CN109056715A - 一种玻璃纤维增强塑料抗拔桩及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型GFRP抗拔桩及施工方法，适用于抗拔桩、土钉边坡支护工程，步骤包括：a.在建筑施工地基定位后在表面钻孔，孔径与桩体直径相同；b.将桩体打入地基，因桩体表面设有螺纹，增大桩体与土体间的摩擦力，桩体的底部安装有锥尖，在变截面沿桩周均匀分布四个凹槽，在凹槽处楔入抗压强度高的侧翼，端头宽度和侧翼相同，从而在打桩的过程中保护侧翼不受损害，高粘结强度GFRP变形筋和桩底侧翼水平方向的契合作用共同实现了桩体的稳定性；c.将钻孔侧壁灌注混凝土填缝处理；一种新型GFRP抗拔桩在施工过程中保护了椎间的结构稳定性，使得桩侧摩阻力发挥充分，而且桩周被土体形成的混凝土胶结面加固，有效增加了单桩承载力。

Description

一种玻璃纤维增强塑料抗拔桩及施工方法

技术领域

本发明是一种玻璃纤维增强塑料(GFRP)抗拔桩及施工方法，属于建筑施工技术领域。

背景技术

土建工程发展迅速，地上空间有限，可利用的土地资源受限，因此城市建筑的发展逐渐转向地下空间的开发和高层建筑的建造。随着地下空间的利用增多，基础埋深变深，基础遭受地下水和土中无机盐离子等侵蚀更加严重，基础承受上拔荷载的情况越来越多，上拔荷载也越来越大。因此抗拔桩广泛应用于大型地下室抗浮、高耸建筑物抗拔、海上码头平台抗拔、悬索桥和斜拉桥的锚桩基础、大型船坞底板的桩基础和静荷载试桩中的锚桩基础等。在地下水位较高的地区，当上部结构荷重不能平衡地下水浮力的时候，结构的整体或局部就会受到向上浮力的作用。如地下水池、建筑物的地下室结构、污水处理厂的生化池等必须设置抗拔桩。

GFRP又被称为玻璃钢，具有很高的抗压和抗弯拉强度。GFRP是一种热固性塑料，机体是树脂，因此它具有质轻的优点，减少了结构施工成本，并降低了运输的费用。耐化学侵蚀、不受酸雨、盐等环境影响。GFRP构件之间的安装缝隙进行树脂处理形成防水结构，其显著特点是具有抗裂性。任何形状和质感效果都可以定制出来。使用年限长且不会变质和褪色，无需维修与养护。但是，GFRP目前还没有用于抗拔桩，本发明提供一种GFRP抗拔桩及施工方法，预制经济、质轻、耐腐蚀、强度高的抗拔桩，并给出其施工方法。

发明内容

(1)技术问题

本发明目的是提供一种GFRP抗拔桩及施工方法，充分利用GFRP桩耐腐蚀性好、抗拉强度大等特点，将新材料运用在抗拔桩设计中，克服了现有技术的不足，解决目前抗拔桩质量大、抗拔力不足、耐久性差、成本高的问题，提高单桩抗拔力，从而进一步提高建筑结构的稳定性。

(2)技术方案

鉴于目前抗拔桩存在质量大、抗拔力不足、耐久性差、成本高的问题，本发明提供一种GFRP抗拔桩设计及施工方法，技术方案如下：首先在打桩的过程中，扩底的椎间承受大部分的土压力，保护桩体和侧翼，桩体侧翼受到部分土压力，受到预应力，向桩体内侧弯曲，增大了侧翼的极限抗压承载力，如图1；其次，当桩顶受到上拔力时，螺纹桩身和侧翼提供主要的抗拔力，侧翼向背离桩身的方向旋转，通过预压过的桩身侧翼提供主要的承载力，增强桩体稳定性，加强地基强度，如图2；最后，当桩身侧翼受到极限抗压强度，桩底椎间协同承受土压力，充分利用桩身和桩底的抗压承载力，如图3。

