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供電公司,山東 煙臺 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供電公司,山東煙臺265300)
摘要:對比分析國內(nèi)規(guī)范、美標(biāo)、歐標(biāo)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對基礎(chǔ)防腐的規(guī)定,介紹多個已建線路工程灌注樁基礎(chǔ)的防腐設(shè)計經(jīng)驗,重點分析和評價防腐技術(shù)的適用范圍和優(yōu)缺點,給出輸電線路工程灌注樁基礎(chǔ)的防腐措施建議,供設(shè)計參考。
關(guān)鍵詞:桿塔基礎(chǔ);灌注樁基礎(chǔ);防腐措施
輸電線路鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計、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,在有地下水的情況下,出現(xiàn)地下水對鐵塔基礎(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]。
對于基礎(chǔ)的防腐設(shè)計,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)計規(guī)范》對基礎(chǔ)工程防腐設(shè)計做出較為詳細(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
對于腐蝕地區(qū)基礎(chǔ)的設(shè)計要求,國外的相關(guān)規(guī)范也有明確規(guī)定,針對結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(包括防腐設(shè)計),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EN206/BS 8110進(jìn)行比較,比較結(jié)果如表3所示[3-5]。
對比可知,與國內(nèi)規(guī)范相比,美標(biāo)并沒有對環(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度等。歐標(biāo)與國內(nèi)規(guī)范較為相似,對防腐環(huán)境進(jìn)行等級化分類,規(guī)定不同類別下的混凝土強度等級。對于最小保護(hù)層厚度的取值,歐標(biāo)是通過具體計算來確定的,與國內(nèi)規(guī)范以及美標(biāo)均不相同。
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)計規(guī)范》中規(guī)定,“強腐蝕環(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)勘察報告,部分塔基存在地震液化土和強腐蝕地區(qū)。工程采用土工復(fù)合合成材料,具有高抗?jié)B防水、高強度、耐磨損、抗腐蝕性高、使用壽命長等優(yōu)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(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
圖3 “澆注基礎(chǔ)墊層”工序
圖4 施工回填完成
在強腐蝕地區(qū)場地上的試驗和檢測證明,裹體灌注樁技術(shù)能有效保證強腐蝕地區(qū)的鋼筋混凝土質(zhì)量,經(jīng)過專家對其方案與實驗成果的評審,認(rèn)為裹體灌注樁是適合內(nèi)陸強腐蝕地區(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)計規(guī)范》對基礎(chǔ)工程防腐設(shè)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(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)驗總結(jié)
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(yīng)選用各項性能指標(biāo)較優(yōu)的水泥;礦物摻合料中,粉煤灰需采用Ⅰ、Ⅱ級規(guī)格,礦渣需采用S95級及以上規(guī)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(yīng)選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)且級配良好的優(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性,從而保證其強度和耐久性。
在進(jìn)行同一批次的混凝土澆筑前,要對骨料進(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?;炷恋拿軐嵭?,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,其后期強度提高幅度要大很多,工程設(shè)計中可加以考慮。
提出多項適合輸電線路工程灌注樁基礎(chǔ)的防腐措施,供設(shè)計參考。強腐蝕地區(qū)的防護(hù)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(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)計等基礎(chǔ)設(shè)計方法。
參考文獻(xiàn)
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[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:TM726
文獻(xiàn)標(biāo)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(jié)構(gòu)工程師,從事輸電線路結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。