CN111270668A - 基于再生骨料海水海砂fpr复材筋的工程桩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及施工方法的技术领域，公开了基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，包括桩体以及置于桩体内的筋笼；桩体由再生骨料、水泥、海水以及海砂混合凝固而成，再生骨料为单一的水泥混合土的破碎材料，再生骨料、水泥、海水以及海砂的重量比为11.5:52.5:20:16；筋笼为FPR复材筋制成，且筋笼的外表面涂覆有防腐防锈层；筋笼沿着桩体的高度方向延伸布置，桩体内设置有轴向延伸布置的轴向传感光纤，轴向传感光纤贯穿桩体布置，且延伸出桩体外。筋笼这样设置，提高筋笼的强度及耐腐蚀性；在轴向传感光纤的作用下，对筋笼的使用寿命进行实时监测，保障工程安全；另外，由FPR复材筋与再生骨料等混合，有效增强筋笼的使用寿命以及提高筋笼结构性能。

Description

基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩

技术领域

本发明专利涉及工程桩的技术领域，具体而言，涉及基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩。

背景技术

工程桩，就是在工程中使用的，最终在建、构筑物中受力起作用的桩。工程桩是用在工程实体上的桩，要承受一定的荷载的。工程桩由混凝土以及钢筋构成，混凝土由水、砂以及水泥等构成，将钢筋置于桩孔中，往桩孔中浇筑混凝土，等混凝土凝固稳定以后，则成型工程桩。

2016年，世界水泥产量达到42亿吨，混凝土产量约为250亿吨，2014年，骨料(包括粗骨料和细骨料)的产量达到约400亿吨，尤其是中国和其他发展中国家的混凝土消费量在过去几十年中迅速增加。

混凝土生产中消耗的大量原材料，特别是河砂和淡水，引起了严重的环境问题。使用河砂作为细骨料对河流生态系统，航行和防洪产生负面影响，因此，出于环境方面的考虑，中国2001年颁布了关于禁止从长江采砂的规定，近些年了国家对环保的高度重视，对非法采集河砂行为进行了严厉打击，河砂价格也一路上涨，增加了工程建设费用。不仅是河砂，同样的对淡水的过度消耗也会引起缺水国家的一系列环境问题，除了沙子和水之外，混凝土的其他主要成分，粗骨料和水泥的消耗也引起了社会各界的关心，因此，基于再生骨料海水海砂的混凝土的研究应运而生。

发明内容

本发明的目的在于提供基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，旨在解决现有技术中，工程桩使用淡水以及河砂，导致淡水及河砂过度消耗的问题。

本发明是这样实现的，基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，包括桩体以及置于桩体内的筋笼；所述桩体由再生骨料、水泥、海水以及海砂混合凝固而成，所述再生骨料为单一的水泥混合土的破碎材料，所述再生骨料、水泥、海水以及海砂的重量比为11.5:52.5:20:16；所述筋笼为FPR复材筋制成，且所述筋笼的外表面涂覆有防腐防锈层；所述筋笼沿着所述桩体的高度方向延伸布置，所述桩体内设置有轴向延伸布置的轴向传感光纤，所述轴向传感光纤贯穿所述桩体布置，且延伸出所述桩体外。

进一步的，所述再生骨料为采用移动破碎设备破碎的水泥混凝土级配碎石，所述再生骨料的粒径范围为10mm-20mm之间。

进一步的，所述筋笼包括多个竖筋以及多个箍筋圈，所述竖筋及箍筋圈分别为FPR复材筋制成，且所述竖筋及箍筋圈的外表面分别涂覆有所述防腐防锈层；多个所述竖筋依序间隔环绕布置，围合形成竖筋笼，所述竖筋笼沿着所述桩体的轴向布置；多个所述箍筋圈沿着所述桩体的轴向依序间隔布置；所述箍筋圈沿着所述竖筋笼的周向环绕布置，所述箍筋圈与竖筋笼的各个竖筋分别固定连接；所述FPR复材筋包括筋材以及绞线，所述绞线缠绕固定在所述筋材的外表面，所述筋材与绞线之间设置有内部传感光纤，所述内部传感光纤沿着所述筋材的长度方向延伸布置，且延伸出所述桩体外。

