CN204311436U - 纤维增强复合材料筋混凝土排水管桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纤维增强复合材料筋混凝土排水管桩，包括桩身、端头板、内套筒，在桩身内设有纤维增强复合材料筋，材料筋以碳纤维作为增强材料，以不饱和聚脂、环氧树脂或酚醛树脂作基体，在材料筋外套有钢管，桩身内壁均匀布设有混凝土突起，在管桩桩身上均匀布置一定数量的排水孔。本实用新型以纤维增强复合材料筋替代钢筋，利用碳纤维筋的高弹性模量、耐腐蚀性等优点极大的解决了普通钢筋混凝土桩受拉易裂的问题，延长了透水管桩寿命。同时在纤维筋外套有钢管，隔离纤维筋与混凝土，从而避免纤维筋-混凝土界面强度不足导致混凝土结构界面被剥离破坏，在桩身内壁创造性的设有混凝土突起以便将来拆迁时拔除透水管桩，重做建筑基础。

Description

纤维增强复合材料筋混凝土排水管桩

技术领域

本实用新型涉及一种纤维增强复合材料筋混凝土排水管桩。

背景技术

传统钢筋混凝土透水管桩在桩基工程中有着广泛的应用。然而对于沿海地区、地下水位较浅的地区，传统钢筋混凝土透水管桩的应用面临着严峻的困难。具体为：

钢筋保护层厚度很难把握，不仅要考虑桩外还要考虑桩身预留孔的厚度，如果厚度不够则钢筋很容易被腐蚀。而如果厚度足够，钢筋则无法很好的分配，没有足够的空间放置既满足保护层厚度又满足配筋要求的钢筋。

传统钢筋混凝土透水管桩的设计使用年限较短，已经不能满足如今社会的使用年限需求。

传统钢筋混凝土透水管桩的钢筋抗裂、抗老化性能差，不仅制作成本高昂，而且由于钢筋较重，搬运的人力物力成本同样不菲。

普通排水管桩排水孔预先制作好，在含水量变化较大的区域无法很好的适应水量的变化，而在桩身的排水孔容易进土，从而可能导致管桩的管腔被土塞满使得排水管桩失效。

从上述原因可以得出，传统钢筋混凝土已经不能适应、满足现今的设计、使用要求，为了延长使用年限必须使用抗裂、抗老化性能强的材料，同时材料的抗腐蚀性一定要非常好，对混凝土保护层厚度不敏感，且成本不能太高否则得不偿失，排水孔要有一定的调节能力，方便在各种含水量的地层使用。

实用新型内容

技术问题：本实用新型提供一种使用年限长、耐腐蚀性高，可以有效阻挡土的挤入，保持排水管桩管腔中空，稳定出水能力的纤维增强复合材料筋混凝土排水管桩。       

技术方案：本实用新型的纤维增强复合材料筋混凝土排水管桩，包括桩身、设置在桩身上端的端头板和设置在桩身管内的内套筒，所述桩身中沿纵向设置有纤维增强复合材料筋，在每根纤维增强复合材料筋外均套有钢管，桩身的管壁上均匀布置有排水孔，所述内套筒上设置有与排水孔对应的排水小孔阵列。

本实用新型排水管桩的优选方案中，所述纤维增强复合材料筋由增强材料和基体材料构成，所述增强材料为碳纤维，所述基体材料为不饱和聚脂、环氧树脂或酚醛树脂。

本实用新型排水管桩的优选方案中，所述桩身管外壁沿轴向设置有多组排水孔，每组排水孔沿桩身周向分布。

本实用新型排水管桩的优选方案中，所述内套筒上设置有三种不同孔径的排水小孔阵列，所述的三种排水小孔阵列沿周向分布的，并且不能同时与排水孔对应连通。

本实用新型以纤维增强复合材料筋替代钢筋，利用碳纤维筋的高弹性模量、耐腐蚀性等优点极大的解决了普通钢筋混凝土桩受拉易裂的问题，延长了透水管桩寿命。同时在纤维筋外套有钢管，隔离纤维筋与混凝土，从而避免纤维筋-混凝土界面强度不足导致混凝土结构界面被剥离破坏，在桩身内壁创造性的设有混凝土突起以便将来拆迁时拔除透水管桩，重做建筑基础。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

（1）现有钢筋弹性模量小，当钢筋混凝土桩承受一定拉力，可能导致钢筋会发生过大伸长变形从而引起混凝土结构过大的变形和裂缝宽度，因此通过使用弹性模量最大为钢筋3倍的碳纤维增强复合材料筋来防止混凝土发生过大变形导致开裂，从而大幅提高管桩的使用年限；

（2）如今钢筋损耗很大的原因要归于锈蚀，尤其是沿海地区地下水腐蚀性高，钢筋的寿命显著缩短，纤维增强复合材料筋成分为碳纤维和树脂，耐腐蚀性高，从而可以极大的延缓钢筋锈蚀导致管桩失效的情况的出现；

