一种敞口预应力高强度混凝管桩与抗浮锚杆一体化抗浮方法技术

技术编号:19004381 阅读:145 留言:0更新日期:2018-09-22 06:38
本发明专利技术属于地基基础工程技术领域,涉及一种敞口预应力高强度混凝管桩与抗浮锚杆一体化抗浮方法,将抗腐蚀性能好、抗拉强度高的非金属材料作为抗浮锚杆杆体,并将抗浮锚杆与预应力高强度混凝土管桩进行连接,使得预应力高强度混凝土管桩与抗浮锚杆连为一体,减少施工工序,缩短工期,降低成本,实现预应力高强度混凝土管桩既能抵抗竖向压力与又能抵抗地下水浮力的目标。

An integrated anti floating method of open prestressed high strength concrete pipe pile and anti floating anchor rod

The invention belongs to the technical field of foundation engineering and relates to an integrated anti-floating method of open prestressed high-strength coagulation pipe pile and anti-floating anchor rod, which takes non-metallic materials with good corrosion resistance and high tensile strength as anti-floating anchor rod body, and connects anti-floating anchor rod with pre-stressed high-strength concrete pipe pile to make pre-floating anchor rod possible. The prestressed high-strength concrete pipe pile is connected with the anti-floating anchor rod, which can reduce the construction procedure, shorten the construction period, reduce the cost and realize the goal that the prestressed high-strength concrete pipe pile can resist both vertical pressure and underground water buoyancy.

【技术实现步骤摘要】
一种敞口预应力高强度混凝管桩与抗浮锚杆一体化抗浮方法
:本专利技术属于地基基础工程
,涉及一种复合材料抗浮锚杆与预应力高强混凝土管桩的一体化抗浮方法,特别是一种敞口预应力高强度混凝管桩与抗浮锚杆一体化抗浮方法。
技术介绍
:预应力高强度混凝土管桩以其具有工业规模化生产、质量易于控制和检查、沉桩质量比灌注桩有保证、单桩承载力高、对工程地质条件适应性强、施工工期短、施工现场无污染等优点,已大量应用于工业与民用建筑、公路桥梁、港口等土木工程领域,成为我国应用最广泛的桩型之一。尤其是采用静压法施工的预应力高强度混凝土管桩,符合绿色装配式的发展方向。但随着地下空间的利用以及建筑物基础埋深的不断增加,抗浮问题也随之而来。而承压桩自身不能抵地下水抗浮力带来的危害,所以选择合适的抗浮措施是十分重要的。与降排水法、压重法、抗拔桩等抗浮措施相比,抗浮锚杆具有地层适应性强,分散应力,便于施工,节约造价等优点,在土木工程领域得到了广泛应用。目前,抗浮锚杆的材料基本以钢筋为主,并且抗浮锚杆所处的环境比较差,常年处于水下或干湿交替区域,地下水中存在的氯离子,使钢筋锚杆遭受化学腐蚀。特别是城市轨道交通建设中,产生的杂散电流使钢筋锚杆同时遭受电化学腐蚀,大大降低了抗浮锚杆的服役寿命,因此,锚杆结构的防腐问题更为突出,但目前锚杆的防腐问题还没有得到根本性的突破,在这种情况下,使用非金属材料锚杆成为最佳选择。