強(qiáng)腐蝕地區(qū)輸電線路樁基礎(chǔ)方案研究

韓新宇

上海國孚電力設(shè)計(jì)工程股份有限公司 山東濟(jì)南 250014

隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展，新建核電廠、火電廠、風(fēng)電廠日益增多，大量電廠送出線路工程越來越多。受制于送電線路工程的特點(diǎn)，工程跨度極大，從而導(dǎo)致工程沿線地質(zhì)條件非常復(fù)雜。強(qiáng)腐蝕性和液化是工程中的常見現(xiàn)象。但地基土同時(shí)具有強(qiáng)腐蝕性和液化現(xiàn)象在輸電線路工程中比較少見。無疑，在液化地區(qū)采用灌注樁基礎(chǔ)最合適，但是根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，強(qiáng)腐蝕地區(qū)不建議采用灌注樁基礎(chǔ)，如需使用必須采用必要防腐措施并進(jìn)行相關(guān)論證。以往輸電線路工程在強(qiáng)腐蝕地區(qū)僅采用大開挖基礎(chǔ)或者采用預(yù)制樁基礎(chǔ)，鮮有使用灌注樁基礎(chǔ)的[1]。輸電線路工程中使用特殊防腐處理的灌注樁是否經(jīng)濟(jì)可行仍需論證。本文基于某特高壓直流輸電線路工程三基存在液化現(xiàn)象的強(qiáng)腐蝕地區(qū)基礎(chǔ)工程為背景，提出三種可行的樁基礎(chǔ)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，確定比較合適的樁基礎(chǔ)方案。

1 工程背景

某特高壓直流輸電線路工程位于淤積區(qū)，G01，G02，G03三基塔基位于強(qiáng)腐蝕地區(qū)(硫酸根離子、氯離子對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)腐蝕性)。同時(shí)本地區(qū)三基塔位地下水深度較淺，地基存在液化現(xiàn)象，充填土厚度較大，且表層地基土存在干濕交替現(xiàn)象。根據(jù)本線路的具體情況提出了預(yù)制鋼筋混凝土樁加承臺(tái)方案、預(yù)制護(hù)壁沉井灌注樁和裹體灌注樁基礎(chǔ)三種基礎(chǔ)方案，并對(duì)其特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析。

2 腐蝕及液化評(píng)價(jià)

G01-G03塔位位于某水庫淹沒淤積區(qū)，該地區(qū)地基土及地下水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)腐蝕性，具體腐蝕性評(píng)價(jià)如表1所示。

表1 地基土及地下水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕性評(píng)價(jià)

河道斷面淤積對(duì)基礎(chǔ)尺寸具有較大影響，從而影響基礎(chǔ)工程量。經(jīng)過計(jì)算按本線路工程不同使用年限對(duì)各塔位進(jìn)行的淤積高度計(jì)算。綜合考慮淤積高度、施工難度及造價(jià)，最終確定G01，G02基礎(chǔ)主柱露頭為4m，G03基礎(chǔ)主柱露頭為1.5m。根據(jù)水庫淹沒淤積地貌段(G01，G02，G03)桿塔位液化指數(shù)，等級(jí)均為嚴(yán)重，具體液化深度在10m-14m。4基礎(chǔ)方案選擇為了了解各基礎(chǔ)方案優(yōu)缺點(diǎn)，下面對(duì)各基礎(chǔ)特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析。同時(shí)，對(duì)在同一地質(zhì)、荷載條件下各基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行對(duì)比[2]。

3 各基礎(chǔ)方案特點(diǎn)

3.1 預(yù)制鋼筋混凝土樁加承臺(tái)基礎(chǔ)方案

預(yù)制鋼筋混凝土樁的原理和低樁承臺(tái)灌注樁設(shè)計(jì)計(jì)算原理一樣，不過樁身采用預(yù)制樁。本方案的優(yōu)點(diǎn)是避免了混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)過程中腐蝕介質(zhì)對(duì)樁體的腐蝕從而導(dǎo)致樁強(qiáng)度降低，而且可以直接通過樁體穿透液化土層。缺點(diǎn)首先是預(yù)制樁體與上部承臺(tái)連接部位防腐困難；其次，預(yù)制樁樁徑不能太大，樁數(shù)量較多，工程量大。而且打樁機(jī)等大型機(jī)械進(jìn)場(chǎng)費(fèi)用特別高；最后，受限于本地預(yù)制樁加工條件，預(yù)制樁運(yùn)送距離長，施工成本高。

3.2 預(yù)制護(hù)壁沉井灌注樁方案

預(yù)制護(hù)壁沉井灌注樁是一種常用的水下樁基礎(chǔ)施工方法。鉆孔的同時(shí)在孔壁周圍布置混凝土護(hù)壁，將腐蝕介質(zhì)和水隔離，然后進(jìn)行混凝土澆筑。本方案優(yōu)點(diǎn)是可以很好的隔離腐蝕介質(zhì)，防止混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)過程中腐蝕介質(zhì)侵入混凝土中，導(dǎo)致樁體強(qiáng)度降低。缺點(diǎn)是無法保證護(hù)壁與樁體之間的側(cè)阻力。

3.3 裹體灌注樁方案

裹體灌注樁是用一種土工合成材料將樁體包裹，以此達(dá)到將腐蝕介質(zhì)與樁體隔離的效果。本基礎(chǔ)方案優(yōu)點(diǎn)是可以保證樁體與孔壁之間側(cè)阻力的要求；缺點(diǎn)是檢測(cè)施工過程中土工合成材料是否破損的手段單一。

4 小結(jié)

通過對(duì)三種基礎(chǔ)方案特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)性分析可以發(fā)現(xiàn)護(hù)壁沉井基礎(chǔ)造價(jià)最高，而且無法滿足樁體與孔壁之間的側(cè)摩阻力；預(yù)制樁基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)接頭防腐困難，運(yùn)送距離大，機(jī)械進(jìn)場(chǎng)難，施工成本高，而且造價(jià)較高；裹體灌注樁基礎(chǔ)隔離了混凝土與腐蝕介質(zhì)的接觸，有效解決了施工過程中對(duì)樁體混凝土的侵蝕，成本相對(duì)較低。推薦采用裹體灌注樁技術(shù)。

5 結(jié)語

通過對(duì)某特高壓直流輸電工程中強(qiáng)腐蝕地區(qū)四種可行樁基礎(chǔ)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析得出以下結(jié)論：1)四種樁基礎(chǔ)方案中裹體灌注樁基礎(chǔ)方案綜合造價(jià)最低。2)根據(jù)規(guī)范要求及裹體材料本身檢測(cè)缺陷，本工程確定了“內(nèi)增外防”的整體設(shè)計(jì)思路。3)土工合成材料在施工過程中的檢測(cè)措施有待進(jìn)一步提高。4)本文提出的幾種樁基礎(chǔ)方案對(duì)以后在輸電線路工程中強(qiáng)腐蝕地區(qū)樁基礎(chǔ)的選用提供了可靠依據(jù)。