談沿海工業(yè)建筑樁基工程中防腐蝕措施的設(shè)計(jì)

孫曉明

摘 要：通過對(duì)沿海工業(yè)場(chǎng)地土及地下水的腐蝕性評(píng)價(jià)的分析，在樁基工程中可靠的防腐蝕措施的設(shè)計(jì)及樁基類型的選擇，為工程造價(jià)節(jié)省了大量投資。

關(guān)鍵詞：地下水；腐蝕性；方樁；管樁；氯離子

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

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50046-2008第4.9.2條樁基礎(chǔ)的選擇宜符合下列規(guī)定：①腐蝕環(huán)境下宜選用預(yù)制鋼筋混凝土樁（以下簡(jiǎn)稱實(shí)心方樁）。②腐蝕環(huán)境等級(jí)為中、弱時(shí)，可采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁或混凝土灌注樁。管樁由于造價(jià)低廉、工業(yè)化制作的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)逐漸取代了實(shí)心方樁而被廣泛應(yīng)用，所以上述規(guī)范實(shí)施后，在地下水強(qiáng)腐蝕的沿海地區(qū)采用管樁或灌注樁受到限制。本文通過山東省濱州沾化海化二期粉煤灰綜合利用工程實(shí)例說明，在沿海工業(yè)場(chǎng)地土及地下水的腐蝕性環(huán)境下，對(duì)樁基類型的選擇及應(yīng)用的防腐措施等設(shè)計(jì)方面的重要意義。

2 根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告《濱州沾化?；诠こ處r土工程勘察報(bào)告》，粉煤灰綜合利用工程地質(zhì)條件如下

2.1 地形地貌特征

工程場(chǎng)地位于黃河下游沖積平原與渤海海岸平原的交匯地帶。第四系地層為沖積與海相交互沉積成因的黏性土、粉土與粉砂。場(chǎng)區(qū)地形較平坦，原為海洋貝類生物養(yǎng)殖用鹽池，每個(gè)鹽池邊緣均有分水壩分隔。地基主要受力層范圍內(nèi)為沖積成因的黏性土、粉砂及粉土，地層水平分布較連續(xù)，層面坡度總體平緩，局部存在透鏡體。

2.2 場(chǎng)地土及地下水的腐蝕性

（1）場(chǎng)區(qū)處于沿海地段，地下水與海水的水利聯(lián)系比較密切，且場(chǎng)區(qū)原為鹽池，所以地下水中硫酸根離子和氯離子含量較高。根據(jù)報(bào)告中水質(zhì)分析結(jié)果（見表1）。依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001（2009版）第12.2條，判定地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期浸水和干濕交替作用下均具有強(qiáng)腐蝕性；對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋，在長(zhǎng)期浸水和干濕交替作用下具均有強(qiáng)腐蝕性。

（2）根據(jù)報(bào)告中土質(zhì)分析結(jié)果（見表2），依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》GB 50021—2001（2009版）第12.2條，判定地下水以上土層對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均具強(qiáng)腐蝕性。

3 樁基方案的選擇及防腐蝕措施的應(yīng)用

地勘報(bào)告的結(jié)論與建議對(duì)擬建原料磨、溶出及稀釋、種子過濾、控制過濾等荷載較大的建（構(gòu)）筑物及水池，建議采用預(yù)應(yīng)力空心管樁或方樁。根據(jù)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50046—2008表4.9.5混凝土樁身的防護(hù)規(guī)定：當(dāng)（Cl-）離子腐蝕等級(jí)為強(qiáng)腐蝕時(shí)，不宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，不應(yīng)采用混凝土灌注樁。該表中的注6注明為：“在強(qiáng)腐蝕環(huán)境下必須選用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁時(shí)，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)論證，并采取可靠措施，確能滿足防腐要求時(shí)方可使用?！?/p>

