CN204491565U - 可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构，该可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构，其特征在于：包括插入海礁盘内的多个预制混凝土桩和设在预制桩上的混凝土平台。该可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构可降低海礁成岛的建设成本，提高海礁成岛的施工效率。

Description

可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构

技术领域：

本实用新型涉及土木建筑技术领域，是一种可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构。

背景技术：

人工岛作为人类利用海洋资源的重要手段，在多领域内发挥着巨大的效益，它可作为工业生产用地、交通运输场所、储藏场地、废弃物处理场等。目前海礁盘的人工岛工程主要采用吹沙技术，将海沙吹进泻湖里，这种填海造岛的工程量非常大，施工难度较大，施工周期较长，工程造价也非常昂贵。

发明内容：

 本实用新型的目的在于提供一种可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构，该可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构可降低海礁成岛的建设成本，提高海礁成岛的施工效率。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

本实用新型可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构，其特征在于：包括插入海礁盘内的多个预制混凝土桩和设在预制桩上的混凝土平台。

进一步的，上述混凝土桩为超高性能混凝土制成。

进一步的，上述混凝土平台由薄壁筒体和设在薄壁筒体内的填充物构成，所述薄壁筒体由超高性能混凝土制成，填充物为混凝土。

进一步的，上述混凝土桩下端设有超高性能混凝土桩头。

进一步的，上述混凝土桩桩身的横截面为圆形、矩形、方形、环形或工字型，桩头为实心圆锥形结构。

本实用新型可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构的施工工艺，其特征在于：其按以下步骤进行：

（一）在陆地上预制超高性能混凝土桩，通过海运运输到海礁盘附近，利用海上平台将超高性能混凝土桩打入海礁盘中；

（二）待超高性能混凝土桩施工完毕后，在其上面施工一个超高性能混凝土薄壁筒体；

（三）在超高性能混凝土薄壁筒体填充普通混凝土，使两者形成整体共同受力；

（四）最后在其平台上面建设人工岛相应的设施。

进一步的，上述混凝土桩桩身的横截面为圆形、矩形、方形、环形或工字型，桩头为实心圆锥形结构。

本实用新型超高性能混凝土是续高强度、高性能混凝土之后研究成功的一种超高强、低脆性、耐久性优异的新型混凝土材料。同普通混凝土相比，超高性能混凝土具有极高的抗压和抗折强度、超高的抗渗性及良好的耐磨性、较好的延性和较高的抗拉强度，使其在市政、石油、核电、海洋等工程及军事设施方面有着广阔的应用前景。

超高性能混凝土的超高强性能减少了人工岛的工程数量和降低了施工难度，利用其优越的耐久性能抵抗了海水氯离子以及硫酸盐的侵蚀，提高了人工岛的使用期限，降低了全寿命周期成本，对促进海礁成岛的建设具有重要的意义。

此外，本实用新型利用超高性能混凝土桩的超高抗压性能来减小桩基础的截面尺寸并降低其施工难度与提供施工效率；利用超高性能混凝土桩与平台的低孔隙率特性来提高人工岛的抗腐蚀性能，延长人工岛的使用寿命。本实用新型的新型结构与施工方法可广泛适用于海礁成岛的工程建设中，具有良好的力学性能和经济效益。

附图说明：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是桩头的构造示意图；

图中：1为超高性能混凝土桩头，2为超高性能混凝土桩身，3为超高性能混凝土平台，4为普通混凝土结构，5为海礁，6为海平面。

具体实施方式：

 为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

本实用新型可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构，包括插入海礁盘内的多个预制混凝土桩和设在预制桩上的混凝土平台。

进一步的，为了增加强度，上述混凝土桩为超高性能混凝土制成。

进一步的，为了设计合理，上述混凝土平台由薄壁筒体和设在薄壁筒体内的填充物构成，所述薄壁筒体由超高性能混凝土制成，填充物为混凝土。

进一步的，上述混凝土桩下端设有超高性能混凝土桩头1。

进一步的，上述混凝土桩桩身的横截面为圆形、矩形、方形、环形或工字型等，桩头为实心圆锥形结构。

本实用新型可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构的施工工艺，其特征在于：其按以下步骤进行：

（一）在陆地上预制超高性能混凝土桩，通过海运运输到海礁盘附近，利用海上平台将超高性能混凝土桩打入海礁盘中；

（二）待超高性能混凝土桩施工完毕后，在其上面施工一个超高性能混凝土薄壁筒体；

（三）在超高性能混凝土薄壁筒体填充普通混凝土，使两者形成整体共同受力；

（四）最后在其平台上面建设人工岛相应的设施。

进一步的，上述混凝土桩桩身的横截面为圆形、矩形、方形、环形或工字型，桩头为实心圆锥形结构。

为了有利于桩尖插入礁石盘，桩尖外面可覆设有金属包层7，金属包层也形成锥形状，金属包层形成56度的锥形角；也可以在锥形表面设有若干翅片8，翅片8事实上是一个三角形薄片，三角形三个角分别为6度、84度、90度，其中6度位于桩尖56度的锥形角旁侧，以利入桩。

