一種超高性能混凝土與普通混凝土組合樁及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及土木建筑技術領域，尤其是一種超高性能混凝土與普通混凝土組合粧及其施工方法。
【背景技術】
[0002]灌注粧基礎由于承載力高、沉降量小以及抗震性能好等優點，在高層建筑、橋梁等結構的基礎中得到了廣泛的應用。柱基礎承載力大，一般粧截面較大，而且由于地下環境復雜、對施工工藝要求較高等原因，經常出現混凝土粧體與基巖之間不凝固、粧身混凝土不凝、巖渣沉積成層，粧身出現空洞體等斷粧質量問題，粧基屬于隱蔽工程，質量問題不易發現，檢查困難而且費用較高。粧基在酸性土壤中還會受到土壤的侵蝕，影響結構的安全。造成這些問題的主要原因是粧孔內水文地質條件復雜，施工質量難以控制，而且普通的鋼筋混凝土(RC)強度低、韌性差、孔隙率高，在荷載和環境作用下容易出現損壞，降低了使用壽命O
[0003]超高性能混凝土(UHPC)是以細砂為骨料，摻入大量硅灰等礦物摻合料、高效減水劑和微細鋼纖維，形成的一種高強度、高耐久性、高韌性、密實的混凝土材料，與普通的混凝土相比，剔除了粗骨料(石子)，是細料致密材料與纖維增強材料復合而成的高性能混凝土，抗壓強度及抗拉強度均比普通的混凝土要高出很多。利用UHPC承壓可以減小粧基的尺寸大小，節省材料和施工工作量，能取得很好的經濟效果，同時UHPC良好的使用性能可以大大提高粧基的使用壽命。雖然UHPC性能很好，但造價要比普通的混凝土高很多，如果粧基全部用UHPC，則很不經濟。

【發明內容】

[0004]為了克服目前鋼筋混凝土灌注粧截面較大、施工質量容易出現問題的不足，本發明的目的在于提供一種結構構造簡單、施工容易方便、材料新穎且力學性能和經濟效益良好的超高性能混凝土與普通混凝土組合粧及其施工方法。
[0005]為了實現上述目的，本發明的一技術方案是:一種超高性能混凝土與普通混凝土組合粧，包括超高性能混凝土預制筒，所述超高性能混凝土預制筒側壁上開設有多個孔洞，所述超高性能混凝土預制筒放置于粧孔內且二者的中心線相重合，所述超高性能混凝土預制筒內澆筑有普通混凝土以形成普通混凝土內芯，所述超高性能混凝土預制筒外壁通過其孔洞由內向外流出普通混凝土以形成普通混凝土粘結外層，所述普通混凝土粘結外層介于超高性能混凝土預制筒外壁與粧孔內壁之間。
[0006]進一步的，所述超高性能混凝土預制筒外壁到圓心的距離比粧孔的半徑小5?1cm0
[0007]進一步的，所述孔洞的直徑為5?10cm。
[0008]進一步的，所述超高性能混凝土預制筒側壁內配置鋼筋或不配置有鋼筋。
[0009]進一步的，所述超高性能混凝土預制筒是由多個預制節段疊加組成。
[0010]進一步的，所述普通混凝土內芯不配置鋼筋籠。
[0011]進一步的，所述普通混凝土粘結外層不配置鋼筋籠。
[0012]為了實現上述目的，本發明的另一技術方案是:一種超高性能混凝土與普通混凝土組合粧的施工方法，按以下步驟進行:
(1)根據設計要求制作超高性能混凝土預制筒，并在超高性能混凝土預制筒側壁上開設多個孔洞；
(2)采用人工或者機械的作業方式制作粧孔，將超高性能混凝土預制筒放置于粧孔內，并使超高性能混凝土預制筒的中心線與粧孔的中心線相重合；
(3)往超高性能混凝土預制筒內灌注普通混凝土以形成普通混凝土內芯，同時部分普通混凝土在灌注過程中從孔洞流到超高性能混凝土預制筒外以形成普通混凝土粘結外層；
(4 )采用正常養護，形成組合粧。