在該工程的樁基設(shè)計(jì)方案專題討論中，經(jīng)過對(duì)管樁與實(shí)心方樁兩種樁型的進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。同樣為20m的樁長(zhǎng)，直徑500mm的管樁和500×500mm的實(shí)心方樁的單根樁造價(jià)每根樁相差4000元。該工程總樁數(shù)按5000根計(jì)算，則本工程樁基費(fèi)用相差2000萬(wàn)元。顯然，采用管樁方案不但經(jīng)濟(jì)、節(jié)約三材，而且管樁的工廠化制作還節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)制作實(shí)心方樁的土地占用并大幅縮短制作工期。因此，該工程在采用管樁時(shí)應(yīng)用防腐蝕措施的可靠性，其意義非常之大。經(jīng)過設(shè)計(jì)人的充分考慮，在管樁中應(yīng)用了以下防腐蝕措施。

3.1 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁防腐做法

管樁的混凝土除應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)圖集《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》10G409要求，還應(yīng)滿足以下要求。

（1）摻入CM-高效抗腐蝕劑或同類產(chǎn)品，摻量為水泥用量的12%（具體參量應(yīng)以產(chǎn)品說明為準(zhǔn)），摻入礦物摻合料（礦物摻合料為粉煤灰，摻量為膠凝材料的25%）和摻入鋼筋阻銹劑-防腐阻銹劑，摻量為膠凝材料的4%，采用的外加劑中不應(yīng)含有氯離子，不得采用亞硝酸鹽類阻銹劑，外加劑的性能應(yīng)符合《混凝土抗硫酸鹽類侵蝕防腐劑》 JCT1011—2006和《鋼筋阻銹劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJT 192—2009的要求。其中使用外加劑后混凝土膨脹率：1d≥0.05%，28d≤0.6%，抗侵蝕性：抗蝕系數(shù)≥0.90，膨脹系數(shù)≤1.5，抗氯離子滲透性不大于2000C。符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010—2010第3.5條耐久性規(guī)定的要求。

（2）混凝土抗?jié)B等級(jí)不低于P10，鋼筋保護(hù)層不應(yīng)小于40mm。

（3）按圖集接樁后應(yīng)做防腐處理：接頭處端板厚度為24mm，焊接接頭自然冷卻后，表面刷環(huán)氧瀝青涂層，厚度≥500[μm]，寬度40mm，共80mm（覆蓋住焊縫及端板，采取措施保證防腐涂料不向下墜流），采用鋼板條（Q235，做成圓環(huán)狀，長(zhǎng)度大于管樁周長(zhǎng)40mm，厚度2.0mm，寬度100mm）與管樁套箍焊接固定（鋼板條中心應(yīng)在樁連接的焊縫中心處，且鋼板與套箍結(jié)合緊密，空隙小于1mm），鋼板與套箍采用焊接，等距焊8個(gè)點(diǎn)。焊接點(diǎn)保證鋼板條與樁套箍焊接緊密，焊接完畢冷卻后方可沉樁（見圖1）。

（4）為提高管樁接頭的抗腐蝕能力，要求管樁端頭板焊縫坡口高度、寬度比標(biāo)準(zhǔn)尺寸加大1mm，利于接頭在長(zhǎng)期浸水條件下受腐蝕時(shí)有足夠的安全度。

4 在沿海工業(yè)場(chǎng)地土及地下水的腐蝕性環(huán)境下，在樁基中應(yīng)用可靠的防腐蝕措施的重要意義

由此可見，本工程采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是經(jīng)濟(jì)的，通過合理準(zhǔn)確分析沿海工業(yè)場(chǎng)地土及地下水腐蝕性評(píng)價(jià)的分析，防腐蝕措施的可靠性設(shè)計(jì)，保證了樁身質(zhì)量如混凝土級(jí)別、鋼筋的防腐處理、管樁的接頭防腐處理等，從而節(jié)約了工程投資成本。本工程為大型樁基工程，而且樁長(zhǎng)都較長(zhǎng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅因?yàn)樵跇痘こ讨袘?yīng)用可靠的防腐蝕措施這一項(xiàng)，本工程樁基工程可節(jié)省近千萬(wàn)元，創(chuàng)造了巨大的社會(huì)效益，得到了業(yè)主的高度評(píng)價(jià)。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 50010—2010.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB50046—2008.工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范[S].