CN212714917U - Gfrp管中空挖孔桩基础 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种GFRP管中空挖孔桩基础，该基础埋设于地下土坑之中，涉及输电线窄基塔基础技术领域，包括GFRP管和浇筑于GFRP管与土坑之间的混凝土；混凝土将整根GFRP管包裹形成混凝土中空桩；混凝土中空桩的顶部固定设有塔脚板法兰。本实用新型相比传统挖孔桩基础，四腿联合GFRP管中空挖孔桩基础可节省基础造价30%，降低余土外运比例60%以上，同时大幅提高施工质量、降低施工风险。本实用新型GFRP管中空挖孔桩基础节省了中间部分的混凝土，并用回填土代替，即降低了基础投资，也解决了开挖土方处理难的问题。

Description

GFRP管中空挖孔桩基础

技术领域

本实用新型涉及一种输电线窄基塔的基础，尤其涉及一种GFRP管中空挖孔桩基础。

背景技术

在高压输变电工程施工时，各个铁塔安装时均需要对应的基础进行固定，目前，在粉质粘土的地质情况下，常用的钢管杆基础有板式基础、灌注桩基础和钢管桩基础等，其中，板式基础由混凝土和钢筋浇筑而成，存在开挖面积大，现浇，施工周期长等缺陷；灌注桩基础也是由混凝土和钢筋浇筑而成，存在机械成孔，现浇，施工周期长等缺陷；钢管桩基础由钢管组成，直接机械打入，施工周期短，但受地质影响大。

比如其中一种传统挖孔桩（如图1所示），主要存在以下缺陷：

（1）中间部分混凝土在承受荷载时发挥的作用很小，存在一定的材料量浪费。

（2）施工时间较长，振捣质量不易控制，且施工人员需下孔振捣，存在安全风险；

（3）100%的余土需额外处理或外运；

（4）造价高，钢材消耗量大。

基于此，做出本申请。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了GFRP管中空挖孔桩基础。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

本实用新型GFRP管中空挖孔桩基础，埋设于地下土坑之中，包括GFRP管和浇筑于GFRP管与土坑之间的混凝土；所述混凝土将整根GFRP管包裹形成混凝土中空桩；所述混凝土中空桩的顶部固定设有塔脚板法兰。传统桩基础中间部分混凝土在承受荷载时发挥的作用很小，GFRP管中空挖孔桩基础节省了中间部分的混凝土，并用回填土代替，即降低了基础投资，也解决了开挖土方处理难的问题。同时内部采用GFRP管可作为基础模板，同时也可代替钢筋。

作为本实用新型GFRP管中空挖孔桩基础的一种优选方案，所述混凝土中空桩的顶部预埋有地脚螺栓，可通过预埋的地脚螺栓直接与塔脚板法兰固定连接，安装快速。

作为本实用新型GFRP管中空挖孔桩基础的一种优选方案，所述混凝土采用铁磁性骨料混凝土，可用于磁力振捣，钢渣的加入，能进一步提升强度。

作为本实用新型GFRP管中空挖孔桩基础的一种优选方案，所述混凝土中空桩的壁厚为200~400mm，该壁厚在保证受力的情况下，可以节约混凝土用量。

鉴于GFRP管中空挖孔桩基础混凝土浇筑及振捣施工存在一定的局限性和不足，本实用新型提出了一种磁力振捣混凝土施工方法，其主要工作原理是：在混凝土中加入铁磁性骨料（钢渣等），通过磁力装置在外部施加可变磁场，控制混凝土内部铁磁骨料的运动频率以及轨迹，带动混凝土整体运动，从而达到振捣的效果。

本实用新型的有益技术效果（GFRP管中空挖孔桩基础的优势）：

（1）相比传统挖孔桩基础，四腿联合GFRP管中空挖孔桩基础可节省基础造价30%，降低余土外运比例60%以上，同时大幅提高施工质量、降低施工风险。

（2）传统桩基础中间部分混凝土在承受荷载时发挥的作用很小，GFRP管中空挖孔桩基础节省了中间部分的混凝土，并用回填土代替，即降低了基础投资，也解决了开挖土方处理难的问题。

（3）内部GFRP管即可作为基础模板，同时也可代替钢筋。

（4）将传统铁塔四条腿四个基础的模式改为四腿一个基础，大幅减少基础占地和造价，降低土地征用赔偿费用。

附图说明

图1为传统挖孔桩基础的截面图；

图2为本实施例GFRP管中空挖孔桩基础的剖面图；

图3为本实施例GFRP管中空挖孔桩基础的截面图.

