一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預制樁專利背景

混凝土預制樁，是指采用先預應力和離心成型法制成的一種細長混凝土預制構件。為提高預制樁的性能，該類樁中可以設置由鋼筋主筋和螺旋箍筋構成的鋼筋骨架?；炷令A制樁具有工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)、質(zhì)量易于保障、單樁承載力高、對工程地址條件適應性強、施工速度快、現(xiàn)場無污染等優(yōu)點。但是混凝土預制樁存在著樁身抗彎性能較差問題和鋼筋混凝土結構的耐久性問題，這些缺陷嚴重限制了預應力混凝土管樁作為水平支護樁在工程中的大規(guī)模應用。

一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預制樁專利目的

《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預制樁》的目的是為了克服2015年1月以前技術中的不足，提供一種高抗彎性能、耐久性好、抗震性能好的混凝土預制樁，該發(fā)明中的混凝土預制樁能夠較好地適用于對水平荷載要求高的區(qū)域，即該發(fā)明中的混凝土預制樁能夠作為水平支護樁使用；同時，該發(fā)明造價低、節(jié)省鋼材、施工和運輸方便。

一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預制樁技術方案

《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預制樁》包括兩端均設置有錨固板的樁體，所述樁體內(nèi)部設有鋼筋骨架籠，所述鋼筋骨架籠包括預應力鋼筋、玻璃纖維筋和螺旋箍筋，所述預應力鋼筋和玻璃纖維筋共同排布在以樁體中心線為軸線的同一個圓柱面上；所述預應力鋼筋的兩端分別與設置在樁體兩端的錨固板固定聯(lián)接，所述預應力鋼筋與螺旋箍筋焊接連接在一起，所述玻璃纖維筋與螺旋箍筋綁扎連接在一起。優(yōu)選的，所述玻璃纖維筋的數(shù)量等于或少于預應力鋼筋的數(shù)量；當玻璃纖維筋的數(shù)量等于預應力鋼筋的數(shù)量時，玻璃纖維筋和預應力鋼筋沿圓周方向間隔交錯排列；當玻璃纖維筋的數(shù)量少于預應力鋼筋的數(shù)量時，玻璃纖維筋分散在預應力鋼筋之間。優(yōu)選的，所述玻璃纖維筋為非預應力筋。優(yōu)選的，所述預應力鋼筋與玻璃纖維筋之間的數(shù)量比值為1.4～1.6。進一步的，所述鋼筋骨架籠還包括設置在預應力鋼筋和玻璃纖維筋內(nèi)側的焊接加勁箍，所述預應力鋼筋與焊接加勁箍焊接連接在一起，所述玻璃纖維筋與焊接加勁箍綁扎連接在一起。優(yōu)選的，所述鋼筋骨架籠還設置有綁扎段鋼筋，所述綁扎段鋼筋與玻璃纖維筋平行排布，且綁扎段鋼筋與玻璃纖維筋通過扎絲綁扎在一起，所述綁扎段鋼筋與螺旋箍筋或焊接加勁箍焊接連接在一起。進一步的，所述鋼筋骨架籠還包括構造筋，所述構造筋與玻璃纖維筋或預應力鋼筋綁扎連接在一起。

一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預制樁改善效果

1. 《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預制樁》在鋼筋骨架籠中增設了與鋼筋主筋交錯設置的玻璃纖維筋。所述玻璃纖維筋的材質(zhì)為玻璃纖維增強塑料（GFRP），玻璃纖維增強塑料是一種由樹脂和玻璃纖維復合組成的新型材料，它相對于普通鋼筋具有防腐性、抗拉強度高、抗沖擊性能好、便于切割及重量輕等顯著優(yōu)點。該發(fā)明中采用了預應力筋鋼筋和玻璃纖維筋的混合配筋設計方式，其中預應力筋鋼筋主要承受豎向荷載，而玻璃纖維筋為非預應力筋，主要承受水平荷載，從而該發(fā)明中的預應力鋼筋和玻璃纖維筋互相配合，使得混凝土預制樁既具有預應力混凝土支護樁的高豎向承載力、耐擊打的優(yōu)點，同時又具有玻璃纖維筋自身抗拉強度高、抗腐蝕性好、抗震能力強及重量輕等優(yōu)點，因此該發(fā)明中的混凝土預制樁能夠顯著改善預應力混凝土預制樁的水平承載力、抗彎承載力及耐久性等特性，甚至可以滿足較高抗震設防烈度地區(qū)對樁基的性能要求。

