一种超高性能混凝土与普通混凝土组合桩及其施工方法.pdf

本发明涉及一种超高性能混凝土与普通混凝土组合桩及其施工方法，该组合桩包括超高性能混凝土预制筒，所述超高性能混凝土预制筒侧壁上开设有多个孔洞，所述超高性能混凝土预制筒放置于桩孔内且二者的中心线相重合，所述超高性能混凝土预制筒内浇筑有普通混凝土以形成普通混凝土内芯，所述超高性能混凝土预制筒外壁通过其孔洞由内向外流出普通混凝土以形成普通混凝土粘结外层，所述普通混凝土粘结外层介于超高性能混凝土预制筒外壁与桩孔内壁之间。本发明结构构造简单、材料新颖且力学性能良好，能够减小桩径，节约造价，有效解决桩基施工出现的问题，提高桩的质量及耐久性，具有良好的力学性能和经济效益，具有非常广泛的应用前景。

1.  一种超高性能混凝土与普通混凝土组合桩，其特征在于：包括超高性能混凝土预制筒，所述超高性能混凝土预制筒侧壁上开设有多个孔洞，所述超高性能混凝土预制筒放置于桩孔内且二者的中心线相重合，所述超高性能混凝土预制筒内浇筑有普通混凝土以形成普通混凝土内芯，所述超高性能混凝土预制筒外壁通过其孔洞由内向外流出普通混凝土以形成普通混凝土粘结外层，所述普通混凝土粘结外层介于超高性能混凝土预制筒外壁与桩孔内壁之间。

2.  根据权利要求1所述的超高性能混凝土与普通混凝土组合桩，其特征在于：所述超高性能混凝土预制筒外壁到圆心的距离比桩孔的半径小5~10cm。

3.  根据权利要求1或2所述的超高性能混凝土与普通混凝土组合桩，其特征在于：所述孔洞的直径为5~10cm。

4.  根据权利要求1所述的超高性能混凝土与普通混凝土组合桩，其特征在于：所述超高性能混凝土预制筒侧壁内配置钢筋或不配置有钢筋。

5.  根据权利要求1或4所述的超高性能混凝土与普通混凝土组合桩，其特征在于：所述超高性能混凝土预制筒是由多个预制节段叠加组成。

6.  根据权利要求1所述的超高性能混凝土与普通混凝土组合桩，其特征在于：所述普通混凝土内芯不配置钢筋笼。

7.  根据权利要求1或6所述的超高性能混凝土与普通混凝土组合桩，其特征在于：所述普通混凝土粘结外层不配置钢筋笼。

8.  一种超高性能混凝土与普通混凝土组合桩的施工方法，其特征在于，按以下步骤进行：
（1）根据设计要求制作超高性能混凝土预制筒，并在超高性能混凝土预制筒侧壁上开设多个孔洞；
（2）采用人工或者机械的作业方式制作桩孔，将超高性能混凝土预制筒放置于桩孔内，并使超高性能混凝土预制筒的中心线与桩孔的中心线相重合；
（3）往超高性能混凝土预制筒内灌注普通混凝土以形成普通混凝土内芯，同时部分普通混凝土在灌注过程中从孔洞流到超高性能混凝土预制筒外以形成普通混凝土粘结外层；
（4）采用正常养护，形成组合桩。

9.  根据权利要求8所述的超高性能混凝土与普通混凝土组合桩的施工方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述超高性能混凝土预制筒外壁到圆心的距离比组合桩的设计半径小5~10cm。