（3）由于纤维筋-混凝土界面强度不足可能导致混凝土结构界面被剥离破坏，因此在纤维筋与混凝土之间套上钢管，让混凝土只承受压力，纤维筋只承受拉力，分工明确，各自发挥最擅长的能力；

（4）现今普通排水管桩排水孔预先制作完成，孔洞无法更改，排水能力固定，无法根据现场条件来调节，当现场地下水含量与设计依据的资料有较大出入时，普通排水管桩较为不合适，此时就需要可调节进水速率的排水管桩来适应场地的变化，同时普通排水管桩桩身的排水孔容易进土，从而可能导致管桩的管腔被土塞满，使得排水泵无法抽取管腔中的水，从而使排水管桩失效。本实用新型有三种孔径，可以自由调节进水速率，有效控制进水太快可能引起的土体滑动等一系列问题，同时由于有小孔径可以有效阻挡土的挤入，保持排水管桩管腔中空，稳定出水能力。

附图说明

图1是本实用新型纤维增强复合材料筋混凝土排水管桩桩身侧视图；

图2是本实用新型纤维增强复合材料筋混凝土排水管桩及内套筒俯视图。

图3是本实用新型内套筒侧视图。

图中：1-桩身、2-端头板、3-内套筒、31-内套筒上孔洞、4-纤维增强复合材料筋、5-钢管、6-排水孔。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本实用新型的的技术方案做进一步详细说明。

实施例1:

本实用新型的纤维增强复合材料筋混凝土排水管桩，包括：混凝土排水管桩桩身1、端头板2、内套筒3、纤维增强复合材料筋4、钢管5、排水孔6。详细说明：制作直径450mm的预制钢筋混凝土管桩，壁厚90mm，桩长10m，开孔率5%左右，采用先张预应力离心成型工艺，蒸汽养护（具体尺寸可根据设计院要求自行调节）。

纤维增强复合材料筋增强材料为碳纤维，不饱和聚脂、环氧树脂或酚醛树脂为基体。复合材料筋采用耐久性纤维绑扎、耐久性胶体材料黏结、耐久性螺栓连接；

在桩身开孔，孔径8cm，沿桩身周向分布4个，竖向分布若干组（具体数量可根据设计院要求自行调节）；

在沉桩之前，用水溶性材料聚乙烯醇固体将管桩侧壁上的若干预留孔洞进行填充，孔洞内螺纹可防止打桩时土体将水溶性材料聚乙烯醇固体挤出而堵住桩身预留孔；

在地下水和挤土产生孔隙水的桩身附近，填充管桩侧壁预留孔的水溶性材料聚乙烯醇固体被腐蚀，管桩上形成了一系列孔洞，使得地下水通过孔洞流入管腔，从而减小了由于沉桩所引起的超静孔隙水压力，使得孔洞周围的土体所受挤压力得到缓解，，起到减压作用。

设置在所述桩身1内的内套筒3厚度自定，长度与桩身等长，其圆孔的圆心与桩身上排水孔的圆心在同一平面，内套筒3有三种大小的圆孔，按顺序均匀布置在装置上。当内套筒预先使用的孔洞大小超过实际需求可旋转内套筒至小一点的孔洞对准桩身的排水孔，降低进水速率，防止大量土被挤压进桩身内部。

由于透水管桩接触水的面积比普通管桩大得多，尤其是沿海地区，地下水腐蚀性强，因此普通钢筋很容易锈蚀、破坏，从而导致管桩损坏，用耐腐蚀性纤维增强复合材料筋可以抵抗腐蚀保护管桩从而延长寿命。

上述实施例仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本实用新型权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种纤维增强复合材料筋混凝土排水管桩，其特征在于，该排水管桩包括桩身（1）、设置在所述桩身（1）上端的端头板（2）和设置在桩身（1）管内的内套筒（3），所述桩身（1）中沿纵向设置有纤维增强复合材料筋（4），在每根纤维增强复合材料筋（4）外均套有钢管（5），桩身（1）的管壁上均匀布置有排水孔（6），所述内套筒（3）上设置有与排水孔（6）对应的排水小孔阵列。

2.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料筋混凝土排水管桩，其特征在于，所述纤维增强复合材料筋（4）由增强材料和基体材料构成，所述增强材料为碳纤维，所述基体材料为不饱和聚脂、环氧树脂或酚醛树脂。

3.根据权利要求1或2所述的纤维增强复合材料筋混凝土排水管桩，其特征在于，所述桩身（1）管外壁沿轴向设置有多组排水孔（6），每组排水孔（6）沿桩身（1）周向分布。

4.根据权利要求1或2所述的纤维增强复合材料筋混凝土排水管桩，其特征在于，所述内套筒（3）上设置有三种不同孔径的排水小孔阵列，所述的三种排水小孔阵列沿周向分布的，并且不能同时与排水孔（6）对应连通。