CN105386442A - 外包frp预应力再生混凝土管桩 - Google Patents

外包frp预应力再生混凝土管桩 Download PDF

Info

Publication number
CN105386442A
CN105386442A CN201510679846.7A CN201510679846A CN105386442A CN 105386442 A CN105386442 A CN 105386442A CN 201510679846 A CN201510679846 A CN 201510679846A CN 105386442 A CN105386442 A CN 105386442A
Authority
CN
China
Prior art keywords
frp
regeneration concrete
pile
concrete
reinforcing bar
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.)
Pending
Application number
CN201510679846.7A
Other languages
English (en)
Inventor
应敬伟
周彬
蒙秋江
史金华
温小艳
董宏源
丁锐
宋智成
寥成文
周芾瑶
田锦尚
潘晓冰
叶增鑫
陈炜
秦建团
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.)
Guangxi University
Original Assignee
Guangxi University
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 Guangxi University filed Critical Guangxi University
Priority to CN201510679846.7A priority Critical patent/CN105386442A/zh
Publication of CN105386442A publication Critical patent/CN105386442A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • E02D5/58—Prestressed concrete piles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种外包FRP预应力再生混凝土管桩，主要由FRP管、圆形钢筋笼骨架、十字形钢骨和再生混凝土制成，圆形钢筋笼骨架和十字形钢骨置于FRP管内，再生混凝土在FRP管内形成圆形内腔；圆形钢筋笼骨架由纵向预应力筋和螺旋箍筋焊接而成。其中，耐腐蚀、轻质高强的FRP管外包桩体，能有效防止桩体遭受腐蚀，解决了管桩的腐蚀性问题，提高桩基耐久性；内撑的十字形钢骨则可充分发挥钢材、预应力钢筋和混凝土各自的优势，改善再生混凝土受力性能，提高单桩承载力和稳定性，增大桩体侧向刚度，减小横向变形；充分利用废弃混凝土作为再生骨料，有利于再生混凝土在建筑基础工程中推广应用。

