高性能混凝土組合樁在濱海地區(qū)應(yīng)用探討

高性能混凝土組合樁是PHC（預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土）管樁和TSC（薄壁鋼管離心混凝土管）樁的組合。這種組合樁具有重量輕、剛性好；易于加工、搬運(yùn)、堆放；可以焊接，易于調(diào)節(jié)；與上部承臺(tái)連接較易；管材強(qiáng)度高，貫穿性好；樁下端為開口，沉樁排土量小，對(duì)周圍地基和相鄰及相鄰樁及鄰近建（構(gòu)）筑物擾動(dòng)、移位影響?。唤宇^采用電焊，操作簡便，質(zhì)量可靠；沉樁功效高，可節(jié)省施工費(fèi)用并縮短工期等一系列優(yōu)點(diǎn)。但也存在鋼材用量大，工程造價(jià)較高等問題。

??1 高性能混凝土的研究

??提高混凝土的耐久性，必須提高混凝土的密實(shí)度，降低混凝土的水灰比用量，如果純粹的降低用水量，混凝土的工作性將隨之降低，而且混凝土的耐久性也同時(shí)降低，針對(duì)這些問題可以采用以下方法來解決：

??一是摻入減水劑在保證混凝土拌和物所需流動(dòng)性的同時(shí)，盡可能降低用水量，減小水灰比，使混凝土的總孔隙，特別是毛細(xì)管孔隙率大幅度降低。水泥在加水?dāng)嚢韬?，?huì)產(chǎn)生一種絮凝狀結(jié)構(gòu)。在這些絮凝狀結(jié)構(gòu)中，包裹著許多拌和水，從而降低了新拌混凝土的工作性。施工中為了保持混凝土拌和物所需的工作性，就必須在拌和時(shí)相應(yīng)地增加用水量，這樣就會(huì)促使水泥結(jié)構(gòu)中形成過多的孔隙。當(dāng)加入減水劑后，減水劑的定向排列，使水泥質(zhì)點(diǎn)表面均帶有相同電荷。在電性斥力的作用下，不但使水泥體系處于相對(duì)穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，還在水泥顆粒表面形成一層溶劑化水膜，同時(shí)使水泥絮凝狀的絮凝體內(nèi)的游離水釋放出來，因而達(dá)到減水的目的。

??二是摻入活性礦物摻料，普通混凝土的水泥中水化物穩(wěn)定性的不足，是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中摻入活性礦物的目的，在于改善混凝土中水泥的膠凝物質(zhì)的組成?；钚缘V物摻料（矽灰、礦渣、粉煤灰等）中含有大量活性SiO₂及活性Al₂O_3，它們能和水泥水化過程中產(chǎn)生的游離CaO及高堿性水化硅酸鈣產(chǎn)生二次反應(yīng)，生成強(qiáng)度更高，穩(wěn)定性更優(yōu)的低堿性水化硅酸鈣，從而達(dá)到改善水化膠凝物質(zhì)的組成，消除游離CaO的目的。有些超細(xì)礦物摻料，其平均粒徑小于水泥粒子的平均粒徑，能填充于水泥粒子之間的空隙中，使水泥石結(jié)構(gòu)更為致密，并阻斷可能形成的滲透路徑。

??三是消除混凝土自身的結(jié)構(gòu)破壞因素除了環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)破壞以外，混凝土本身的一些物理化學(xué)因素，也可能引起混凝土結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞，致使混凝土失效。例如，混凝土的化學(xué)收縮和干縮過大引起的開裂，水化熱過高引起的溫度裂縫，以及混凝土的堿集料反應(yīng)等。因此，要提高混凝土的耐久性，就必須減小或消除這些結(jié)構(gòu)破壞因素。限制或消除從原材料引入的堿、SO₃、Cl等可以引起結(jié)構(gòu)破壞和鋼筋銹蝕物質(zhì)的含量，加強(qiáng)施工控制環(huán)節(jié)，避免收縮及溫度裂縫產(chǎn)生，提高混凝土的耐久性。

??四是保證混凝土的強(qiáng)度。盡管強(qiáng)度與耐久性是不同概念，但又密切相關(guān)，它們之間的本質(zhì)是基于混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都與水灰比這個(gè)因素直接相關(guān)。在混凝土能充分密實(shí)條件下，隨著水灰比的降低，混凝土的孔隙率降低，混凝土的強(qiáng)度不斷提高，與此同時(shí)，隨著孔隙率降低，混凝土的抗?jié)B性提高，因而各種耐久性指標(biāo)也隨之提高。在現(xiàn)代的高性能混凝土中，除摻入減水劑外，還摻入了活性礦物材料，它們不但增加了混凝土的致密性，而且也降低或消除了游離氧化鈣的含量。在大幅度提高混凝土強(qiáng)度的同時(shí)，也大幅度地提高了混凝土的耐久性。此外，在排除內(nèi)部破壞因素的條件下，隨著混凝土強(qiáng)度的提高，其抵抗環(huán)境侵蝕破壞的能力也越強(qiáng)。

??2 組合管樁的研發(fā)背景

??TSC、PHC組合樁，包括PHC管樁和TSC樁，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：所述PHC管樁和TSC樁均至少一根，TSC樁在上部，PHC管樁在下部；所述管樁同心設(shè)置，各管樁之間通過焊接或快速連接接頭連接固定。TSC、PHC組合樁采用PHC管樁和TSC樁相結(jié)合，利用焊接或快速連接接頭機(jī)械連接的方式連接固定。具有純TSC樁的優(yōu)點(diǎn)，耐打性好，成樁工藝與純TSC樁一致，在同等長度上，成本節(jié)約75%左右；TSC樁在組合后主要用于結(jié)構(gòu)抗水平力，其具體長短根據(jù)實(shí)際工程抗水平力要求進(jìn)行確定，可取代傳統(tǒng)的純TSC樁，在符合工程需求的基礎(chǔ)上降低造價(jià)，有效的節(jié)約資源。增加了軟土層地區(qū)對(duì)組合樁的應(yīng)用范圍。