2. 該發(fā)明應用范圍廣，樁身混凝土強度高，抗壓承載力高；混合配筋設計，極大地提高了樁身抗彎性能；該發(fā)明可應用于工業(yè)和民用建筑、地鐵站臺的深基坑支護，也可在公路、鐵路及橋梁等基礎設施的邊坡維護及橋墩基礎施工等領域廣泛應用。由于玻璃纖維筋的抗腐蝕性能好，該發(fā)明所述的支護樁還可在港口基礎施工、跨海大橋基礎施工等領域廣泛應用。

3. 該發(fā)明采用了玻璃纖維筋與預應力鋼筋的結合，從而使得混凝土預制樁的造價降低，還節(jié)省了大量鋼材。該發(fā)明施工、生產(chǎn)和輸運較為方便。2015年1月以前的預制樁施工技術、生產(chǎn)技術和輸運技術非常成熟，完全可直接應用至該發(fā)明上。

圖1為《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預制樁》的結構示意圖。圖2為圖1的橫截面剖面示意圖。

圖3為14根預應力筋和10根玻璃纖維筋的排布結構示意圖。

圖4為該發(fā)明中的玻璃纖維筋與焊接加勁箍的連接結構示意圖。

圖5為錨固系統(tǒng)示意圖。

圖中標注符號的含義如下：10—樁體、 11—錨固板、110—錨固系統(tǒng)、111—錨固孔、112—過筋槽、113—張拉孔、12—樁套箍、20—鋼筋骨架籠、21—預應力鋼筋、22—玻璃纖維筋、23—螺旋箍筋、24—焊接加勁箍、25—綁扎段鋼筋、26—扎絲。

《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預制樁》屬于混凝土預制樁技術領域，特別涉及一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預制樁。

1.《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預制樁》包括兩端均設置 有錨固板（11）的樁體（10），所述樁體（10）內(nèi)部設有鋼筋骨架籠（20）， 其特征在于：所述鋼筋骨架籠（20）包括預應力鋼筋（21）、玻璃纖維筋（22） 和螺旋箍筋（23），所述預應力鋼筋（21）和玻璃纖維筋（22）共同排布在 以樁體中心線為軸線的同一個圓柱面上；所述預應力鋼筋（21）的兩端分別 與設置在樁體（10）兩端的錨固板（11）固定聯(lián)接，所述預應力鋼筋（21） 與螺旋箍筋（23）焊接連接在一起，所述玻璃纖維筋（22）與螺旋箍筋（23） 綁扎連接在一起。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預 制樁，其特征在于：所述玻璃纖維筋（22）的數(shù)量等于或少于預應力鋼筋（21） 的數(shù)量；當玻璃纖維筋（22）的數(shù)量等于預應力鋼筋（21）的數(shù)量時，玻璃 纖維筋（22）和預應力鋼筋（21）沿圓周方向間隔交錯排列；當玻璃纖維筋 （22）的數(shù)量少于預應力鋼筋（21）的數(shù)量時，玻璃纖維筋（22）分散在預 應力鋼筋（21）之間。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預 制樁，其特征在于：所述玻璃纖維筋（22）為非預應力筋。

4.根據(jù)權利要求2所述的一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預 制樁，其特征在于：所述預應力鋼筋（21）與玻璃纖維筋（22）之間的數(shù)量 比值為1.4～1.6。

