CN111335298A - 一种混合型高强混凝土管桩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种混合型高强混凝土管桩，包括混凝土桩体，内置于混凝土桩体内的钢筋笼，以及包覆在混凝土桩体外的FRP管。本发明的目的是提供耐腐蚀性能高，抗弯性能好，质量轻便，维护周期长，造价成本低的混合型预应力高强混凝土管桩。

Description

一种混合型高强混凝土管桩
技术领域
本发明属于管桩技术领域，具体涉及一种混合型高强混凝土管桩。
背景技术
目前出现了一种钢混桩，其图1所示，主要包括混凝土桩体11，内置于混凝土桩体11内的钢筋笼33，混凝土桩体11外局部或通长包覆薄壁钢管22，该结构通过在高强混凝土空心桩体11内配置预应力钢筋笼33形成PHC管桩，能够相应的提高其单桩承载力；混凝土空心桩体11外包覆薄壁钢管22，具有抗锤击能力强、抗弯效果好、沉桩速度快的优点，结合常规TSC管桩和PHC管桩的优点，提高管桩的使用范围。但是管桩外部包覆钢管耐腐蚀能力差，且维修、防护较复杂，制作成本高，较传统的PHC管桩没有拓宽其应用范围，如无法在海水中或盐碱地中使用，改造效果不好。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供耐腐蚀性能高，抗弯性能好，质量轻便，维护周期长，造价成本低的混合型预应力高强混凝土管桩。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种混合型高强混凝土管桩，包括混凝土桩体，内置于混凝土桩体内的钢筋笼，以及包覆在混凝土桩体外的FRP管。
作为优选，所述FRP管粘合在混凝土桩体1外表面。
作为优选，所述FRP管为预制的纵横交错编织的FRP笼或周向为螺旋状，纵向为竖线的FRP笼；FRP管嵌入在混凝土桩体的外表面。
作为优选，所述FRP管的外表面为锯齿形。
作为优选，所述FRP管通长包覆在混凝土桩体外表面或者混凝土桩体间隔一段距离包覆一段长度的FRP管。
作为优选，所述FRP管在混凝土桩体外表面的包覆形状为矩形或菱形的网格形状或者为螺旋线形状。
作为优选，所述矩形或菱形的网格形状的相邻FRP管间隔为30-60cm；螺旋线形状的FRP管3螺旋角的角度范围为5°-30°，相邻FRP管3间隔30-60cm。
作为优选，所述纵横交错编织的FRP笼网格为菱形或方形，相邻FRP管3间隔为30-60cm；所述周向螺旋状，纵向竖线的FRP笼螺螺旋角的角度范围为5°-30°，相邻FRP管3间隔30-60cm。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明外覆FRP管的混凝土管桩抗弯性能比钢管混凝土管桩的抗弯性能高出20％左右，比普通混凝土管桩的抗弯性能要大大提高，足以表明其优越的抗弯性能；另外其抗压性能比普通的混凝土桩要高出20％，耐腐蚀性能要优于钢管混凝土桩。除此之外，本发明外覆FRP管的混凝土管桩具有维护费用低，使用寿命长、安全可靠等优点。同时具有钢管桩的优秀抗弯性能和普通高强混凝土管桩的高承载性能。
附图说明
图1是背景技术中钢混桩的半剖结构示意图；
图2是实施例一中本发明的半剖结构示意图；
图3是实施例二中本发明的半剖结构示意图；
图4是实施例一中本发明的外表面结构示意图；
图5是实施例一中本发明的外表面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步阐明本发明。
如图2-4所示，一种混合型高强混凝土管桩，包括混凝土桩体1，内置于混凝土桩体1内的钢筋笼2，以及包覆在混凝土桩体1外的FRP管3。
实施例一：纤维增强复合材料(英文简称FRP)被广泛应用于混凝土结构及其他结构加固中。FRP具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳、施工便捷的优点，比重仅为钢、铁的四分之一至五分之一，为混凝土的二分之三，相较于钢管包覆的PHC管桩质量轻，另外其具有耐磨性能好，维护费用低，使用寿命长、安全可靠等优点。
下表为外表无包覆的原始混凝土管桩与外覆钢管的混凝土管桩与外覆FRP管3的混凝土管桩在抗弯性能方面的实现数据对比表。(数据为桩身极限弯矩，单位为KN/m)
