CN115450212B - 一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法 - Google Patents

一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115450212B
CN115450212B CN202211127332.7A CN202211127332A CN115450212B CN 115450212 B CN115450212 B CN 115450212B CN 202211127332 A CN202211127332 A CN 202211127332A CN 115450212 B CN115450212 B CN 115450212B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
concrete
pile
pile foundation
rubber particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211127332.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115450212A (zh
Inventor
王培光
杨超越
曲广博
唐兴勇
张乾
田忠才
王天玉
何强勇
冉利钰
刘炫良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Road and Bridge Construction Group Co Ltd
Original Assignee
Shandong Road and Bridge Construction Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Road and Bridge Construction Group Co Ltd filed Critical Shandong Road and Bridge Construction Group Co Ltd
Priority to CN202211127332.7A priority Critical patent/CN115450212B/zh
Publication of CN115450212A publication Critical patent/CN115450212A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115450212B publication Critical patent/CN115450212B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/10—Deep foundations
    • E02D27/12—Pile foundations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/046—Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/38—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Abstract

本申请涉及桥梁工程领域，具体公开了一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，包括以下步骤：S1、施工准备；S2、锁口施工；S3、桩孔施工；S4、浇筑粘结砼并放入钢筋笼；S5、灌注桩身砼；所述桩身砼包括以下重量份的组分：270‑310份水泥、170‑200份硅粉、1100‑1300份碎石、45‑50份粉煤灰、460‑500份河砂、9‑12份减水剂、100‑120份环氧树脂乳液、50‑60份固化剂、25‑30份奇士增韧剂、70‑100份水、50‑70份改性橡胶颗粒。本申请的高陡坡桩基施工方法浇筑成的桩基具有抗冲击强度和耐冲磨强度高，稳定性好的优点。

Description

一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法
技术领域
本申请涉及桥梁工程技术领域，更具体地说，它涉及一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法。
背景技术
罗家坪特大桥是G4216线金阳至宁南段高速公路的一项重点控制性工程，该工程的建成对完善川西南高速公路网络，加快川西南开发将发挥重要作用，桥址所在处为U型深切峡谷垮冲沟，地质复杂环境恶劣，导致桥梁施工过程中风险极大。
桩基具有承载力高、沉降量小而较均匀的特点，几乎可以应用于各种工程地质和各种类型的工程，尤其是适用于建筑在软弱地基上的重型建筑物。在桥梁工程中，岩质陡坡上的桥梁桩基施工时，通过采用以下工序进行，首先分台阶修建钻孔平台，接着分台阶逐排施作孔桩，并采用圆墩柱模板进行接桩施工，最后采用满堂支架台阶法进行承台施工。
