[發(fā)明專利]一種適用于地下氯鹽侵蝕環(huán)境的約束管灌注樁

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810288331.8
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108409245B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姬永生;石博文;劉本琳;張莉;吳守榮;徐圣楠;張領(lǐng)雷;黃國棟;劉麗麗;李軍;李果;劉志勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;E02D5/60;E02D5/38;C04B111/70;C04B111/20
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 程化銘

本發(fā)明公開了一種適用于地下氯鹽侵蝕環(huán)境的約束管灌注樁及其制備方法，約束管采用纖維增強聚合物改性水泥基復(fù)合材料，按照離心工藝預(yù)制而成。現(xiàn)場施工時人工成孔，放入約束管，然后按設(shè)計要求向管內(nèi)安置鋼筋籠并灌注混凝土，經(jīng)養(yǎng)護硬化后制備而成。本發(fā)明利用高抗氯離子滲透的約束管將內(nèi)部灌注的混凝土與外界侵蝕環(huán)境隔絕開，保證了內(nèi)部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的完整性及各項力學(xué)性能參數(shù)，從而滿足在地下氯鹽侵蝕性環(huán)境條件下對樁體結(jié)構(gòu)耐久性能的要求。本發(fā)明樁體成型品質(zhì)高，結(jié)構(gòu)組合合理，材料力學(xué)性能能夠得到充分發(fā)揮，樁體承載能力高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種約束管灌注樁，具體說是一種適用于地下氯鹽侵蝕環(huán)境的約束管灌注樁。

背景技術(shù)：

樁基作為一種重要的基礎(chǔ)形式，由于其能夠貫穿整個軟弱地基土層傳力于地質(zhì)優(yōu)良的土層，克服了不良土層帶來的消極影響，能夠為上部結(jié)構(gòu)提供較高的承載能力，因此被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代各種建筑物、構(gòu)筑物地基中。

中國地域遼闊，自然環(huán)境復(fù)雜多樣，樁基礎(chǔ)所處服役環(huán)境復(fù)雜多樣，海洋和近海氯離子侵蝕環(huán)境與內(nèi)陸鹽湖和鹽堿地硫酸鹽腐蝕環(huán)境非常普遍。不同侵蝕環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)遭受侵蝕損害的程度與機理不盡相同，在內(nèi)陸鹽湖和鹽堿地硫酸鹽侵蝕環(huán)境中，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性劣化主要以硫酸鹽結(jié)晶脹裂破壞為主，但在海洋和近海氯鹽侵蝕環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)劣化則主要以鋼筋銹蝕導(dǎo)致的銹脹開裂破壞為主。這些環(huán)境條件下侵蝕性離子的腐蝕作用將會對樁體產(chǎn)生不可忽視的損壞，嚴(yán)重影響樁體的品質(zhì)，危及樁體的承載能力及各項性能，并隨著時間的延長，其破壞現(xiàn)象不斷加重，帶來嚴(yán)重的安全隱患，嚴(yán)重威脅上部結(jié)構(gòu)的安全。

由于現(xiàn)有灌注樁施工工藝限制，其成型質(zhì)量與到周圍環(huán)境因素關(guān)系密切，尤其當(dāng)其處于氯鹽侵蝕環(huán)境中時，樁體在澆筑、養(yǎng)護及成樁使用過程中不可避免地會有氯離子侵入，危害樁體安全，存在嚴(yán)重的安全隱患。因此對于一些地質(zhì)條件較為苛刻的氯鹽侵蝕性地下區(qū)域，必須采用相關(guān)措施以抑制氯鹽侵蝕導(dǎo)致樁體內(nèi)部鋼筋銹蝕的破壞現(xiàn)象。

聚合物改性混凝土是在普通水泥混凝土的配方基礎(chǔ)上，于水泥混凝土攪拌階段滲入單體或聚合物，澆筑后經(jīng)養(yǎng)護和聚合，成型后經(jīng)養(yǎng)護而成為一種含有機聚合物的水泥混凝土。聚合物在混凝土內(nèi)部形成薄膜，填充水泥化合物和骨料之間的孔隙并與水泥水化物結(jié)成一體，使之具有較好的黏性和綜合性能，從而大幅提高混凝土的抗?jié)B性能。如果在灌注樁表面加上聚合物改性水泥基材料保護層外壁，則可以大幅提高樁體的抗氯離子滲透能力，從而將灌注樁應(yīng)用到氯鹽侵蝕環(huán)境中。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，客服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出了一種適用于地下氯鹽侵蝕環(huán)境的約束管灌注樁，以應(yīng)對在地下氯鹽侵蝕環(huán)境條件下對灌注樁耐久性能的要求。

為了達到上述目的，本發(fā)明的主要技術(shù)思路：通過抗氯離子滲透的約束管將內(nèi)部灌注混凝土與外界侵蝕環(huán)境隔絕開，避免地下環(huán)境中的不良因素尤其是氯離子對內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，保證了內(nèi)部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的完整性及各項力學(xué)性能參數(shù)，從而滿足在地下氯鹽侵蝕環(huán)境中對樁體結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性能的要求。

本發(fā)明提出一種適用于地下氯鹽侵蝕環(huán)境的約束管灌注樁，包括約束管，所述約束管內(nèi)套裝鋼筋籠并灌注混凝土。其特征在于：所述約束管為纖維增強水泥基復(fù)合材料約束管。所述纖維增強水泥基復(fù)合材料為水泥中摻入短切亂向均勻分布的有機纖維復(fù)合而成，纖維摻量占水泥的質(zhì)量百分比3-8%。

所述的水泥為強度等級不低于52.5的硅酸鹽系列水泥；所述的有機纖維為聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚乙烯醇纖維、聚酯纖維、聚甲醛纖維等有機纖維。

外部約束管作為主要圍護結(jié)構(gòu)，將內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外界侵蝕性環(huán)境隔離開，同時給與內(nèi)部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)側(cè)向約束作用；內(nèi)部現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為主要受力結(jié)構(gòu)，承受上部結(jié)構(gòu)傳遞的大部分荷載，同時抑制約束管局部屈曲破壞現(xiàn)象的發(fā)生。二者相互協(xié)調(diào)共同作用。