【技术实现步骤摘要】
用于盐碱地区地基混凝土管桩的牺牲阳极保护装置及方法
[0001]本专利技术涉及一种盐碱地区地基混凝土管桩的保护装置。特别是涉及一种用于盐碱地区地基混凝土管桩的牺牲阳极保护装置及方法。
技术介绍
[0002]预应力混凝土管桩因综合造价低、施工速度快、施工质量容易控制、对环境影响小,性价比高,成了许多工程的首选桩型。目前除在内陆土壤条件正常的区域大量使用外,在沿海地区(如山东、福建、浙江、上海等地)、内陆的盐碱地区(如内蒙古的东部)及其它腐蚀性环境中都有广泛的使用。在高氯化物环境下,由于氯离子的渗透性强,可以穿透混凝土的护层,到达混凝土中钢的表面,造成腐蚀破坏;有时混凝土护层存在有裂缝,腐蚀性介质可直接到达镶嵌在混凝土中钢的表面,引起腐蚀。目前,对钢筋混凝土管桩防腐工作,国内颁布了一系列的规范,这些规范对环境类别及作用因素划分很全面,但却未考虑到各个地方特有的环境因素,以及不同的钢筋混凝土结构的用途。由此导致现阶段管桩防腐工作比较混乱,如:有的工程处在中度及以上腐蚀环境,管桩不做防腐蚀处理,依旧采用普通管桩;有的只做外表面防腐涂层,桩身混凝土不满足规范要求;有的外表面涂层养护时间不够,打桩施工中将保护层破坏;有的管桩端头垫板不作加厚处理等等。
[0003]从系统工程的角度,施加阴极保护是对强腐蚀环境下混凝土管桩保护的主要手段。首先根据地基混凝土管桩所在土壤环境,评价土壤腐蚀性,由被保护的混凝土管桩金属材质及各种阳极材料的特性,选择牺牲阳极的材料,确定所需牺牲阳极的具体数量和安装位置,进行安装。但是,现有的技术中尚 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于盐碱地区地基混凝土管桩的牺牲阳极保护装置,包括由桩体(1)和下桩头(3)构成的混凝土管桩,其特征在于,其中,所述的下桩头(3)是由连接件(3.1)和固定设置在所述连接件(3.1)上端的端头板(3.2)构成,还设置有牺牲阳极(2),所述牺牲阳极(2)的一端通过焊接固定连接在所述下桩头(3)的端头板(3.2)上,所述牺牲阳极(2)的另一端伸入所述桩体(1)内。2.一种权利要求1所述的用于盐碱地区地基混凝土管桩的牺牲阳极保护装置中牺牲阳极的选择方法,其特征在于,包括如下步骤:1)根据盐碱地区地基混凝土管桩所在土壤环境,确定出影响土壤电阻率的五个影响因素,评价土壤腐蚀性,确定土壤等级;所述的影响土壤电阻率的五个影响因素分别为:土壤盐含量、土壤湿度、土壤孔隙度、土壤PH值和土壤温度;2)根据被保护的混凝土管桩金属材质及混凝土管桩焊接金属材质所需要的保护电位、混凝土管桩所在地区土壤电阻率及不同牺牲阳极材料的特性,选择牺牲阳极的材料;3)根据被保护的混凝土管桩的形状、混凝土管桩金属材质、混凝土管桩焊接金属材质、混凝土管桩所在地区土壤电阻率、牺牲阳极保护装置设计寿命,确定牺牲阳极的具体形状和具体数量;4)根据被保护的混凝土管桩的形状选择牺牲阳极的安装部位,进行安装。3.根据权利要求2所述的牺牲阳极的选择方法,其特征在于,步骤1)所述的评价土壤腐蚀性,确定土壤等级,包括:(1)应用层次分析法确定出影响土壤电阻率的五个影响因素的权重,分别为:土壤盐含量等级权重b1为0.26;土壤湿度等级权重b2为0.21;土壤孔隙度等级权重b3为0.08;土壤PH值等级权重b4为0.3;土壤温度等级权重b5为0.15;(2)确定影响土壤电阻率每个因素的评分标准(2.1)土壤盐含量评分标准,评分越低土壤腐蚀性越强:土壤盐含量大于等于100mmol/kg,为1分;土壤盐含量大于等于30mmol/kg且小于100mmol/kg,为2分;土壤盐含量大于等于10mmol/kg且小于30mmol/kg,为3分;土壤盐含量大于等于3mmol/kg且小于10mmol/kg,为4分;土壤盐含量小于3mmol/kg,为5分;(2.2)土壤湿度评分标准,评分越低土壤腐蚀性越强:土壤湿度大于等于80%,为1分;土壤湿度大于等于50%且小于80%,为2分;土壤湿度大于等于20%且小于50%,为3分;土壤湿度大于等于10%且小于20%,为4分;土壤湿度小于10%,为5分;(2.3)土壤孔隙度评分标准,评分越低土壤腐蚀性越强:土壤孔隙度小于等于30%,为1分;