针对上述中的相关技术，发明人发现目前的桩基施工方法制成的混凝土桩基，在发生边坡泥石流时，泥石流对桩基产生较大的冲击，进而易导致桩基产生裂纹，影响桩基的使用寿命。
发明内容
为了提高高陡坡桩基的抗冲击性，延长使用寿命，本申请提供一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法。
第一方面，本申请提供一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，采用如下的技术方案：
一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，包括以下步骤：
S1、施工准备：对施工现场进行探测，确定地质情况，并对施工现场进行修正夯实，然后测量定位，得到桩基位置；
S2、锁口施工：在桩基位置处进行初步挖掘，得到桩口，在桩口四周设置环形挡板和锁口模板，并在环形挡板和锁口模板之间布置加强钢筋和注入砼，形成砼锁口；其中，所述环形挡板的中心线与所述坑口的轴线重合，所述锁口模板围绕着所述环形挡板的外侧设置；
S3、桩孔施工：以桩基位置为桩孔的中心，在桩基位置上进行土地挖掘，直到挖掘深度满足预设条件时停止挖掘，得到桩孔；
S4、浇筑粘结砼并放入钢筋笼：在桩孔内浇筑粘结砼，在粘结砼未凝固时，将钢筋笼垂直下放至桩孔内，使钢筋笼和桩孔的中心重合；
S5、灌注桩身砼：在粘结砼未凝固时，向钢筋笼内放入导管，并沿导管向桩孔内注入桩身砼，并逐步缓慢匀速拔起导管，完成对桩孔的浇注，得到高陡坡桩基；
所述桩身砼包括以下重量份的组分：270-310份水泥、170-200份硅粉、1100-1300份碎石、45-50份粉煤灰、460-500份河砂、9-12份减水剂、100-120份环氧树脂乳液、50-60份固化剂、25-30份奇士增韧剂、70-100份水、50-70份改性橡胶颗粒。
通过采用上述技术方案，在桩基位置处初步挖掘后，在桩口四周用环形挡板和锁口模板进行安全防护，待砼凝固后，拆除环形挡板和锁口模板，能有效固定初步挖掘好的桩口，防止桩口坍塌，防止杂物滚入桩口内伤人；然后在桩孔内先浇筑粘结砼，放入钢筋笼后，在粘结砼为凝固时浇筑桩身砼，粘结砼和桩身砼接触，二者之间的界面粘结力大，粘结砼能增强桩基与坡面的粘结稳定性，并提高钢筋笼的底部稳定性，提高整个桩基的抗冲击力；桩身砼使用环氧树脂乳液、硅粉、改性橡胶颗粒等组分，环氧树脂是一类固化物具有良好的力学性能的热固性树脂，利用环氧树脂乳液的高粘结性，改善桩身砼浆液的粘稠度，凝固后，与河砂、碎石等粘合，河砂和碎石等很难被含砂石的冲击物剥离出来，从而改善桩基的耐冲击性，且将环氧树脂乳液和固化剂、奇士增韧剂配合使用，使内部形成海岛结构，具有海岛结构的混凝土断裂韧性，抗裂性能和抗冲磨性能均有明显的提高；硅粉具有较强的水化活性，灰分的火山灰反应改变了C-S-H结构中的Q分布和C-S-H的聚合度，在这个过程中，硅粉结构中的Si-O-Si共价键在碱性环境中断裂后形成的水化硅酸根单体与C-S-H二聚体以及钙离子、氢氧根离子结合，形成高聚C-S-H，硅粉优化了C-S-H结构，使得C-S-H结构有序性增强，结构更加密实，凝胶性更强，从而改善了桩身砼的强度和抗冲磨性能；改性橡胶颗粒掺入桩身砼中，填充桩身砼中的空隙，使桩身砼更加密实，且由于橡胶颗粒弹性较大，在破坏时能有效阻止裂缝的扩展，在一定程度上增加了桩身砼的韧性，在冲击破坏过程中，橡胶颗粒既能缓解裂纹尖端的应力集中，又能发挥吸收冲击能量的作用，提高抗冲击强度。
可选的，所述改性橡胶颗粒包括以下重量份的原料：10-20份氧化铝、3-6份聚乙烯醇、0.5-1份致孔剂、10-20份玻璃粉、10-20份橡胶颗粒、20-40份水。
通过采用上述技术方案，氧化铝具有较好的机械强度和耐磨性，玻璃粉为无定型硬质颗粒，具有较好的耐磨性和硬度，能改善橡胶颗粒的耐磨性和强度。
可选的，所述改性橡胶颗粒采用以下方法制成：
将致孔剂和氧化铝混匀，制得混合粉末，加入1/3用量的聚乙烯醇，球化，制得混合球体；将所述混合球体在600-650℃下煅烧2-2.5h，然后微波加热至1200-1300℃，保温15-20min，制得中间球体；
将1/2用量的玻璃粉和1/2用量水混合，制成浆料，喷涂在中间球体上，升温至1300-1350℃，保温5-6h，冷却，制得加强球体；
将剩余玻璃粉、聚乙烯醇、橡胶颗粒和水混合，均匀喷涂在加强球体上，干燥，制成改性橡胶颗粒。
通过采用上述技术方案，氧化铝和致孔剂在聚乙烯醇的粘结下，制成混合球体，在微波加热作用下，去除致孔剂，使制成的中间球体呈现多孔结构，再将玻璃粉制成的浆料涂覆在中间球体上，经升温后，玻璃粉熔融，并缓慢渗入中间球体中，填充孔隙并与中间球体形成相互连接、锁结的网状结构，这种网状结构能有效阻止裂纹的扩展，从而增强了整个球体的强度和断裂韧性，最后利用聚乙烯醇的粘结性，将橡胶颗粒和玻璃粉粘结在加强球体表面，橡胶颗粒能较好的吸收能量，在加强球体表面形成一层弹性保护层，能延长冲磨破坏事件，使加强球体表现出较高的抗冲磨强度，而玻璃粉磨细到一定程度时具有碱活性，能与桩身砼内氢氧化钙反应生成C-S-H凝胶，改善了改性橡胶颗粒与水泥等材料的粘结强度，延长改性橡胶颗粒在冲磨过程中的有效工作时间，从而使桩身砼的抗冲磨强度得到进一步的提高，而且玻璃粉的碱化反应，还能进一步提升桩身砼内的紧密度，提高桩身砼的抗压强度和抗磨性。
