试谈软地基地区耐腐蚀灌注桩基础在输电线路工程中应用

论文导读：向电位高的方向移动）。3、软地基地区耐腐蚀混凝土材料设计方案简述研究成果中混凝土掺合料加入一定比例的粉煤灰和磨细矿渣，其中粉煤灰的作用：能提高混凝土的和易性、不透水性、不透气性、提高混凝土抗硫酸盐侵蚀能力、耐化学腐蚀能力、减少混凝土的收缩开裂等；磨细矿渣的作用：有效降低混凝土的水化热，有利于防止混凝
摘要：750kV第二通道线路工程部分基础位于软地基强腐蚀地区；软土地基土壤承载力低，基础施工及运输难度大；一定掺量比例的粉煤灰及矿渣能有效提高混凝土结构的抗腐蚀性；软地基强腐蚀环境下灌注桩基础的质量制约是基础工程施工的难点；软地基耐腐蚀灌注桩基础在输电线路基础施工中的应用是一项技术创新。
关键词：软地基；耐腐蚀；灌注桩；配合比；质量制约；输电线路。
中图分类号：U44

3.15+4

1、工程应用背景

新疆与西北主网联网750千伏第二通道线路工程是国家电网公司“十二五”规划重点建设项目，新建输电线路长度2×1099km，线路横跨新疆、甘肃、青海三省。本工程部分塔位基础位于软地基强腐蚀地区，地下水埋深较浅，一般在0.2～12.0m之间，地质条件复杂，一般开挖式基础及常用的涂刷HCPE防腐涂料的防腐措施难以采用。为应对这种复杂的地质环境，工程在可研阶段开展了“软地基地区耐腐蚀灌注桩课题研究”，其主要技术方案为：0强度等级混凝土加一定掺量的粉煤灰和磨细矿渣掺料。研究成果经国网公司科技部评审通过，是本工程软地基地区耐腐蚀灌注桩基础应用的可靠技术支撑。
我公司承建的本工程第12标段共46基灌注桩基础位于上述复杂地质环境，是全线软地基地区耐腐蚀灌注桩基础应用最多的一个标段，部分塔基位甚至于干枯湖泊的淤泥及沼泽地带，地质条件甚为恶劣。
软地基耐腐蚀灌注桩基础在输电线路工程中的应用是一项新的技术创新，无成熟的施工经验可以借鉴。软地基地区如何克服较低的地基承载力、如何应对强腐蚀的地质环境以及复杂地质环境下灌注桩基础施工质量制约是施工的技术难点及质量制约的关键点。

2、软土地基土壤特性及钢筋混凝土结构化学环境腐蚀机理

2.1软土地基土壤特性

软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基。一般具有孔隙比大、天然含水量高、压缩性高、透水性弱、抗剪强度低、灵敏度高（容易受到扰动）及承载能力很低的特点。
软土地基对施工的影响主要表现为：（1）很低的承载力导致施工车辆、机械难以进入；（2）钻机作业平台搭设困难；（3）施工过程中的震动容易造成土壤扰动、缩颈、塌孔等；（4）灌注桩成桩质量制约难度大等等。

2.2钢筋混凝土结构化学腐蚀机理

根据地质勘查报告及地下水水质检验报告，本标段地下水中SO42-、Cl-等腐蚀性化学物质含量较高，SO42-含量最高可达103157mg/kg，平均值达12770mg/kg，Cl-含量最高可达36761mg/kg，平均值达5451mg/k。地下水对钢筋混凝土结构具有强腐蚀性，对混凝土中钢筋在干湿交替条件下具有强腐蚀性。

2.1硫酸盐对混凝土结构腐蚀机理

硫酸盐对混凝土的侵蚀是一个非常复杂的物理化学过程，其实质是环境中的SO42-渗入到混凝土中与水泥的水化产物发生反应，生成具有膨胀性的侵蚀产物，从而在混凝土内部产生内应力，当其内应力超过混凝土的抗拉强度时，就使混凝土产生开裂、剥落等现象，从而使混凝土因强度和粘结性能的丧失而发生破坏，使结构抗力衰减。常见的硫酸盐腐蚀类型主要有以下两种：
（1）石膏析晶型腐蚀
硫酸盐与混凝土中的Ca（OH）2反应生成不溶性CaSO4，这种腐蚀的基本化学反应式为：Ca（OH）2+ SO42-→CaSO4+2OH-
（2）水化硫铝酸钙的生成
当SO42-离子浓度较低时，与水泥中的高碱水化硫铝酸钙反应生成体积膨胀的水化硫铝酸钙针状结晶，反应可表示为：
A·12H2O+3（CaSO4·H2O） →C3A·3CS-·32H2O+ Ca（OH）2
C3A·6H2O+3（CaSO4·H2O）+20H2O →C3A·3CS-·32H2O
当SO42-离子浓度较高时，会有石膏析晶出现。

2.2氯盐对钢筋混凝土结构腐蚀机理

氯离子腐蚀主要是通过引起钢筋的锈蚀对混凝土结构造成破坏。混凝土中水泥水化的高碱性（PH≥12.6）使钢筋表面产生一层致密的钝化膜，对钢筋有很强的保护作用。氯离子通过混凝土中的空隙侵入并吸附到钢筋表面的钝化膜上，使PH值迅速下降，对钝化膜有很强的破坏作用，使钢筋失去保护作用而锈蚀。氯离子的侵入方式有四种：①扩散作用（由于混凝土内部与表面氯离子浓度差异，氯离子自浓度高的地方向浓度低的地方移动）；②毛细管作用（在干湿交替条件下，混凝土表层含氯离子的盐水向混凝土内部干燥部分移动）；③渗透作用（在水压力作用下，含氯水向压力较低的方向移动）；④电化学迁移（氯离子向电位高的方向移动）。

3、软地基地区耐腐蚀混凝土材料设计方案简述

研究成果中混凝土掺合料加入一定比例的粉煤灰和磨细矿渣，其中粉煤灰的作用：能提高混凝土的和易性、不透水性、不透气性、提高混凝土抗硫酸盐侵蚀能力、耐化学腐蚀能力、减少混凝土的收缩开裂等；磨细矿渣的作用：有效降低混凝土的水化热，有利于防止混凝土内部升温引起的裂缝，提高混凝土抗硫酸盐侵蚀能力，降低和抑制氯离子的扩散性能等。这种配合比设计能有效增加混凝土的密实度，抵制硫酸盐的腐蚀和氯离子的渗透。而单纯的增加水泥用量虽可提高混凝土强度，但无法满足混凝土抗腐蚀的耐久性要求。
灌注桩桩体混凝土强度等级 0，水泥采用42.5等级普通硅酸盐水泥，矿物掺合料的掺量：20%粉煤灰+30%矿渣，水胶比不大于0.36。坍落度≤180mm。
单桩采用方桩头，桩头和群桩承台混凝土强度等级 0，水泥采用42.5等级普通硅酸盐水泥， 矿物掺合料的掺量：10%～15%粉煤灰+20%～25%矿渣，水胶比不大于0.36。桩头和承台埋深在冻土深度以下0.5m，桩头和承台刷涂HCPE防腐涂料。 全文地址：www.7ctime.com/hygclw/lw25637.html上一论文：浅议沧州市南水北调配套输水管道工程水土保持措施设计