本發(fā)明涉及一種鋼管混凝土樁，具體涉及一種用于土質(zhì)邊坡的混合纖維加筋微型圓鋼管混凝土樁。

背景技術(shù)：

微型鋼管混凝土構(gòu)件一般指樁徑小于300mm，采用鉆孔、配筋和壓力注漿施工工藝的灌注樁，其構(gòu)造主要由鋼管套、加筋、注漿體及附屬件組成。由于其具有材料性能可靠、施工速度快、支護(hù)效果好等諸多優(yōu)點，使得目前在邊坡工程中得到廣泛應(yīng)用。

微型鋼管混凝土樁利用鋼管對核心混凝土的套箍(約束)作用，使混凝土的受力狀態(tài)由單向受力變?yōu)槿蚴芰?，因而其塑性和韌性性能大為改善。同時由于內(nèi)部核心混凝土的存在，可以延緩或避免鋼管過早的發(fā)生局部屈曲，從而可以保證其材料性能充分發(fā)揮。

在土質(zhì)邊坡中應(yīng)用微型鋼管混凝土樁進(jìn)行支護(hù)，其主要受力機(jī)制是承受受彎荷載。在荷載作用下，鋼管混凝土構(gòu)件截面存在受壓區(qū)和受拉區(qū)，在荷載加載初期，鋼管、混凝土幾乎都處于彈性階段，M-φ曲線基本呈一斜直線，曲率的增長幅度小于彎矩的增長幅度，受拉區(qū)混凝土局部出現(xiàn)微小裂縫；隨著荷載的不斷增加，受彎構(gòu)件M-φ曲線呈非線性增長，曲率的增長幅度大于彎矩的增長幅度，構(gòu)件內(nèi)部的填充混凝土和外圍鋼管進(jìn)入塑性狀態(tài)，混凝土受拉區(qū)不斷擴(kuò)大，裂縫不斷發(fā)展和擴(kuò)大，構(gòu)件截面剛度逐漸減小，并開始出現(xiàn)應(yīng)力重分布現(xiàn)象，中性軸逐漸偏離形心軸線而不斷向構(gòu)件受壓區(qū)移動；隨著荷載進(jìn)一步加大，構(gòu)件受拉區(qū)混凝土開裂變形越來越大，受壓區(qū)混凝土逐漸出現(xiàn)壓碎破壞現(xiàn)象，兩者共同協(xié)調(diào)工作的能力開始變?nèi)?，直至最后破壞。由此可見，混凝土的開裂變形對于構(gòu)件中鋼管、混凝土共同協(xié)作有著重要的影響。

現(xiàn)有技術(shù)方法未有涉及一種用于土質(zhì)邊坡采用混合纖維加筋的微型圓鋼管混凝土樁，涉及的有用于土質(zhì)邊坡的微型圓鋼管混凝土樁（無纖維加筋）和摻纖維的一般鋼管混凝土樁（樁徑＞300mm），現(xiàn)對摻纖維的一般鋼管混凝土樁闡述兩種：

一種是碳纖維與鋼管復(fù)合再生混凝土樁，該發(fā)明公開了一種碳纖維與鋼管復(fù)合再生混凝土樁，主要由碳纖維布、圓形鋼管、圓形鋼筋籠骨架和再生混凝土制成；碳纖維布環(huán)繞外包圓形鋼管，圓形鋼筋籠骨架置于圓形鋼管內(nèi)，三者同心布置；圓形鋼管內(nèi)澆筑再生混凝土。鋼管和碳纖維布雙重約束再生混凝土材料，改善再生混凝土受力性能，提高樁體承載力和抗變形能力。

第二種是摻鋼纖維的混凝土管樁及其生產(chǎn)方法，包括混凝土，在混凝土中摻入鋼纖維。采用該發(fā)明的管樁的抗裂變強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度有了較大的提高，其韌性、延性和抗拉強(qiáng)度也得到了提高，不僅完全可以代替鋼管樁或鋼管混凝土樁作為承載基礎(chǔ)，且降低了施工成本。

