华东送变电工程公司 上海 201803
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控制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；质量控制；输电线路。
1、概述
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，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，通过研究，其主要技术方案为：C40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。
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控制是施工的技术难点及质量控制的关键点。
2、软地基强腐蚀地区土壤特性
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：施工过程中的震动容易造成土壤扰动、缩颈、塌孔等；灌注桩成桩质量控制难度大等。
2.2化学腐蚀环境
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。
3、软地基地区耐腐蚀混凝土材料设计方案简述
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。
灌注桩桩体混凝土强度等级 C40，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 C40，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。
4、软地基地区耐腐蚀灌注桩基础施工难点及质量控制措施
4.1软土地基灌注桩钻孔质量控制
软土地基灌注桩钻孔施工难度较大，成孔质量不易控制，容易产生孔位倾斜、孔径收缩、孔壁坍落等质量问题，严重影响混凝土浇筑后的成桩质量。
4.1.1孔径质量控制
一般情况下，灌注桩钻孔作业钻头直径比桩设计直径小20～50mm，这在一般地质情况下是适用的，其最终成孔孔径亦不小于设计桩径。软土地基由于其孔隙比大、压缩性高、灵敏度高（易受到扰动）的特点，成孔后孔径容易收缩，特别是群桩基础钻孔作业。软地基地区灌注桩钻孔质量是施工的又一难点，也是质量控制的关键。
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通过对比研究，加大钻头直径可以有效解决这一问题。为保证成孔质量、合理控制超灌量，我们规定一般软土地基钻头直径应比设计桩径大20mm，淤泥质软土地基钻头直径应比设计桩径大50mm～100mm。通过对成桩质量检查，这一方法可有效解决孔径收缩的问题，成桩质量满足设计和规范要求。
4.1.2泥浆配制与清孔质量控制
泥浆配制对成孔质量影响很大，泥浆比重过小，水压力小容易造成缩径或塌孔，泥浆比重过大造成清孔困难，影响混凝土浇筑质量。软土地基灌注桩钻孔施工泥浆比重控制不易把握，土质中含砂量较大，基本不含粘土，泥浆的粘度较差，孔壁容易坍塌。
应对措施：（1）就地取材，收集附近粘土制浆；（2）根据规范及施工经验，适当加大泥浆比重，钻孔时泥浆比重控制在1.25左右；（3）先制浆后开钻，严禁清水开钻；（4）钻进过程中，从孔口返初的泥浆及时流入第一泥浆池，含量较高的固体颗粒及时沉淀、排除。
清孔质量控制：（1）清孔分二次进行，第一次清孔在成孔完毕后进行，第二次在安放钢筋笼和导管安装完毕后进行；（2）清理孔底沉渣，清孔方法正循环和反循环均可；（3）清孔过程中和结束时必须测定泥浆比重，第二次清孔后泥浆比重≤1.15。
4.2高强度耐腐蚀混凝土质量控制
软土地基耐腐蚀混凝土采用C40高强度混凝土，混凝土配合比控制要求高，水下混凝土浇筑是灌注桩质量控制的关键。由于地域条件限制无法采用商品混凝土，更是增添了很大的施工难度。
4.2.1混凝土配合比质量控制
软地基地区耐腐蚀混凝土配合比设计有强度高、掺合料种类多、用量比例控制严、水胶比小及耐久性指标高的特点，宜采用商品混凝土，但由于地域条件制约只能采用人工搅拌的方式施工。为保证混凝土配合比控制要求及浇筑质量，我们采用强制性搅拌机并配备电脑智能控制配料机进行施工。
强制性搅拌机通过对物料强烈的圆周运动、轴向运动和剪切运动，促使物料迅速的混合，具有搅拌质量好、卸料快、操作简单的特点。电脑智能控制配料机能准确的控制配合比中水、砂、石等主要拌合料用量，同时辅以计量桶对粉煤灰和矿渣等重要掺合料进行用量比例控制，能有效的控制混凝土配合比。从现场坍落度检查记录及现场制作试块试压试验结果来看，混凝土质量满足设计要求。
4.2.2水下混凝土浇筑质量控制
水下混凝土质量控制措施：（1）导管设置合理，第一节底管长度不应小于4m，其他导管宜为2.5m～3m；（2）混凝土灌斗容量应满足混凝土初灌量的要求，特特别是直径较大的单桩基础，应准备充足的混凝土，保证初灌混凝土的连续浇筑；（3）初灌混凝土应能保证导管埋入混凝土深度不小于1m，根据不同桩径分别计算初灌量，根据初灌量大小配备相应容量的料斗，初灌量计算清单由项目部核算后下发；（4）混凝土浇筑过程中，导管底端始终保持埋在混凝土中1.5m～2m；（5）严格控制导管埋深与拔管次数、速度，不宜过深和过浅，合理控制混凝土倾入导管的速度，不宜过猛过快。同时应及时测量混凝土浇筑深度，严禁拔空导管；（6）防止钢筋笼上浮：钢筋骨架在孔口与护筒联接，灌注中当混凝土表面接近钢筋笼底时应放慢混凝土浇筑速度，并宜保持导管埋入混凝土的深度在3m左右。混凝土面进入钢筋笼1～2m后，适当提升导管，避免出料冲击过大或钩带钢筋笼；（7）灌注过程中采取措施稳定孔内水位，防止护筒及孔壁漏水，防止坍孔；（8）灌注过程中及时检查坍落度，按要求按规定严格制作试块。
5、结论
软地基地区耐腐蚀灌注桩基础在本工程的成功运用是一项技术创新，为软土地基强腐蚀地区输电线路基础施工积累了又一宝贵经验。相信随着疆电外送电力建设的高峰期的到来，软地基地区耐腐蚀灌注桩基础的应用会越来越广泛，希望本文能为应对类似复杂地质环境下的基础施工提供了一种新选择和借鉴。
参考文献：
[1]《软地基地区耐腐蚀灌注桩基础混凝土材料设计方案》（东北电力设计院 李盛龙等）
[2]《混凝土硫酸盐侵蚀的研究现状》（广东建材2010年第8期 谷坤鹏，王成启）；
[3]《钻孔灌注桩施工规程》（DG/TJ08-202-2007）
论文作者:王瑞琦
论文发表刊物:《基层建设》2016年1期
论文发表时间:2016/5/13
标签：混凝土论文; 地基论文; 质量控制论文; 泥浆论文; 导管论文; 耐腐蚀论文; 矿渣论文; 《基层建设》2016年1期论文;