談沿海工業建筑樁基工程中防腐蝕措施的設計

孫曉明

摘 要：通過對沿海工業場地土及地下水的腐蝕性評價的分析，在樁基工程中可靠的防腐蝕措施的設計及樁基類型的選擇，為工程造價節省了大量投資。

關鍵詞：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

根據國家標準《工業建筑防腐蝕設計規范》GB 50046-2008第4.9.2條樁基礎的選擇宜符合下列規定：①腐蝕環境下宜選用預制鋼筋混凝土樁（以下簡稱實心方樁）。②腐蝕環境等級為中、弱時，可采用預應力混凝土管樁或混凝土灌注樁。管樁由于造價低廉、工業化制作的優勢已經逐漸取代了實心方樁而被廣泛應用，所以上述規范實施后，在地下水強腐蝕的沿海地區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例說明，在沿海工業場地土及地下水的腐蝕性環境下，對樁基類型的選擇及應用的防腐措施等設計方面的重要意義。

2 根據地質勘察報告《濱州沾化海化二期工程巖土工程勘察報告》，粉煤灰綜合利用工程地質條件如下

2.1 地形地貌特征

工程場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。場區地形較平坦，原為海洋貝類生物養殖用鹽池，每個鹽池邊緣均有分水壩分隔。地基主要受力層范圍內為沖積成因的黏性土、粉砂及粉土，地層水平分布較連續，層面坡度總體平緩，局部存在透鏡體。

2.2 場地土及地下水的腐蝕性

（1）場區處于沿海地段，地下水與海水的水利聯系比較密切，且場區原為鹽池，所以地下水中硫酸根離子和氯離子含量較高。根據報告中水質分析結果（見表1）。依據《巖土工程勘察規范》GB50021-2001（2009版）第12.2條，判定地下水對混凝土結構在長期浸水和干濕交替作用下均具有強腐蝕性；對鋼筋混凝土結構中鋼筋，在長期浸水和干濕交替作用下具均有強腐蝕性。

（2）根據報告中土質分析結果（見表2），依據《巖土工程勘察規范》GB 50021—2001（2009版）第12.2條，判定地下水以上土層對混凝土結構和鋼筋混凝土結構中的鋼筋均具強腐蝕性。

3 樁基方案的選擇及防腐蝕措施的應用

地勘報告的結論與建議對擬建原料磨、溶出及稀釋、種子過濾、控制過濾等荷載較大的建（構）筑物及水池，建議采用預應力空心管樁或方樁。根據《工業建筑防腐蝕設計規范》GB50046—2008表4.9.5混凝土樁身的防護規定：當（Cl-）離子腐蝕等級為強腐蝕時，不宜采用預應力混凝土管樁，不應采用混凝土灌注樁。該表中的注6注明為：“在強腐蝕環境下必須選用預應力混凝土管樁時，應經試驗論證，并采取可靠措施，確能滿足防腐要求時方可使用。”

在該工程的樁基設計方案專題討論中，經過對管樁與實心方樁兩種樁型的進行經濟比較。同樣為20m的樁長，直徑500mm的管樁和500×500mm的實心方樁的單根樁造價每根樁相差4000元。該工程總樁數按5000根計算，則本工程樁基費用相差2000萬元。顯然，采用管樁方案不但經濟、節約三材，而且管樁的工廠化制作還節省了現場制作實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應用防腐蝕措施的可靠性，其意義非常之大。經過設計人的充分考慮，在管樁中應用了以下防腐蝕措施。

3.1 預應力混凝土管樁防腐做法

管樁的混凝土除應滿足標準圖集《預應力混凝土管樁》10G409要求，還應滿足以下要求。

（1）摻入CM-高效抗腐蝕劑或同類產品，摻量為水泥用量的12%（具體參量應以產品說明為準），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含有氯離子，不得采用亞硝酸鹽類阻銹劑，外加劑的性能應符合《混凝土抗硫酸鹽類侵蝕防腐劑》 JCT1011—2006和《鋼筋阻銹劑應用技術規程》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≥0.90，膨脹系數≤1.5，抗氯離子滲透性不大于2000C。符合《混凝土結構設計規范》GB 50010—2010第3.5條耐久性規定的要求。

（2）混凝土抗滲等級不低于P10，鋼筋保護層不應小于40mm。

（3）按圖集接樁后應做防腐處理：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，做成圓環狀，長度大于管樁周長40mm，厚度2.0mm，寬度100mm）與管樁套箍焊接固定（鋼板條中心應在樁連接的焊縫中心處，且鋼板與套箍結合緊密，空隙小于1mm），鋼板與套箍采用焊接，等距焊8個點。焊接點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、寬度比標準尺寸加大1mm，利于接頭在長期浸水條件下受腐蝕時有足夠的安全度。

4 在沿海工業場地土及地下水的腐蝕性環境下，在樁基中應用可靠的防腐蝕措施的重要意義

由此可見，本工程采用預應力混凝土管樁是經濟的，通過合理準確分析沿海工業場地土及地下水腐蝕性評價的分析，防腐蝕措施的可靠性設計，保證了樁身質量如混凝土級別、鋼筋的防腐處理、管樁的接頭防腐處理等，從而節約了工程投資成本。本工程為大型樁基工程，而且樁長都較長，據不完全統計，僅因為在樁基工程中應用可靠的防腐蝕措施這一項，本工程樁基工程可節省近千萬元，創造了巨大的社會效益，得到了業主的高度評價。

參考文獻：

[1] GB 50010—2010.混凝土結構設計規范[S].

[2] GB50046—2008.工業建筑防腐蝕設計規范[S].