CN105544580A - 一种混凝土复合桩基结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土复合桩基结构，包括承载台（1）、钢筋笼（2）和混凝土（3），所述钢筋笼（2）包括主体钢筋笼（4）和扩桩钢筋笼（5），所述扩桩钢筋笼（5）包括过渡钢筋笼（7）和桩头钢筋笼（10），所述主体钢筋笼（4）与所述过渡钢筋笼（7）铰接，所述渡钢筋笼（7）与所述桩头钢筋笼（10）铰接，所述过渡钢筋笼（7）内设置水平弹性件（9），所述桩头钢筋笼（10）底端设置垂直弹性件（8），所述垂直弹性件（8）上固定连接压杆（6）。本发明混凝土复合桩基结构承载力和横向抗力强，抗拉拔，结构简单，成桩工艺简单，成本低。

Description

一种混凝土复合桩基结构
技术领域
本发明涉及建筑结构技术领域，尤其是涉及一种混凝土复合桩基结构。
背景技术
高层建筑以及桥梁在施工时，均需要制备桩基，现有技术中常用的桩基结构是在桩孔中吊放圆柱状的钢筋笼，然后灌注混凝土而成，这种结构的桩基抗拉拔的能力和抗横向应力的能力较弱。
中国专利CN204551446U公开了一种抗拉拔桩基结构，包括桩身和桩尖，所述桩身具有用于填充填芯混凝土的中空结构，所述桩身的下方的外表面上设有多个环形凸肋，所述环形凸肋的横截面积直径大于所述桩身的直径，所述中空结构的上方为圆台形结构，其下方为圆柱形结构，所述圆台形结构的孔径由上往下从小变大。这种结构的桩基由于桩身上设置的环形凸肋，施工有难度，增加施工成本。中国专利CN201551454U公开了一种倒伞状桩基结构，其包括桩身主体和加强骨架，桩身主体内设有若干个注浆管，桩杆的侧壁设有左右贯通的推进槽。加强骨架包括活动槽块、短杆、长杆、固定槽块和推进架，固定槽块固定在桩杆底端，活动槽块内侧连接推进架，推进架滑动安装在推进槽中，活动槽块外表面铰接多个短杆，每个短杆的下端铰接一个对应设置的长杆，固定槽块外表面铰接多个与短杆一一对应设置的长杆，使用该桩基结构，将桩头向下、桩帽朝上将桩身主体打入土体设置标高，然后摁压推进架、推进架和活动槽块向下移动，带动短杆支撑起长杆，完成加强骨架的开伞工作。由于桩基高度比较高，通过摁压推进架来实现加强骨架作业，实施有难度；另外依靠短杆和长杆加强骨架，强度不够高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种混凝土复合桩基结构，该桩基结构承载力强，结构简单，施工方便。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种混凝土复合桩基结构，包括承载台、钢筋笼和混凝土，所述钢筋笼包括主体钢筋笼和扩桩钢筋笼，所述扩桩钢筋笼包括过渡钢筋笼和桩头钢筋笼，所述主体钢筋笼为圆柱状结构，所述过渡钢筋笼为中空圆柱状结构，所述桩头钢筋笼为中空的倒圆锥形结构，所述主体钢筋笼与所述过渡钢筋笼铰接，所述渡钢筋笼与所述桩头钢筋笼铰接，所述过渡钢筋笼内设置水平弹性件，所述桩头钢筋笼底端设置垂直弹性件，所述垂直弹性件上固定连接压杆。
优选的，所述压杆为伸缩杆结构。
优选的，所述水平弹性件为多个，沿所述过渡钢筋笼轴线均匀分布。
优选的，所述混凝土包括以下重量份数的原料：P·O42.5硅酸盐水泥280～300份，煤灰粉60～70份，矿粉20～30份，硅粉10～20份，细集料740～900份，粗集料1000～1100份，水140～180份，聚羧酸减水剂5～9份，复合增强纤维20～30份，聚醋酸乙烯乳液30～75份，分散剂6～10份，有机硅油0.4～0.6份。