进一步的，所述内部传感光纤沿着所述绞线的缠绕延伸方向，缠绕在所述筋材的外表面。

进一步的，沿所述竖筋圈的圆周方向，所述箍筋圈与各个竖筋的固定连接位置呈上下错位布置，且相邻的固定连接位置的错位高度相异。

进一步的，所述竖筋笼的内部设置有两个交叉相交的交叉筋，所述交叉筋为所述FPR复材筋制成，所述交叉筋布置在两个所述箍筋圈之间，且所述交叉筋的两端分别与所述竖筋固定连接。

进一步的，所述竖筋的下端形成插入在桩孔底部的插入尖端，所述竖筋的下端固定有水平布置且用于抵接在桩孔底部的定位板，所述定位板位于所述插入尖端的上方，所述竖筋圈的多个竖筋的定位板处于同一水平。

进一步的，所述竖筋笼的外部套设有沿着竖筋笼轴向上下移动的活动环，所述活动环的外周连接有多个弹片，多个所述弹片环绕所述活动环的外周间隔布置；所述弹片的上端固定连接在活动环上，所述弹片的下端朝下空置延伸，且沿自上而下的方向，所述弹片的下端偏离所述竖筋笼倾斜布置，且所述弹片的下端延伸至所述桩孔外；当所述竖筋笼的插入尖端插入桩孔的底部，且所述定位板抵接在所述桩孔的底部后，将所述弹片朝内压入桩孔内，所述弹片的下端抵压在桩孔的内侧壁，所述活动环朝下移动至桩孔的开口处，且将所述活动环与竖筋笼捆绑固定。

进一步的，所述弹片的下端朝上弯折，形成抵压片，所述抵压片位于所述弹片的外侧，且偏离所述弹片倾斜布置。

进一步的，沿着所述竖筋笼的轴向，所述活动环呈倾斜布置，且多个所述弹片的长度相异。

与现有技术相比，本发明提供基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，桩体由再生骨料、水泥、海水以及海砂混合凝固而成，且重量比为11.5:52.5:20:16；降低淡水及河砂的消耗；同时，筋笼为FPR复材筋制成，且筋笼的外表面涂覆有防腐防锈层，保证筋笼的强度以及耐腐蚀性；在轴向传感光纤的作用下，对筋笼的使用寿命进行实时监测，保障工程安全；另外，由FPR复材筋与再生骨料等混合，有效增强筋笼的使用寿命以及提高筋笼结构性能。

附图说明

图1基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩的剖面示意图；

图2基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩的俯视示意图；

图3基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩的活动环的立体示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-3所示，为本发明提供的较佳实施例。

本实施例提供的基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，包括桩体20以及筋笼10，筋笼10置于桩体20的内部；桩体20由再生骨料、水泥、海水以及海砂混合凝固而成，再生骨料为单一的水泥混合土的破碎材料，再生骨料、水泥、海水以及海砂的重量比为11.5:52.5:20:16；筋笼10为FPR复材筋制成，且筋笼10的外表面涂覆有防腐防锈层；筋笼10沿着桩体20的高度方向延伸布置，桩体20内设置有轴向延伸布置的轴向传感光纤30，轴向传感光纤30贯穿桩体20布置，且延伸出桩体20外。

上述的基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，桩体20由再生骨料、水泥、海水以及海砂混合凝固而成，且重量比为11.5:52.5:20:16；降低淡水及河砂的消耗；同时，筋笼10为FPR复材筋制成，且筋笼10的外表面涂覆有防腐防锈层，保证筋笼10的强度以及耐腐蚀性；在轴向传感光纤30的作用下，对筋笼10的使用寿命进行实时监测，保障工程安全；另外，由FPR复材筋与再生骨料等混合，有效增强筋笼10的使用寿命以及提高筋笼10结构性能。

另外，再生骨料为单一的水泥混合土的破碎材料，有效利用废弃材料，降低造价，增强资源利用率。

再生骨料为采用移动破碎设备破碎的水泥混凝土级配碎石，再生骨料的粒径范围为10mm-20mm之间；有效增强混合效果，保障后续形成工程桩的强度以及增强工程桩的使用寿命。

筋笼10包括多个竖筋11以及多个箍筋圈12，竖筋11及箍筋圈12分别为FPR复材筋制成，且竖筋11及箍筋圈12的外表面分别涂覆有防腐防锈层；多个竖筋11依序间隔环绕布置，围合形成竖筋11笼10，竖筋11笼10沿着桩体20的轴向布置；多个箍筋圈12沿着桩体20的轴向依序间隔布置；箍筋圈12沿着竖筋11笼10的周向环绕布置，箍筋圈12与竖筋11笼10的各个竖筋11分别固定连接；FPR复材筋包括筋材以及绞线，绞线缠绕固定在筋材的外表面，筋材与绞线之间设置有内部传感光纤，内部传感光纤沿着筋材的长度方向延伸布置，且延伸出桩体20外；便于内部传感光纤的安设，以及便于内部传感光纤对筋材进行监测。

