[发明专利]一种纤维增强约束管碎石承压桩及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维增强约束管碎石承压桩及其制备方法，属于土木工程材料制造领域。纤维增强约束管采用离心工艺预制成型，现场施工时人工成孔，放入纤维增强约束管，然后向管内填入碎石并振动预载压实，即得本发明一种纤维增强约束管碎石桩。本发明一方面使得原本松散的碎石体结构致密并发挥承载作用，另一方面碎石体在承压时三向受压，其力学性能得到了极大的发挥，同时内部碎石体抑制了纤维增强约束管局部屈曲破换现象，二者协调作用使得使内部碎石体具有与现浇或预制钢筋混凝土桩同等的竖向承载能力。本发明纤维增强约束管碎石承压桩结构组合合理，能够充分发挥材料的力学性能，以碎石为主要材料，经济优势明显。

技术领域

本发明涉及一种碎石承压桩，具体说是一种纤维增强约束管碎石承压桩，属于土木工程桩基技术领域。

背景技术

随着城市的发展，建筑用地的日趋紧张，各种高层，超高层等结构复杂的建筑拔地而起，对基础的要求越来越高。桩基作为一种重要的基础形式，由于其能够贯穿整个软弱地基土层传力于地质优良的土层，克服了不良土层带来的消极影响以及能够提供较强的承载能力，因此被广泛应用于各种建筑物、构筑物地基中。

作为桩基的基本组成单元的桩体的品质好坏直接影响桩基的承载能力，目前市场上的桩体按照施工制作工艺不同主要分为现场灌注桩、预制混凝土实心桩及预制预应力管桩。虽然这些桩体都能够提供较好的承载能力但是由于其生产、施工工艺的不同，其相关性能参数存在一定的差异。对于灌注桩和现场预制实心桩，其承载能力虽能够满足相关要求，但是成桩质量易受到人员、设备、气候等现场施工条件的影响。对于预制预应力管桩作为工厂化生产其成桩质量有所保障，通过离心成桩及预应力钢筋笼骨架的支撑使得其具有极高的承载能力。上述三种桩体为目前市场上主流桩体形式，各具特色，满足不同的工程要求。同时目前有关研究表明高性能纤维组分的加入能够明显改善水泥基材料的相关性能，增加其韧性、提高其强度及抗裂性能。

发明内容

本发明的发明目的在于，客服现有技术存在的缺陷，提供一种纤维增强约束管碎石承压桩及其制备方法，属于半预制组合桩体，其桩基质优、价廉，制备和施工简便，性能可靠稳定。

为了达到上述目的，本发明的技术思路是：采用纤维增强水泥基材性能，预制纤维增强约束管，通过对纤维增强约束管内部的碎石体进行预载压实及侧向约束，使得内部碎石体结构致密具有较高的承载能力。内部碎石体作为主要的受力结构，承受大部分上部荷载。

本发明纤维增强约束管碎石承压桩，包括纤维增强约束管。所述纤维增强约束管内部预载压实填充碎石。

所述纤维增强约束管所用的材料为纤维增强水泥基复合材料。其中纤维增强水泥基复合材料为水泥中掺入短切乱向均匀分布的有机纤维复合而成，有机纤维掺量占水泥的质量百分比3-8%。所述有机纤维的长度为3mm-6mm。

本发明技术方案，所述碎石没有具体的限制，满足强度要求的碎石体都可以使用。优选地，所述碎石的粒径为1cm-30cm，采用强度较高的坚硬砾石，也可根据需要选用满足强度要求的再生混凝土碎石。所述水泥为强度等级不低于52.5的硅酸盐系列水泥。

所述的有机纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维或聚甲醛纤维。

本发明纤维增强约束管碎石承压桩的制备方法，其步骤如下：

步骤1. 制备纤维增强水泥基复合材料浆体

按照有机纤维掺量占水泥的质量百分比3-8%的配比准备水泥和有机纤维，作为粉体材料。然后在粉体材料中加入减水剂和水。所述减水剂掺量占粉体材料的质量百分比1-2%，水与分体材料的质量比（水灰比）为0.25-0.40。搅拌均匀制得纤维增强水泥基复合材料浆体。

步骤2.采用离心成型工艺用纤维增强水泥基复合材料浆体浇筑管体，挥发水分自然养护，制得纤维增强约束管。