优选的，所述分散剂为甲基纤维素和/或甲基纤维素钠。
优选的，所述细集料为中砂，细度模数为3.0，含泥量为1%～1.5%。
优选的，所述粗集料为石子，含泥量≤2%，粒径≤35mm。
优选的，所述复合增强纤维的制备方法包括以下步骤：
将聚氨酯橡胶粉和抗碱玻璃纤维粉混合后，浸入丁二烯基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，超声波反应2h～3h，然后使用乙醇溶液清洗除去纤维表面多余的丁二烯基三乙氧基硅烷，烘干后与钢纤维混合即制备得到复合增强纤维；
所述抗碱玻璃纤维粉是将长度为30～50mm，单丝直径为11～15μm，密度为2.7g/cm3的抗碱玻璃纤维研磨成粒径≤100μm的抗碱玻璃纤维粉；
所述钢纤维直径为0.2～0.3mm，长度为10～15mm，抗拉强度为400～500MPa。
优选的，所述复合增强纤维中聚氨酯橡胶粉、钢纤维和抗碱玻璃纤维粉的重量比为1.5～2：3～5：0.8～1.3。
一种混凝土复合桩基结构的成桩方法，包括以下步骤：
（1）挖桩孔：挖出桩孔后，在桩孔的底部扩孔，形成扩孔腔；
（2）下放钢筋笼：挤压压杆，压杆挤压垂直弹性件，将桩头钢筋笼顶紧，将压杆固定；然后将钢筋笼下放入桩孔中，此时水平弹性件和垂直弹性件处于压紧状态；钢筋笼下放到桩孔的底部时，松开压杆，压杆在垂直弹性件的作用下向上弹起，过渡钢筋笼在水平弹性件的作用下向四周均匀撑开，而桩头钢筋笼在钢筋笼的重力作用下和过渡钢筋笼的牵引作用下向上撑开至水平状态，得到圆台形的扩桩钢筋笼，然后将压杆收缩至主体钢筋笼中；
（3）浇筑混凝土：将P·O42.5硅酸盐水泥、煤灰粉、矿粉、硅粉、细集料、粗集料和复合增强纤维混合搅拌4～6min，然后加入水、聚羧酸减水剂、聚醋酸乙烯乳液、分散剂和有机硅油搅拌4～6min，制备得到混凝土；然后将混凝土浇筑在钢筋笼中，并制作承载台，即制备得到混凝土复合桩基结构。
本发明的有益效果是：
本发明的混凝土复合桩基结构，包括承载台、钢筋笼和混凝土，其中钢筋笼包括主体钢筋笼和扩桩钢筋笼，扩桩钢筋笼包括过渡钢筋笼和桩头钢筋笼，其中主体钢筋笼为圆柱状结构，过渡钢筋笼为中空圆柱状结构，桩头钢筋笼为中空的倒圆锥形结构，主体钢筋笼与过渡钢筋笼之间为铰接，过渡钢筋笼与桩头钢筋笼铰接，过渡钢筋笼内设置水平弹性件，其中水平弹性件为多个，沿过渡钢筋笼轴线周向均匀分布，这样设计的目的是为了确保松开压杆后，过渡钢筋笼在水平弹性件的作用下均匀向外撑开；桩头钢筋笼底端设置垂直弹性件，垂直弹性件上固定连接压杆，而压杆为伸缩杆结构，压杆的长短可以根据需要进行调节。制备该混凝土复合桩基结构时，首先对压杆用力，使压杆紧紧将垂直弹性件压紧，进而将桩头钢筋笼顶紧，之后将压杆固定，设计压杆的目的是为了防止桩头钢筋笼在往桩孔下放的过程中变形；然后使桩头钢筋笼朝下，将钢筋笼下放入桩孔中，此时水平弹性件和垂直弹性件均处于压紧状态；将钢筋笼下放入桩孔底部后，松开压杆，压杆在垂直弹性件的作用下向上弹起，由于主体钢筋笼与过渡钢筋笼之间为铰接，而过渡钢筋笼与桩头钢筋笼也为铰接，过渡钢筋笼在水平弹性件的作用下向四周均匀撑开，而桩头钢筋笼在钢筋笼的重力作用下和过渡钢筋笼的牵引作用下向上撑开至水平状态，然后将压杆收缩至主体钢筋笼中，在钢筋笼中灌注混凝土，得到混凝土复合桩基结构。本发明制备的混凝土复合桩基结构简单，制备的混凝土复合桩基结构底部是圆台结构，能够增加混凝土复合桩基结构的承载力、横向抗力以及抗拉拔性能，而且成桩简单，成本低。