筋笼10阻止干化收缩或温度引起的体积变化都会引起裂缝，裂缝的出现和发展可以通过内部传感光纤或者轴向传感光纤30中的光传播的强度变化而测得。

内部传感光纤沿着绞线的缠绕延伸方向，缠绕在筋材的外表面，提高内部传感光纤的监测精准性，同时，便于内部传感光纤的安设。

沿竖筋11圈的圆周方向，各个箍筋圈12与各个竖筋11的固定连接位置呈上下错位布置，且相邻的固定连接位置的错位高度相异；增强箍筋圈12与各个竖筋11的固定稳固性，从而增强筋笼10的强度，提高工程桩的使用寿命。

竖筋11笼10的内部设置有两个交叉相交的交叉筋，交叉筋为FPR复材筋制成，交叉筋布置在两个箍筋圈12之间，且交叉筋的两端分别与竖筋11固定连接；在交叉筋的丛下，增大竖筋11笼10与箍筋圈12的固定区域，增强竖筋11笼10与箍筋圈12的固定稳固性。

竖筋11的下端形成插入在桩孔底部的插入尖端，竖筋11的下端固定有水平布置且用于抵接在桩孔底部的定位板，定位板位于插入尖端的上方，竖筋11圈的多个竖筋11的定位板处于同一水平；插入尖端的作用下，便于竖筋11的插设，在定位板的作用下，便于竖筋11的定位，且在各个定位板的作用下，便于筋笼10找平，便于筋笼10的下放。

竖筋11笼10的外部套设有沿着竖筋11笼10轴向上下移动的活动环40，活动环40的外周连接有多个弹片50，多个弹片50环绕活动环40的外周间隔布置；弹片50的上端固定连接在活动环40上，弹片50的下端朝下空置延伸，且沿自上而下的方向，弹片50的下端偏离竖筋11笼10倾斜布置，且弹片50的下端延伸至桩孔外；当竖筋11笼10的插入尖端插入桩孔的底部，且定位板抵接在桩孔的底部后，将弹片50朝内压入桩孔内，弹片50的下端抵压在桩孔的内侧壁，活动环40朝下移动至桩孔的开口处，且将活动环40与竖筋11笼10捆绑固定。

在活动环40的作用下，当筋笼10下放后，将活动环40朝内压入桩孔内，弹片50的下端抵触在桩孔的内侧壁，避免桩孔底部具有水，导致筋笼10上浮偏移，对筋笼10起到加固作用。

弹片50的下端朝上弯折，形成抵压片51，抵压片51位于弹片50的外侧，且偏离弹片50倾斜布置；在抵压片51的作用下，增大与桩孔的内侧壁的接触面积，保证弹片50的限制作用，另外，弹片50先下端先朝下延伸布置，在朝上弯折形成抵压片51，抵压片51受力朝上，弹片50其他部门受力朝下，这样有助于抵消部分作用力，增强弹片50的限制力。

沿着竖筋11笼10的轴向，活动环40呈倾斜布置，且多个弹片50的长度相异；这样，使活动环40的受力方向偏移，与筋笼10受力方向不同，提高活动环40的限制力。

沿活动环40的中心，其一端的弹片50的长度大于另一端的弹片50的长度；是弹片50的受力方向偏移，与筋笼10受力方向不同，提高弹片50的限制力。

箍筋圈12为方形，各个方形的箍筋圈12的间距为20cm，由上至下等间距分布，并与FRP竖筋11呈固定连接；便于箍筋圈12的生产制造，且增大箍筋圈12与混凝土的接触面积，增强箍筋圈12的支护强度，以及增强筋笼10与桩体20的固定效果。

再生骨料为采用移动破碎设备生产的水泥混凝土级配碎石，粒径为0-10mm和10-20mm。

竖筋11固定有固定架，轴向传感光纤30的内端固定在固定架上，轴向传感光纤30的外端贯穿桩体20布置，且延伸出桩体20外；便于轴向传感光纤30的安设。

固定架包括上架和下架，上架与下架分别与竖筋11呈固定布置，且上架与下架呈上下扣合布置，上架与下架之间形成夹持口，轴向传感光纤30的内端传输夹持口，固定在固定架上；实现轴向传感光纤30的安设。