可选的，所述橡胶颗粒由以下方法制成：
将橡胶废弃物经破碎、研磨，加入到质量浓度为5-7％的氢氧化钠溶液中，浸泡2-3h，室温下干燥至恒定。
通过采用上述技术方案，氢氧化钠溶液可与橡胶颗粒表面的硬脂酸锌产生化学反应，形成溶于水的混合物，提高橡胶颗粒与水泥基体的界面粘结强度，同时氢氧化钠能对橡胶颗粒表面产生微量腐蚀，增加了橡胶颗粒表面的粗糙度，有利于提高橡胶颗粒与桩身砼的界面粘结性。
可选的，所述改性橡胶颗粒的粒径为5-10mm，玻璃粉的粒径为0.08-0.6mm。
通过采用上述技术方案，改性橡胶颗粒较大，能在桩身砼内部间距适中、分散均匀，可有效吸收冲磨和冲击应力，减少应力损伤破坏，提高桩身砼的抗冲磨强度；玻璃粉的细度小，能填充于橡胶颗粒相邻的孔隙内，使改性橡胶颗粒的致密度增大，提高桩身砼的抗压强度。
可选的，所述桩身砼的制备方法，包括以下步骤：
将碳纤维浸渍在氯化镍的水溶液中，取出，烘干，将碳纤维在700-800℃的火焰上放置30-40min，冷却至室温后，在臭氧内放置4-5h，获得改性碳纤维，碳纤维和氯化镍的质量比为1:(0.1-0.2)；
将改性碳纤维和环氧树脂乳液混合均匀，制成改性环氧树脂，环氧树脂乳液和改性碳纤维的质量比为1:(0.1-0.3)；
将改性环氧树脂、河砂和碎石混合均匀，加入固化剂和奇士增韧剂，混匀后，加入水泥、硅粉、粉煤灰、水和改性橡胶颗粒，制得桩身砼。
通过采用上述技术方案，碳纤维的重量轻、具有特殊的强度、弹性模量高、尺寸稳定、抗疲劳、耐高温，将其与环氧树脂乳液直接混合时，易出现碳纤维无法均匀分散，而被包裹成纤维球团，导致桩身内部结构致密性下降，因此将碳纤维表面浸渍氯化镍作为催化剂，火焰燃烧后会在碳纤维上产生含碳氧化物，含碳氧化物与氯化镍发生氧化还原反应，使得碳源逐渐沉淀在碳纤维上，最终形成碳纳米管，而且碳纳米管相互缠绕的分布在碳纤维上，碳纳米管能起到连接碳纤维和环氧树脂乳液的作用；而且将表面含有碳纳米管的碳纤维在臭氧下处理，碳纳米管表面会存在一些极性基团，如羟基、羧基等，能改善碳纳米管与环氧树脂乳液的相容性，提高碳纤维在环氧树脂乳液中的分散水平，使碳纤维更高的包埋在环氧树脂乳液中，而被包埋的碳纤维，随环氧树脂乳液在桩身砼中，能相互搭接，改善桩身砼的抗裂性，提高其耐冲磨强度。
可选的，所述粘结砼的浇注深度为桩孔深度为30-50％。
通过采用上述技术方案，桩孔内含有其深度30-50％的粘结砼，剩余其余深度处浇筑桩身砼，因此桩孔内含有粘结砼和桩身砼，粘结砼具有高粘性，能提高桩身砼与桩孔底部的粘度，提高桩基的稳定性。
可选的，所述粘结砼包括以下重量份的原料：240-290份水泥、1340-1490份石子、50-80份硅粉、110-130份水、43-83份粉煤灰、630-695份河砂、2.1-2.9份减水剂、80-110份高分子聚合物乳液、20-40份高粘沥青、50-80份聚乙烯醇纤维、20-50份碳纳米管。
通过采用上述技术方案，高分子聚合物乳液能均匀分布在粘结砼中，随着水泥的水化，自由水不断的被水泥水化反应所消耗，乳液中的水分减少，其中的聚合物颗粒不断融合联结形成网状体系，因此水泥浆体与网状体系相互交织，形成独特的立体三维网络，水泥浆体和网状聚合物体系组成了空间的立体交叉结构，提高水泥等材料的粘结力，进而使水泥等材料的抗拉性能和抗裂性能得到大幅提升；碳纳米管具有良好的物理力学性能，其抗拉强度高，弹性模量大，能增强水泥基材料的抗拉强度和抗裂性，且其表现出良好的抗疲劳性及各向同性，能改善粘结砼的与桩身砼的界面粘结性能，提高桩基的稳定性，聚乙烯醇纤维能在骨料与水泥之间形成良好的搭接效果，在粘结砼内相互牵制、连接，形成一个阻碍裂缝扩展、连通的乱向支撑体系，改善粘结砼内部的结构致密度，提升粘结砼的劈裂抗拉强度、抗冲磨性能。
可选的，所述高分子聚合物乳液选自SBR、PAE、EVA中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，SBR、PAE和EVA能随着水泥水化，填充了粘结砼内部的孔隙，且具有较高的粘结性，提高粘结砼与钢筋笼的粘结力，改善整个桩基的稳定性。
可选的，所述高粘沥青为AH-70沥青。
通过采用上述技术方案，AH-70为加热熔化后具有较好的流动性、热稳定性、持久的黏附性、弹塑性及抗水性，能增强粘结砼与桩孔底部、钢筋和桩身砼的粘结强度，提高桩基的稳定性。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请中优选采用改性橡胶颗粒、硅粉、环氧树脂乳液和奇士增韧剂等制备桩身砼，多种组分协同作用，使制成的桩基具有强度高、抗冲击力强、抗冲磨强度优异的特点。
2、本申请中优选使用氧化铝和致孔剂经烧结后制成含有多孔隙结构的球体，再利用高温熔融玻璃渗透进入孔隙结构，制成玻璃和陶瓷复合的加强球体，最后在加强球体上利用聚乙烯醇黏附玻璃粉和橡胶颗粒，玻璃粉的黏附能改善整个改性橡胶颗粒的桩身砼内部组分的界面粘结力，并提高桩身砼的致密度，进而改善桩身砼的耐冲磨强度。