(3)有益效果

耐腐蚀和抗拉强度大的高粘结强度GFRP抗拔桩，使用时将抗拔桩打入地基土中，扩底椎间充分保护抗拔侧翼不受损害，也同时施加了对抗拔侧翼的预应力，当受到上拔荷载时，侧翼受到土压力，嵌入土体，桩身螺纹有效增加了桩体的抗拔力，当达到极限承载力时，椎间提供抗拔力，实现了桩底和桩身的共同受力，增强了桩体的稳定性；弥补了现有技术的不足，从而增加了建筑结构的稳定性。根据本发明提供的专利技术，通过产学研相结合，积极与相关企业合作，能够开发出具有自主知识产权抗拔桩，用于大型地下室抗浮、高耸建筑物抗拔、海上码头平台抗拔、悬索桥和斜拉桥的锚桩基础、大型船坞底板的桩基础、静荷载试桩中的锚桩基础等，提高建筑结构的稳定性和耐久性，具有良好的社会经济效益。

附图说明

图1抗拔桩打入时受力示意图及配筋构造图

1-钢筋；2-侧翼；3-桩端

图2拔力作用下抗拔桩工作原理示意图

图3抗拔桩极限承载力作用下受力示意图

具体实施方式

1.一种新型GFRP抗拔桩，其特征在于，该抗拔桩由桩身(1)、侧翼(2)、桩端(3)三部分组成，其桩体包括内部轻质、高强、耐腐蚀及抗拉强度高的GFRP筋骨架，桩体表面设有螺纹，增大桩体与土体间的摩擦力，桩体的底部安装有扩底锥尖，在变截面沿桩周均匀分布四个凹槽，在凹槽处楔入高强度的侧翼，端头宽度和侧翼相同，从而在打桩的过程中保护侧翼不受损害，桩底侧翼水平楔入桩体，保证桩体的稳定性。

2.本发明提供一种新型GFRP抗拔桩的施工方法，该方法的具体实施步骤如下：

(1)在建筑施工地基定位后在表面钻孔，孔径与桩体直径相同，在打桩的过程中，扩底的椎间承受大部分的土压力，保护桩体和侧翼，桩体侧翼受到部分土压力，受到预应力，向桩体内侧弯曲，增大了侧翼的极限抗压承载力；

(2)吊装入位将抗拔桩打入地基，因桩体表面设有螺纹，增大桩体与土体间的摩擦力，桩体的底部安装有锥尖，在变截面沿桩周均匀分布四个凹槽，在凹槽处楔入抗压强度高的侧翼，端头宽度和侧翼相同，从而在打桩的过程中保护侧翼不受损害，高粘结强度GFRP变形筋和桩底侧翼水平方向的契合作用共同实现了桩体的稳定性，当桩身侧翼达到极限承载力，桩端和侧翼共同承受土压力，充分利用桩身和桩端的抗压承载力；

(3)将钻孔侧壁灌注混凝土填缝处理。

Claims (2)

1.一种新型GFRP抗拔桩，其特征在于，该抗拔桩由桩身(1)、侧翼(2)、桩端(3)三部分组成，其桩体包括内部轻质、高强、耐腐蚀及抗拉强度高的GFRP筋骨架，桩体表面设有螺纹，增大桩体与土体间的摩擦力，桩体的底部安装有扩底锥尖，在变截面沿桩周均匀分布四个凹槽，在凹槽处楔入高强度的侧翼，端头宽度和侧翼相同，从而在打桩的过程中保护侧翼不受损害，桩底侧翼水平楔入桩体，保证桩体的稳定性。

2.本发明提供一种新型GFRP抗拔桩的施工方法，该方法的具体实施步骤如下：

(1)在建筑施工地基定位后在表面钻孔，孔径与桩体直径相同，在打桩的过程中，扩底的椎间承受大部分的土压力，保护桩体和侧翼，桩体侧翼受到部分土压力，受到预应力，向桩体内侧弯曲，增大了侧翼的极限抗压承载力；

(2)吊装入位将抗拔桩打入地基，因桩体表面设有螺纹，增大桩体与土体间的摩擦力，桩体的底部安装有锥尖，在变截面沿桩周均匀分布四个凹槽，在凹槽处楔入抗压强度高的侧翼，端头宽度和侧翼相同，从而在打桩的过程中保护侧翼不受损害，高粘结强度GFRP变形筋和桩底侧翼水平方向的契合作用共同实现了桩体的稳定性，当桩身侧翼达到极限承载力，桩端和侧翼共同承受土压力，充分利用桩身和桩端的抗压承载力；

(3)将钻孔侧壁灌注混凝土填缝处理。