Description

外包FRP预应力再生混凝土管桩
技术领域
本发明属于建筑基础工程中的桩基工程领域，尤其涉及一种外包FRP预应力再生混凝土管桩。
背景技术
随着世界经济的迅猛发展，钢筋混凝土结构进入了高速发展的时期，新建建筑物的施工和旧建筑物的拆除都会产生大量的废弃混凝土。2014年，我国建筑垃圾生产量超过15亿吨。2020年左右，我国建筑垃圾产生量可能将达到峰值。再生利用废弃混凝土，不仅可以减少对自然资源的开发，还可以减少向自然排放垃圾的数量，具有显著的社会、经济和环境效益。然而，由于老砂浆的存在，再生粗骨料的性能和天然粗骨料相比有很大差异，如表观密度低、压碎指标高、孔隙率高、吸水率高。再生混凝土与普通混凝土相比，在物理、力学和耐久性能等方面存在差异，将再生骨料应用到桩基础中，必须采用新的施工工艺来提高桩体的承载力和耐久性。
型钢混凝土结构能充分发挥钢材和混凝土各自优点，是一种承载力高、延性好、抗震性能好的结构，目前已广泛应用到国内外建筑结构中，但是在桩基础中应用较少，尤其是预制桩。混凝土管桩以其桩身质量可靠、适应性强、造价经济等优点，可广泛应用到房屋建筑工程、道路桥梁、海港码头、海洋工程中。对于服役于海洋、港口、盐碱地区、地下水或者土壤中侵蚀性介质浓度较高的内陆地区的钢筋混凝土桩而言，桩体将长期遭受腐蚀性物质的侵蚀，如氯离子渗透、硫酸盐腐蚀、冻融循环等，桩基耐久性问题非常突出。桩体在侵蚀性介质的作用下，钢筋锈蚀，混凝土成分变化、体积膨胀，最终开裂剥落，桩体丧失承载力，严重缩短了钢筋混凝土桩的使用寿命。因此，迫切需要改进钢筋混凝土桩的施工工艺，采取有效措施提高桩基耐久性。
目前，国家倡导“以塑代钢”政策，鼓励使用并积极推广塑料制品等新型化学建材。纤维增强复合材料(FRP)因其优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阻燃性、几何稳定性、质轻、强度高且易于加工的优点，被广泛应用于建筑、工业、农业、电子、医疗、汽车等领域。尽管如此，按照当前预制混凝土桩的施工工艺，制作过程需要支模、拆模等多种工序，耗费大量的钢模或者木模，增加了工作量和施工成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种桩基耐久性好、单桩承载力和抗变形能力强的外包FRP预应力再生混凝土管桩。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：外包FRP预应力再生混凝土管桩，主要由FRP管、圆形钢筋笼骨架、十字形钢骨和再生混凝土制成，圆形钢筋笼骨架和十字形钢骨置于FRP管内(即：FRP管外包纵向预应力筋、螺旋箍筋、十字形钢骨)，在管内浇筑再生混凝土，张拉预应力筋，采用离心工艺使再生混凝土沿FRP管四周均匀密实，再生混凝土在FRP管内形成圆形内腔；圆形钢筋笼骨架由纵向预应力筋和螺旋箍筋焊接而成。
FRP管由上下两个半圆形的FRP管拼接而成，并用FRP粘结剂将接口密封粘牢。
纵向预应力筋采用预应力混凝土用钢棒，纵向预应力筋沿圆周均匀布置，纵向预应力筋间距不小于6cm；螺旋箍筋采用低碳钢热轧圆盘条或混凝土制品用冷拔低碳钢丝，直径为4mm～8mm。
十字形钢骨由两个条状钢板通过榫卯连接成十字形并与螺旋箍筋焊接，条状钢板所用钢材为Q215B或Q235B，每个内撑钢板宽度为40mm～80mm，厚度为10mm～20mm，每个内撑间距为1m；或者十字形钢骨由两根直径25mm以上的钢筋十字交叉焊接而成。
再生混凝土由新砂浆和再生粗骨料组成，再生粗骨料粒径范围为5mm～25mm，强度等级为C50～C60。
上述外包FRP预应力再生混凝土管桩，还包括端板和桩套箍，十字形钢骨与螺旋箍筋和端板焊接，三者同心布置。
针对目前混凝土管桩存在的问题，发明人充分发挥FRP管的优点，将FRP管和再生混凝土相结合，设计制作了一种全新的组合构件——外包FRP预应力再生混凝土管桩，主要由FRP管、圆形钢筋笼骨架、十字形钢骨和再生混凝土制成，圆形钢筋笼骨架和十字形钢骨置于FRP管内，再生混凝土在FRP管内形成圆形内腔；圆形钢筋笼骨架由纵向预应力筋和螺旋箍筋焊接而成。其中，耐腐蚀、轻质高强的FRP管外包桩体，能有效防止桩体遭受腐蚀，解决了管桩的腐蚀性问题，提高桩基耐久性；内撑的十字形钢骨则可充分发挥钢材、预应力钢筋和混凝土各自的优势，改善再生混凝土受力性能，提高单桩承载力和稳定性，增大桩体侧向刚度，减小横向变形；充分利用废弃混凝土作为再生骨料，有利于再生混凝土在建筑基础工程中推广应用。
