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[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 配合比 质量控制 输电线路
中图分类号： TU753.3文献标识码：A 文章编号：
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，地质条件复杂，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：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。
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。
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。加入粉煤灰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；加入磨细矿渣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。
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作业平台的搭设
软土地基灌注桩钻孔作业平台搭设必须先修平台后钻孔，作业平台应稳固可靠，能有效支撑钻机、铲车等机械自重以及施工过程中的动荷载，避免钻孔过程中发生不均匀沉陷等。我们采用筑路的方法用戈壁料搭设作业平台，扩大钻机支撑面积，加高平台厚度，减小机械振动对软土地基的影响。施工过程中经常利用经纬仪检查钻机的倾斜度，进行过程控制和调整，确保机身垂直。可靠的作业平台、垂直的机身和稳固的基座可以防止钻进作业过程中发生孔位倾斜，有效控制成孔质量。
4.1.2孔径质量控制
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。
针对这一特点，我们通过试点和试验，发现缩孔通常在护筒以下0.5m～3m位置表现比较明显，最直接的后果就是导致成桩后该部位的混凝土保护层厚度不足。由于缩孔量受土质、地下水、地面机械震动及泥浆比重影响较大，施工过程不易控制。
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。
4.1.3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。
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。
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，避免出料沖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。
4.2.3桩体保护层质量控制
保护层施工质量控制措施：（1）适当加大孔径，特别是淤泥质软土地基；（2）加强成孔质量检查，不得出现桩孔倾斜现象；（3）钢筋笼直径不宜过大，需严格控制，主筋、箍筋按设计要求布置，间距均匀，特别是上部加密区，若设置不均或过密可能导致混凝土粗骨料无法溢出；（4）护板按设计要求均匀布置，宜适当加宽，高度不得小于70mm；（5）基面以下2m～4m位置护板设应加密，宜每2m高度设置一道，护板高度根据孔径适当加高，且不得小于70mm；（6）按规定检查混凝土坍落度，保证混凝土和易性、流动性；（7）加大后期成桩质量检查力度，特别是桩体保护层厚度检查。
4.3承台施工质量控制
承台底面设置在冻土层以下，位于底面以下2m～3m，地下水位随季节而变化，处于干湿交替的环境。承台施工质量控制关键在于如何保证桩体与承台联接的整体性、可靠性及承台在干湿交替环境下的防腐。
5、结论与思考
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。
6、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）
[关键词] 软地基 耐腐蚀 灌注桩 配合比 质量控制 输电线路
中图分类号： TU753.3文献标识码：A 文章编号：
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，地质条件复杂，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：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。
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。
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。加入粉煤灰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；加入磨细矿渣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。
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作业平台的搭设
软土地基灌注桩钻孔作业平台搭设必须先修平台后钻孔，作业平台应稳固可靠，能有效支撑钻机、铲车等机械自重以及施工过程中的动荷载，避免钻孔过程中发生不均匀沉陷等。我们采用筑路的方法用戈壁料搭设作业平台，扩大钻机支撑面积，加高平台厚度，减小机械振动对软土地基的影响。施工过程中经常利用经纬仪检查钻机的倾斜度，进行过程控制和调整，确保机身垂直。可靠的作业平台、垂直的机身和稳固的基座可以防止钻进作业过程中发生孔位倾斜，有效控制成孔质量。
4.1.2孔径质量控制
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。
针对这一特点，我们通过试点和试验，发现缩孔通常在护筒以下0.5m～3m位置表现比较明显，最直接的后果就是导致成桩后该部位的混凝土保护层厚度不足。由于缩孔量受土质、地下水、地面机械震动及泥浆比重影响较大，施工过程不易控制。
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。
4.1.3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。
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。
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，避免出料沖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。
4.2.3桩体保护层质量控制
保护层施工质量控制措施：（1）适当加大孔径，特别是淤泥质软土地基；（2）加强成孔质量检查，不得出现桩孔倾斜现象；（3）钢筋笼直径不宜过大，需严格控制，主筋、箍筋按设计要求布置，间距均匀，特别是上部加密区，若设置不均或过密可能导致混凝土粗骨料无法溢出；（4）护板按设计要求均匀布置，宜适当加宽，高度不得小于70mm；（5）基面以下2m～4m位置护板设应加密，宜每2m高度设置一道，护板高度根据孔径适当加高，且不得小于70mm；（6）按规定检查混凝土坍落度，保证混凝土和易性、流动性；（7）加大后期成桩质量检查力度，特别是桩体保护层厚度检查。
4.3承台施工质量控制
承台底面设置在冻土层以下，位于底面以下2m～3m，地下水位随季节而变化，处于干湿交替的环境。承台施工质量控制关键在于如何保证桩体与承台联接的整体性、可靠性及承台在干湿交替环境下的防腐。
5、结论与思考
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。
6、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）