一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預製樁

《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預製樁》是安徽省建築科學研究設計院於2015年1月15日申請的發明專利，該專利申請號為2015100208574，公布號為CN104612133A，專利公布日為2015年05月13日，發明人是郭楊、吳平。

《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預製樁》屬於混凝土預製樁技術領域，特別涉及一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預製樁。該發明中的混凝土預製樁包括兩端均設定有錨固板的樁體，所述樁體內部設有鋼筋骨架籠，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定在樁體兩端的錨固板固定聯接，所述預應力鋼筋與螺旋箍筋焊接連線在一起，所述玻璃纖維筋與螺旋箍筋綁紮連線在一起。該發明中的混凝土預製樁不僅具有高抗彎性能、耐久性好、抗震性能好等優點，而且能夠較好地適用於對水平荷載要求高的區域；同時，該發明造價低、節省鋼材、施工和運輸方便。

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製樁》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。

（概述圖為《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預製樁》的摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預製樁
• 公布號：CN104612133A
• 公布日：2015年05月13日
• 申請號：2015100208574
• 申請日：2015年1月15日
• 申請人：安徽省建築科學研究設計院
• 地址：安徽省合肥市環城南路28號
• 發明人：郭楊、吳平
• 代理機構：合肥和瑞智慧財產權代理事務所
• 代理人：王挺
• Int.Cl.：E02D5/30(2006.01)I、E02D5/58(2006.01)I
• 類別：發明專利

專利背景

混凝土預製樁，是指採用先預應力和離心成型法製成的一種細長混凝土預製構件。為提高預製樁的性能，該類樁中可以設定由鋼筋主筋和螺旋箍筋構成的鋼筋骨架。混凝土預製樁具有工業規模化生產、質量易於保障、單樁承載力高、對工程地址條件適應性強、施工速度快、現場無污染等優點。但是混凝土預製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模套用。

發明內容

專利目的

《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預製樁》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製樁，該發明中的混凝土預製樁能夠較好地適用於對水平荷載要求高的區域，即該發明中的混凝土預製樁能夠作為水平支護樁使用；同時，該發明造價低、節省鋼材、施工和運輸方便。

技術方案

《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預製樁》包括兩端均設定有錨固板的樁體，所述樁體內部設有鋼筋骨架籠，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定在樁體兩端的錨固板固定聯接，所述預應力鋼筋與螺旋箍筋焊接連線在一起，所述玻璃纖維筋與螺旋箍筋綁紮連線在一起。優選的，所述玻璃纖維筋的數量等於或少於預應力鋼筋的數量；當玻璃纖維筋的數量等於預應力鋼筋的數量時，玻璃纖維筋和預應力鋼筋沿圓周方向間隔交錯排列；當玻璃纖維筋的數量少於預應力鋼筋的數量時，玻璃纖維筋分散在預應力鋼筋之間。優選的，所述玻璃纖維筋為非預應力筋。優選的，所述預應力鋼筋與玻璃纖維筋之間的數量比值為1.4～1.6。進一步的，所述鋼筋骨架籠還包括設定在預應力鋼筋和玻璃纖維筋內側的焊接加勁箍，所述預應力鋼筋與焊接加勁箍焊接連線在一起，所述玻璃纖維筋與焊接加勁箍綁紮連線在一起。優選的，所述鋼筋骨架籠還設定有綁紮段鋼筋，所述綁紮段鋼筋與玻璃纖維筋平行排布，且綁紮段鋼筋與玻璃纖維筋通過扎絲綁紮在一起，所述綁紮段鋼筋與螺旋箍筋或焊接加勁箍焊接連線在一起。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紮連線在一起。

改善效果

1. 《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預製樁》在鋼筋骨架籠中增設了與鋼筋主筋交錯設定的玻璃纖維筋。所述玻璃纖維筋的材質為玻璃纖維增強塑膠（GFRP），玻璃纖維增強塑膠是一種由樹脂和玻璃纖維複合組成的新型材料，它相對於普通鋼筋具有防腐性、抗拉強度高、抗衝擊性能好、便於切割及重量輕等顯著優點。該發明中採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，從而該發明中的預應力鋼筋和玻璃纖維筋互相配合，使得混凝土預製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點，因此該發明中的混凝土預製樁能夠顯著改善預應力混凝土預製樁的水平承載力、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對樁基的性能要求。
2. 該發明套用範圍廣，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；該發明可套用於工業和民用建築、捷運站台的深基坑支護，也可在公路、鐵路及橋樑等基礎設施的邊坡維護及橋墩基礎施工等領域廣泛套用。由於玻璃纖維筋的抗腐蝕性能好，該發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套用。
3. 該發明採用了玻璃纖維筋與預應力鋼筋的結合，從而使得混凝土預製樁的造價降低，還節省了大量鋼材。該發明施工、生產和輸運較為方便。2015年1月以前的預製樁施工技術、生產技術和輸運技術非常成熟，完全可直接套用至該發明上。