本发明中使用的混凝土中添加了复合增强纤维、矿粉、煤灰粉、硅粉以及聚醋酸乙烯乳液等材料，目的是为了优化混凝土的性能，进而提高混凝土复合桩基结构的抗压强度、抗折强度、抗渗性能以及粘结强度等性能。
该发明使用的混凝土中使用了矿粉、煤灰粉以及硅粉等矿物粉，能够起到增加密实度、改善界面结构以及减少用水量的效果，另外矿物粉中的活性氧化硅、活性氧化铝等水泥水化析出的氢氧化钙和水泥中的石膏发生二次水化反应，减少水化产物中的氢氧化钙，增加硅酸钙等胶结力较强的水化产物，增加混凝土的强度，减少了由于混凝土温度收缩和干缩产生的裂纹增加的问题。
本发明混凝土中添加的复合增强纤维是抗碱玻璃纤维粉和聚氨酯橡胶粉经改性后与钢纤维混合而成的。由于水泥混凝土是一种脆性材料，其延性、抗冲击强度和抗疲劳强度较差，而高性能的桩基结构对混凝土的要求比较高，聚氨酯橡胶粉作为一种弹性材料拥有很低的弹性模量，加入混凝土中会降低混凝土的弹性模量，改善混凝土的韧性，同时聚氨酯橡胶粉加入到混凝土中会形成吸收应变能力的结构变形中心，吸收大量的能量，使得混凝土具有很好的减震性能，但是添加聚氨酯橡胶粉后，混凝土的密度降低，抗压强度和抗折强度均有降低。因此需要添加增强材料，本发明添加的增强材料是钢纤维，但是由于钢纤维的弹性模量较高，在混凝土中的骨架支撑作用较弱，因此在钢纤维又增加了抗碱玻璃纤维，由于抗碱玻璃纤维具有一定的柔韧性，能够填充钢纤维间的空隙，使得纤维之间的间距变小，形成良好的空间网络结构，钢纤维和抗碱玻璃纤维均匀分布在混凝土中，能够在混凝土内部形成三维交错的支撑网络，在混凝土中的水泥基体收缩时，由于钢纤维和抗碱玻璃纤维直径较小，间距较小，在裂缝扩张过程中，当裂缝尖端遇到纤维时会引起纤维与基体之间粘结剥离，从而缓解裂缝尖端应力集中，具有明显的阻裂的作用，能有效的减少混凝土干缩时所引起的微小裂缝，从而提高混凝土的连续性和对冲击能力的吸收能力，以增强混凝土的抗冲击以及抗疲劳性能。因此调配好聚氨酯橡胶粉、钢纤维和抗碱玻璃纤维粉之间的配比，可以在不影响混凝土本身性能的基础上最大程度的改善混凝土的韧性、强度、抗裂性以及抗震性能等，本发明中聚氨酯橡胶粉、钢纤维和抗碱玻璃纤维粉的重量比为1.5～2：3～5：0.8～1.3。
由于聚氨酯橡胶和玻璃纤维与水泥的相容性比较差，在混凝土中难以分散，因此本发明中采用丁二烯基三乙氧基硅烷对聚氨酯橡胶粉与玻璃纤维粉进行表面改性，在硅烷溶液中反应后，硅烷包覆在聚氨酯橡胶粉与玻璃纤维粉的表面，硅烷中的有机基团聚氨酯橡胶粉与玻璃纤维粉相互扩散、聚合、耦合撑憎水且相互贯穿的聚合物网状结构，而无机基团（硅醇）则与混凝土中的水泥凝胶结合，在水泥颗粒表面形成一层缩合的硅氧烷分子层，从而使聚氨酯橡胶与玻璃纤维水泥凝胶更牢固的联接在一起，以改善混凝土的韧性、强度、抗裂性等性能。
将聚醋酸乙烯乳液加入混凝土中，聚醋酸乙烯乳液与混凝土的水化产物在混凝土浆体内部形成空间网络结构，填充了浆体中的毛细孔和大孔，使混凝土浆体孔径变小，从而使混凝土中浆体与粗集料和细集料之间的联接大大增强，降低混凝土的体积密度，延长混凝土的凝结时间，增强混凝土的抗折强度、粘结强度和抗渗性能。
总之，本发明混凝土复合桩基结构承载力和横向抗力强，抗拉拔，结构简单，成桩工艺简单，成本低，本发明混凝土复合桩基结构使用的混凝土抗压强度为85.6MPa～110.2MPa，抗折强度为14.9MPa～18.8MPa，极限拉伸率为109×10-6～120×10-6，粘结强度为1.24MPa～2.5MPa，说明本发明中使用的混凝土强度高，变形能力好，抗裂性能强。