3、本申请中优选使用碳纤维经氯化镍催化，在碳纤维上形成碳纳米管，然后利用碳纳米管改善碳纤维与环氧树脂乳液的相容性，从而在环氧树脂乳液中引入力学性能强的碳纤维，碳纤维的加入能在桩身砼内相互搭接，改善混凝土的劈裂抗拉强度，提高抗裂性和抗冲击性。
4、本申请中优选使用高分子聚合物乳液、碳纳米管、聚乙烯醇纤维等制成粘结砼，粘结砼的粘结性高，与钢筋笼之间的握裹力好，并且改善桩身砼与坡面的粘结力，同时粘结砼与桩身砼之间的粘结强度达到70MPa左右，与桩身砼的本体强度相近，从而获得力学强度均一稳定的桩基。
具体实施方式
改性橡胶颗粒的制备例
制备例1：将1kg致孔剂和20kg氧化铝混匀，制得混合粉末，加入2kg的聚乙烯醇，球化，制得混合球体，致孔剂为碳酸氢铵；
将混合球体在650℃下煅烧2h，然后微波加热至1300℃，保温15min，制得中间球体；
将10kg玻璃粉和20kg水混合，制成浆料，喷涂在中间球体上，升温至1350℃，保温5h，冷却，制得加强球体；
将剩余10kg玻璃粉、4kg聚乙烯醇、20kg橡胶颗粒和20kg水混合，均匀喷涂在加强球体上，干燥，制成改性橡胶颗粒，橡胶颗粒由以下方法制成：将橡胶废弃物经破碎、研磨，加入到质量浓度为5％的氢氧化钠溶液中，浸泡3h，室温下干燥至恒定，玻璃粉的粒径为0.08mm。
制备例2：将0.5kg致孔剂和10kg氧化铝混匀，制得混合粉末，加入1kg的聚乙烯醇，球化，制得混合球体，致孔剂为碳酸氢铵；
将混合球体在600℃下煅烧2.5h，然后微波加热至1200℃，保温20min，制得中间球体；
将5kg玻璃粉和10kg水混合，制成浆料，喷涂在中间球体上，升温至1300℃，保温6h，冷却，制得加强球体；
将剩余5kg玻璃粉、2kg聚乙烯醇、10kg橡胶颗粒和10kg水混合，均匀喷涂在加强球体上，干燥，制成改性橡胶颗粒，将橡胶废弃物经破碎、研磨，加入到质量浓度为7％的氢氧化钠溶液中，浸泡2h，室温下干燥至恒定，橡胶颗粒由以下方法制成：将橡胶废弃物经破碎、研磨，加入到质量浓度为5％的氢氧化钠溶液中，浸泡3h，室温下干燥至恒定，玻璃粉的粒径为0.6mm。
制备例3：与制备例1的区别在于，
将1kg致孔剂和20kg氧化铝混匀，制得混合粉末，加入2kg的聚乙烯醇，球化，制得混合球体，致孔剂为碳酸氢铵；
将10kg玻璃粉、4kg聚乙烯醇、20kg橡胶颗粒和20kg水混合，均匀喷涂在加强球体上，干燥，制成改性橡胶颗粒，橡胶颗粒由以下方法制成：将橡胶废弃物经破碎、研磨，加入到质量浓度为5％的氢氧化钠溶液中，浸泡3h，室温下干燥至恒定。
制备例4：将1kg致孔剂和20kg氧化铝混匀，制得混合粉末，加入2kg的聚乙烯醇，球化，制得混合球体，致孔剂为碳酸氢铵；
将混合球体在650℃下煅烧2h，然后微波加热至1300℃，保温15min，制得中间球体；
将10kg玻璃粉和20kg水混合，制成浆料，喷涂在中间球体上，升温至1350℃，保温5h，冷却，制得加强球体；
将4kg聚乙烯醇、20kg橡胶颗粒和20kg水混合，均匀喷涂在加强球体上，干燥，制成改性橡胶颗粒，橡胶颗粒由以下方法制成：将橡胶废弃物经破碎、研磨，加入到质量浓度为5％的氢氧化钠溶液中，浸泡3h，室温下干燥至恒定。
制备例5：与制备例1的区别在于，将20kg氧化铝、20kg玻璃粉、6kg聚乙烯醇、40kg水、1kg致孔剂和橡胶颗粒混合，干燥。
实施例
实施例1：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，包括以下步骤：
S1、施工准备：对施工现场进行探测，确定地质情况，并对施工现场进行修正夯实，然后测量定位，得到桩基位置；
S2、锁口施工：在桩基位置处进行初步挖掘，得到桩口，在桩口四周设置环形挡板和锁口模板，并在环形挡板和锁口模板之间布置加强钢筋和注入砼，形成砼锁口；其中，所述环形挡板的中心线与所述坑口的轴线重合，所述锁口模板围绕着所述环形挡板的外侧设置；
S3、桩孔施工：以桩基位置为桩孔的中心，在桩基位置上进行土地挖掘，直到挖掘深度满足预设条件时停止挖掘，得到桩孔；
S4、浇筑粘结砼并放入钢筋笼：在桩孔内浇筑粘结砼，在粘结砼未凝固时，将钢筋笼垂直下放至桩孔内，使钢筋笼和桩孔的中心重合，粘结砼的浇注深度为桩孔深度的50％；
S5、灌注桩身砼：在粘结砼未凝固时，向钢筋笼内放入导管，并沿导管向桩孔内注入桩身砼，并逐步缓慢匀速拔起导管，完成对桩孔的浇注，得到高陡坡桩基。
浇筑砼的原料用量如表1所示，其中水泥为硅酸盐P.O42.5水泥，硅粉的比表面积为22205m2/kg，碎石粒径为30mm，粉煤灰为II级粉煤灰，河砂的细度模数为2.8，减水剂为聚羧酸减水剂，固化剂为苯酐，奇士增韧剂型号为QS-BE，改性橡胶颗粒由制备例1制成；浇筑砼的制备方法，包括以下步骤：
将碳纤维浸渍在氯化镍的水溶液中，取出，烘干，将碳纤维在700℃的火焰上放置40min，冷却至室温后，在臭氧内放置4h，获得改性碳纤维，碳纤维和氯化镍的质量比为1:0.1；
将改性碳纤维和环氧树脂乳液混合均匀，制成改性环氧树脂，环氧树脂乳液和改性碳纤维的质量比为1:0.1；
将改性环氧树脂、河砂和碎石混合均匀，加入固化剂和奇士增韧剂，混匀后，加入水泥、硅粉、粉煤灰、水和改性橡胶颗粒，制得桩身砼。
