腐蚀环境使用PHC管桩的说明(2016.12.2)

1、腐蚀环境使用PHC管桩的说明XXXX领导：您好！我公司为国内生产预应力高强混凝土管桩（PHC管桩）产品的大型企业，对于强腐蚀环境的地质基础具有较丰富的实际经验现根据近年来我公司在遇到类似问题时的建议与贵单位领导进行交流与沟通。1.腐蚀机理广东地区的基础工程，其地质环境多为海边等具有氯盐腐蚀和硫酸盐强腐蚀。氯盐和硫酸盐类腐蚀都属于侵入性腐蚀，其中氯盐中的氯离子渗入的混凝土中与混凝土中钢筋反应，生产铁的氧化物，体积膨胀，涨裂混凝土从而破坏整体结构；硫酸盐中的硫酸根离子渗入到混凝土中与混凝土中的铝盐和碱反应，生产钙矾石和碳硫硅钙石，产生涨裂，从混凝土表面破坏混凝土结构。两者反应的机理虽不同，但结果基

2、本相同，所以，通过提高混凝土本身的密实性，是解决腐蚀问题的根本方法。2.技术比较（1）混凝土的防腐PHC管桩混凝土的强度等级为C80。C80等级相对于灌注桩的C30C50等级具有较好的密实性和抗渗性。本公司曾进行过不同等级混凝土的抗硫酸盐试验，采用长期浸泡的试验方法，试验结果如下图：全浸泡24个月C60试件腐蚀情况全浸泡36个月C80混凝土试件从上面的图片可以明显的看出，C80等级的混凝土相对于其他低强度等级的混凝土具有较好的抗硫酸盐腐蚀能力。根据标准GB/T50476混凝土结构耐久性设计规范中，对于抗氯盐腐蚀的指标，主要通过电通量值或氯离子扩散系数进行评价。我公司能够生产出电通量值小于100

3、0库仑，或电通量值小于4.0X10-12m2/s的管桩产品（具有外检报告），满足中等腐蚀环境的使用要求（标准中E类环境，100年的使用要求）。幀东省质量监督水泥制品与混凝土外加剂弋歹检验站检验报告委托单位：广东三和管粧吸倚右膿醫司特品宅称：確芯样规格/型乐*100X50nnn）生产单琏：广东三和曾桩股份有限公祠工程名称/部位：PHC样胡狀态：正常SttlKffi；JGJ/T193-200S样品编号:样品数鱼:委托日輒试騎日期:HJ2D1600252O36-HJOO2a-j各！组2D1E年恥片即Ff飙用年餡月08H序号枪验项目折准要求Ig土抗透性能电通趣Q（C）Q-1Q-I1Q-HJpr3劄符合

4、QVg:2000X40001(X)0X2000和DWG、旳氯离子迂移系数Uatxw,!m7sKCM-|RCM-T1RCW-IJI和卜VROa-VL79W4.53尿咲4.5咕V3.51.5WDfeoV2.5血1.5OJGJ/T193-2009$滾凝土附久性检验评走标泄X址行检驼，际检项目抗瓢紬论离子渗透性能电通蚩符合卜耳级标椎要求，幫篇子还移系数村合R阳-JV级标沿姿求至30埔年06月15J报吿日期；20】6年:0S月IBH脸墜熒别：蚕托捡验菽聂第1页设计单位若要求保护层厚度为45mm,PHC管桩可以通过调整钢筋笼的直径，使得主筋的保护层能够满足设计要求。该案例已在湛江宝钢项目中得到应用。同时参

5、考其它标准，在GB/T50476-2008标准中对钢筋保护层有相关要求。GB/T50476-2008中3.5.3注明“工厂预制的混凝土构件,其普通钢筋和预应力钢筋的混凝土保护层厚度可比现浇构件减少5mm”。（2）接头防腐管桩连接多采用焊接方式,贵公司可能对焊接接头防腐蚀问题有所担心,我们查阅标准与文献,氯盐腐蚀需要存在氧气和水双重条件,根据标准和相应资料的调查,在地下缺氧的条件下,氯盐对钢材的腐蚀会很轻。浙江大学结构工程研究所侯敬会老师在“滨海土壤环境下混凝土方桩的耐久性”文章（混凝土杂志2005年第2期）中对临近海边的一处电厂旧址中的桩基础进行检测。该工程建于1977年,基础采用450mmX