附图说明
图1为本发明的桩基结构示意图；
图2为图1中钢筋笼的主视图；
图3为本发明钢筋笼实施方式示意图；
图4为图3的主视图；
图5为水平弹性件在过渡钢筋笼中的分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1、图2、图3和图4所示，一种混凝土复合桩基结构，包括承载台1、钢筋笼2和混凝土3，其中钢筋笼2包括主体钢筋笼4和扩桩钢筋笼5，扩桩钢筋笼5包括过渡钢筋笼7和桩头钢筋笼10，主体钢筋笼4为圆柱状结构，过渡钢筋笼7为中空圆柱状结构，桩头钢筋笼10为中空的倒圆锥形结构，主体钢筋笼4与过渡钢筋笼7铰接，过渡钢筋笼7与桩头钢筋笼10铰接，过渡钢筋笼7内设置水平弹性件9，如图5所示，本实施例中水平弹性件9为4个，沿过渡钢筋笼7轴线均匀分布，桩头钢筋笼10底端设置垂直弹性件8，本实施例中水平弹性件9和垂直弹性件8均为弹簧，垂直弹性件8上固定连接压杆6，其中压杆6为伸缩杆结构。
一种混凝土复合桩基结构的成桩方法，包括以下步骤：
（1）挖桩孔：挖出桩孔后，在桩孔的底部扩孔，形成扩孔腔；
（2）下放钢筋笼：如图3和图4所示，首先对用力挤压压杆6，使压杆6紧紧将垂直弹性件8压紧，进而将桩头钢筋笼10顶紧，之后将压杆固定，设计压杆的目的是为了防止桩头钢筋笼在往桩孔下放的过程中变形；然后使桩头钢筋笼10朝下，将钢筋笼2下放入桩孔中，此时水平弹性件9和垂直弹性件8均处于压紧状态；当钢筋笼2下放到桩孔的底部时，松开压杆6，压杆6在垂直弹性件8的作用下向上弹起，由于主体钢筋笼4与过渡钢筋笼7之间为铰接，而过渡钢筋笼7与桩头钢筋笼11也为铰接，过渡钢筋笼7在水平弹性件9的作用下向四周均匀撑开，而桩头钢筋笼11在钢筋笼2的重力作用下和过渡钢筋笼7的牵引作用下向上撑开至水平状态，得到如图1和图2所示圆台形的扩桩钢筋笼5，然后将压杆6收缩至主体钢筋笼4中，在钢筋笼2中灌注混凝土3，得到混凝土复合桩基结构，制备的混凝土复合桩基结构底部是圆台结构，能够增加混凝土复合桩基结构的承载力和抗横向应力的作用，而且成桩简单，成本低；
（3）浇筑混凝土：将P·O42.5硅酸盐水泥、煤灰粉、矿粉、硅粉、细集料、粗集料和复合增强纤维混合搅拌4～6min，然后加入水、聚羧酸减水剂、聚醋酸乙烯乳液、分散剂和有机硅油搅拌4～6min，制备得到混凝土；然后将混凝土浇筑在钢筋笼2中，并制作承载台1，即制备得到混凝土复合桩基结构。
其中混凝土包括以下重量份数的原料：P·O42.5硅酸盐水泥280份，煤灰粉60份，矿粉20份，硅粉20份，细集料900份，粗集料1100份，水140份，聚羧酸减水剂5份，复合增强纤维20份，聚醋酸乙烯乳液75份，分散剂甲基纤维素6份，有机硅油0.4份。
其中细集料为中砂，细度模数为3.0，含泥量为1%～1.5%。
其中粗集料为石子，含泥量≤2%，粒径≤35mm。
其中复合增强纤维的制备方法包括以下步骤：
将聚氨酯橡胶粉和抗碱玻璃纤维粉混合后，浸入丁二烯基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，超声波反应2h，然后使用乙醇溶液清洗除去纤维表面多余的丁二烯基三乙氧基硅烷，烘干后与钢纤维混合即制备得到复合增强纤维，本实施例中聚氨酯橡胶粉、钢纤维和抗碱玻璃纤维粉的重量比为1.5：3：0.8。
其中抗碱玻璃纤维粉是将长度为30～50mm，单丝直径为11～15μm，密度为2.7g/cm3的抗碱玻璃纤维研磨成粒径≤100μm的抗碱玻璃纤维粉。