粘结砼由表2所示的原料在48℃下混合制成，其中水泥为硅酸盐P.O42.5水泥，石子的粒径为20mm，硅粉的比表面积为22205m2/kg，粉煤灰为II级粉煤灰，减水剂为聚羧酸减水剂，高分子聚合物乳液为SBR，高粘沥青为AH-70沥青。
表1桩基砼的原料用量
Figure BDA0003849410070000071
/>
Figure BDA0003849410070000081
表2粘结砼的原料用量
Figure BDA0003849410070000082
/>
实施例2-3：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，桩身砼的原料用量如表1所示，粘结砼的原料用量如表2所示。
实施例4：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，桩身砼中改性橡胶颗粒由制备例2制成。
实施例5：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，桩身砼中改性橡胶颗粒由制备例3制成。
实施例6：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，桩身砼中改性橡胶颗粒由制备例4制成。
实施例7：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，桩身砼中改性橡胶颗粒由制备例5制成。
实施例8：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，桩身砼的制备方法为：
将碳纤维浸渍在氯化镍的水溶液中，取出，烘干，将碳纤维在700℃的火焰上放置40min，冷却至室温后，获得改性碳纤维，碳纤维和氯化镍的质量比为1:0.1；
将改性碳纤维和环氧树脂乳液混合均匀，制成改性环氧树脂，环氧树脂乳液和改性碳纤维的质量比为1:0.1；
将改性环氧树脂、河砂和碎石混合均匀，加入固化剂和奇士增韧剂，混匀后，加入水泥、硅粉、粉煤灰、水和改性橡胶颗粒，制得桩身砼。
实施例9：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，桩身砼的制备方法为：
将碳纤维和环氧树脂乳液混合均匀，制成改性环氧树脂，环氧树脂乳液和碳纤维的质量比为1:0.1；
将改性环氧树脂、河砂和碎石混合均匀，加入固化剂和奇士增韧剂，混匀后，加入水泥、硅粉、粉煤灰、水和改性橡胶颗粒，制得桩身砼。
实施例10：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，桩身砼的制备方法为：将环氧树脂、河砂和碎石混合均匀，加入固化剂和奇士增韧剂，混匀后，加入水泥、硅粉、粉煤灰、水和改性橡胶颗粒，制得桩身砼。
实施例11：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，粘结砼中未添加高粘沥青。
实施例12：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，粘结砼中未添加高分子聚合物乳液。
实施例13：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，粘结砼中未添加聚乙烯醇纤维。
实施例14：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，粘结砼中未添加碳纳米管。
对比例
对比例1：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，桩基砼中，使用等量橡胶颗粒替代改性橡胶颗粒。
对比例2：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，桩基砼中，未添加改性橡胶颗粒。
对比例3：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，桩基砼中，未添加奇士增韧剂。
对比例4：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，桩基砼中，未添加环氧树脂乳液。
对比例5：一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，与实施例1的区别在于，桩基砼为混凝土拌合料，包括以下重量份的组分：硅酸盐水泥435kg、细砂390kg、中粗砂235kg、石子1170kg、矿粉93kg、水161kg、泵送剂128kg、聚丙烯网状纤维1.4kg，细砂的细度模数为1-2mm，中粗砂的细度模数为4-5mm，石子的粒径为5-25mm，硅酸盐水泥为P·O42.5硅酸盐水泥，矿粉为S95级矿粉，聚丙烯网状纤维的长度为15-20mm。
上述桩基混凝土拌合料的拌合方法，边搅拌边依次投入石子、聚丙烯网状纤维、矿粉、粗砂及细砂，搅拌2分钟，使聚丙烯网状纤维充分打开，然后加入硅酸盐水泥、水及泵送剂，搅拌均匀即可。
性能检测试验
按照实施例1-14和对比例1-4中施工方法浇筑桩基，并参照以下方法对桩身砼或粘结砼的性能进行检测；
1、桩身砼的性能检测：