标注说明：GFRP管1，铁磁性骨料混凝土（混凝土中空桩）2，内部回填土3，塔脚板法兰4，窄基塔5，钢筋6，混凝土7。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段及其所能达到的技术效果，能够更清楚更完善的披露，兹提供了一个实施例，并结合附图作如下详细说明：

如图1至图3所示，本实施例GFRP管中空挖孔桩基础，埋设于地下土坑之中，包括GFRP管和浇筑于GFRP管与土坑之间的混凝土；混凝土将整根GFRP管包裹形成混凝土中空桩；混凝土中空桩的顶部预埋有地脚螺栓，混凝土中空桩的顶部固定设有塔脚板法兰，可通过预埋的地脚螺栓直接与塔脚板法兰固定连接。输电线窄基塔的四个塔腿可直接固定在该塔脚板法兰上，从而实现在基础上的固定。传统桩基础中间部分混凝土在承受荷载时发挥的作用很小，GFRP管中空挖孔桩基础节省了中间部分的混凝土，并用回填土代替，即降低了基础投资，也解决了开挖土方处理难的问题。同时内部采用GFRP管可作为基础模板，同时也可代替钢筋。

本实施例混凝土采用铁磁性骨料混凝土，可用于磁力振捣，钢渣的加入，能进一步提升强度。混凝土中空桩的壁厚为350mm，该壁厚在保证受力的情况下，可以节约混凝土用量。

本实施例GFRP管中空挖孔桩基础的受力原理：GFRPGFRP管中空挖孔桩基础是一种深基础，它是薄壁中空结构，采用机械或人工成孔，内部为GFRP管，外部浇筑混凝土。它充分利用窄基塔根开小的特点，通过上部法兰连接窄基塔塔腿。其上拔稳定由基础自重、孔内填土重和桩周土来平衡；下压稳定由挖孔桩底面的反力以及桩周土摩阻力来平衡；倾覆力矩则由基础自重、以及侧向土压力来平衡。

本实施例GFRP管中空挖孔桩基础的施工方法，包括如下步骤：

（1）旋挖钻机成孔；

（2）放入内部GFRP管；

（3）灌注钢渣混凝土；

（4）内部电磁铁旋转提升进行磁力振捣；

（5）预埋的地脚螺栓安装脚踏法兰。

鉴于GFRP管中空挖孔桩基础混凝土浇筑及振捣施工存在一定的局限性和不足，本实施例创新提出了一种磁力振捣混凝土施工方案，其主要工作原理是：在混凝土中加入铁磁性骨料（钢渣混凝土），通过磁力装置在外部施加可变磁场，控制混凝土内部铁磁骨料的运动频率以及轨迹，带动混凝土整体运动，从而达到振捣的效果。磁力振捣混凝土具有以下优点：

①外部磁场的磁力线均匀分布，各个点的磁场强度基本相同，因此混凝土的振捣效果更为均匀；

②磁力线可以穿过内部GFRP管，振捣装置无需伸入混凝土内部，不直接接触混凝土或者外部模板，不会破坏混凝土表面、模板及其他内部构件；

③突破混凝土浇筑只能依靠自身重力的限制，通过改变磁力线方向，可驱动混凝土向任意方向运动；

④磁力振捣过程不产生机械振动噪音，对环境友好。

本实施例采用试验方法对磁力振捣混凝土的做了初步探索，两种不同振捣方式的混凝土试块外观及骨料分布情况基本相同，对磁力振捣与振动台振捣的混凝土试块分别进行抗压、抗折以及劈裂抗拉强度测试，结果如表1所示。两者的抗压强度和抗折强度相近，在劈裂抗拉强度上，磁力驱动振捣的试块强度较振动台振捣的试块略高。

表1不同振捣方式下混凝土试块强度试验值对比

同时对采用有限元数值分析对本实施例GFRP管中空挖孔桩基础的承载、变形性能进行了初步的分析和探讨，具体进行有限元计算、在特定地质条件下的极限承载力进行非线性计算分析，得出的最终结果为：该基础结构受力合理，其在杆塔荷载下整体性和稳定性较好，位移变形均能满足规范要求。

以上内容是结合本实用新型的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

Claims (4)

1.一种GFRP管中空挖孔桩基础，埋设于地下土坑之中，其特征在于：包括GFRP管、浇筑于GFRP管与土坑之间的混凝土；所述混凝土将整根GFRP管包裹形成混凝土中空桩；所述混凝土中空桩的顶部固定设有塔脚板法兰。

2.如权利要求1所述的一种GFRP管中空挖孔桩基础，其特征在于：所述混凝土中空桩的顶部预埋有地脚螺栓，地脚螺栓与塔脚板法兰固定连接。

3.如权利要求1所述的一种GFRP管中空挖孔桩基础，其特征在于：所述混凝土采用铁磁性骨料混凝土。

4.如权利要求1所述的一种GFRP管中空挖孔桩基础，其特征在于：所述混凝土中空桩的壁厚为200~400mm。

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