GFRP(GlassFiberReinforcedPolymer)材料是以玻璃纤维为增强材料,合成树脂为基体材料,采用纤维纱浸渍还有固化剂、促进剂等多种助剂的不饱和聚酯树脂等树脂胶液后,经过拉挤、缠绕螺纹、固化一次成型而形成的一种复合材料,GFRP锚杆具有抗拉强度高、质量轻、抗腐蚀、抗电磁干扰能力强、造价低等优点,近几年来在边坡加固、基坑支护等领域有较多的研究和应用。目前城市建设正在如火如荼进行,抗浮锚杆的使用量不断增加,GFRP抗浮锚杆的应用有利于降低工程造价和建造安全工程,是一项迫切而又有意义的工作。如今将预应力高强度混凝土管桩和GFRP抗浮锚杆联合抗浮,一方面可以补偿预应力高强度混凝土管桩的竖向抗压承载力,节约成本;另一方面抗浮锚杆施工时无需钻孔,避免了大型设备的进出场,同样降低工程造价,可见,经济效益十分显著。因此,设计一种合理、可靠的预应力高强度混凝管桩与复合材料抗浮锚杆一体化抗浮方法迫在眉睫,具有广阔的应用前景和良好的经济效益。
技术实现思路
:本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点,在不提高成本的前提下,提供了一种敞口预应力高强度混凝管桩与抗浮锚杆一体化抗浮方法,将抗腐蚀性能好、抗拉强度高的非金属材料作为抗浮锚杆杆体,并将抗浮锚杆与预应力高强度混凝土管桩进行连接,使得预应力高强度混凝土管桩与抗浮锚杆连为一体,减少施工工序,缩短工期,降低成本,实现预应力高强度混凝土管桩既能抵抗竖向压力与又能抵抗地下水浮力的目标。为了实现上述目的,本专利技术在敞口预应力高强度混凝管桩与抗浮锚杆一体化抗浮装置中实现,其具体过程为:(1)先打入或静压敞口预应力高强度混凝土管桩,将敞口预应力高强度混凝土管桩的内壁清理光滑、干净,并将桩周地面整平;(2)将三根倒L形钢筋以120°的夹角均匀焊接到圆形钢板的边缘处,并将其安装到敞口预应力高强度混凝土管桩顶面,确保GFRP抗浮锚杆杆体的底端距离圆形钢板上表面的距离不少于50cm;(3)将无缝钢管与环形钢板焊接在一起组成固定支座,并在环形钢板上对称的预留孔洞,孔洞大小能保证穿过铁丝即可;然后安装固定支座,并保证固定支座的下端入土5cm使其稳固;(4)在第一钢片的形心处预留孔洞,孔洞大小保证螺栓穿过即可;并将第一钢片焊接到钢瓣的两端,然后在每个钢瓣的弧平分线上焊接刚套管,方向向外,并通过螺栓和螺母将四个钢瓣耦合连接在一起;(5)将丝棒紧密焊接到第二钢片的形心处,保证丝棒和第二钢片上表面垂直;(6)将梯形钢片以焊接的方式紧密连接在内套丝无缝钢管的外壁,保证梯形钢片上表面与内套丝无缝钢管垂直,并在内套丝无缝钢管与梯形钢片之间焊接加劲肋钢片;(7)将钢瓣固定在GFRP抗浮锚杆杆体上,通过拧紧螺栓和螺母以提高钢瓣和GFRP抗浮锚杆杆体的握裹力,并根据锚固长度安装两套钢瓣,其中两套钢瓣之间的间距根据GFRP抗浮锚杆杆体的锚固长度确定,然后在两套钢瓣中间位置的GFRP抗浮锚杆杆体上绑扎好两根铁丝,并保证拧紧不能滑动;(8)将内套丝无缝钢管和丝棒通过螺纹耦合连接在一起,并根据敞口预应力高强度混凝土管桩的内径大小调节内套丝无缝钢管,确保调节内套丝无缝钢管的上端和下端丝棒的长度比为2:1;(9)将丝棒插到钢套管内,通过调节丝棒上的内套丝无缝钢管,使GFRP抗浮锚杆杆体位于敞口预应力高强度混凝土管桩内径的中轴线上,并确保第二钢片紧贴在敞口预应力高强度混凝土管桩内壁上,最终固定GFRP抗浮锚杆杆体在敞口预应力高强度混凝土管桩内的长度为锚固长度设计值,并确保GFRP抗浮锚杆杆体的下端与圆形钢板之间的保护层厚度不小于20cm;(10)将GFRP抗浮锚杆杆体上的两根铁丝固定在固定支座的两个预留孔洞上,并确保每根铁丝都要拧紧、拉紧,避免GFRP抗浮锚杆杆体向下滑动;(11)用塑料薄膜将GFRP抗浮锚杆杆体的上端封好(防止浇筑砂浆时,溅上砂浆),浇筑砂浆并与敞口预应力高强度混凝土管桩桩顶面齐平;(12)养护24小时之后用铁丝剪沿着混凝土顶面剪断,并将GFRP抗浮锚杆杆体4顶部的塑料薄膜拆掉,安装扩大头,并拧紧到GFRP抗浮锚杆杆体上,保证GFRP抗浮锚杆杆体与扩大头上表面齐平;安装完毕后,按施工图和相关规范的要求施工垫层和基础底板。