(1)抗压强度和劈裂抗拉强度：按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》检测实施例1-10和对比例1-4中桩身砼浇筑形成的高陡坡桩基的28d抗压强度和劈裂抗拉强度，将测试结果记录于表3中。
(2)初裂抗冲击次数：参照CECS13-2009《纤维混凝土试验方法标准》中的落锤法检测实施例1-10和对比例1-4中桩身砼浇筑形成的高陡坡桩基的抗冲击强度，将测试结果记录于表3中；试验采用直径为150mm，厚度为65mm的圆饼形试件，冲击锤重量为4.5kg，冲击球直径为63mm，冲击架高度保证冲击锤质心与冲击球表面距离为500mm，抗冲击试验步骤为：①试验应提前一天取出试件，晾干表面，将晾干后的试件放置于冲击架底盘中央位置，在试件顶面中央位置放置好冲击钢球；②保证冲击锤质心与冲击球表面距离500mm的高度，让冲击锤自由落下，冲击放置于试件顶部中央的冲击钢球，每完成一次冲击为一个循环次数；③仔细观察试件的顶面和底面，当试件顶面或底面出现第一条裂缝时的冲击循环次数即为初裂冲击次数，将测试结果记录于表3中。
(3)抗冲磨强度：参照DLT5150-2001《水工混凝土试验规程》中方法检测实施例1-10和对比例1-4中桩身砼浇筑形成的高陡坡桩基的抗冲磨强度，将测试结果记录于表3中；测试时，保持风压为0.8MPa，风量为4m3/min，加砂速度为40-50g/s，记录冲磨历时T，称量试件的磨料砂平均消耗量M，称量6块试件磨损前后质量损失量(G1-G2)，根据下式计算抗冲磨系数：L＝(G1-G2)/M，重复上述试验至少4次，以保证结果精度，取平均值L，根据下式计算抗冲磨强度：F＝TPA/LM，式中，F为抗冲磨强度，h/cm；A为试件受冲磨面积，225cm2，P为混凝土密度，g/cm3；T为冲磨历时，h，试件的磨料砂平均消耗量M，g。
2、粘结砼的性能检测：参照GB/T15762-2020《蒸压加气混凝土板》中附录D蒸压加气混凝土钢筋粘着力试验方法，检测实施例1-3和实施例11-14中粘结砼与钢筋笼的粘着力，将检测结果记录于表4中。
表3桩身砼浇筑形成的高陡坡桩基的性能检测结果
Figure BDA0003849410070000111
Figure BDA0003849410070000121
实施例1-3中使用制备例1制成的改性橡胶颗粒，浇筑形成的桩基，抗压强度高，抗冲击性强，耐冲磨性好，具有较好的工程稳定性。
实施例4中使用制备例2制成的改性橡胶颗粒，浇筑形成的桩基测试结果，与实施例1相近，具有较好的抗冲磨和耐冲击性。
实施例5中使用制备例3制成的改性橡胶颗粒，其中未在混合球体上渗透玻璃粉，与实施例1相比，实施例5浇筑制成的桩基初裂冲击次数减小，抗冲击性能下降，且抗冲磨强度下降，耐磨性减弱，力学强度降低。
实施例6中使用制备例4制成的改性橡胶颗粒，制备例4中未在加强球体的表面粘附玻璃粉，与实施例1相比，实施例6制备的桩身砼抗压强度下降，耐冲磨强度减弱，抗冲击性下降。
实施例7中使用制备例5制成的改性橡胶颗粒，改性橡胶颗粒的制备未进行高温玻璃粉熔融渗透，仅采用共混方法制备，表3内显示，实施例7制备的桩身砼力学性能有所下降。
实施例8中在制备桩身砼时，未使用臭氧，对碳纤维进行处理，与实施例1相比，桩身砼的抗冲磨强度减弱，抗压强度下降，实施例9中使用未改性的碳纤维，与实施例8相比，桩身砼的抗冲磨强度进一步下降，说明改性碳纤维能改善桩身砼的力学强度和抗冲磨强度。
实施例10中，未使用改性碳纤维对环氧树脂进行改性，与实施例9相比，实施例10制成的桩身砼的性能下降，说明使用改性碳纤维能进一步改善桩身砼的力学强度。
对比例1与实施例1相比，使用未改性的橡胶颗粒，对比例2与实施例1相比，未添加改性橡胶颗粒，表3内显示，实施例2制成的桩基抗压强度降低，且抗冲磨性减弱，实施例1制备的桩身砼虽然抗压强度下降，但抗冲磨强度有所改善。
对比例3与实施例1相比，桩身砼中未添加奇士增韧剂，对比例4与实施例1相比，桩身砼中未添加环氧树脂乳液，对比例3和对比例4与实施例1相比，桩身砼的抗压强度有所减弱，特别是抗冲磨强度，下降明显。
对比例5为现有技术制备的桩基混凝土拌合料，经浇筑成型，制得的桩基抗压强度仅为C50级，抗冲击性和抗冲磨性不及本申请实施例1。
表4粘结砼与钢筋之间的粘着力
Figure BDA0003849410070000131
表4内显示，实施例1-3中使用高粘沥青、聚合物乳液、PVA纤维和碳纳米管等制成的粘结砼与钢筋笼之间的粘着力高，能有效稳定钢筋笼，提高桩基的稳定性。
实施例11-14中粘结砼与钢筋笼的粘着力与实施例1相比，有所下降，说明添加高粘沥青、高分子聚合物乳液、PVA纤维、碳纳米管能改善粘结砼与钢筋笼的粘着力，提高对钢筋的握裹力，改善钢筋笼的稳定性，提高桩基的耐冲击性。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、施工准备：对施工现场进行探测，确定地质情况，并对施工现场进行修正夯实，然后测量定位，得到桩基位置；
S2、锁口施工：在桩基位置处进行初步挖掘，得到桩口，在桩口四周设置环形挡板和锁口模板，并在环形挡板和锁口模板之间布置加强钢筋和注入砼，形成砼锁口；其中，所述环形挡板的中心线与坑口的轴线重合，所述锁口模板围绕着所述环形挡板的外侧设置；