附圖說明

圖1為《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預製樁》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為該發明中的玻璃纖維筋與焊接加勁箍的連線結構示意圖。

圖5為錨固系統示意圖。

圖中標註符號的含義如下：10—樁體、 11—錨固板、110—錨固系統、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—綁紮段鋼筋、26—扎絲。

技術領域

《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預製樁》屬於混凝土預製樁技術領域，特別涉及一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預製樁。

權利要求

1.《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預製樁》包括兩端均設定 有錨固板（11）的樁體（10），所述樁體（10）內部設有鋼筋骨架籠（20）， 其特徵在於：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 與設定在樁體（10）兩端的錨固板（11）固定聯接，所述預應力鋼筋（21） 與螺旋箍筋（23）焊接連線在一起，所述玻璃纖維筋（22）與螺旋箍筋（23） 綁紮連線在一起。

2.根據權利要求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，其特徵在於：所述玻璃纖維筋（22）的數量等於或少於預應力鋼筋（21） 的數量；當玻璃纖維筋（22）的數量等於預應力鋼筋（21）的數量時，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）的數量少於預應力鋼筋（21）的數量時，玻璃纖維筋（22）分散在預 應力鋼筋（21）之間。

3.根據權利要求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，其特徵在於：所述玻璃纖維筋（22）為非預應力筋。

4.根據權利要求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，其特徵在於：所述預應力鋼筋（21）與玻璃纖維筋（22）之間的數量 比值為1.4～1.6。

5.根據權利要求1～4任一項所述的一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的 混凝土預製樁，其特徵在於：所述鋼筋骨架籠（20）還包括設定在預應力鋼 筋（21）和玻璃纖維筋（22）內側的焊接加勁箍（24），所述預應力鋼筋（21） 與焊接加勁箍（24）焊接連線在一起，所述玻璃纖維筋（22）與焊接加勁箍 （24）綁紮連線在一起。

6.根據權利要求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，其特徵在於：所述鋼筋骨架籠（20）還設定有綁紮段鋼筋（25），所 述綁紮段鋼筋（25）與玻璃纖維筋（22）平行排布，且綁紮段鋼筋（25）與 玻璃纖維筋（22）通過扎絲（26）綁紮在一起，所述綁紮段鋼筋（25）與螺 旋箍筋（23）或焊接加勁箍（24）焊接連線在一起。

7.根據權利要求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，其特徵在於：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紮連線在一起。

實施方式

如圖1所示，《一種玻璃纖維筋與鋼筋混合配筋的混凝土預製樁》包括兩端均設定有錨固板11的樁體10，所述樁體10內部設有鋼筋骨架籠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彼此平行設定，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的長度大於玻璃纖維筋22的長度，預應力鋼筋21的兩端分別與設定在樁體10兩端的錨固板11固定聯接，所述預應力鋼筋21與螺旋箍筋23焊接連線在一起，所述玻璃纖維筋22與螺旋箍筋23綁紮連線在一起；所述玻璃纖維筋22為非預應力筋。圖1中的樁體為空心的，當然樁體也可以採用實心的。當預應力鋼筋21和玻璃纖維筋22混合配筋時，二者的數量可以參照表1中的數值選取下表：

配筋一覽表

外徑D（毫米）	壁厚T（毫米）	混凝土強度等級	預應力鋼筋	螺旋箍筋	玻璃纖維筋
500	100	C60	14Φ10.7	Φ5	10Φ10
500	110	C60	14Φ12.6	Φ5	10Φ12
600	100	C60	18Φ12.6	Φ5	12Φ10
600	110	C60	18Φ10.7	Φ5	12Φ12
700	110	C60	22Φ10.7	Φ6	14Φ10
700	110	C60	22Φ12.6	Φ6	14Φ12
800	110	C60	24Φ10.7	Φ6	16Φ10
800	110	C60	24Φ12.6	Φ6	16Φ12

當玻璃纖維筋22的數量等於預應力鋼筋21的數量時，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的數量少於預應力鋼筋21的數量時，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還包括設定在預應力鋼筋21和玻璃纖維筋22內側的焊接加勁箍24，所述預應力鋼筋21與焊接加勁箍24焊接連線在一起，所述玻璃纖維筋22與焊接加勁箍24綁紮連線在一起。如圖4所示，所述鋼筋骨架籠20還設定有綁紮段鋼筋25，所述綁紮段鋼筋25與玻璃纖維筋22平行排布，且綁紮段鋼筋25與玻璃纖維筋22通過扎絲26綁紮在一起，所述綁紮段鋼筋25與螺旋箍筋23或焊接加勁箍24焊接連線在一起。當然，所述鋼筋骨架籠20還可以設定有構造筋，所述構造筋與玻璃纖維筋或預應力鋼筋綁紮連線在一起。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110上，如圖5所示，所述錨固系統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，以實現與錨固板11的連線。

榮譽表彰

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製樁》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。