其中钢纤维直径为0.2～0.3mm，长度为10～15mm，抗拉强度为400～500MPa。
实施例2
实施例2与实施例1中的混凝土复合桩基结构相同，不同之处在于：
混凝土包括以下重量份数的原料：P·O42.5硅酸盐水泥285份，煤灰粉62份，矿粉22份，硅粉18份，细集料850份，粗集料1090份，水150份，聚羧酸减水剂6份，复合增强纤维23份，聚醋酸乙烯乳液70份，分散剂甲基纤维素钠7份，有机硅油0.45份。
其中细集料为中砂，细度模数为3.0，含泥量为1%～1.5%。
其中粗集料为石子，含泥量≤2%，粒径≤35mm。
其中复合增强纤维的制备方法包括以下步骤：
将聚氨酯橡胶粉和抗碱玻璃纤维粉混合后，浸入丁二烯基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，超声波反应3h，然后使用乙醇溶液清洗除去纤维表面多余的丁二烯基三乙氧基硅烷，烘干后与钢纤维混合即制备得到复合增强纤维，本实施例中聚氨酯橡胶粉、钢纤维和抗碱玻璃纤维粉的重量比为2：5：1.3。
其中抗碱玻璃纤维粉是将长度为30～50mm，单丝直径为11～15μm，密度为2.7g/cm3的抗碱玻璃纤维研磨成粒径≤100μm的抗碱玻璃纤维粉。
其中钢纤维直径为0.2～0.3mm，长度为10～15mm，抗拉强度为400～500MPa。
实施例3
实施例3与实施例1中的混凝土复合桩基结构相同，不同之处在于：
混凝土包括以下重量份数的原料：P·O42.5硅酸盐水泥290份，煤灰粉64份，矿粉24份，硅粉15份，细集料800份，粗集料1080份，水160份，聚羧酸减水剂7份，复合增强纤维25份，聚醋酸乙烯乳液60份，分散剂甲基纤维素和甲基纤维素钠各4份，有机硅油0.5份。
其中细集料为中砂，细度模数为3.0，含泥量为1%～1.5%。
其中粗集料为石子，含泥量≤2%，粒径≤35mm。
其中复合增强纤维的制备方法包括以下步骤：
将聚氨酯橡胶粉和抗碱玻璃纤维粉混合后，浸入丁二烯基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，超声波反应3h，然后使用乙醇溶液清洗除去纤维表面多余的丁二烯基三乙氧基硅烷，烘干后与钢纤维混合即制备得到复合增强纤维，本实施例中聚氨酯橡胶粉、钢纤维和抗碱玻璃纤维粉的重量比为1.5：3：1.3。
其中抗碱玻璃纤维粉是将长度为30～50mm，单丝直径为11～15μm，密度为2.7g/cm3的抗碱玻璃纤维研磨成粒径≤100μm的抗碱玻璃纤维粉。
其中钢纤维直径为0.2～0.3mm，长度为10～15mm，抗拉强度为400～500MPa。
实施例4
实施例4与实施例1中的混凝土复合桩基结构相同，不同之处在于：
混凝土包括以下重量份数的原料：P·O42.5硅酸盐水泥295份，煤灰粉68份，矿粉25份，硅粉16份，细集料750份，粗集料1050份，水165份，聚羧酸减水剂8份，复合增强纤维26份，聚醋酸乙烯乳液50份，分散剂甲基纤维素和甲基纤维素钠各4.5份，有机硅油0.55份。
其中细集料为中砂，细度模数为3.0，含泥量为1%～1.5%。
其中粗集料为石子，含泥量≤2%，粒径≤35mm。
其中复合增强纤维的制备方法包括以下步骤：
将聚氨酯橡胶粉和抗碱玻璃纤维粉混合后，浸入丁二烯基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，超声波反应2.5h，然后使用乙醇溶液清洗除去纤维表面多余的丁二烯基三乙氧基硅烷，烘干后与钢纤维混合即制备得到复合增强纤维，本实施例中聚氨酯橡胶粉、钢纤维和抗碱玻璃纤维粉的重量比为1.5：4：1。