S3、桩孔施工：以桩基位置为桩孔的中心，在桩基位置上进行土地挖掘，直到挖掘深度满足预设条件时停止挖掘，得到桩孔；
S4、浇筑粘结砼并放入钢筋笼：在桩孔内浇筑粘结砼，在粘结砼未凝固时，将钢筋笼垂直下放至桩孔内，使钢筋笼和桩孔的中心重合；
S5、灌注桩身砼：在粘结砼未凝固时，向钢筋笼内放入导管，并沿导管向桩孔内注入桩身砼，并逐步缓慢匀速拔起导管，完成对桩孔的浇注，得到高陡坡桩基；
所述桩身砼包括以下重量份的组分：270-310份水泥、170-200份硅粉、1100-1300份碎石、45-50份粉煤灰、460-500份河砂、9-12份减水剂、100-120份环氧树脂乳液、50-60份固化剂、25-30份奇士增韧剂、70-100份水、50-70份改性橡胶颗粒；
所述改性橡胶颗粒采用以下方法制成：
将致孔剂和氧化铝混匀，制得混合粉末，加入1/3用量的聚乙烯醇，球化，制得混合球体；
将所述混合球体在600-650℃下煅烧2-2.5h，然后微波加热至1200-1300℃，保温15-20min，制得中间球体；
将1/2用量的玻璃粉和1/2用量水混合，制成浆料，喷涂在中间球体上，升温至1300-1350℃，保温5-6h，冷却，制得加强球体；
将剩余玻璃粉、聚乙烯醇、橡胶颗粒和水混合，均匀喷涂在加强球体上，干燥，制成改性橡胶颗粒。
2.根据权利要求1所述的基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，其特征在于：所述改性橡胶颗粒包括以下重量份的原料：10-20份氧化铝、3-6份聚乙烯醇、0.5-1份致孔剂、10-20份玻璃粉、10-20份橡胶颗粒、20-40份水。
3.根据权利要求1所述的基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，其特征在于，所述橡胶颗粒由以下方法制成：
将橡胶废弃物经破碎、研磨，加入到质量浓度为5-7%的氢氧化钠溶液中，浸泡2-3h，室温下干燥至恒定。
4.根据权利要求1所述的基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，其特征在于，所述改性橡胶颗粒的粒径为5-10mm，玻璃粉的粒径为0.08-0.6mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，其特征在于，所述桩身砼的制备方法，包括以下步骤：
将碳纤维浸渍在氯化镍的水溶液中，取出，烘干，将碳纤维在700-800℃的火焰上放置30-40min，冷却至室温后，在臭氧内放置4-5h，获得改性碳纤维，碳纤维和氯化镍的质量比为1:（0.1-0.2）；
将改性碳纤维和环氧树脂乳液混合均匀，制成改性环氧树脂，环氧树脂乳液和改性碳纤维的质量比为1:（0.1-0.3）；
将改性环氧树脂、河砂和碎石混合均匀，加入固化剂和奇士增韧剂，混匀后，加入水泥、硅粉、粉煤灰、水和改性橡胶颗粒，制得桩身砼。
6.根据权利要求1所述的基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，其特征在于，所述粘结砼的浇注深度为桩孔深度为30-50%。
7.根据权利要求1所述的基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，其特征在于，所述粘结砼包括以下重量份的原料：240-290份水泥、1340-1490份石子、50-80份硅粉、110-130份水、43-83份粉煤灰、630-695份河砂、2.1-2.9份减水剂、80-110份高分子聚合物乳液、20-40份高粘沥青、50-80份聚乙烯醇纤维、20-50份碳纳米管。
8.根据权利要求7所述的基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，其特征在于，所述高分子聚合物乳液选自SBR、PAE、EVA中的一种或几种。
9.根据权利要求7所述的基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法，其特征在于，所述高粘沥青为AH-70沥青。
CN202211127332.7A 2022-09-16 2022-09-16 一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法 Active CN115450212B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211127332.7A CN115450212B (zh) 2022-09-16 2022-09-16 一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211127332.7A CN115450212B (zh) 2022-09-16 2022-09-16 一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115450212A CN115450212A (zh) 2022-12-09