而采用無纖維加筋的微型圓鋼管混凝土樁用于土質(zhì)邊坡存在的問題是：當(dāng)樁的長徑比比較大時，在土質(zhì)邊坡中承受較大的受彎荷載時，樁可能發(fā)生較大的擾度而不破壞，進(jìn)而使土體發(fā)生較大的位移，這對于控制土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性是不利的。

第一種碳纖維與鋼管復(fù)合再生混凝土樁存在的問題是：相比鋼纖維和聚丙烯纖維等其他纖維，碳纖維的成本過于昂貴；另外，摻鋼纖維的混凝土可在攪拌站上進(jìn)行生產(chǎn)并能用于泵送施工，其生產(chǎn)和施工工藝優(yōu)于摻碳纖維的鋼管混凝土樁。上述兩點使得碳纖維與鋼管復(fù)合再生混凝土樁在實際應(yīng)用中受阻。

第二種摻鋼纖維的混凝土管樁存在的問題是：在混凝土中摻鋼纖維，其與混凝土基體的界面粘結(jié)力主要以摩擦剪力的傳遞為主，過于單純；若采用混合纖維（鋼纖維+聚丙烯纖維），界面粘結(jié)力將還存在混凝土骨料之間的連接粘結(jié)力，受力機(jī)制更加完備，混凝土管樁的各項性能指標(biāo)提高更大，且聚丙烯纖維成本不貴。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是在于，提供一種用于土質(zhì)邊坡的混合纖維加筋微型圓鋼管混凝土樁。本發(fā)明的各項力學(xué)性能指標(biāo)高、擾度小、固定邊坡的穩(wěn)定性好、成本相對較低且便于生產(chǎn)和施工。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種用于土質(zhì)邊坡的混合纖維加筋微型圓鋼管混凝土樁，包括有鋼管套，鋼管套內(nèi)設(shè)有填充物，所述填充物為混凝土，混凝土內(nèi)均布有銑削型鋼纖維和聚丙烯纖維。

前述的用于土質(zhì)邊坡的混合纖維加筋微型圓鋼管混凝土樁，所述填充物按重量百分比計含有：混凝土98.6%-99.4%、銑削型鋼纖維0.4%-1.0%、聚丙烯纖維0.1%-0.5% 。

前述的用于土質(zhì)邊坡的混合纖維加筋微型圓鋼管混凝土樁，所述填充物按重量百分比計含有：混凝土99.0%、銑削型鋼纖維0.7%、聚丙烯纖維0.3%。

前述的用于土質(zhì)邊坡的混合纖維加筋微型圓鋼管混凝土樁，所述混凝土是強(qiáng)度等級為C30-C80的普通混凝土，其含量組分為：水泥350-520kg/m³、砂550-750 kg/m³、石850-1100 kg/m³和減水劑1.5-3.0 kg/m³。

前述的用于土質(zhì)邊坡的混合纖維加筋微型圓鋼管混凝土樁，所述水泥是指標(biāo)號為32.5或42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；所述砂的細(xì)度模數(shù)為1.8、平均粒徑為0.25-0.35mm；所述石為最大粒徑為15mm的級配碎石；所述減水劑是由醋酸酯、甘油、聚乙烯醇、苯酚和聚丙烯酸鹽中的一種或兩種以上混合而成。

前述的用于土質(zhì)邊坡的混合纖維加筋微型圓鋼管混凝土樁，所述銑削型鋼纖維采用國家的鋼纖維型號Ami04-32-600，銑削型鋼纖維斷面為不規(guī)則月牙形，一面光滑一面粗糙，長度為25mm，等效直徑為1.2mm，抗拉強(qiáng)度為650Mpa。

前述的用于土質(zhì)邊坡的混合纖維加筋微型圓鋼管混凝土樁，所述聚丙烯纖維為束狀單絲，長度為9mm，抗拉強(qiáng)度500Mpa。

前述的用于土質(zhì)邊坡的混合纖維加筋微型圓鋼管混凝土樁，所述鋼管套是牌號為Q235、Q345、Q390和Q425的熱軋無縫鋼管，外徑為168mm、180mm、194mm、203mm、219mm、245mm或273mm，壁厚為6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。

