[发明专利]一种纤维增强水泥基约束管灌注桩及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维增强水泥基约束管灌注桩及制备方法。所述约束管采用纤维增强水泥基复合材料，离心成型。现场施工成孔，放置约束管，管内安置钢筋笼后灌注混凝土，经现场养护硬化后即得本发明灌注桩。其内部钢筋混凝土结构受到外部纤维增强约束管的侧向约束作用，当其承压时将处于三向受压状态，其力学性能能够更为充分地发挥，具有较高的力学承载能力。另一方面外部的约束管又作为永久性模板，在混凝土灌注、养护期间减少了环境因素的干扰，使得现场灌注的混凝土成型质量高，成桩品质好。本发明纤维增强水泥基约束管灌注桩结构组合合理，能够充分发挥材料的力学性能，成桩质量高，单桩承载力高。

技术领域

本发明涉及一种灌注桩，具体说是一种纤维增强水泥基约束管灌注桩。

背景技术

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，能够为上部结构提供较高的承载能力，因此被广泛应用于现代各种建筑物、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，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。

目前市场上还存在一种与桩体十分相似的结构形式，即钢管混凝土结构，钢材的使用一方面改善了混凝土的脆性另一方面限制了混凝土结构的侧向变形，使其承压时承载能力能够得到成倍的增加，同时混凝土的参与又提高了钢材的刚度抑制了其受压时的屈曲破坏。二者共同作用使得结构具备了钢材与混凝土材料共同的优点，具有极高承载能力及相当的延性。就钢管混凝土结构来说其组成的材料性能能够更好地充分发挥，工程运用价值极高，在地上各类建筑中已经得到到大力的推广运用。但是在地下复杂潮湿的环境中由于钢材极易锈蚀破坏，因此严重地限制了其在地下工程中的使用。

同时当前研究发现通过向混凝土中加入高性能纤维组分可以改善混凝土的脆性，并在提高其延性的同时又增加了材料的力学强度及抗裂性能。并且就硅酸盐类无机材料本身而言，其相较于钢材在一般地下环境中不易被侵蚀破坏，并且通过低水灰比离心成型工艺可以提高结构的密实度，增加其抗渗性能，提高其在地下潮湿复杂环境中耐久性能。

发明内容

本发明的发明目的在于，克服现有技术存在的缺陷，提出了一种纤维增强水泥基约束管灌注桩，利用纤维增强约束管对内部钢筋混凝土的侧向约束作用，使得内部钢筋混凝土结构在承压时将处于三向受压状态，其力学性能能够得的到极大的发挥，具有较高的力学承载能力。同时外部约束管又作为永久性模板保证了灌注混凝土的成型质量。本发明同时给出了纤维增强水泥基约束管灌注桩的制备方法。

本发明一种纤维增强水泥基约束管灌注桩，由纤维增强水泥基约束管、钢筋笼和混凝土构成。所述钢筋笼套装在纤维增强水泥基约束管内，所述纤维增强水泥基约束管管体内部用所述混凝土密实灌注。

所述纤维增强水泥基约束管采用纤维增强水泥基复合材料制备。所述纤维增强水泥基复合材料的成分为水泥和在水泥中乱向均匀分布的有机纤维，有机纤维占水泥的质量百分比为3-8%，所述水泥采用强度等级不低于52.5的硅酸盐水泥。

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。

本发明所述纤维增强水泥基约束管的制备方法，其步骤是：

步骤1. 按照纤维增强水泥基复合材料成分配比准备水泥和有机纤维，加入减水剂和水。所述减水剂的添加量为纤维增强水泥基复合材料（粉体材料）的质量百分比1-2%，所述水的添加量为粉体材料的质量比（水灰比）0.25-0.40。然后，搅拌制成纤维增强水泥基复合材料浆体。

步骤2. 将步骤1配制的纤维增强水泥基复合材料浆体，采用离心浇铸成型工艺离心成型管体，并蒸压养护或自然养护，制得纤维增强水泥基约束管。

所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂等高效减水剂。