CN115450212B true CN115450212B (zh) 2023-06-06

Family

ID=84304371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211127332.7A Active CN115450212B (zh) 2022-09-16 2022-09-16 一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115450212B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104016664A (zh) * 2013-02-28 2014-09-03 云南银峰新材料有限公司 一种低介电常数微波陶瓷材料的制备方法
CN103408899B (zh) * 2013-07-16 2015-06-03 同济大学 一种类树结构微纳吸波剂/环氧树脂复合吸波材料的制备方法
CN210151746U (zh) * 2019-05-23 2020-03-17 海天建设集团有限公司 钢管混凝土支撑柱中桩柱不同强度砼水下置换施工装置
CN112281897A (zh) * 2020-10-19 2021-01-29 中铁六局集团有限公司 一种桥梁桩基的施工方法
CN114163207B (zh) * 2021-12-08 2023-03-24 深圳市恒星建材有限公司 一种高强低弹水工抗冲磨混凝土及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
水工混凝土抗冲磨材料的应用进展;李光宇;张海燕;曹四伟;;路基工程(第02期);165-166 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115450212A (zh) 2022-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105367010B (zh) 一种道路用固化剂及基层固化方法
CN109678430B (zh) 管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土及其制备方法
CN107572936B (zh) 聚合物泡沫混凝土及其制备方法和用途
CN114180930B (zh) 高水压超大直径水下盾构隧道双液注浆浆液及工艺与应用
CN110627439B (zh) 一种伸缩缝过渡区超高性能混凝土及其制备方法
KR101692691B1 (ko) 친환경 콘크리트 옹벽 블록 조성물 및 이를 이용하여 제조된 친환경 콘크리트 옹벽 블록
CN110981327A (zh) 一种改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土及其制备方法
CN110451878A (zh) 一种低收缩抗冲磨超高韧性混凝土及其制备方法
KR102045081B1 (ko) 친환경인 바잘트 섬유를 이용하여 비산 먼지를 저감한 동결융해 저항성 초속경 고강도 콘크리트 조성물
CN111470821A (zh) 一种高性能纤维混凝土及其制备方法
CN112430044A (zh) 一种抗氯离子侵蚀的透水再生混凝土及制备方法
Lakhiar et al. Mechanical and durability properties of epoxy mortar incorporating coal bottom ash as filler
JP2021075450A (ja) 柱房式採炭法用の鉱柱補強方法
CN112408880A (zh) 一种玄武岩纤维透水混凝土及其制备方法
CN112174584A (zh) 一种半柔性路面材料及路面结构铺装方法
US20040025752A1 (en) Water-based cement including boiler ash as chemically active ingredient
CN115259802A (zh) 一种兼具氯离子固化能力和韧性的海水海砂混凝土
CN105130343A (zh) 一种轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料及制备方法
CN104496337A (zh) 纳米粘土改性纤维水泥砂浆及其制备方法
CN114262195A (zh) 一种抗分散纤维膨润土动水注浆材料及其制备方法
CN111978036B (zh) 一种c50级海洋高性能混凝土
CN115450212B (zh) 一种基于混凝土护壁的高陡坡桩基施工方法
CN104894975B (zh) 一种混凝土的糙化方法
CN117105546A (zh) 一种富金属水泥添加剂及其用钢筋改良混凝土性能的应用
CN111087203A (zh) 一种高阻尼混凝土及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant