CN108625359A - 一种预制gfrp管混凝土空心拼接桩 - Google Patents
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Abstract
一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩，具有两种接桩方式，第一种为螺栓连接方式，第二种为焊接连接方式。采用螺栓连接方式的桩体包括GFRP外管体、GFRP内管体、预埋钢管、上端法兰板、下端法兰板、锚筋及螺栓，预埋钢管外周侧设有预留后浇混凝土区，螺栓设于上端法兰板上，螺孔设于下端法兰板上，螺孔与螺栓位置一一对应且位于预留后浇混凝土区的范围内。采用焊接连接方式的桩体包括GFRP外管体、GFRP内管体、上端连接板及下端连接板，上端连接板和下端连接板上均设有环形焊槽，上下端连接板的环形焊槽具有相同的结构和尺寸。在GFRP外管体及GFRP内管体之间的环形空间内浇注有混凝土，且浇注混凝土前可以选择是否增设由纵筋和螺旋箍筋组成的钢筋笼。
Description
技术领域
本发明属于土木工程施工技术领域，特别是涉及一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩。
背景技术
目前，我国正在大规模修建高速铁路，铁路路基所面临的地质条件相对复杂，桩基础成为能够较好的满足复杂地质条件和使用荷载要求的基础之一。
预制桩基在很多大型建筑工程、桥梁、路基等工程中得到应用，现有桩体根据其截面形状的不同可分为实心桩、空心桩、圆形桩、方形桩和异形桩等，其中的空心桩因其具有增大桩体与周围土体的接触面积、排土量小、节省材料、自重轻、造价低、桩身质量可控性强、适用范围广、吊装方便、施工速度快、质量检测方便等优点被广泛应用于桩基；依据预制桩制成材料的不同可分为预制混凝土桩、预制钢桩和预制木桩。实践证明，使用预制桩，每年都有很多桩需要修复或更换桩基。以美国为例，其每年用于修复和更换桩基的费用可达2亿美元左右。可见，使用混凝土桩、钢桩或木质桩将面临环境限制和高额维护费用的困难，特别是在强腐蚀土质中使用时，将面临由于腐蚀而带来的安全隐患和更高的维护费用。因此，研究开发一种承载力高、刚度大、抗震延性好、抗腐蚀性能优良的新型桩已经成为土木工程领域工程师们研究热点。
近几年，一种轻质、高强、耐腐性能极好的玻璃纤维增强聚合材料GFRP(GlassFiber Reinforced Polymer，简称GFRP)进入建筑市场，已经成为土木工程领域中的一种新型材料，而土木工程领域的技术人员对其产生了极大的兴趣，并尝试着将GFRP材料引入预制桩基，用于提高桩基的承载能力、抗震延性及耐腐蚀性，但是由于GFRP材料的特殊性(由于玻璃纤维和树脂构成)，由GFRP材料制造的桩体为了满足长度需要，必须对桩体进行拼接，但GFRP材料因材料特殊性无法直接进行焊接连接，已经影响到了GFRP材料在预制桩基中的应用。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩，有效克服了GFRP材料无法直接进行焊接连接的局限性，同时具有施工方便、操作简单、容易保证连接质量的特点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩，包括GFRP外管体、GFRP内管体、纵筋、螺旋箍筋、上端法兰板、下端法兰板、锚筋、螺栓及预埋钢管；所述GFRP外管体与GFRP内管体同心套装在一起，所述纵筋与螺旋箍筋构成钢筋笼，钢筋笼内置于GFRP外管体和GFRP内管体之间形成的环形空间内；所述上端法兰板位于GFRP外管体及GFRP内管体的顶端管口，所述下端法兰板位于GFRP外管体及GFRP内管体的底端管口，在上端法兰板下表面及下端法兰板上表面均固定焊接有锚筋，且锚筋位于由GFRP外管体和GFRP内管体之间形成的环形空间内；所述预埋钢管固装在下端法兰板上表面，且锚筋位于预埋钢管内侧；所述预埋钢管外周侧设有预留后浇混凝土区；沿所述上端法兰板的板体周向固定焊接有若干均布设置的螺栓，且螺栓的螺杆部分朝上延伸至上端法兰板上方；沿所述下端法兰板的板体周向均布有若干螺孔，螺孔与螺栓的位置一一对应，且螺孔和螺栓位于预留后浇混凝土区的范围内；在所述上端法兰板与下端法兰板之间，由GFRP外管体和GFRP内管体之间形成的环形空间内浇注有混凝土，所述纵筋、螺旋箍筋、锚筋及预埋钢管均封装于混凝土内。
一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩，包括GFRP外管体、GFRP内管体、上端法兰板、下端法兰板、锚筋、螺栓及预埋钢管；所述GFRP外管体与GFRP内管体同心套装在一起，在GFRP外管体和GFRP内管体之间形成环形空间；所述上端法兰板位于GFRP外管体及GFRP内管体的顶端管口，所述下端法兰板位于GFRP外管体及GFRP内管体的底端管口，在上端法兰板下表面及下端法兰板上表面均固定焊接有锚筋，且锚筋位于由GFRP外管体和GFRP内管体之间形成的环形空间内；所述预埋钢管固装在下端法兰板上表面，且锚筋位于预埋钢管内侧；所述预埋钢管外周侧设有预留后浇混凝土区；沿所述上端法兰板的板体周向固定焊接有若干均布设置的螺栓，且螺栓的螺杆部分朝上延伸至上端法兰板上方；沿所述下端法兰板的板体周向均布有若干螺孔，螺孔与螺栓的位置一一对应，且螺孔和螺栓位于预留后浇混凝土区的范围内；在所述上端法兰板与下端法兰板之间，由GFRP外管体和GFRP内管体形成的环形空间内浇注有混凝土，所述锚筋及预埋钢管均封装于混凝土内。
一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩，包括GFRP外管体、GFRP内管体、纵筋、螺旋箍筋、上端连接板及下端连接板；所述GFRP外管体与GFRP内管体同心套装在一起，所述纵筋与螺旋箍筋构成钢筋笼，钢筋笼内置于GFRP外管体和GFRP内管体之间形成的环形空间内；所述上端连接板位于GFRP外管体及GFRP内管体的顶端管口，所述下端连接板位于GFRP外管体及GFRP内管体的底端管口，在上端连接板下表面及下端连接板上表面均固定焊接有锚筋，且锚筋位于由GFRP外管体和GFRP内管体之间形成的环形空间内；在所述上端连接板上表面的周向边沿设置有环形焊槽，在下端连接板下表面的周向边沿也设置有环形焊槽，上端连接板与下端连接板的环形焊槽具有相同的结构和尺寸；在所述上端连接板与下端连接板之间的GFRP管体内浇注有混凝土，所述纵筋、螺旋箍筋及锚筋均封装于混凝土内。
一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩，包括GFRP外管体、GFRP内管体、上端连接板及下端连接板；所述GFRP外管体与GFRP内管体同心套装在一起，在GFRP外管体和GFRP内管体之间形成环形空间；所述上端连接板位于GFRP外管体及GFRP内管体的顶端管口，所述下端连接板位于GFRP外管体及GFRP内管体的底端管口，在上端连接板下表面及下端连接板上表面均固定焊接有锚筋，且锚筋位于由GFRP外管体和GFRP内管体之间形成的环形空间内；在所述上端连接板上表面的周向边沿设置有环形焊槽，在下端连接板下表面的周向边沿也设置有环形焊槽，上端连接板与下端连接板的环形焊槽具有相同的结构和尺寸；在所述上端连接板与下端连接板之间的GFRP管体内浇注有混凝土，所述锚筋封装于混凝土内。
本发明的有益效果：
本发明的预制GFRP管混凝土空心拼接桩，有效克服了GFRP材料无法直接进行焊接连接的局限性，同时具有施工方便、操作简单、容易保证连接质量的特点。
附图说明
图1为本发明的预制GFRP管混凝土空心拼接桩(有钢筋笼且桩体螺栓连接)结构示意图；