下架具有延伸台，延伸台呈水平布置，轴向传感光纤30与延伸台呈上下对应布置，且轴向传感光纤30抵触延伸台，在延伸台的作用下，便于轴向传感光纤30的外端朝外延伸出桩体20外，同时增强轴向传感光纤30的安设稳固性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，其特征在于，包括桩体以及置于桩体内的筋笼；所述桩体由再生骨料、水泥、海水以及海砂混合凝固而成，所述再生骨料为单一的水泥混合土的破碎材料，所述再生骨料、水泥、海水以及海砂的重量比为11.5:52.5:20:16；所述筋笼为FPR复材筋制成，且所述筋笼的外表面涂覆有防腐防锈层；所述筋笼沿着所述桩体的高度方向延伸布置，所述桩体内设置有轴向延伸布置的轴向传感光纤，所述轴向传感光纤贯穿所述桩体布置，且延伸出所述桩体外。

2.如权利要求1所述的基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，其特征在于，所述再生骨料为采用移动破碎设备破碎的水泥混凝土级配碎石，所述再生骨料的粒径范围为10mm-20mm之间。

3.如权利要求1或2所述的基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，其特征在于，所述筋笼包括多个竖筋以及多个箍筋圈，所述竖筋及箍筋圈分别为FPR复材筋制成，且所述竖筋及箍筋圈的外表面分别涂覆有所述防腐防锈层；多个所述竖筋依序间隔环绕布置，围合形成竖筋笼，所述竖筋笼沿着所述桩体的轴向布置；多个所述箍筋圈沿着所述桩体的轴向依序间隔布置；所述箍筋圈沿着所述竖筋笼的周向环绕布置，所述箍筋圈与竖筋笼的各个竖筋分别固定连接；所述FPR复材筋包括筋材以及绞线，所述绞线缠绕固定在所述筋材的外表面，所述筋材与绞线之间设置有内部传感光纤，所述内部传感光纤沿着所述筋材的长度方向延伸布置，且延伸出所述桩体外。

4.如权利要求3所述的基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，其特征在于，所述内部传感光纤沿着所述绞线的缠绕延伸方向，缠绕在所述筋材的外表面。

5.如权利要求3所述的基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，其特征在于，沿所述竖筋圈的圆周方向，所述箍筋圈与各个竖筋的固定连接位置呈上下错位布置，且相邻的固定连接位置的错位高度相异。

6.如权利要求3所述的基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，其特征在于，所述竖筋笼的内部设置有两个交叉相交的交叉筋，所述交叉筋为所述FPR复材筋制成，所述交叉筋布置在两个所述箍筋圈之间，且所述交叉筋的两端分别与所述竖筋固定连接。

7.如权利要求3所述的基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，其特征在于，所述竖筋的下端形成插入在桩孔底部的插入尖端，所述竖筋的下端固定有水平布置且用于抵接在桩孔底部的定位板，所述定位板位于所述插入尖端的上方，所述竖筋圈的多个竖筋的定位板处于同一水平。

8.如权利要求7所述的基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，其特征在于，所述竖筋笼的外部套设有沿着竖筋笼轴向上下移动的活动环，所述活动环的外周连接有多个弹片，多个所述弹片环绕所述活动环的外周间隔布置；所述弹片的上端固定连接在活动环上，所述弹片的下端朝下空置延伸，且沿自上而下的方向，所述弹片的下端偏离所述竖筋笼倾斜布置，且所述弹片的下端延伸至所述桩孔外；当所述竖筋笼的插入尖端插入桩孔的底部，且所述定位板抵接在所述桩孔的底部后，将所述弹片朝内压入桩孔内，所述弹片的下端抵压在桩孔的内侧壁，所述活动环朝下移动至桩孔的开口处，且将所述活动环与竖筋笼捆绑固定。

9.如权利要求1或2所述的基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，其特征在于，所述弹片的下端朝上弯折，形成抵压片，所述抵压片位于所述弹片的外侧，且偏离所述弹片倾斜布置。

10.如权利要求1或2所述的基于再生骨料海水海砂FPR复材筋的工程桩，其特征在于，沿着所述竖筋笼的轴向，所述活动环呈倾斜布置，且多个所述弹片的长度相异。

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