浅海钢管桩基础防腐技术

价值工程

0引言

青岛海湾大桥栈桥工程基础为钢管桩基础，原设计腐蚀余量

2mm 。在施工初期未采取其它防腐措施，

约一个月后发现钢管桩出现表层腐蚀脱落现象，脱落层厚度最大达到0.6mm ，

腐蚀速度远远大于设计值。可见海水作为一种强腐蚀性的天然性电解质，对钢质构件具有强烈的腐蚀破坏性。

金属在海洋环境中的腐蚀行为与其暴露条件有关，随金属所暴露的特定环境区域不同，金属抗腐蚀破坏的能力也不同。通常海洋

环境分为：大气区、

浪溅区、潮差区、全浸区和海泥区五个区域，其中浪溅区及全浸区是两个腐蚀最严重的区域，两区域的腐蚀速度远远大于平均腐蚀速度，容易形成局部腐蚀穿孔，对结构物的安全运行及使用寿命造成严重威胁。

1工程概况

青岛海湾大桥栈桥工程位于青岛胶州湾海域，设计荷载为公路－Ⅰ级，设计使用寿命为5年；栈桥下部结构采用Ф600mm 双排

及Ф800mm 单排螺旋钢管桩基础，

钢管桩作为栈桥的支撑核心其强度要求十分重要，对此该工程对钢管桩增加了其它防腐措施，具体采用了牺牲阳极法、涂层保护法及预留厚度法的联合保护法。钢管桩的浪溅区及以上部分不进行阴极保护，单独采用防腐涂层进行保护；潮差区和全浸区采用防腐涂层与牺牲阳极保护联合保护；海泥区单独采用牺牲阳极阴极保护，不进行涂层防腐。

2防腐控制的方法与措施

2.1钢管桩防腐技术指标①采用防腐涂层与牺牲阳极阴极保护联合防腐，有效保护年限t ≥5年；②在有效保护年限内，阴极保护系统的保护率≥95%；③在有效保护年限内，潮差区、全浸区和海泥区的保护电位始终控制在最佳保护电位范围：-0.85～-1.05V （vs.Cu/饱和CuSO 4参比电极）；④在有效保护年限内，钢管桩各区段无明显锈蚀，不产生蚀坑等局部腐蚀现象；⑤防腐涂层耐盐雾、耐湿热、耐老化，附着力强，抗冲击，在有效保护年限内不发生大面积剥离。

2.2涂层保护法防腐

2.2.1涂料选用根据被保护钢管桩的材质、

海洋环境腐蚀的特点、有效保护年限和施工环境条件等影响因素，参照相关技术标准中的规定，结合实际工程经验，本工程具体选用中科院长春应用化学研究所研制的“TO 树脂”防腐涂料对钢管桩海泥区以上部位进行涂料防腐。

该材料主要技术标准：①耐酸碱、耐水、耐大气老化；②涂膜冲击强度≥50Kg.cm ；③附着力≥1级；④弹性≤1mm ；⑤光泽95％；⑥颜色及外观：平整光滑，颜色纯正；⑦冻融稳定性：-60℃（7小时）→室温（7小时）→60℃

（10小时）循环100次无涂膜脱落、起泡现象，外观无变化；⑧抗渗强度>15Kg/cm 2

；⑨抗压强度：139MPa ；⑩干燥时间：表干：1h20min ；实干：24h 。

该涂料具有优异的防腐性能和良好的附着力，耐海水、耐阴极

保护、耐磨性能极佳，可在腐蚀条件恶劣的海洋环境中起到长效防腐作用。

2.2.2防腐涂层设计方案海洋环境中钢管桩的大气区、浪溅区、潮差区位于平均低潮位以上，处于干湿交替状态，表面盐富集，浓度高，供氧充分，且受日光和温度的共同作用，腐蚀环境非常恶劣，起中以浪溅区和潮差区最为严重，大气区次之，上述三区段（下面称此三区段为水上区）对涂料防腐的要求最高；相比之下，钢管桩的全浸区表面状态稳定，氧含量低，受日光和温度影响较小，腐蚀环境略好于水上区，对涂料防腐要求相对略低。据此，本方案钢管桩涂料防腐设计见表1。