图2为本发明的预制GFRP管混凝土空心拼接桩(无钢筋笼且桩体螺栓连接)结构示意图；
图3为本发明的预制GFRP管混凝土空心拼接桩(有钢筋笼且桩体焊接连接)结构示意图；
图4为本发明的预制GFRP管混凝土空心拼接桩(无钢筋笼且桩体焊接连接)结构示意图；
图5为上端法兰板的结构示意图；
图6为下端法兰板的结构示意图；
图7为上端连接板的结构示意图；
图8为下端连接板的结构示意图；
图9为上端连接板与下端连接板进行焊接连接后的结构示意图；
图中，1—GFRP外管体，2—GFRP内管体，3—纵筋，4—螺旋箍筋，5—上端法兰板，6—下端法兰板，7—锚筋，8—螺栓，9—预留后浇混凝土区，10—螺孔，11—混凝土，12—预埋钢管，13—上端连接板，14—下端连接板，15—环形焊槽，16—焊缝。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩，包括GFRP外管体1、GFRP内管体2、纵筋3、螺旋箍筋4、上端法兰板5(如图5所示)、下端法兰板6(如图6所示)、锚筋7、螺栓8及预埋钢管12；所述GFRP外管体1与GFRP内管体2同心套装在一起，所述纵筋3与螺旋箍筋4构成钢筋笼，钢筋笼内置于GFRP外管体1和GFRP内管体2之间形成的环形空间内；所述上端法兰板5位于GFRP外管体1及GFRP内管体2的顶端管口，所述下端法兰板6位于GFRP外管体1及GFRP内管体2的底端管口，在上端法兰板5下表面及下端法兰板6上表面均固定焊接有锚筋7，且锚筋7位于由GFRP外管体1和GFRP内管体2之间形成的环形空间内；所述预埋钢管12固装在下端法兰板6上表面，且锚筋7位于预埋钢管12内侧；所述预埋钢管12外周侧设有预留后浇混凝土区9；沿所述上端法兰板5的板体周向固定焊接有若干均布设置的螺栓8，且螺栓8的螺杆部分朝上延伸至上端法兰板5上方；沿所述下端法兰板6的板体周向均布有若干螺孔10，螺孔10与螺栓8的位置一一对应，且螺孔10和螺栓8位于预留后浇混凝土区9的范围内；在所述上端法兰板5与下端法兰板6之间，由GFRP外管体1和GFRP内管体2之间形成的环形空间内浇注有混凝土11，所述纵筋3、螺旋箍筋4、锚筋7及预埋钢管12均封装于混凝土11内。
如图2所示，一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩，包括GFRP外管体1、GFRP内管体2、上端法兰板5(如图5所示)、下端法兰板6(如图6所示)、锚筋7、螺栓8及预埋钢管12；所述GFRP外管体1与GFRP内管体2同心套装在一起，在GFRP外管体1和GFRP内管体2之间形成环形空间；所述上端法兰板5位于GFRP外管体1及GFRP内管体2的顶端管口，所述下端法兰板6位于GFRP外管体1及GFRP内管体2的底端管口，在上端法兰板5下表面及下端法兰板6上表面均固定焊接有锚筋7，且锚筋7位于由GFRP外管体1和GFRP内管体2之间形成的环形空间内；所述预埋钢管12固装在下端法兰板6上表面，且锚筋7位于预埋钢管12内侧；所述预埋钢管12外周侧设有预留后浇混凝土区9；沿所述上端法兰板5的板体周向固定焊接有若干均布设置的螺栓8，且螺栓8的螺杆部分朝上延伸至上端法兰板5上方；沿所述下端法兰板6的板体周向均布有若干螺孔10，螺孔10与螺栓8的位置一一对应，且螺孔10和螺栓8位于预留后浇混凝土区9的范围内；在所述上端法兰板5与下端法兰板6之间，由GFRP外管体1和GFRP内管体2形成的环形空间内浇注有混凝土11，所述锚筋7及预埋钢管12均封装于混凝土11内。
如图3所示，一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩，包括GFRP外管体1、GFRP内管体2、纵筋3、螺旋箍筋4、上端连接板13(如图7所示)及下端连接板14(如图8所示)；所述GFRP外管体1与GFRP内管体2同心套装在一起，所述纵筋3与螺旋箍筋4构成钢筋笼，钢筋笼内置于GFRP外管体1和GFRP内管体2之间形成的环形空间内；所述上端连接板13位于GFRP外管体1及GFRP内管体2的顶端管口，所述下端连接板14位于GFRP外管体1及GFRP内管体2的底端管口，在上端连接板13下表面及下端连接板14上表面均固定焊接有锚筋7，且锚筋7位于由GFRP外管体1和GFRP内管体2之间形成的环形空间内；在所述上端连接板13上表面的周向边沿设置有环形焊槽15，在下端连接板14下表面的周向边沿也设置有环形焊槽15，上端连接板13与下端连接板14的环形焊槽15具有相同的结构和尺寸；在所述上端连接板13与下端连接板14之间的GFRP管体1内浇注有混凝土11，所述纵筋3、螺旋箍筋4及锚筋7均封装于混凝土11内。
如图4所示，一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩，包括GFRP外管体1、GFRP内管体2、上端连接板13(如图7所示)及下端连接板14(如图8所示)；所述GFRP外管体1与GFRP内管体2同心套装在一起，在GFRP外管体1和GFRP内管体2之间形成环形空间；所述上端连接板13位于GFRP外管体1及GFRP内管体2的顶端管口，所述下端连接板14位于GFRP外管体1及GFRP内管体2的底端管口，在上端连接板13下表面及下端连接板14上表面均固定焊接有锚筋7，且锚筋7位于由GFRP外管体1和GFRP内管体2之间形成的环形空间内；在所述上端连接板13上表面的周向边沿设置有环形焊槽15，在下端连接板14下表面的周向边沿也设置有环形焊槽15，上端连接板13与下端连接板14的环形焊槽15具有相同的结构和尺寸；在所述上端连接板13与下端连接板14之间的GFRP管体1内浇注有混凝土11，所述锚筋7封装于混凝土11内。
下面结合附图说明本发明的接桩过程：
实施例一：采用螺栓连接方式的预制GFRP管混凝土空心拼接桩
当第一根预制桩沉桩结束后，需要连接第二根预制桩，首先将第二根预制桩吊起，使第二根预制桩下端法兰板6上的螺孔10对准第一根预制桩上端法兰板5上的螺栓8，然后缓慢控制第二根预制桩下落，使螺栓8的螺杆部分从螺孔10中穿过，直到第二根预制桩下端法兰板6与第一根预制桩上端法兰板5紧密贴合在一起，然后在螺杆上安装螺母进行锁紧，最后在预留后浇混凝土区9浇注上速凝混凝土，通过后浇的速凝混凝土将位于预留后浇混凝土区9内的螺栓及螺母全部封装，等到预留后浇混凝土区9的速凝混凝土达到设计强度后，就可以继续沉桩作业了。
实施例二：采用焊接连接方式的预制GFRP管混凝土空心拼接桩
当第一根预制桩沉桩结束后，需要连接第二根预制桩，首先将第二根预制桩吊起，使第二根预制桩下端连接板14上的环形焊槽15对准第一根预制桩上端连接板13上的环形焊槽15，然后缓慢控制第二根预制桩下落，直到第二根预制桩下端连接板14与第一根预制桩上端连接板13紧密贴合在一起，此时扣合状态下的环形焊槽15形成焊缝16，焊接前对焊缝16进行清洗，最后利用焊机完成焊缝16处的焊接工作(如图9所示)，待焊缝16处自然冷却后，就可以继续沉桩作业了。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。
Claims (4)