其中抗碱玻璃纤维粉是将长度为30～50mm，单丝直径为11～15μm，密度为2.7g/cm3的抗碱玻璃纤维研磨成粒径≤100μm的抗碱玻璃纤维粉。
其中钢纤维直径为0.2～0.3mm，长度为10～15mm，抗拉强度为400～500MPa。
实施例5
实施例5与实施例1中的混凝土复合桩基结构相同，不同之处在于：
混凝土包括以下重量份数的原料：P·O42.5硅酸盐水泥300份，煤灰粉70份，矿粉28份，硅粉12份，细集料740份，粗集料1030份，水170份，聚羧酸减水剂9份，复合增强纤维28份，聚醋酸乙烯乳液40份，分散剂甲基纤维素和甲基纤维素钠各5份，有机硅油0.6份。
其中细集料为中砂，细度模数为3.0，含泥量为1%～1.5%。
其中粗集料为石子，含泥量≤2%，粒径≤35mm。
其中复合增强纤维的制备方法包括以下步骤：
将聚氨酯橡胶粉和抗碱玻璃纤维粉混合后，浸入丁二烯基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，超声波反应2.5h，然后使用乙醇溶液清洗除去纤维表面多余的丁二烯基三乙氧基硅烷，烘干后与钢纤维混合即制备得到复合增强纤维，本实施例中聚氨酯橡胶粉、钢纤维和抗碱玻璃纤维粉的重量比为1.5：4：1.2。
其中抗碱玻璃纤维粉是将长度为30～50mm，单丝直径为11～15μm，密度为2.7g/cm3的抗碱玻璃纤维研磨成粒径≤100μm的抗碱玻璃纤维粉。
其中钢纤维直径为0.2～0.3mm，长度为10～15mm，抗拉强度为400～500MPa。
实施例6
实施例6与实施例1中的混凝土复合桩基结构相同，不同之处在于：
混凝土包括以下重量份数的原料：P·O42.5硅酸盐水泥290份，煤灰粉65份，矿粉30份，硅粉10份，细集料820份，粗集料1000份，水180份，聚羧酸减水剂6份，复合增强纤维30份，聚醋酸乙烯乳液30份，分散剂甲基纤维素和甲基纤维素钠各4份，有机硅油0.5份。
其中细集料为中砂，细度模数为3.0，含泥量为1%～1.5%。
其中粗集料为石子，含泥量≤2%，粒径≤35mm。
其中复合增强纤维的制备方法包括以下步骤：
将聚氨酯橡胶粉和抗碱玻璃纤维粉混合后，浸入丁二烯基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，超声波反应3h，然后使用乙醇溶液清洗除去纤维表面多余的丁二烯基三乙氧基硅烷，烘干后与钢纤维混合即制备得到复合增强纤维，本实施例中聚氨酯橡胶粉、钢纤维和抗碱玻璃纤维粉的重量比为1.8：4.5：1.2。
其中抗碱玻璃纤维粉是将长度为30～50mm，单丝直径为11～15μm，密度为2.7g/cm3的抗碱玻璃纤维研磨成粒径≤100μm的抗碱玻璃纤维粉。
其中钢纤维直径为0.2～0.3mm，长度为10～15mm，抗拉强度为400～500MPa。
性能测试
对实施例1～6制备的混凝土的性能进行测试，其中抗压强度、抗折强度和极限拉伸率按照《普通混凝土力学性能试验方法》GBJ81-85测定，粘结强度按照《聚合物改性水泥砂浆试验规程》DL/T5126-2001进行试验，混凝土经自然养护28天后，性能测试数据见表1。
表1混凝土的性能测试