上述超高性能混凝土，简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，也称作活性粉末混凝土(RPC，Reactive Powder Concrete)

“超高性能混凝土”包含两个方面‘超高’——超高的耐久性和超高的力学性能(详见表1－普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土的性能对比)： 表1：普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土（活性粉末混凝土）材料性能对比

超高性能混凝土的设计理论是最大堆积密度理论(densified particle packing)，其组成材料不同粒径颗粒以最佳比例形成最紧密堆积，即毫米级颗粒(骨料)堆积的间隙由微米级颗粒(水泥、粉煤灰、矿粉)填充，微米级颗粒堆积的间隙由亚微米级颗粒(硅灰)填充。早在1931年，Andressen就建立了最大堆积密度理论的数学模型。然而，直到上世纪七十年代末，在高效减水剂技术与产品性能大幅度提高的基础上，采用该模型设计配制的第一代超高性能混凝土才在丹麦奥尔堡Cement og Beton Laboratiet(水泥与混凝土试验室)诞生，称作CRC(Compact Reinforced Composite，密实增强复合材料)。CRC与目前的UHPC达到基本相同的力学性能，最高抗压强度超过400MPa，使用烧结铝矾土作骨料，同时使用钢纤维提高材料的韧性，所以称作“复合材料”。受到当时高效减水剂性能的限制，CRC或早期UHPC比较粘滞，振捣密实较困难，还不便于现浇应用。上世纪九十年代，欧洲开展了合作研究项目，世界各地也广泛开展相关研究，这种材料获得一个新名称“活性粉末混凝土，简称RPC”。“超高性能混凝土UHPC”的名称形成于本世纪，因为与早期的CRC或RPC相比，随着设计理论的完善、超高效减水剂(聚羧酸系)问世和配制技术的进步，这种材料已具备了普通混凝土的施工性能，甚至可以实现自密实，可以常温养护，已经具备广泛应用的条件。 UHPC与普通混凝土或高性能混凝土不同的方面包括：不使用粗骨料，必须使用硅灰和纤维(钢纤维或复合有机纤维)，水泥用量较大，水胶比很低。UHPC的组成见表2。 表2：超高性能混凝土UHPC基本组成

UHPC堪称耐久性最好的工程材料，适当配筋的UHPC力学性能接近刚结构，同时UHPC具有优良的耐磨、抗爆性能。因此，UHPC特别适合用于大跨径桥梁、抗爆结构(军事工程、银行金库等)和薄壁结构，以及用在高磨蚀、高腐蚀环境。目前，UHPC已经在一些实际工程中应用，如大跨径人行天桥、公路铁路桥梁(实例见表3)、薄壁筒仓、核废料罐、钢索锚固加强板、ATM机保护壳，等等。可以预计，还会有越来越多的应用。 表3：法国第一座UHPC公路桥梁混凝土组成和性能

如图1所示，超高性能混凝土桩包括超高性能混凝土桩头1和超高性能混凝土桩身2，两者均可在陆地上进行预制，超高性能混凝土桩上接超高性能混凝土平台，平台是一个薄壁筒体3+填充物4形成的组合结构，底面与四周侧面均采用超高性能混凝土材料，采用预制或现场浇筑形式均可，筒体内部填充普通混凝土，形成整体结构，用于支撑人工岛其他设施重力。

本实用新型的有益效果是：利用超高性能混凝土桩的超高抗压性能来减小桩基础的截面尺寸并降低其施工难度与提供施工效率；利用超高性能混凝土桩与平台的低孔隙率特性来提高人工岛的抗腐蚀性能，延长人工岛的使用寿命。本实用新型的新型结构与施工方法可广泛适用于海礁成岛的工程建设中，具有良好的力学性能和经济效益。

上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构，其特征在于：包括插入海礁盘内的多个预制混凝土桩和设在预制桩上的混凝土平台。

2.根据权利要求1所述的可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构，其特征在于：所述混凝土桩为超高性能混凝土制成。

3.根据权利要求1所述的可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构，其特征在于：所述混凝土平台由薄壁筒体和设在薄壁筒体内的填充物构成，所述薄壁筒体由超高性能混凝土制成，填充物为混凝土。

4.根据权利要求1所述的可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构，其特征在于：所述混凝土桩下端设有超高性能混凝土桩头。

5.根据权利要求4所述的可用于海礁成岛建设的超高性能混凝土工程结构，其特征在于：所述混凝土桩桩身的横截面为圆形、矩形、方形、环形或工字型，桩头为实心圆锥形结构。