应力混凝土管桩或混凝土灌注桩。管桩由于造价低廉、工业化制作的优势已经逐渐取代了实心方桩而被广泛应用，所以上述规范实施后，在地下水强腐蚀的沿海地区采用管桩或灌注桩受到限制。本文通过山东省滨州沾化海化二期粉煤灰综合利用工程实例说明，在沿海工业场地土及地下水的腐蚀性环境下，对桩基类型的选择及应用的防腐措施等设计方面的重要意义。

2 根据地质勘察报告《滨州沾化海化二期工程岩土工程勘察报告》，粉煤灰综合利用工程地质条件如下

2.1 地形地貌特征

工程場地位于黄河下游冲积平原与渤海海岸平原的交汇地带。第四系地层为冲积与海相交互沉积成因的黏性土、粉土与粉砂。场区地形较平坦，原为海洋贝类生物养殖用盐池，每个盐池边缘均有分水坝分隔。地基主要受力层范围内为冲积成因的黏性土、粉砂及粉土，地层水平分布较连续，层面坡度总体平缓，局部存在透镜体。

2.2 场地土及地下水的腐蚀性

（1）场区处于沿海地段，地下水与海水的水利联系比较密切，且场区原为盐池，所以地下水中硫酸根离子和氯离子含量较高。根据报告中水质分析结果（见表1）。依据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009版）第12.2条，判定地下水对混凝土结构在长期浸水和干湿交替作用下均具有强腐蚀性；对钢筋混凝土结构中钢筋，在长期浸水和干湿交替作用下具均有强腐蚀性。

（2）根据报告中土质分析结果（见表2），依据《岩土工程勘察规范》GB 50021—2001（2009版）第12.2条，判定地下水以上土层对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋均具强腐蚀性。

3 桩基方案的选择及防腐蚀措施的应用

地勘报告的结论与建议对拟建原料磨、溶出及稀释、种子过滤、控制过滤等荷载较大的建（构）筑物及水池，建议采用预应力空心管桩或方桩。根据《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046—2008表4.9.5混凝土桩身的防护规定：当（Cl-）离子腐蚀等级为强腐蚀时，不宜采用预应力混凝土管桩，不应采用混凝土灌注桩。该表中的注6注明为：“在强腐蚀环境下必须选用预应力混凝土管桩时，应经试验论证，并采取可靠措施，确能满足防腐要求时方可使用。”

在该工程的桩基设计方案专题讨论中，经过对管桩与实心方桩两种桩型的进行经济比较。同样为20m的桩长，直径500mm的管桩和500×500mm的实心方桩的单根桩造价每根桩相差4000元。该工程总桩数按5000根计算，则本工程桩基费用相差2000万元。显然，采用管桩方案不但经济、节约三材，而且管桩的工厂化制作还节省了现场制作实心方桩的土地占用并大幅缩短制作工期。因此，该工程在采用管桩时应用防腐蚀措施的可靠性，其意义非常之大。经过设计人的充分考虑，在管桩中应用了以下防腐蚀措施。

3.1 预应力混凝土管桩防腐做法

管桩的混凝土除应满足标准图集《预应力混凝土管桩》10G409要求，还应满足以下要求。

（1）掺入CM-高效抗腐蚀剂或同类产品，掺量为水泥用量的12%（具体参量应以产品说明为准），掺入矿物掺合料（矿物掺合料为粉煤灰，掺量为胶凝材料的25%）和掺入钢筋阻锈剂-防腐阻锈剂，掺量为胶凝材料的4%，采用的外加剂中不应含有氯离子，不得采用亚硝酸盐类阻锈剂，外加剂的性能应符合《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂》 JCT1011—2006和《钢筋阻锈剂应用技术规程》JGJT 192—2009的要求。其中使用外加剂后混凝土膨胀率：1d≥0.05%，28d≤0.6%，抗侵蚀性：抗蚀系数≥0.90，膨胀系数≤1.5，抗氯离子渗透性不大于2000C。符合《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010第3.5条耐久性规定的要求。

（2）混凝土抗渗等级不低于P10，钢筋保护层不应小于40mm。

（3）按图集接桩后应做防腐处理：接头处端板厚度为24mm，焊接接头自然冷却后，表面刷环氧沥青涂层，厚度≥500[μm]，宽度40mm，共80mm（覆盖住焊缝及端板，采取措施保证防腐涂料不向下坠流），采用钢板条（Q235，做成圆环状，长度大于管桩周长40mm，厚度2.0mm，宽度100mm）与管桩套箍焊接固定（钢板条中心应在桩连接的焊缝中心处，且钢板与套箍结合紧密，空隙小于1mm），钢板与套箍采用焊接，等距焊8个点。焊接点保证钢板条与桩套箍焊接紧密，焊接完毕冷却后方可沉桩（见图1）。

（4）为提高管桩接头的抗腐蚀能力，要求管桩端头板焊缝坡口高度、宽度比标准尺寸加大1mm，利于接头在长期浸水条件下受腐蚀时有足够的安全度。

4 在沿海工业场地土及地下水的腐蚀性环境下，在桩基中应用可靠的防腐蚀措施的重要意义

由此可见，本工程采用预应力混凝土管桩是经济的，通过合理准确分析沿海工业场地土及地下水腐蚀性评价的分析，防腐蚀措施的可靠性设计，保证了桩身质量如混凝土级别、钢筋的防腐处理、管桩的接头防腐处理等，从而节约了工程投资成本。本工程为大型桩基工程，而且桩长都较长，据不完全统计，仅因为在桩基工程中应用可靠的防腐蚀措施这一项，本工程桩基工程可节省近千万元，创造了巨大的社会效益，得到了业主的高度评价。

参考文献：

[1] GB 50010—2010.混凝土结构设计规范[S].

[2] GB50046—2008.工业建筑防腐蚀设计规范[S].