[发明专利]高性能预制UHPC～PHC组合桩柱一体结构及其制备方法

说明书

本发明公开了高性能预制UHPC～PHC组合桩柱一体结构及其制备方法，应用于海洋环境，包括：PHC管桩、UHPC管桩和接头，所述接头将PHC管桩、UHPC管桩连接成一个整体；所述PHC管桩的长度设置为其上端为位于海洋中的浪溅区以下，其下端自泥面深入至持力层。本发明解决了现有海洋环境中管桩存在承载能力不足、沉桩质量差、使用寿命短的问题。

技术领域

本发明涉及土木工程领域中的桩基础结构领域。更具体地说，本发明涉及一种高性能预制UHPC～PHC组合桩柱一体结构。

背景技术

目前，国家对远海岛礁的建设开发力度越来越大，基础结构建设是岛礁建设的关键。常规地质条件下，以打入桩、钻孔灌注桩和钢管复合桩为主的桩基设计理论和设计方法已较为完备。对于海洋腐蚀环境下的结构物基础的建设而言，目前主要采用钻孔灌注桩和大直径钢管桩，实践证明，在风高浪急的远海环境下，传统钻孔灌注桩存在工效低、自重大等问题，大直径钢管桩虽然能提高施工效率，但其造价高昂，且需进行长期耐腐蚀防护，经济性不佳。

为实现海洋腐蚀环境下结构物基础的高效、耐久建造，亟需开发一种采用新材料、新结构的桩基形式，提高基础工程的施工效率、耐久性和经济性。

发明内容

本发明的目的是提供高性能预制UHPC～PHC组合桩柱一体结构及其制备方法。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了高性能预制UHPC～PHC组合桩柱一体结构，应用于海洋环境，包括：PHC管桩、UHPC管桩和接头，所述接头将PHC管桩、UHPC管桩连接成一个整体；

所述PHC管桩的长度设置为其上端为位于海洋中的浪溅区以下，其下端自泥面深入至持力层。

优选的是，所述接头包括上钢套箍、下钢套箍、具有坡口的上端板和下端板，所述上钢套箍与UHPC管桩的下端连接，所述下钢套箍与所述PHC管桩的上端连接，上端板与上钢套箍的下端连接，下端板与下钢套箍的上端连接，所述上端板与所述下端板通过坡口焊接。

优选的是，所述PHC管桩、UHPC管桩和接头的外径相同。

优选的是，所述接头位于组合桩柱一体结构的反弯点以下。

优选的是，所述UHPC管桩中分布有钢纤维，所述钢纤维直径为0.15～0.25mm，长度为6～20mm。

优选的是，所述上钢套箍和下钢套箍的长度均为25～35cm；

所述上钢套箍与UHPC管桩的衔接端靠近其外壁处、下钢套箍与PHC管桩的衔接端靠近其外壁处均均匀形成有多个立柱，与立柱相邻处的上钢套箍衔接端靠近其内壁处以及下钢套箍衔接端靠近其内壁处形成多个卡槽；所述上钢套箍的另一端以及下钢套箍的另一端的内壁均间隔水平延伸形成多个第一钢隔板，所述第一钢隔板的长度2～3cm；

所述上钢套箍和下钢套箍中还设置有抗弯曲结构件，所述抗弯曲结构包括：两组钢纤维加密件和至少一对钢筋；一对钢筋相对设置且与上钢套箍或下钢套箍的内壁距离小于10cm；所述钢筋由上钢套箍或下钢套箍的衔接端至其另一端依次设置有水平向外的第二钢隔板、搭接件、加强筋和第三钢隔板，所述第二钢隔板垂直于钢筋固定，所述搭接件上具有与卡槽相匹配的凸块并搭设于所述上钢套箍或下钢套箍上，加强筋垂直于钢筋固定，第三钢隔板垂直于钢筋固定，两组钢纤维加密件分别穿过一对钢筋搭设于第二钢隔板和第三钢隔板上，所述第三钢隔板搭设于第一钢隔板上；

所述钢纤维加密件包括：三层由上至下间隔的钢网盘和侧网盘围设形成分层的圆柱状结构，相邻两个钢网盘之间的空间被钢网隔板由圆心向外周等分为多个储存空间，并在每个储存空间设置等量的长度为6～8cm的钢纤维，所述钢纤维的长度大于所述储存空间的最大宽度。

优选的是，钢纤维加密件中的钢纤维直径为0.4～0.5mm，其抗拉强度为2600kN～3000kN，弹性模量为260～290Gpa。