强腐蚀盐渍土地区输电铁塔基础的防护

李宁 曹岳

摘要:强腐蚀盐渍土对输电铁塔基础的破坏不容忽视,本文对强腐蚀盐渍土进行了研究,结合工程应用经验,采取“外部防腐措施与提高基础性能相结合”的防护方案,分别针对板式基础和掏挖基础两种主要的基础型式的防护采用了合理的防腐措施。

关键词:强腐蚀盐渍土板式基础掏挖基础

中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(c)-0084-02

一般将易溶盐含量超过0.3%者定义为盐渍土,根据其含盐量,盐渍土一般分为弱盐渍土、中盐渍土、强盐渍土和过盐渍土四种。我国新疆、青海、甘肃部分地区的土壤中易溶盐含量高达50%～60%。盐渍土对混凝土材料产生极严重的膨胀性腐蚀破坏,属强腐蚀。而由于我国能源分布的不均衡,越来越多高电压等级输电线路正在西北这些地区建设。盐渍土对输电杆塔基础的腐蚀严重影响了基础的耐久性,危害了线路的安全运行。

1 腐蚀机理简述

盐渍土的腐蚀性主要包括氯盐腐蚀和硫酸盐腐蚀两种。

氯盐对混凝土中的钢筋有强烈腐蚀作用,其机理主要通过形成“腐蚀电池”,氯离子在金属表面能促使形成阳极区,能破坏混凝土中钢筋表面的钝化膜,使其活化,结构破坏。此外,氯离子在金属表面的不均匀分布,能形成浓差电池。一般情况下,土中氯离子含量越高,其腐蚀性越强。

硫酸盐对混凝土腐蚀,主要是SO42-进入混凝土内部,与混凝土的分子发生化学作用和物理作用而生成生成难溶的盐类矿物,逐步累积后导致结晶膨胀,在混凝土内部产生巨大膨胀应力,而使混凝土遭受破坏。

2 措施分析

目前,西北地区高电压等级输电线路,铁塔基础主要采用型式为以板式基础为主的开挖类基础和以原状土为主的掏挖基础两种,针对这两种主要基础型式,结合西北强腐蚀盐渍土地区750kV线路工程的防腐蚀经验,依据《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB 50046-2008)和《架空送电线路基础设计技术规定》(DL/T 5219-2005),主要采取“外部防腐措施与提高基础性能相结合”的防护方案,提高基础性能的方法包括提高混凝土标号、选择合理水泥、钢筋涂刷防腐漆、加强混凝土构造措施、掺加防腐剂等;基础的外部防腐措施主要包括玻璃钢模板保护法、涂刷防腐漆等方法。具体保护措施如表1所示:

(1)板式基础:采用直立式主柱及钢筋混凝土底板,利用了地基及上覆土重力的抗拔作用。施工难度小,施工速度快,但对环境的破坏较大(图1）。

采取的内部措施包括:①基础混凝土采用C40级,钢筋混凝土保护层最小厚度50mm;②采用高抗硫酸盐硅酸盐水泥;③控制最大水灰比0.4,最小水泥用量360kg/m3,最大氯离子含量0.08%;④基础垫层采用沥青混凝土垫层,厚度取200mm;⑤混凝土内部掺加不小于水泥重量4%的钢筋阻锈剂和混凝土防腐剂。

采取的外部措施包括:采取玻璃钢模板保护或涂刷环氧沥青漆等防腐漆,厚度≥500μm（表1）。

通过对比分析,两种防腐材料各有优缺点,对于腐蚀性超强的地区,采用玻璃钢纤维保护,防腐效果好,对于一般强腐蚀盐渍土地区,采用环氧沥青涂层,施工方便且价格便宜。因此可根据不同的程度采取不同的防腐方法（图2）。

优点:采用玻璃钢模板或防腐漆在基础外表面形成一层密封的保护层,形成第一道防线,基础掺加外加剂和相应的构造措施提高基础性能,构成第二道防线,从而确保基础的安全。

(2)掏挖基础:基础施工时以土代模,直接将钢筋骨架和混凝土浇入掏挖成形的土胎内,充分利用了原状土承载力高、变形小的优点。施工过程中避免了大开挖,减少了对环境的破坏,同时避免了对土体的过分扰动（图3）。

采取的内部措施包括:①基础混凝土采用C40级,钢筋混凝土保护层最小厚度55mm;②采用高抗硫酸盐硅酸盐水泥;控制最大水灰比0.4,最小水泥用量380kg/m3,最大氯离子含量0.08%;③混凝土内部掺加不小于水泥重量4%的钢筋阻锈剂。

采取的外部措施包括:①基坑掏挖完成后,在基坑侧壁喷厚度不小于30mm的水泥浆,使坑壁平整。②水泥浆表面采用10mm厚度的防腐玻璃钢纤维贴紧,然后灌注混凝土。

优点:打破掏挖基础仅依靠自身性能进行防腐蚀的局限性,可以全方位保护基础,增大掏挖基础在强腐蚀地区的应用。

3 结语

强腐蚀盐渍土对输电铁塔基础的破坏不容忽视,本文对强腐蚀盐渍土进行了研究,结合工程应用经验,分别针对板式基础和掏挖基础两种主要的基础型式的防护采用了合理的措施,不仅满足设计规范的要求,确保基础达到预期的适用寿命,而且方便施工单位进行施工、操作。本文可以为类似工程的防护提供借鉴。

参考文献

[1] GB 50046-2008工业建筑防腐蚀设计规范.

[2] DL/T 5219-2005架空送电线路基础设计技术规定.

[3] SY/T0317-97盐渍土地区建筑规范.

[4] 吕强.裹体桩复合型地基处理工艺在西北盐渍土地区的应用.