10.  根据权利要求8或9所述的超高性能混凝土与普通混凝土组合桩的施工方法，其特征在于：所述孔洞的直径为5~10cm。

一种超高性能混凝土与普通混凝土组合桩及其施工方法
技术领域
本发明涉及土木建筑技术领域，尤其是一种超高性能混凝土与普通混凝土组合桩及其施工方法。
背景技术
灌注桩基础由于承载力高、沉降量小以及抗震性能好等优点，在高层建筑、桥梁等结构的基础中得到了广泛的应用。柱基础承载力大，一般桩截面较大，而且由于地下环境复杂、对施工工艺要求较高等原因，经常出现混凝土桩体与基岩之间不凝固、桩身混凝土不凝、岩渣沉积成层，桩身出现空洞体等断桩质量问题，桩基属于隐蔽工程，质量问题不易发现，检查困难而且费用较高。桩基在酸性土壤中还会受到土壤的侵蚀，影响结构的安全。造成这些问题的主要原因是桩孔内水文地质条件复杂，施工质量难以控制，而且普通的钢筋混凝土（RC）强度低、韧性差、孔隙率高，在荷载和环境作用下容易出现损坏，降低了使用寿命。
超高性能混凝土（UHPC）是以细砂为骨料，掺入大量硅灰等矿物掺合料、高效减水剂和微细钢纤维，形成的一种高强度、高耐久性、高韧性、密实的混凝土材料，与普通的混凝土相比，剔除了粗骨料（石子），是细料致密材料与纤维增强材料复合而成的高性能混凝土，抗压强度及抗拉强度均比普通的混凝土要高出很多。利用UHPC承压可以减小桩基的尺寸大小，节省材料和施工工作量，能取得很好的经济效果，同时UHPC良好的使用性能可以大大提高桩基的使用寿命。虽然UHPC性能很好，但造价要比普通的混凝土高很多，如果桩基全部用UHPC，则很不经济。
发明内容
为了克服目前钢筋混凝土灌注桩截面较大、施工质量容易出现问题的不足，本发明的目的在于提供一种结构构造简单、施工容易方便、材料新颖且力学性能和经济效益良好的超高性能混凝土与普通混凝土组合桩及其施工方法。
为了实现上述目的，本发明的一技术方案是：一种超高性能混凝土与普通混凝土组合桩，包括超高性能混凝土预制筒，所述超高性能混凝土预制筒侧壁上开设有多个孔洞，所述超高性能混凝土预制筒放置于桩孔内且二者的中心线相重合，所述超高性能混凝土预制筒内浇筑有普通混凝土以形成普通混凝土内芯，所述超高性能混凝土预制筒外壁通过其孔洞由内向外流出普通混凝土以形成普通混凝土粘结外层，所述普通混凝土粘结外层介于超高性能混凝土预制筒外壁与桩孔内壁之间。
进一步的，所述超高性能混凝土预制筒外壁到圆心的距离比桩孔的半径小5~10cm。
进一步的，所述孔洞的直径为5~10cm。
进一步的，所述超高性能混凝土预制筒侧壁内配置钢筋或不配置有钢筋。
进一步的，所述超高性能混凝土预制筒是由多个预制节段叠加组成。
进一步的，所述普通混凝土内芯不配置钢筋笼。
进一步的，所述普通混凝土粘结外层不配置钢筋笼。
为了实现上述目的，本发明的另一技术方案是：一种超高性能混凝土与普通混凝土组合桩的施工方法，按以下步骤进行：
（1）根据设计要求制作超高性能混凝土预制筒，并在超高性能混凝土预制筒侧壁上开设多个孔洞；
（2）采用人工或者机械的作业方式制作桩孔，将超高性能混凝土预制筒放置于桩孔内，并使超高性能混凝土预制筒的中心线与桩孔的中心线相重合；
（3）往超高性能混凝土预制筒内灌注普通混凝土以形成普通混凝土内芯，同时部分普通混凝土在灌注过程中从孔洞流到超高性能混凝土预制筒外以形成普通混凝土粘结外层；
（4）采用正常养护，形成组合桩。
进一步的，在步骤（1）中，所述超高性能混凝土预制筒外壁到圆心的距离比组合桩的设计半径小5~10cm。
进一步的，所述孔洞的直径为5~10cm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该超高性能混凝土与普通混凝土组合桩构造简单、材料新颖且力学性能良好，利用UHPC的高强度、高韧性和耐腐蚀等优点减小桩基的截面尺寸，利用预制筒内浇筑混凝土保证桩基的浇筑质量，提高桩基的耐久性，有效解决目前普通钢筋混凝土桩出现空洞、夹层甚至断桩和受土壤侵蚀损坏等问题，并与普通混凝土结合，节约造价，取得良好的力学性能和经济效益，具有非常广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例的主视图。
图2为超高性能混凝土预制筒的开孔示意图。
图中：1-超高性能混凝土预制筒，2-孔洞，3-普通混凝土内芯，4-普通混凝土粘结外层，5-桩孔内壁，6-土壤。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~2所示，一种超高性能混凝土与普通混凝土组合桩，包括超高性能混凝土预制筒1，所述超高性能混凝土预制筒1侧壁上开设有多个均匀阵列分布的孔洞2，所述超高性能混凝土预制筒1放置于桩孔内且二者的中心线相重合，所述超高性能混凝土预制筒1内浇筑有普通混凝土以形成普通混凝土内芯3，所述超高性能混凝土预制筒1外壁通过其孔洞2由内向外流出普通混凝土以形成普通混凝土粘结外层4，所述普通混凝土粘结外层4介于超高性能混凝土预制筒1外壁与桩孔内壁5之间。
在本实施例中，用于制作超高性能混凝土预制筒1的超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete，UHPC)是指高强度、高耐久性、高韧性、密实的混凝土材料。所述超高性能混凝土预制筒1侧壁内可以配置钢筋，也可以不配置有钢筋。
在本实施例中，所述超高性能混凝土预制筒1外壁到圆心的距离比桩孔（或组合桩）的半径小5~10cm，即普通混凝土粘结外层4的厚度为5~10cm。所述超高性能混凝土预制筒1的壁厚根据设计计算确定，所述孔洞2的直径为5~10cm。
在本实施例中，所述超高性能混凝土预制筒1可以分节段预制，即超高性能混凝土预制筒1是由多个预制节段叠加组成。
在本实施例中，所述普通混凝土内芯3和普通混凝土粘结外层4均不配置钢筋笼。
如图1~2所示，一种超高性能混凝土与普通混凝土组合桩的施工方法，按以下步骤进行：
（1）在施工现场外，根据设计要求提前制作好超高性能混凝土预制筒1，并在超高性能混凝土预制筒1侧壁上开设多个均匀分布的孔洞2；
（2）在施工现场土壤6，采用人工或者机械的作业方式制作桩孔，将超高性能混凝土预制筒1放置于桩孔内的正确位置，并使超高性能混凝土预制筒1的中心线与桩孔的中心线相重合；
（3）往超高性能混凝土预制筒1内灌注普通混凝土以形成普通混凝土内芯3，同时部分普通混凝土在灌注过程中从孔洞2流到超高性能混凝土预制筒1外以形成普通混凝土粘结外层4；
（4）采用正常养护，形成组合桩。
在本实施例中，在步骤（1）中，所述超高性能混凝土预制筒1外壁到圆心的距离比组合桩的设计半径（即桩孔半径）小5~10cm，所述孔洞2的直径为5~10cm。
本发明不局限于上述的最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的超高性能混凝土与普通混凝土组合桩及其施工方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。