相对于传统混凝土管桩，本发明具有以下突出优点：
1.桩体外包耐腐蚀、轻质高强的FRP管，可有效阻隔腐蚀性介质侵蚀预应力桩，防止桩体劣化，解决了腐蚀环境下桩基的耐久性问题；
2.内撑十字形钢骨，可充分发挥钢材、预应力钢筋和混凝土各自的优势，改善再生混凝土受力性能，提高单桩承载力和稳定性，增大桩体侧向刚度，减小横向变形，减小截面尺寸。
3.FRP管可以作为浇筑混凝土的施工模板，节约了传统施工工艺所用的钢模，且免除了拆模工序，加快了施工速度，提高了经济效益；
4.外包FRP管有效保护内在混凝土，可以减小保护层厚度，在满足承载力要求的前提下，可以减少管桩尺寸，节省材料，降低造价；
5.充分利用建筑垃圾作为再生骨料，有利于再生混凝土在建筑基础工程中推广应用和建筑垃圾资源化，起到保护环境的作用。
附图说明
图1是本发明外包FRP预应力再生混凝土管桩的结构示意图。
图2是图1再生混凝土管桩沿A-A切割线的桩体横截面图。
图3是图1再生混凝土管桩沿B-B切割线的桩体横截面图。
图4是图1再生混凝土管桩沿C-C切割线的桩体横截面图。
图5是图1再生混凝土管桩中再生混凝土的示意图。
图中：1FRP管；2加密区螺旋箍筋；3再生混凝土；4纵向预应力筋；5非加密区螺旋箍筋；6十字形钢骨；7桩套箍；8端板；9原始天然骨料；10附着老砂浆；11新砂浆。
具体实施方式
如图1至5所示，本发明外包FRP预应力再生混凝土管桩(外径400mm，壁厚95mm，长度为9m)，主要由FRP管1、圆形钢筋笼骨架、十字形钢骨6和再生混凝土制成，圆形钢筋笼骨架和十字形钢骨置于FRP管内(即：FRP管外包纵向预应力筋、螺旋箍筋、十字形钢骨)，在管内浇筑再生混凝土，张拉预应力筋，采用离心工艺使再生混凝土沿FRP管四周均匀密实，再生混凝土3在FRP管内形成圆形内腔；圆形钢筋笼骨架由纵向预应力筋和螺旋箍筋焊接而成。其中，
FRP管由上下两个半圆形的FRP管拼接而成，外径为400mm，管厚为5mm，并用FRP粘结剂将接口密封粘牢。
纵向预应力筋4采用预应力混凝土用钢棒10A10.7，纵向预应力筋沿圆周均匀布置，纵向预应力筋间距不小于6cm；螺旋箍筋采用低碳钢热轧圆盘条，直径为4mm，加密区螺旋箍筋2(L1管桩两端2m范围内)螺距为45mm，非加密区螺旋箍筋5(L2)螺距为80mm，保护层厚度20mm。
十字形钢骨由两个条状钢板通过榫卯连接成十字形并与螺旋箍筋焊接，条状钢板所用钢材为Q235B，每个内撑钢板宽度为50mm，厚度为20mm，每个内撑间距为1m。
再生混凝土由新砂浆和再生粗骨料组成，再生粗骨料粒径范围为5mm～25mm，强度等级为C60。
再生混凝土管桩还包括端板8和桩套箍7，十字形钢骨与螺旋箍筋和端板焊接，三者同心布置。端板由某厂商生产，所用钢材为Q235B，桩套箍采用Q235B钢，由钢板卷压成圆柱状，接缝处焊接，并整圆。
制作方法
1、根据圆桩尺寸，制作十字型钢骨、端板和桩套箍。
2、焊接圆形钢筋笼。根据圆桩尺寸和保护层厚度，采用滑动焊接机将箍筋按螺旋形式焊接至预应力钢筋上，预应力钢筋应沿圆周均匀配置。
3、安装圆形钢筋笼骨架。将焊接好的钢筋笼骨架、十字型钢骨、端板和桩套箍放入下半FRP管中，桩端板与桩套箍应均匀连续焊牢，钢筋笼骨架、十字型钢骨和FRP管同心放置。
4、混凝土浇筑。采用喂料机向下半FRP管内浇筑混凝土，按先中间、后两端、再中间的喂料方法，沿FRP管长度方向均匀布料将再生混凝土均匀填满下半FRP管。
5、合模。将上半FRP管放至下半FRP管上方，并用套箍将上下FRP管套紧固定，防止FRP管在离心作业时松动和漏浆。
6、预应力张拉。采用千斤顶式的张拉机对合模后的预应力筋进行一次整体张拉。
7、离心成型工艺。将上述合模后的管桩吊至离心机上，按低速、低中速、中速、高速的离心速度逐级加速，离心15～20分钟，使再生混凝土沿FRP管四周均匀密实，管内形成圆形内腔。
8、初级蒸汽养护。将离心成型后的管桩吊至常压蒸汽养护池进行初级蒸汽养护，常温静置1h～2h，缓慢升温至90℃～100℃，恒温养护4h～8h，使管桩相同条件养护的混凝土试件的抗压强度到45Mpa。
9、将初级蒸气养护后的离心桩进行预应力放张，给桩体施加预应力。用FRP粘结剂将FRP接口密封，自然养护达到出厂强度后即可出厂。