由表1可以看出，本发明混凝土复合桩基结构中所使用的混凝土自然养护28天后的抗压强度为85.6MPa～110.2MPa，抗折强度为14.9MPa～18.8MPa，表明本发明中使用的混凝土的强度较高；另外极限拉伸率为109×10-6～120×10-6，说明混凝土的变形能力较好，抗裂性能强；而且混凝土的粘结强度为1.24MPa～2.5MPa，能够缓解混凝土内部的微应力，延迟混凝土的扩张和裂缝，增加混凝土的整体强度。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种混凝土复合桩基结构，其特征在于，包括承载台（1）、钢筋笼（2）和混凝土（3），所述钢筋笼（2）包括主体钢筋笼（4）和扩桩钢筋笼（5），所述扩桩钢筋笼（5）包括过渡钢筋笼（7）和桩头钢筋笼（10），所述主体钢筋笼（4）为圆柱状结构，所述过渡钢筋笼（7）为中空圆柱状结构，所述桩头钢筋笼（10）为中空的倒圆锥形结构，所述主体钢筋笼（4）与所述过渡钢筋笼（7）铰接，所述渡钢筋笼（7）与所述桩头钢筋笼（10）铰接，所述过渡钢筋笼（7）内设置水平弹性件（9），所述桩头钢筋笼（10）底端设置垂直弹性件（8），所述垂直弹性件（8）上固定连接压杆（6）。
2.根据权利要求1所述的混凝土复合桩基结构，其特征在于，所述压杆（6）为伸缩杆结构。
3.根据权利要求1所述的混凝土复合桩基结构，其特征在于，所述水平弹性件（9）为多个，沿所述过渡钢筋笼（7）轴线均匀分布。
4.根据权利要求1所述的混凝土复合桩基结构，其特征在于，所述混凝土包括以下重量份数的原料：P·O42.5硅酸盐水泥280～300份，煤灰粉60～70份，矿粉20～30份，硅粉10～20份，细集料740～900份，粗集料1000～1100份，水140～180份，聚羧酸减水剂5～9份，复合增强纤维20～30份，聚醋酸乙烯乳液30～75份，分散剂6～10份，有机硅油0.4～0.6份。
5.根据权利要求4所述的混凝土复合桩基结构，其特征在于，所述分散剂为甲基纤维素和/或甲基纤维素钠。
6.根据权利要求4所述的混凝土复合桩基结构，其特征在于，所述细集料为中砂，细度模数为3.0，含泥量为1%～1.5%。
7.根据权利要求4所述的混凝土复合桩基结构，其特征在于，所述粗集料为石子，含泥量≤2%，粒径≤35mm。
8.根据权利要求4所述的混凝土复合桩基结构，其特征在于，所述复合增强纤维的制备方法包括以下步骤：
将聚氨酯橡胶粉和抗碱玻璃纤维粉混合后，浸入丁二烯基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，超声波反应2h～3h，然后使用乙醇溶液清洗除去纤维表面多余的丁二烯基三乙氧基硅烷，烘干后与钢纤维混合即制备得到复合增强纤维；
所述抗碱玻璃纤维粉是将长度为30～50mm，单丝直径为11～15μm，密度为2.7g/cm3的抗碱玻璃纤维研磨成粒径≤100μm的抗碱玻璃纤维粉；
所述钢纤维直径为0.2～0.3mm，长度为10～15mm，抗拉强度为400～500MPa。
9.根据权利要求8所述的混凝土复合桩基结构，其特征在于，所述复合增强纤维中聚氨酯橡胶粉、钢纤维和抗碱玻璃纤维粉的重量比为1.5～2：3～5：0.8～1.3。
10.一种根据权利要求1至9任一项所述的混凝土复合桩基结构的成桩方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）挖桩孔：挖出桩孔后，在桩孔的底部扩孔，形成扩孔腔；