6、450mm的预制混凝土方桩。检测发现其混凝土强度均小于30MPa,混凝土中钢筋的表面氯离子含量均超过临近浓度,但钢筋腐蚀环境并不严重。说明在全浸泡海水这种缺氧环境中,混凝土的内部钢筋腐蚀并不严重,同时可以采用提供混凝土强度等措施,完全避免钢筋腐蚀。相应标准对钢材的腐蚀速率也进行了说明。JTJ254-98港口工程桩基规范中相应说明见下表：海港工程碳素第的单面年平的Jtt蚀速度我3Y一部位V且犬气区05d1C泡灘国6Q4强朮检变功区*水下匮0-120?0邂下国0-CS汁L舌屮年吓均斶蚀速惓适用;F的环境3H牛-対街严览污聚的环境r应适也增jt*当衆用低音金制时町參魄惡中散值麻値但大气区盧适当槿小茁

7、水质含盐预毘次分月的河LJ我年平均气麻寓、彼浪大押流連大的环境比討应部值的年骨购腐蚀速度应适当罚大+JTJ153-3-2007海港工程钢结构防腐蚀技术规范中相应说明见下表：钢结构的单面平均腐纯速區3,0,7-!位o沦：A中军闵纜址遵度适用于计上冲】0的环境麋件.对桁严璽弗染的环境，应适当暗尢； 制水贡含盐SL层血分削的河】风我即平均%谧高、波編大、就迩大时环境.应适当增大* 關板桩岸侧町虽圈淀下憧脱價吧旳腐蝕谨度Imm/u)大代区0.05-0,10浪讓区*位空动境、水下区混下区竹掩护条伴无施护条件Qd0300.40-0,50由于PHC管桩多以低桩承台方式来使用，管桩接桩处多位于不存在干湿交替的

8、泥下区或地下水中。对于强腐蚀环境，可以将焊缝厚度加厚2mm，进而满足使用要求。同时也可将管桩端板处坡口加大，从而加大焊缝面积，提高接头处抗腐蚀能力。该案例已在珠海格力人工岛项目使用，效果良好。如果贵公司还存在疑虑，我们建议也可采用机械接头加焊接的方式进行连接，起到双重保护的效果。在实际使用过程中，我公司耐腐蚀管桩产品已较好地应用到珠海长隆项目和港珠澳大桥项目。3.标准说明设计单位在工程设计中采用国家标准GB50046-2008工业建筑防腐蚀设计规范，现就腐蚀环境下管桩的应用做以下说明。标准中4.9桩基础4.9.4第2条中，“预应力混凝土管桩的混凝土强度等级不应低于C60，抗渗等级不应低于S10

9、;钢筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm；桩尖宜采用闭口型”本公司生产的PHC管桩产品强度等级为C80，抗渗等级达到S39。管桩产品的保护层为为40mm以上。所以满足标准要求。表4.9.5注1中说明：在SO2-、CL-的介质作用下，桩身混凝土材4料应根据防腐蚀要求，采用或掺入表中12种耐腐蚀材料；当桩身混凝土采用或掺入耐腐蚀材料后已能满足防腐蚀性能要求时，不再采用增加混凝土腐蚀裕量和表面涂层的措施；注6中说明：在强腐蚀环境下必须选用预应力混凝土管桩时，应经试验论证，并采取可靠措施，确能满足防腐蚀要求时方可使用。该标准于2008年开始实施，至今已有8个年头，从去年开始，标准开始进行修订工作。在修订过程中，通过充分的沟通，标准的修订专家已接受我公司对于管桩产品耐久性的研究成果，并以指标的形式来规定基础使用的产品，相信这样会拓宽管桩的使用范围。4.管桩与预制方桩比较现阶段，预制方桩多采用04G361预制钢筋混凝土方桩图集生产，其中混凝土等级为C30C50,纵向钢筋的保护层厚度为30mmo而PHC管桩中混凝土的强度等级为C80，纵向钢筋的保护层大于45mm。相比较，在腐蚀环境下，PHC管桩比预制实心方桩的