[发明专利]一种用于超氯盐渍土中的耐腐蚀混凝土桩及其制作和施工

说明书

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及基础工程中的桩体设计与施工技术领域，具体地说，是指一种用于超氯盐渍土中的耐腐蚀混凝土桩及其制作和施工工艺。

背景技术

西部内陆的超氯盐渍土中含盐量高达5~44％，是东部滨海盐渍土的5~10倍，参见参考文献[1]：余红发.盐湖地区高性能混凝土耐久性、机理与使用寿命预测方法[D].南京：东南大学,2004，盐分主要是钾、钠、镁、钙的氯盐、硫酸盐和碳酸盐，它们对混凝土和钢筋产生严重腐蚀，从而对混凝土和钢筋混凝土结构的耐久性构成严重威胁。混凝土和钢筋混凝土桩基是最常用建（构）筑物的基础形式，但是在超氯盐渍土地区其应用受到了很大限制。例如中国建筑科学研究院对青海察尔汗盐湖地区超氯盐渍土的调查及对策研究结论实际上排除了含水泥与钢材的一切桩基和地基处理方法，参见参考文献[2]：丁威，马孝轩，冷发光等.格尔木盐湖地区地下基础混凝土分析评价和应用措施[J].混凝土,2005,(7):78-83。因此迫切需要开发新的桩基形式，以满足超氯盐渍土地区的工程需要。

发明内容

本发明为解决超氯盐渍土地区桩基耐久性问题，提供了一种用于超氯盐渍土中的耐腐蚀混凝土桩及其制作和施工方法。本发明针对超氯盐渍土中含盐量和含盐种类的特点，采用氧化镁和氯化镁按一定比例混合作为胶凝材料，将其与砂石等材料混合作为桩基的基体材料，桩体中可以使用增强筋，采用预制的方法或现场浇筑的方法，制作耐腐蚀混凝土桩。

本发明提供的用于超氯盐渍土中的耐腐蚀混凝土桩，所述的耐腐蚀混凝土桩适用的盐渍土条件为：

盐渍土为含盐量5%~44%（质量百分含量）的超氯盐渍土，主要盐类或离子含量的范围为：Ca²⁺：0.18~2.82%，Mg²⁺：0.098~3.86%，K⁺和Na⁺：0.31~14.7%，SO₄^2-：0.454~4.3%，Cl^-：1.43~16.64%，HCO₃^-：0.1~1.17%，CO₃^2-：0.001~0.6%。

所述的耐腐蚀混凝土桩，其混凝土的配比按重量份计算，由下述组分的原料制备而成：轻烧氧化镁粉：150~650份；氯化镁：25~200份；粗集料：400~1500份；细集料：200~900份；水：90~400份。所述的轻烧氧化镁中含有质量百分比为60%以上的活性氧化镁；所述的氯化镁可以为无水氯化镁，也可使用六水合氯化镁（卤片）；所述粗集料和细集料采用满足混凝土国家现行规范的材料，其中粗集料为粒径大于4.75mm的碎石、卵石颗粒，细集料为粒径在0.15mm至4.75mm之间的普通砂，水可以采用清水也可以使用现场所得卤水。

本发明所述的一种用于超氯盐渍土中的耐腐蚀混凝土桩，根据混凝土桩的施工方法不同分为预制桩和灌注桩，根据混凝土桩中是否包含加强筋分为素混凝土桩和加筋混凝土桩。其中加筋混凝土桩中的加强筋材可以使用经过防腐处理的钢筋，也可使用其它非黑色金属筋材，如铝合金筋材、不锈钢筋材等；也可以使用FRP筋材，FRP筋材包括玻璃纤维增强塑料（GFRP）筋、碳纤维增强塑料（CFRP）筋、芳纶纤维增强塑料（AFRP）筋、玄武岩纤维增强塑料（BFRP）筋等；还可以使用植物纤维的筋材，如竹筋、竹丝编制的竹丝索等作为混凝土的加筋材料。

本发明所述的一种用于超氯盐渍土中的耐腐蚀混凝土桩，如果所述的混凝土桩为预制桩，则其制作方法为：先对施工地区盐渍土中的含盐量进行测定，以确保其满足超氯盐渍土中的耐腐蚀混凝土桩的应用条件。按照配比将原材料充分混合搅拌至均匀得到混凝土物料。按照现行公知的混凝土预制桩制作工艺，向已拼装好的模具内放入加强筋骨架，再灌入混凝土，直接振捣成型。灌模成型后的构件在适宜条件下进行养护，使胶凝材料充分水化，养护至规定龄期后拆模，形成混凝土预制桩。其中养护条件为温度18℃~25℃，相对湿度60%~70%。

本发明所述的一种用于超氯盐渍土中的耐腐蚀混凝土桩，如果所述的混凝土桩为灌注桩，则其施工方法为：

先对施工地区盐渍土中的含盐量进行测量，判断其盐渍土种类。按照配比将原材料充分混合搅拌至均匀得到混凝土物料。根据实际条件选择钻孔灌注桩或者沉管灌注桩，以及素混凝土桩或加筋混凝土桩。其施工工艺可参照公知的普通混凝土灌注桩施工工艺进行。

本发明的优点在于：