2.2.3防腐涂层施工工艺①钢管桩表面锈蚀处理。

为达到防腐指标要求，结合防腐涂层特性，考虑现场施工进度及工效。本工程采用喷砂处理，除锈达到Sa1.5级或St2级，彻底清除掉了钢管桩表面的油污、氧化皮等污染物，效果比较理想。②防腐涂层喷涂处理。采用高压无气喷涂方法施工。涂层外观目测检查均匀、无气泡、无裂

纹、

无流挂等缺陷，每一道在涂装前都要对上一道进行涂层质量及厚度检查。

2.3牺牲阳极法防腐

2.3.1牺牲阳极材料的选择根据国内外相关技术标准和规范所规定的技术要求，考虑到海水电阻率及对环境的影响等因素，本工程选用两种规格阳极对钢管桩进行防腐保护。

选用的铝合金牺牲阳极规格尺寸如下：

A 型：阳极规格：320×（70＋80）×80mm ；阳极重量：w 1＝6Kg/块；B

型：阳极规格：650×（58.5＋78.5）×68mm ；阳极重量：w 2＝9.5Kg/块。

2.3.2牺牲阳极发生电流量的计算牺牲阳极发生电流量按公式（1）计算：I f =ΔE

R

（1）式中：ΔE-驱动电压（V ）；R-接水电阻（Ω）。其中：R 按公式（2）计算：R ＝ρ/（L+B+2H ）（2）式中：ρ-海水电阻率（Ω·cm ）；L-牺牲阳极长度（cm ）；B-牺牲阳极宽度（cm ）；H-牺牲阳极厚度

（cm ）。将有关数据代入公式（2）及公式（1），得出阳极的发生电流量：A 型阳极：I f1＝620mA/块；B 型阳极：I f2＝1000mA/块。2.3.3牺牲阳极使用寿命的估算

——————————————————————

—作者简介：张璟（1979-），男，天津人，工程师，本科，研究方向为桥梁工程。

浅海钢管桩基础防腐技术

The Foundation Anticorrosion Technology of Steel Pipe Pile in Shallow Sea

张璟Zhang Jing

（铁道战备舟桥处，齐河251100）

（Railway Combat Readiness Boat and Bridge Department ，Qihe 251100，China

）摘要：青岛海湾大桥栈桥工程以钢管桩为基础，由于栈桥使用期限较长，钢管桩在海水中的防腐措施显得尤为重要。在本文中，为防止钢管桩

在浅海中发生严重的腐蚀情况，对栈桥钢管桩基础采用了牺牲阳极法、

涂层保护法等联合保护法进行防腐处理，保证栈桥的使用寿命及安全运行。Abstract:The trestle bridge's foundation of Qingdao Bay Bridge is steel pipe piles.Because the lifetime of trestle is long,so the corrosion protection of steel pipe piles in sea water is particularly important.In this paper,in order to prevent corrosion of steel pipe piles in shallow water,the antiseptic treatment such as sacrificial anode protection and anti-corrosion coating is used for steel pipe pile to ensure the service life and safe operation of the trestle bridge.

关键词：浅海；钢管桩；防腐Key words:shallow sea ；steel pipe pile ；corrosion prevention

中图分类号：TG174

文献标识码：A

文章编号：1006-4311（2012）05-0094-02

表1钢管桩涂层防腐设计方案

部位项目涂料涂刷道数漆膜厚度（μm ）总漆膜厚度（μm ）

水上区

表面处理底漆面漆除绣Sa1.5级TO 树脂TO 树脂2

1

250125

375

全浸区

表面处理底漆面漆

除绣Sa1.5级TO 树脂TO 树脂

2180120

200

·94·