Claims (6)

1.一种外包FRP预应力再生混凝土管桩，其特征在于主要由FRP管、圆形钢筋笼骨架、十字形钢骨和再生混凝土制成，圆形钢筋笼骨架和十字形钢骨置于FRP管内，再生混凝土在FRP管内形成圆形内腔；所述圆形钢筋笼骨架由纵向预应力筋和螺旋箍筋焊接而成。
2.根据权利要求1所述的外包FRP预应力再生混凝土管桩，其特征在于：所述FRP管由上下两个半圆形的FRP管拼接而成。
3.根据权利要求1所述的外包FRP预应力再生混凝土管桩，其特征在于：所述纵向预应力筋采用预应力混凝土用钢棒，纵向预应力筋沿圆周均匀布置，纵向预应力筋间距不小于6cm；所述螺旋箍筋采用低碳钢热轧圆盘条或混凝土制品用冷拔低碳钢丝，直径为4mm～8mm。
4.根据权利要求1所述的外包FRP预应力再生混凝土管桩，其特征在于：所述十字形钢骨由两个条状钢板通过榫卯连接成十字形并与螺旋箍筋焊接，条状钢板所用钢材为Q215B或Q235B，每个内撑钢板宽度为40mm～80mm，厚度为10mm～20mm，每个内撑间距为1m；或者所述十字形钢骨由两根直径25mm以上的钢筋十字交叉焊接而成。
5.根据权利要求1所述的外包FRP预应力再生混凝土管桩，其特征在于：所述再生混凝土由新砂浆和再生粗骨料组成，再生粗骨料粒径范围为5mm～25mm，强度等级为C50～C60。
6.根据权利要求1所述的外包FRP预应力再生混凝土管桩，其特征在于还包括端板和桩套箍，所述十字形钢骨与螺旋箍筋和端板焊接，三者同心布置。
CN201510679846.7A 2015-10-19 2015-10-19 外包frp预应力再生混凝土管桩 Pending CN105386442A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510679846.7A CN105386442A (zh) 2015-10-19 2015-10-19 外包frp预应力再生混凝土管桩

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510679846.7A CN105386442A (zh) 2015-10-19 2015-10-19 外包frp预应力再生混凝土管桩

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105386442A true CN105386442A (zh) 2016-03-09

Family

ID=55419175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510679846.7A Pending CN105386442A (zh) 2015-10-19 2015-10-19 外包frp预应力再生混凝土管桩

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105386442A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106869121A (zh) * 2017-02-21 2017-06-20 南昌大学 一种frp管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桩基础及制备方法
CN110512802A (zh) * 2019-08-13 2019-11-29 东南大学 采用frp作为混合配筋的phc复合管桩及其制作方法
CN111335298A (zh) * 2018-12-19 2020-06-26 江苏华云桩业有限公司 一种混合型高强混凝土管桩
CN112211190A (zh) * 2020-09-23 2021-01-12 国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司 Frp套管与钢管预制装配式组合螺旋桩及成桩方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11107273A (ja) * 1997-09-30 1999-04-20 Taisei Corp 場所打ち杭の構築方法
CN201330395Y (zh) * 2008-12-31 2009-10-21 盐城市同力新型建材有限公司 先张法预应力混凝土空心异型方桩
CN101806118A (zh) * 2010-02-26 2010-08-18 哈尔滨工业大学深圳研究生院 空心海砂混凝土构件及制备方法
CN101962951A (zh) * 2010-09-14 2011-02-02 东南大学 纤维增强复合深水桥梁混合桩施工方法及其混合桩
CN104018491A (zh) * 2014-05-30 2014-09-03 江苏固丰管桩集团有限公司 增强型预制钢筋混凝土方桩

