一种混凝土复合桩基结构制造技术

本发明专利技术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）。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土复合桩基结构
本专利技术涉及建筑结构
，尤其是涉及一种混凝土复合桩基结构。
技术介绍
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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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，本专利技术采用以下技术方案：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。本专利技术的有益效果是：本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。该专利技术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。本专利技术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，吸收大量本文档来自技高网...

【技术保护点】
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）。

【技术特征摘要】
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，所述过渡钢筋笼（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）；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；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。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，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树珺，徐留中，陈珂，魏焕敏，邵海涛，石磊，任凌辉，张沛，张滨，
申请(专利权)人：南阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南;41