本专利技术所述敞口预应力高强度混凝管桩与抗浮锚杆一体化抗浮装置的主体结构包括GFRP抗浮锚杆杆体定位器、固定支座、对中支架、GFRP抗浮锚杆杆体、敞口预应力高强度混凝土管桩、扩大头、倒L形钢筋、圆形钢板、垫层、基础底板;GFRP抗浮锚杆杆体定位器的一端绑扎在GFRP抗浮锚杆杆体上,另一端绑扎在固定支座中环形钢板的预留孔洞处,防止已对中的GFRP抗浮锚杆杆体向下滑落,确保锚固长度符合设计要求;固定支座安装在平整的地面上,以保证其稳定性;对中支架安装在GFRP抗浮锚杆杆体上并与敞口预应力高强度混凝土管桩连接,确保GFRP抗浮锚杆杆体处于敞口预应力高强度混凝土管桩孔径的中心线上;GFRP抗浮锚杆杆体为全螺纹玻璃纤维增强聚合物实心锚杆,其锚固长度与直径根据锚固力确定;扩大头的材质为玻璃纤维增强聚合物材料(与GFRP抗浮锚杆杆体的材料相同),中心预留圆孔,孔径内壁上制有螺纹,孔径的大小根据GFRP抗浮锚杆杆体直径确定,扩大头的外轮廓直径是预留圆孔直径的5倍,扩大头以螺纹耦合的方式安装在GFRP抗浮锚杆杆体顶端的外表面并浇筑在基础底板内,扩大头和GFRP抗浮锚杆杆体的螺纹耦合处注有质量比为2:1的环氧树脂和EP型固化剂混合液,一方面用于增大锚固端的受力面积,扩散应力,提高锚固力的作用,另一方面能实现止水的目的;倒L形钢筋由直径8mm的光圆钢筋制成,其长度根据锚固长度来确定;圆形钢板的厚度为4mm,其直径略小于预应力高强度混凝土管桩的内径,圆形钢板正好放入敞口预应力高强度混凝土管桩内部;倒L形钢筋圆形钢板焊接,并以12本文档来自技高网
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一种敞口预应力高强度混凝管桩与抗浮锚杆一体化抗浮方法

【技术保护点】
1.一种敞口预应力高强度混凝管桩与抗浮锚杆一体化抗浮方法,其特征在于在敞口预应力高强度混凝管桩与抗浮锚杆一体化抗浮装置中实现,其具体过程为:(1)先打入或静压敞口预应力高强度混凝土管桩,将敞口预应力高强度混凝土管桩的内壁清理光滑、干净,并将桩周地面整平;(2)将三根倒L形钢筋以120°的夹角均匀焊接到圆形钢板的边缘处,并将其安装到敞口预应力高强度混凝土管桩顶面,确保GFRP抗浮锚杆杆体的底端距离圆形钢板上表面的距离不少于50cm;(3)将无缝钢管与环形钢板焊接在一起组成固定支座,并在环形钢板上对称的预留孔洞,孔洞大小能保证穿过铁丝即可;然后安装固定支座,并保证固定支座的下端入土5cm使其稳固;(4)在第一钢片的形心处预留孔洞,孔洞大小保证螺栓穿过即可;并将第一钢片焊接到钢瓣的两端,然后在每个钢瓣的弧平分线上焊接刚套管,方向向外,并通过螺栓和螺母将四个钢瓣耦合连接在一起;(5)将丝棒紧密焊接到第二钢片的形心处,保证丝棒和第二钢片上表面垂直;(6)将梯形钢片以焊接的方式紧密连接在内套丝无缝钢管的外壁,保证梯形钢片上表面与内套丝无缝钢管垂直,并在内套丝无缝钢管与梯形钢片之间焊接加劲肋钢片;(7)将钢瓣固定在GFRP抗浮锚杆杆体上,通过拧紧螺栓和螺母以提高钢瓣和GFRP抗浮锚杆杆体的握裹力,并根据锚固长度安装两套钢瓣,其中两套钢瓣之间的间距根据GFRP抗浮锚杆杆体的锚固长度确定,然后在两套钢瓣中间位置的GFRP抗浮锚杆杆体上绑扎好两根铁丝,并保证拧紧不能滑动;(8)将内套丝无缝钢管和丝棒通过螺纹耦合连接在一起,并根据敞口预应力高强度混凝土管桩的内径大小调节内套丝无缝钢管,确保调节内套丝无缝钢管的上端和下端丝棒的长度比为2:1;(9)将丝棒插到钢套管内,通过调节丝棒上的内套丝无缝钢管,使GFRP抗浮锚杆杆体位于敞口预应力高强度混凝土管桩内径的中轴线上,并确保第二钢片紧贴在敞口预应力高强度混凝土管桩内壁上,最终固定GFRP抗浮锚杆杆体在敞口预应力高强度混凝土管桩内的长度为锚固长度设计值,并确保GFRP抗浮锚杆杆体的下端与圆形钢板之间的保护层厚度不小于20cm;(10)将GFRP抗浮锚杆杆体上的两根铁丝固定在固定支座的两个预留孔洞上,并确保每根铁丝都要拧紧、拉紧,避免GFRP抗浮锚杆杆体向下滑动;(11)用塑料薄膜将GFRP抗浮锚杆杆体的上端封好(防止浇筑砂浆时,溅上砂浆),浇筑砂浆并与敞口预应力高强度混凝土管桩桩顶面齐平;(12)养护24小时之后用铁丝剪沿着混凝土顶面剪断,并将GFRP抗浮锚杆杆体4顶部的塑料薄膜拆掉,安装扩大头,并拧紧到GFRP抗浮锚杆杆体上,保证GFRP抗浮锚杆杆体与扩大头上表面齐平;安装完毕后,按施工图和相关规范的要求施工垫层和基础底板。...