[0013]進一步的，在步驟(I)中，所述超高性能混凝土預制筒外壁到圓心的距離比組合粧的設計半徑小5~10cm。
[0014]進一步的，所述孔洞的直徑為5~10cm。
[0015]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:該超高性能混凝土與普通混凝土組合粧構造簡單、材料新穎且力學性能良好，利用UHPC的高強度、高韌性和耐腐蝕等優點減小粧基的截面尺寸，利用預制筒內澆筑混凝土保證粧基的澆筑質量，提高粧基的耐久性，有效解決目前普通鋼筋混凝土粧出現空洞、夾層甚至斷粧和受土壤侵蝕損壞等問題，并與普通混凝土結合，節約造價，取得良好的力學性能和經濟效益，具有非常廣泛的應用前景。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明實施例的主視圖。
[0017]圖2為超高性能混凝土預制筒的開孔示意圖。
[0018]圖中:1_超高性能混凝土預制筒，2-孔洞，3-普通混凝土內芯，4-普通混凝土粘結外層，5-粧孔內壁，6- 土壤。
【具體實施方式】
[0019]為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
[0020]如圖1~2所示，一種超高性能混凝土與普通混凝土組合粧，包括超高性能混凝土預制筒1，所述超高性能混凝土預制筒I側壁上開設有多個均勻陣列分布的孔洞2，所述超高性能混凝土預制筒I放置于粧孔內且二者的中心線相重合，所述超高性能混凝土預制筒I內澆筑有普通混凝土以形成普通混凝土內芯3，所述超高性能混凝土預制筒I外壁通過其孔洞2由內向外流出普通混凝土以形成普通混凝土粘結外層4，所述普通混凝土粘結外層4介于超高性能混凝土預制筒I外壁與粧孔內壁5之間。
[0021 ] 在本實施例中，用于制作超高性能混凝土預制筒I的超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)是指高強度、高耐久性、高韌性、密實的混凝土材料。所述超高性能混凝土預制筒I側壁內可以配置鋼筋，也可以不配置有鋼筋。
[0022]在本實施例中，所述超高性能混凝土預制筒I外壁到圓心的距離比粧孔(或組合粧)的半徑小5~10cm，即普通混凝土粘結外層4的厚度為5~10cm。所述超高性能混凝土預制筒I的壁厚根據設計計算確定，所述孔洞2的直徑為5~10cm。
[0023]在本實施例中，所述超高性能混凝土預制筒I可以分節段預制，即超高性能混凝土預制筒I是由多個預制節段疊加組成。
[0024]在本實施例中，所述普通混凝土內芯3和普通混凝土粘結外層4均不配置鋼筋籠。
[0025]如圖1~2所示，一種超高性能混凝土與普通混凝土組合粧的施工方法，按以下步驟進行:
(1)在施工現場外，根據設計要求提前制作好超高性能混凝土預制筒1，并在超高性能混凝土預制筒I側壁上開設多個均勻分布的孔洞2 ;
(2)在施工現場土壤6，采用人工或者機械的作業方式制作粧孔，將超高性能混凝土預制筒I放置于粧孔內的正確位置，并使超高性能混凝土預制筒I的中心線與粧孔的中心線相重合；
(3)往超高性能混凝土預制筒I內灌注普通混凝土以形成普通混凝土內芯3，同時部分普通混凝土在灌注過程中從孔洞2流到超高性能混凝土預制筒I外以形成普通混凝土粘結外層4 ；
(4 )采用正常養護，形成組合粧。
[0026]在本實施例中，在步驟(I)中，所述超高性能混凝土預制筒I外壁到圓心的距離比組合粧的設計半徑(即粧孔半徑)小5~10cm，所述孔洞2的直徑為5~10cm。