土壤孔隙度大于30%且小于等于40%,为2分;土壤孔隙度大于40%且小于等于50%,为3分;土壤孔隙度大于50%且小于等于60%,为4分;土壤孔隙度大于60%,为5分;(2.4)土壤PH值评分标准,评分越低土壤腐蚀性越强:土壤PH值小于等于4,为1分;土壤PH值大于4且小于等于5.5,为2分;土壤PH值大于5.5且小于等于7.5,为3分;土壤PH值大于7.5且小于等于8.5,为4分;土壤PH值大于8.5,为5分;(2.5)土壤温度评分标准,评分越低土壤腐蚀性越强:土壤温度大于等于30℃,为1分;土壤温度大于等于20℃且小于30℃,为2分;土壤温度大于等于15℃且小于20℃,为3分;土壤温度大于等于10℃且小于15℃,为4分;土壤温度小于10℃,为5分;(3)计算土壤电阻率修正系数,确定土壤腐蚀等级土壤电阻率修正系数K综合计算公式如下:K=b1×
土壤盐含量评分分值+b2×
土壤湿度评分分值+b3×
土壤孔隙度评分分值+b4×
土壤PH值评分分值+b5×
土壤温度评分分值;土壤电阻率修正系数K大于等于1且小于2.2时,土壤腐蚀性极强,发生局部腐蚀或点蚀的概率极强,均匀腐蚀的概率中等,土壤等级为Ⅳ级;土壤电阻率修正系数K大于等于2.2且小于3.2时,土壤腐蚀性较强,发生局部腐蚀或点蚀的概率中等,均匀腐蚀的概率轻微,土壤等级为Ⅲ级;土壤电阻率修正系数K大于等于3.2且小于4.2时,土壤腐蚀性较弱,发生局部腐蚀或点蚀的概率轻微,均匀腐蚀的概率极轻微,土壤等级为Ⅱ级;土壤电阻率修正系数K大于等于4.2且小于等于5时,土壤腐蚀性极弱,发生局部腐蚀或点蚀的概率极轻微,均匀腐蚀的概率极轻微,土壤等级为Ⅰ级。4.根据权利要求2所述的牺牲阳极的选择方法,其特征在于,步骤2)包括:(1)确定选择牺牲阳极材料的三个因素的因素权重向量,并对三个因素进行评分选择牺牲阳极材料的三个因素为:土壤的电阻率、被保护的混凝土管桩金属材质及混凝土管桩焊接金属材质所需要的保护电位和牺牲阳极材料的开路电位;(1.1)应用层次分析法得到选择牺牲阳极材料每个因素权重,分别为:土壤的电阻率等级权重h1为0.528;被保护的混凝土管桩金属材质及混凝土管桩焊接金属材质所需要的保护电位等级权重h2为0.332;牺牲阳极材料的开路电位等级权重h3为0.140;三个因素的等级权重形成权重向量H:
(1.2)对选择牺牲阳极材料的三个因素进行等级划分,每个因素分为3个等级,对每个因素分别进行评分:土壤的电阻率等级评分:土壤的电阻率大于等于1Ω
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m,小于等于5Ω
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m,评分为1;土壤的电阻率大于5Ω
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m,小于等于8Ω
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m,评分为2;土壤的电阻率大于8Ω
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m,小于等于10Ω
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【专利技术属性】
技术研发人员:陈堃,刘景明,张中洋,姚连仲,李洪涛,刘春辉,杨维,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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