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11107273A (ja) * 1997-09-30 1999-04-20 Taisei Corp 場所打ち杭の構築方法
CN201330395Y (zh) * 2008-12-31 2009-10-21 盐城市同力新型建材有限公司 先张法预应力混凝土空心异型方桩
CN101806118A (zh) * 2010-02-26 2010-08-18 哈尔滨工业大学深圳研究生院 空心海砂混凝土构件及制备方法
CN101962951A (zh) * 2010-09-14 2011-02-02 东南大学 纤维增强复合深水桥梁混合桩施工方法及其混合桩
CN104018491A (zh) * 2014-05-30 2014-09-03 江苏固丰管桩集团有限公司 增强型预制钢筋混凝土方桩

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王连广等: "《GFRP管及钢管型钢混凝土结构》", 31 August 2013, 辽宁科学技术出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106869121A (zh) * 2017-02-21 2017-06-20 南昌大学 一种frp管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桩基础及制备方法
CN111335298A (zh) * 2018-12-19 2020-06-26 江苏华云桩业有限公司 一种混合型高强混凝土管桩
CN110512802A (zh) * 2019-08-13 2019-11-29 东南大学 采用frp作为混合配筋的phc复合管桩及其制作方法
CN112211190A (zh) * 2020-09-23 2021-01-12 国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司 Frp套管与钢管预制装配式组合螺旋桩及成桩方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103074941B (zh) 一种端部含有钢筋桁架梁的装配式再生混凝土节点及作法
CN102259386B (zh) 一种掺纤维增强塑料筋的高强混凝土预制桩的生产方法
CN105386443A (zh) Frp管与厚壁钢管复合空心再生混凝土桩
CN105386442A (zh) 外包frp预应力再生混凝土管桩
CN107503470A (zh) 一种预应力frp套筒frp筋海砂海水膨胀混凝土组合柱
CN105386441A (zh) 外包pvc管内撑十字形预应力再生混凝土管桩
CN202809480U (zh) 一种具有纤维增强复合材料的桥墩
CN202519664U (zh) 高强钢筋增强预应力uhpc薄壁管桩构件
CN206784158U (zh) 一种预制盖梁与预制墩柱连接节点构造
CN101418631A (zh) U型外包钢再生混合梁及其施工方法
CN101914914A (zh) 一种混凝土预应力空心方桩及其成型方法
CN105200983A (zh) Pvc管与厚壁钢管复合空心再生混凝土桩
CN106869121A (zh) 一种frp管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桩基础及制备方法
CN211646353U (zh) 采用ecc混凝土的整体桥桩基构造
CN103950100A (zh) 高强度后张拉钢筋混凝土电杆的生产工艺及电杆
CN105386437A (zh) 外包frp再生混凝土组合管桩
CN106968244A (zh) 一种frp管与半预制半现浇再生混凝土预应力叠合桩基础及制备方法
CN102852139A (zh) 一种异形高承载力混凝土桩及其生产方法
CN103046935A (zh) 一种环向开孔大跨大体积混凝土隧道衬砌结构的建造方法
CN207647212U (zh) 预制内填混凝土小口径frp管加固钢筋混凝土柱结构
CN106759857B (zh) 钢管再生块体混凝土装配结构
Zeng et al. Recycled aggregate concrete-filled steel tube columns with small-diameter circular FRP-confined sea-sand concrete cores: Conceptual and experimental investigations
CN106703196B (zh) 内环式钢管再生块体混凝土装配结构
CN206646646U (zh) 内环式钢管再生块体混凝土装配结构
CN207177096U (zh) 一种预应力frp套筒frp筋海砂海水膨胀混凝土组合柱

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160309