前述的用于土質(zhì)邊坡的混合纖維加筋微型圓鋼管混凝土樁，所述鋼管套內(nèi)設(shè)有縱向鋼筋。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明同時摻入鋼纖維和聚丙烯纖維，避免了只摻入一種纖維單一的受力機(jī)制，更大程度上的提高了微型圓鋼管混凝土樁的各項力學(xué)性能指標(biāo)。用于土質(zhì)邊坡時，承受相同的荷載，比起無纖維加筋的微型圓鋼管混凝土樁有更小的擾度，增強(qiáng)了土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性。另外，本發(fā)明所采用的纖維成本相對較低，且便于生產(chǎn)和施工。

附圖說明

附圖1為經(jīng)本發(fā)明制備得到的混凝土樁的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為附圖1的截面圖。

附圖標(biāo)記說明：1-聚丙烯纖維，2-鋼管套，3-混凝土，4-銑削型鋼纖維，5-縱向鋼筋。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。

本發(fā)明的實施例：

實施例1：一種用于土質(zhì)邊坡的混合纖維加筋微型圓鋼管混凝土樁，是按照標(biāo)號為42.5的硅酸鹽水泥420kg/m³、細(xì)度模數(shù)為1.8、平均粒徑為0.3的砂650 kg/m³、最大粒徑為15mm石960 kg/m³和減水劑2.2 kg/m³的比例將其放入攪拌機(jī)混合制成混凝土，然后加入型號Ami04-32-600、長度為25mm、等效直徑為1.2mm、抗拉強(qiáng)度為650Mpa的銑削型鋼纖維和束狀單絲、長度為9mm、抗拉強(qiáng)度500Mpa的聚丙烯纖維一起攪拌均勻，然后將其加入設(shè)有縱向鋼筋鋼的牌號為Q390、外徑為203mm、壁厚為8mm的熱軋無縫鋼管套內(nèi)即可。

所述混凝土為99.0%、銑削型鋼纖維為0.7%、聚丙烯纖維為0.3%。

實施例2：一種用于土質(zhì)邊坡的混合纖維加筋微型圓鋼管混凝土樁，是按照標(biāo)號為32.5的硅酸鹽水泥350kg/m³、細(xì)度模數(shù)為1.8、平均粒徑為0.25的砂550 kg/m³、最大粒徑為15mm石850 kg/m³和減水劑1.5 kg/m³的比例將其放入攪拌機(jī)混合制成混凝土，然后加入型號Ami04-32-600、長度為25mm、等效直徑為1.2mm、抗拉強(qiáng)度為650Mpa的銑削型鋼纖維和束狀單絲、長度為9mm、抗拉強(qiáng)度500Mpa的聚丙烯纖維一起攪拌均勻，然后將其加入設(shè)有縱向鋼筋鋼的牌號為Q235、外徑為168mm、壁厚為6mm的熱軋無縫鋼管套內(nèi)即可。

所述混凝土為98.6%、銑削型鋼纖維為1%、聚丙烯纖維為0.4%。

實施例3：一種用于土質(zhì)邊坡的混合纖維加筋微型圓鋼管混凝土樁，是按照普通硅酸鹽水泥520kg/m³、細(xì)度模數(shù)為1.8、平均粒徑為0.35的砂750 kg/m³、最大粒徑為15mm石1100 kg/m³和減水劑3.0 kg/m³的比例將其放入攪拌機(jī)混合制成混凝土，然后加入型號Ami04-32-600、長度為25mm、等效直徑為1.2mm、抗拉強(qiáng)度為650Mpa的銑削型鋼纖維和束狀單絲、長度為9mm、抗拉強(qiáng)度500Mpa的聚丙烯纖維一起攪拌均勻，然后將其加入設(shè)有縱向鋼筋鋼的牌號為Q425、外徑為273mm、壁厚為10mm的熱軋無縫鋼管套內(nèi)即可。

所述混凝土為99.4%、銑削型鋼纖維為0.4%、聚丙烯纖維為0.2%。