Figure BDA0001911768850000031
从上述数据可以得出外覆FRP管的混凝土管桩抗弯性能比钢管混凝土管桩的抗弯性能高出20％左右，比普通混凝土管桩的抗弯性能要大大提高，足以表明其优越的抗弯性能，另外其抗压性能比普通的混凝土桩要高出20％，耐腐蚀性能要优于钢管混凝土桩。
另外由于FRP复合材料的柔韧性、可塑性较强，可以通过粘合剂将FRP管3粘合在混凝土桩体1外表面。生产工艺是现将预制混凝土管桩经过现有的生产工艺生产出预制混凝土管桩，然后在混凝土状体1的外表面通过粘合剂粘合FRP管3。优选的将FRP管3外表面制作为锯齿形，增加与混凝土桩体1的摩擦。FRP管3在粘结强度方面要优于钢管与混凝土管桩的粘结强度。FRP管3可以通长包覆在混凝土桩体1外表面或者混凝土桩体1间隔一段距离包覆一端长度的FRP管3，尽管间隔一端距离包覆FRP管3的混凝土管桩在抗弯性能、抗压性能以及抗腐蚀性方面不如通长包覆FRP管3的混凝土管桩，但是在造价上却有很大优势，所以可以根据需求选择不同的包覆形式。
混凝土桩体1包覆FRP管3可以选择矩形或菱形的网状形状进行包覆，相邻FRP管3间隔为30-60cm。也可以选择螺旋线的方式进行包覆，螺旋角的角度范围为5°-30°，相邻FRP管3间隔30-60cm。
实施例二，不同于上述实施例一使用粘合剂将FRP管3粘结混凝土桩体1的外表面。本实施例将所述FRP管3预先制作为纵横交错编织的FRP笼或周向为螺旋状，纵向为竖线的FRP笼，在管桩生产过程中先将FRP笼贴合在钢模内壁上，然后放置无预应力或半预应力或全预应力的钢筋笼2张拉，然后灌装混凝土，再离心成型、蒸汽养护、脱模等步骤生产而成。成品为FRP管3嵌入在混凝土桩体1的外表面，混凝土桩体1的外表面相比在成品灌装的桩体外表面粘结FRP管3光滑。脱模后再包覆FRP管3，需要使用粘合剂将FRP管3粘结在管桩外表面。FRP管3裸露在混凝土桩体1外表面，表面不光滑，影响美观，容易脱落，包覆力低。而预先放置FRP笼可以使得混凝土与FRP管3充分接触，FRP管3嵌入至混凝土桩体1内，不仅使得管桩的表面光滑、成品外观好，而且FRP管3的包覆力强，不易脱落，无需使用粘结剂，节约成本，减少一步工序，生产效率高。另外将FRP管3外表面制作为锯齿形，可以增加其余混凝土状体1的牢固性。
所述纵横交错编织的FRP笼网格为菱形或方形，相邻FRP管3间隔为30-60cm。
所述周向螺旋状，纵向竖线的FRP笼螺螺旋角的角度范围为5°-30°，相邻FRP管3间隔30-60cm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种混合型高强混凝土管桩，其特征在于：包括混凝土桩体，内置于混凝土桩体内的钢筋笼，以及包覆在混凝土桩体外的FRP管。
2.根据权利要求1所述的混合型高强混凝土管桩，其特征在于：所述FRP管粘合在混凝土桩体1外表面。
3.根据权利要求1所述的混合型高强混凝土管桩，其特征在于：所述FRP管为预制的纵横交错编织的FRP笼或周向为螺旋状，纵向为竖线的FRP笼；FRP管嵌入在混凝土桩体的外表面。
4.根据权利要求2或3所述的混合型高强混凝土管桩，其特征在于：所述FRP管的外表面为锯齿形。
5.根据权利要求2所述的混合型高强混凝土管桩，其特征在于：所述FRP管通长包覆在混凝土桩体外表面或者混凝土桩体间隔一段距离包覆一段长度的FRP管。
6.根据权利要求2所述的混合型高强混凝土管桩，其特征在于：所述FRP管在混凝土桩体外表面的包覆形状为矩形或菱形的网格形状或者为螺旋线形状。
7.根据权利要求6所述的混合型高强混凝土管桩，其特征在于：所述矩形或菱形的网格形状的相邻FRP管间隔为30-60cm；螺旋线形状的FRP管3螺旋角的角度范围为5°-30°，相邻FRP管3间隔30-60cm。
8.根据权利要求3所述的混合型高强混凝土管桩，其特征在于：所述纵横交错编织的FRP笼网格为菱形或方形，相邻FRP管3间隔为30-60cm；所述周向螺旋状，纵向竖线的FRP笼螺螺旋角的角度范围为5°-30°，相邻FRP管3间隔30-60cm。
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