黃勇祥,張衛(wèi)東,林 芳,沈立志
(1.中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司,長沙 410070;2.國網山東省電力公司,濟南 250021;3.國網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.中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司,長沙410070;2.國網山東省電力公司,濟南250021;3.國網山東省電力公司煙臺供電公司,山東煙臺265300)
摘要:對比分析國內規(guī)范、美標、歐標等技術標準對基礎防腐的規(guī)定,介紹多個已建線路工程灌注樁基礎的防腐設計經驗,重點分析和評價防腐技術的適用范圍和優(yōu)缺點,給出輸電線路工程灌注樁基礎的防腐措施建議,供設計參考。
關鍵詞:桿塔基礎;灌注樁基礎;防腐措施
輸電線路鐵塔基礎設計、施工具有明顯的行業(yè)和地域特征。輸電線路經過腐蝕地區(qū)時,在有地下水的情況下,出現地下水對鐵塔基礎產生的腐蝕問題。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,應根據不同基礎的不同腐蝕環(huán)境,采用相應的防腐措施[1]。
對于基礎的防腐設計,國內的各種基礎規(guī)范中都有相關的技術規(guī)定。規(guī)范對基礎防腐的要求主要體現在結構材料及耐久性設計等方面,相關處理措施也主要從確保工程安全性、耐久性、經濟性等方面出發(fā)。GB 50046—2008《工業(yè)建筑防腐設計規(guī)范》對基礎工程防腐設計做出較為詳細的規(guī)定,該規(guī)范規(guī)定腐蝕環(huán)境下的基礎應設墊層,基礎與墊層的防護要求如表1所示[2]。
表1 GB 50046-2008中基礎與墊層防護要求
該規(guī)范還規(guī)定在腐蝕環(huán)境下,結構混凝土應滿足一定強度要求,如表2所示[2]。
表2 GB 50046—2008中結構混凝土基本要求
對于腐蝕地區(qū)基礎的設計要求,國外的相關規(guī)范也有明確規(guī)定,針對結構的耐久性設計(包括防腐設計),綜合國內規(guī)范和美國混凝土規(guī)范ACI318M、歐洲規(guī)范混凝土結構設計EN206/BS 8110進行比較,比較結果如表3所示[3-5]。
對比可知,與國內規(guī)范相比,美標并沒有對環(huán)境明確進行分類,而是根據不同的地層環(huán)境,直接規(guī)定混凝土所需要滿足的抗壓強度等。歐標與國內規(guī)范較為相似,對防腐環(huán)境進行等級化分類,規(guī)定不同類別下的混凝土強度等級。對于最小保護層厚度的取值,歐標是通過具體計算來確定的,與國內規(guī)范以及美標均不相同。
2.1裹體灌注樁在±800 kV哈密—鄭州直流工程的應用
現行國家標準《工業(yè)建筑防腐蝕設計規(guī)范》中規(guī)定,“強腐蝕環(huán)境中不應采用混凝土灌注樁,只能采用預制樁”,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,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生腐蝕的問題?,F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 國內外不同規(guī)范的結構耐久性設計
圖3 “澆注基礎墊層”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,裹體灌注樁技術能有效保證強腐蝕地區(qū)的鋼筋混凝土質量,經過專家對其方案與實驗成果的評審,認為裹體灌注樁是適合內陸強腐蝕地區(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應用
1000kV榆橫—濰坊特高壓工程中,部分地區(qū)的地質條件為中腐蝕性,根據GB 50046—2008《工業(yè)建筑防腐設計規(guī)范》對基礎工程防腐設計的要求,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,將灌注樁基礎保護層厚度增加至70 mm。該方法在中腐蝕地區(qū)應用效果比較理想,也可為其他線路工程灌注樁基礎施工提供參考。
2.3工程經驗總結
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,應選用各項性能指標較優(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,應選用符合國家標準且級配良好的優(yōu)質砂和石,尤其要控制砂和石的含泥量。
施工的質量也要保證,尤其是混凝土要攪拌均勻,在攪拌過程中要嚴格控制用水量,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。
在進行同一批次的混凝土澆筑前,要對骨料進行測試,即砂和石要在滿足和易性的前提下嚴格控制用水量,確?;炷恋拿軐嵭裕瑥亩岣咂淠途眯?。
復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,工程設計中可加以考慮。
提出多項適合輸電線路工程灌注樁基礎的防腐措施,供設計參考。強腐蝕地區(qū)的防護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,加強桿塔結構的整體性、降低鐵塔基礎作用力等。應盡可能采用高柱基礎、優(yōu)化排水防水設計等基礎設計方法。
參考文獻
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[2]GB 50046—2008工業(yè)建筑防腐設計規(guī)范[S].
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[4]ACI318-08 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary[S].
[5]GB 50010—2010混凝土結構設計規(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
文獻標志碼: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,一級注冊結構工程師,從事輸電線路結構設計工作。