（2）下放钢筋笼：挤压压杆（6），压杆（6）挤压垂直弹性件（8），将桩头钢筋笼（10）顶紧，将压杆（6）固定；然后将钢筋笼（2）下放入桩孔中，此时水平弹性件（9）和垂直弹性件（8）处于压紧状态；钢筋笼（2）下放到桩孔的底部时，松开压杆（6），压杆（6）在垂直弹性件（8）的作用下向上弹起，过渡钢筋笼（7）在水平弹性件（9）的作用下向四周均匀撑开，而桩头钢筋笼（11）在钢筋笼（2）的重力作用下和过渡钢筋笼（7）的牵引作用下向上撑开至水平状态，得到圆台形的扩桩钢筋笼（5），然后将压杆（6）收缩至主体钢筋笼（4）中；
（3）浇筑混凝土：将P·O42.5硅酸盐水泥、煤灰粉、矿粉、硅粉、细集料、粗集料和复合增强纤维混合搅拌4～6min，然后加入水、聚羧酸减水剂、聚醋酸乙烯乳液、分散剂和有机硅油搅拌4～6min，制备得到混凝土；然后将混凝土浇筑在钢筋笼（2）中，并制作承载台（1），即制备得到混凝土复合桩基结构。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107090847A (zh) * 2017-06-29 2017-08-25 国家电网公司 一种架空输电线路用混凝土预制管桩

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3832859A (en) * 1968-05-10 1974-09-03 R Kanjanavanit Method and apparatus for spread-foot piles
JPH05230840A (ja) * 1992-02-25 1993-09-07 Nkk Corp 杭頭カゴ筋の取付け方法
CN101172820A (zh) * 2007-10-25 2008-05-07 武汉理工大学 高强高阻尼混凝土的制备方法
CN203741828U (zh) * 2014-03-03 2014-07-30 江苏建筑职业技术学院 一种新型的可开启的钢筋笼结构
CN204551454U (zh) * 2015-03-12 2015-08-12 沈晓铃 一种倒伞状桩基结构
CN104891886A (zh) * 2015-05-26 2015-09-09 柳州市亿廷贸易有限责任公司 橡胶钢纤维混凝土

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3832859A (en) * 1968-05-10 1974-09-03 R Kanjanavanit Method and apparatus for spread-foot piles
JPH05230840A (ja) * 1992-02-25 1993-09-07 Nkk Corp 杭頭カゴ筋の取付け方法
CN101172820A (zh) * 2007-10-25 2008-05-07 武汉理工大学 高强高阻尼混凝土的制备方法
CN203741828U (zh) * 2014-03-03 2014-07-30 江苏建筑职业技术学院 一种新型的可开启的钢筋笼结构
CN204551454U (zh) * 2015-03-12 2015-08-12 沈晓铃 一种倒伞状桩基结构
CN104891886A (zh) * 2015-05-26 2015-09-09 柳州市亿廷贸易有限责任公司 橡胶钢纤维混凝土

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107090847A (zh) * 2017-06-29 2017-08-25 国家电网公司 一种架空输电线路用混凝土预制管桩

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