[0027]本發明不局限于上述的最佳實施方式，任何人在本發明的啟示下都可以得出其他各種形式的超高性能混凝土與普通混凝土組合粧及其施工方法。凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種超高性能混凝土與普通混凝土組合粧，其特征在于:包括超高性能混凝土預制筒，所述超高性能混凝土預制筒側壁上開設有多個孔洞，所述超高性能混凝土預制筒放置于粧孔內且二者的中心線相重合，所述超高性能混凝土預制筒內澆筑有普通混凝土以形成普通混凝土內芯，所述超高性能混凝土預制筒外壁通過其孔洞由內向外流出普通混凝土以形成普通混凝土粘結外層，所述普通混凝土粘結外層介于超高性能混凝土預制筒外壁與粧孔內壁之間。
2.根據權利要求1所述的超高性能混凝土與普通混凝土組合粧，其特征在于:所述超高性能混凝土預制筒外壁到圓心的距離比粧孔的半徑小5~10cm。
3.根據權利要求1或2所述的超高性能混凝土與普通混凝土組合粧，其特征在于:所述孔洞的直徑為5~10cm。
4.根據權利要求1所述的超高性能混凝土與普通混凝土組合粧，其特征在于:所述超高性能混凝土預制筒側壁內配置鋼筋或不配置有鋼筋。
5.根據權利要求1或4所述的超高性能混凝土與普通混凝土組合粧，其特征在于:所述超高性能混凝土預制筒是由多個預制節段疊加組成。
6.根據權利要求1所述的超高性能混凝土與普通混凝土組合粧，其特征在于:所述普通混凝土內芯不配置鋼筋籠。
7.根據權利要求1或6所述的超高性能混凝土與普通混凝土組合粧，其特征在于:所述普通混凝土粘結外層不配置鋼筋籠。
8.一種超高性能混凝土與普通混凝土組合粧的施工方法，其特征在于，按以下步驟進行: (1)根據設計要求制作超高性能混凝土預制筒，并在超高性能混凝土預制筒側壁上開設多個孔洞； (2)采用人工或者機械的作業方式制作粧孔，將超高性能混凝土預制筒放置于粧孔內，并使超高性能混凝土預制筒的中心線與粧孔的中心線相重合； (3)往超高性能混凝土預制筒內灌注普通混凝土以形成普通混凝土內芯，同時部分普通混凝土在灌注過程中從孔洞流到超高性能混凝土預制筒外以形成普通混凝土粘結外層； (4 )采用正常養護，形成組合粧。
9.根據權利要求8所述的超高性能混凝土與普通混凝土組合粧的施工方法，其特征在于:在步驟(I)中，所述超高性能混凝土預制筒外壁到圓心的距離比組合粧的設計半徑小5?1cm0
10.根據權利要求8或9所述的超高性能混凝土與普通混凝土組合粧的施工方法，其特征在于:所述孔洞的直徑為5~10cm。
【專利摘要】本發明涉及一種超高性能混凝土與普通混凝土組合樁及其施工方法，該組合樁包括超高性能混凝土預制筒，所述超高性能混凝土預制筒側壁上開設有多個孔洞，所述超高性能混凝土預制筒放置于樁孔內且二者的中心線相重合，所述超高性能混凝土預制筒內澆筑有普通混凝土以形成普通混凝土內芯，所述超高性能混凝土預制筒外壁通過其孔洞由內向外流出普通混凝土以形成普通混凝土粘結外層，所述普通混凝土粘結外層介于超高性能混凝土預制筒外壁與樁孔內壁之間。本發明結構構造簡單、材料新穎且力學性能良好，能夠減小樁徑，節約造價，有效解決樁基施工出現的問題，提高樁的質量及耐久性，具有良好的力學性能和經濟效益，具有非常廣泛的應用前景。
【IPC分類】E02D5-50
【公開號】CN104762961
【申請號】CN201510189665
【發明人】劉君平, 陳寶春, 劉欣昊, 徐帥
【申請人】福州大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月21日