強腐蝕鹽漬土地區輸電鐵塔基礎的防護

李寧 曹岳

摘要:強腐蝕鹽漬土對輸電鐵塔基礎的破壞不容忽視,本文對強腐蝕鹽漬土進行了研究,結合工程應用經驗,采取“外部防腐措施與提高基礎性能相結合”的防護方案,分別針對板式基礎和掏挖基礎兩種主要的基礎型式的防護采用了合理的防腐措施。

關鍵詞:強腐蝕鹽漬土板式基礎掏挖基礎

中圖分類號:TU71 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0084-02

一般將易溶鹽含量超過0.3%者定義為鹽漬土,根據其含鹽量,鹽漬土一般分為弱鹽漬土、中鹽漬土、強鹽漬土和過鹽漬土四種。我國新疆、青海、甘肅部分地區的土壤中易溶鹽含量高達50%～60%。鹽漬土對混凝土材料產生極嚴重的膨脹性腐蝕破壞,屬強腐蝕。而由于我國能源分布的不均衡,越來越多高電壓等級輸電線路正在西北這些地區建設。鹽漬土對輸電桿塔基礎的腐蝕嚴重影響了基礎的耐久性,危害了線路的安全運行。

1 腐蝕機理簡述

鹽漬土的腐蝕性主要包括氯鹽腐蝕和硫酸鹽腐蝕兩種。

氯鹽對混凝土中的鋼筋有強烈腐蝕作用,其機理主要通過形成“腐蝕電池”,氯離子在金屬表面能促使形成陽極區,能破壞混凝土中鋼筋表面的鈍化膜,使其活化,結構破壞。此外,氯離子在金屬表面的不均勻分布,能形成濃差電池。一般情況下,土中氯離子含量越高,其腐蝕性越強。

硫酸鹽對混凝土腐蝕,主要是SO42-進入混凝土內部,與混凝土的分子發生化學作用和物理作用而生成生成難溶的鹽類礦物,逐步累積后導致結晶膨脹,在混凝土內部產生巨大膨脹應力,而使混凝土遭受破壞。

2 措施分析

目前,西北地區高電壓等級輸電線路,鐵塔基礎主要采用型式為以板式基礎為主的開挖類基礎和以原狀土為主的掏挖基礎兩種,針對這兩種主要基礎型式,結合西北強腐蝕鹽漬土地區750kV線路工程的防腐蝕經驗,依據《工業建筑防腐蝕設計規范》(GB 50046-2008)和《架空送電線路基礎設計技術規定》(DL/T 5219-2005),主要采取“外部防腐措施與提高基礎性能相結合”的防護方案,提高基礎性能的方法包括提高混凝土標號、選擇合理水泥、鋼筋涂刷防腐漆、加強混凝土構造措施、摻加防腐劑等;基礎的外部防腐措施主要包括玻璃鋼模板保護法、涂刷防腐漆等方法。具體保護措施如表1所示:

(1)板式基礎:采用直立式主柱及鋼筋混凝土底板,利用了地基及上覆土重力的抗拔作用。施工難度小,施工速度快,但對環境的破壞較大(圖1）。

采取的內部措施包括:①基礎混凝土采用C40級,鋼筋混凝土保護層最小厚度50mm;②采用高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥;③控制最大水灰比0.4,最小水泥用量360kg/m3,最大氯離子含量0.08%;④基礎墊層采用瀝青混凝土墊層,厚度取200mm;⑤混凝土內部摻加不小于水泥重量4%的鋼筋阻銹劑和混凝土防腐劑。

采取的外部措施包括:采取玻璃鋼模板保護或涂刷環氧瀝青漆等防腐漆,厚度≥500μm（表1）。

通過對比分析,兩種防腐材料各有優缺點,對于腐蝕性超強的地區,采用玻璃鋼纖維保護,防腐效果好,對于一般強腐蝕鹽漬土地區,采用環氧瀝青涂層,施工方便且價格便宜。因此可根據不同的程度采取不同的防腐方法（圖2）。

優點:采用玻璃鋼模板或防腐漆在基礎外表面形成一層密封的保護層,形成第一道防線,基礎摻加外加劑和相應的構造措施提高基礎性能,構成第二道防線,從而確保基礎的安全。

(2)掏挖基礎:基礎施工時以土代模,直接將鋼筋骨架和混凝土澆入掏挖成形的土胎內,充分利用了原狀土承載力高、變形小的優點。施工過程中避免了大開挖,減少了對環境的破壞,同時避免了對土體的過分擾動（圖3）。

采取的內部措施包括:①基礎混凝土采用C40級,鋼筋混凝土保護層最小厚度55mm;②采用高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥;控制最大水灰比0.4,最小水泥用量380kg/m3,最大氯離子含量0.08%;③混凝土內部摻加不小于水泥重量4%的鋼筋阻銹劑。

采取的外部措施包括:①基坑掏挖完成后,在基坑側壁噴厚度不小于30mm的水泥漿,使坑壁平整。②水泥漿表面采用10mm厚度的防腐玻璃鋼纖維貼緊,然后灌注混凝土。

優點:打破掏挖基礎僅依靠自身性能進行防腐蝕的局限性,可以全方位保護基礎,增大掏挖基礎在強腐蝕地區的應用。

3 結語

強腐蝕鹽漬土對輸電鐵塔基礎的破壞不容忽視,本文對強腐蝕鹽漬土進行了研究,結合工程應用經驗,分別針對板式基礎和掏挖基礎兩種主要的基礎型式的防護采用了合理的措施,不僅滿足設計規范的要求,確保基礎達到預期的適用壽命,而且方便施工單位進行施工、操作。本文可以為類似工程的防護提供借鑒。

參考文獻

[1] GB 50046-2008工業建筑防腐蝕設計規范.

[2] DL/T 5219-2005架空送電線路基礎設計技術規定.

[3] SY/T0317-97鹽漬土地區建筑規范.

[4] 呂強.裹體樁復合型地基處理工藝在西北鹽漬土地區的應用.