1.一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩，其特征在于：包括GFRP外管体、GFRP内管体、纵筋、螺旋箍筋、上端法兰板、下端法兰板、锚筋、螺栓及预埋钢管；所述GFRP外管体与GFRP内管体同心套装在一起，所述纵筋与螺旋箍筋构成钢筋笼，钢筋笼内置于GFRP外管体和GFRP内管体之间形成的环形空间内；所述上端法兰板位于GFRP外管体及GFRP内管体的顶端管口，所述下端法兰板位于GFRP外管体及GFRP内管体的底端管口，在上端法兰板下表面及下端法兰板上表面均固定焊接有锚筋，且锚筋位于由GFRP外管体和GFRP内管体之间形成的环形空间内；所述预埋钢管固装在下端法兰板上表面，且锚筋位于预埋钢管内侧；所述预埋钢管外周侧设有预留后浇混凝土区；沿所述上端法兰板的板体周向固定焊接有若干均布设置的螺栓，且螺栓的螺杆部分朝上延伸至上端法兰板上方；沿所述下端法兰板的板体周向均布有若干螺孔，螺孔与螺栓的位置一一对应，且螺孔和螺栓位于预留后浇混凝土区的范围内；在所述上端法兰板与下端法兰板之间，由GFRP外管体和GFRP内管体之间形成的环形空间内浇注有混凝土，所述纵筋、螺旋箍筋、锚筋及预埋钢管均封装于混凝土内。
2.一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩，其特征在于：包括GFRP外管体、GFRP内管体、上端法兰板、下端法兰板、锚筋、螺栓及预埋钢管；所述GFRP外管体与GFRP内管体同心套装在一起，在GFRP外管体和GFRP内管体之间形成环形空间；所述上端法兰板位于GFRP外管体及GFRP内管体的顶端管口，所述下端法兰板位于GFRP外管体及GFRP内管体的底端管口，在上端法兰板下表面及下端法兰板上表面均固定焊接有锚筋，且锚筋位于由GFRP外管体和GFRP内管体之间形成的环形空间内；所述预埋钢管固装在下端法兰板上表面，且锚筋位于预埋钢管内侧；所述预埋钢管外周侧设有预留后浇混凝土区；沿所述上端法兰板的板体周向固定焊接有若干均布设置的螺栓，且螺栓的螺杆部分朝上延伸至上端法兰板上方；沿所述下端法兰板的板体周向均布有若干螺孔，螺孔与螺栓的位置一一对应，且螺孔和螺栓位于预留后浇混凝土区的范围内；在所述上端法兰板与下端法兰板之间，由GFRP外管体和GFRP内管体形成的环形空间内浇注有混凝土，所述锚筋及预埋钢管均封装于混凝土内。
3.一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩，其特征在于：包括GFRP外管体、GFRP内管体、纵筋、螺旋箍筋、上端连接板及下端连接板；所述GFRP外管体与GFRP内管体同心套装在一起，所述纵筋与螺旋箍筋构成钢筋笼，钢筋笼内置于GFRP外管体和GFRP内管体之间形成的环形空间内；所述上端连接板位于GFRP外管体及GFRP内管体的顶端管口，所述下端连接板位于GFRP外管体及GFRP内管体的底端管口，在上端连接板下表面及下端连接板上表面均固定焊接有锚筋，且锚筋位于由GFRP外管体和GFRP内管体之间形成的环形空间内；在所述上端连接板上表面的周向边沿设置有环形焊槽，在下端连接板下表面的周向边沿也设置有环形焊槽，上端连接板与下端连接板的环形焊槽具有相同的结构和尺寸；在所述上端连接板与下端连接板之间的GFRP管体内浇注有混凝土，所述纵筋、螺旋箍筋及锚筋均封装于混凝土内。
4.一种预制GFRP管混凝土空心拼接桩，其特征在于：包括GFRP外管体、GFRP内管体、上端连接板及下端连接板；所述GFRP外管体与GFRP内管体同心套装在一起，在GFRP外管体和GFRP内管体之间形成环形空间；所述上端连接板位于GFRP外管体及GFRP内管体的顶端管口，所述下端连接板位于GFRP外管体及GFRP内管体的底端管口，在上端连接板下表面及下端连接板上表面均固定焊接有锚筋，且锚筋位于由GFRP外管体和GFRP内管体之间形成的环形空间内；在所述上端连接板上表面的周向边沿设置有环形焊槽，在下端连接板下表面的周向边沿也设置有环形焊槽，上端连接板与下端连接板的环形焊槽具有相同的结构和尺寸；在所述上端连接板与下端连接板之间的GFRP管体内浇注有混凝土，所述锚筋封装于混凝土内。
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