5.根據(jù)權利要求1～4任一項所述的一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的 混凝土預制樁，其特征在于：所述鋼筋骨架籠（20）還包括設置在預應力鋼 筋（21）和玻璃纖維筋（22）內(nèi)側的焊接加勁箍（24），所述預應力鋼筋（21） 與焊接加勁箍（24）焊接連接在一起，所述玻璃纖維筋（22）與焊接加勁箍 （24）綁扎連接在一起。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預 制樁，其特征在于：所述鋼筋骨架籠（20）還設置有綁扎段鋼筋（25），所 述綁扎段鋼筋（25）與玻璃纖維筋（22）平行排布，且綁扎段鋼筋（25）與 玻璃纖維筋（22）通過扎絲（26）綁扎在一起，所述綁扎段鋼筋（25）與螺 旋箍筋（23）或焊接加勁箍（24）焊接連接在一起。

7.根據(jù)權利要求5所述的一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預 制樁，其特征在于：所述鋼筋骨架籠（20）還包括構造筋，所述構造筋與玻 璃纖維筋或預應力鋼筋綁扎連接在一起。

如圖1所示，《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預制樁》包括兩端均設置有錨固板11的樁體10，所述樁體10內(nèi)部設有鋼筋骨架籠20，所述鋼筋骨架籠20包括預應力鋼筋21、玻璃纖維筋22和螺旋箍筋23，所述預應力鋼筋21和玻璃纖維筋22彼此平行設置，且二者共同排布在以樁體中心線為軸線的同一個圓柱面上；所述預應力鋼筋21的長度大于玻璃纖維筋22的長度，預應力鋼筋21的兩端分別與設置在樁體10兩端的錨固板11固定聯(lián)接，所述預應力鋼筋21與螺旋箍筋23焊接連接在一起，所述玻璃纖維筋22與螺旋箍筋23綁扎連接在一起；所述玻璃纖維筋22為非預應力筋。圖1中的樁體為空心的，當然樁體也可以采用實心的。當預應力鋼筋21和玻璃纖維筋22混合配筋時，二者的數(shù)量可以參照表1中的數(shù)值選取下表：

當玻璃纖維筋22的數(shù)量等于預應力鋼筋21的數(shù)量時，二者可以按照如圖2所示的方式排布，即玻璃纖維筋22和預應力鋼筋21沿圓周方向彼此間隔交錯排布；當玻璃纖維筋22的數(shù)量少于預應力鋼筋21的數(shù)量時，二者可以按照如圖3所示的方式排布，即玻璃纖維筋22分散在預應力鋼筋21之間。如圖2所示，所述鋼筋骨架籠20還包括設置在預應力鋼筋21和玻璃纖維筋22內(nèi)側的焊接加勁箍24，所述預應力鋼筋21與焊接加勁箍24焊接連接在一起，所述玻璃纖維筋22與焊接加勁箍24綁扎連接在一起。如圖4所示，所述鋼筋骨架籠20還設置有綁扎段鋼筋25，所述綁扎段鋼筋25與玻璃纖維筋22平行排布，且綁扎段鋼筋25與玻璃纖維筋22通過扎絲26綁扎在一起，所述綁扎段鋼筋25與螺旋箍筋23或焊接加勁箍24焊接連接在一起。當然，所述鋼筋骨架籠20還可以設置有構造筋，所述構造筋與玻璃纖維筋或預應力鋼筋綁扎連接在一起。所述預應力鋼筋21在錨固時，預應力鋼筋21的端部固定在錨固板11的錨固系統(tǒng)110上，如圖5所示，所述錨固系統(tǒng)11由錨固孔111、過筋槽112、張拉孔113組成；預應力鋼筋21的端部依次穿過張拉孔113、過筋槽112而固定在錨固孔111上，以實現(xiàn)與錨固板11的連接。

2020年7月17日，《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預制樁》獲得安徽省第七屆專利獎優(yōu)秀獎。

鋼筋配筋率是鋼筋混凝土構件中縱向受力鋼筋的面積與構件的有效面積之比。

鋼筋配筋率是影響構件受力特征的一個參數(shù)，控制配筋率可以控制結構構件的破壞形態(tài)，不發(fā)生超筋破壞和少筋破壞。