【技术特征摘要】
1.一种敞口预应力高强度混凝管桩与抗浮锚杆一体化抗浮方法,其特征在于在敞口预应力高强度混凝管桩与抗浮锚杆一体化抗浮装置中实现,其具体过程为:(1)先打入或静压敞口预应力高强度混凝土管桩,将敞口预应力高强度混凝土管桩的内壁清理光滑、干净,并将桩周地面整平;(2)将三根倒L形钢筋以120°的夹角均匀焊接到圆形钢板的边缘处,并将其安装到敞口预应力高强度混凝土管桩顶面,确保GFRP抗浮锚杆杆体的底端距离圆形钢板上表面的距离不少于50cm;(3)将无缝钢管与环形钢板焊接在一起组成固定支座,并在环形钢板上对称的预留孔洞,孔洞大小能保证穿过铁丝即可;然后安装固定支座,并保证固定支座的下端入土5cm使其稳固;(4)在第一钢片的形心处预留孔洞,孔洞大小保证螺栓穿过即可;并将第一钢片焊接到钢瓣的两端,然后在每个钢瓣的弧平分线上焊接刚套管,方向向外,并通过螺栓和螺母将四个钢瓣耦合连接在一起;(5)将丝棒紧密焊接到第二钢片的形心处,保证丝棒和第二钢片上表面垂直;(6)将梯形钢片以焊接的方式紧密连接在内套丝无缝钢管的外壁,保证梯形钢片上表面与内套丝无缝钢管垂直,并在内套丝无缝钢管与梯形钢片之间焊接加劲肋钢片;(7)将钢瓣固定在GFRP抗浮锚杆杆体上,通过拧紧螺栓和螺母以提高钢瓣和GFRP抗浮锚杆杆体的握裹力,并根据锚固长度安装两套钢瓣,其中两套钢瓣之间的间距根据GFRP抗浮锚杆杆体的锚固长度确定,然后在两套钢瓣中间位置的GFRP抗浮锚杆杆体上绑扎好两根铁丝,并保证拧紧不能滑动;(8)将内套丝无缝钢管和丝棒通过螺纹耦合连接在一起,并根据敞口预应力高强度混凝土管桩的内径大小调节内套丝无缝钢管,确保调节内套丝无缝钢管的上端和下端丝棒的长度比为2:1;(9)将丝棒插到钢套管内,通过调节丝棒上的内套丝无缝钢管,使GFRP抗浮锚杆杆体位于敞口预应力高强度混凝土管桩内径的中轴线上,并确保第二钢片紧贴在敞口预应力高强度混凝土管桩内壁上,最终固定GFRP抗浮锚杆杆体在敞口预应力高强度混凝土管桩内的长度为锚固长度设计值,并确保GFRP抗浮锚杆杆体的下端与圆形钢板之间的保护层厚度不小于20cm;(10)将GFRP抗浮锚杆杆体上的两根铁丝固定在固定支座的两个预留孔洞上,并确保每根铁丝都要拧紧、拉紧,避免GFRP抗浮锚杆杆体向下滑动;(11)用塑料薄膜将GFRP抗浮锚杆杆体的上端封好(防止浇筑砂浆时,溅上砂浆),浇筑砂浆并与敞口预应力高强度混凝土管桩桩顶面齐平;(12)养护24小时之后用铁丝剪沿着混凝土顶面剪断,并将GFRP抗浮锚杆杆体4顶部的塑料薄膜拆掉,安装扩大头,并拧紧到GFRP抗浮锚杆杆体上,保证GFRP抗浮锚杆杆体与扩大头上表面齐平;安装完毕后,按施工图和相关规范的要求施工垫层和基础底板。2.根据权利要求1所述敞口预应力高强度混凝管桩与抗浮锚杆一体化抗浮方法,其特征在于所述敞口预应力高强度混凝管桩与抗浮锚杆一体化抗浮装置的主体结构包括GFRP抗浮锚杆杆体定位器、固定支座、对中支架、GFRP抗浮锚杆杆体、敞口预应力高强度混凝土管桩、扩大头、倒L形钢筋、圆形钢板、垫层、基础底板;GFRP抗浮锚杆杆体定位器的一端绑扎在GFRP抗浮锚杆杆体上,另一端绑扎在固定支座中环形钢板的预留孔洞处,防止已对中的GFRP抗浮锚杆杆体向下滑落,确保锚固长度符合设计要求;固定支座安装在平整的地面上,以保证其稳定性;对中支架安装在GFRP抗浮锚杆杆体上并与敞口预应力高强度混凝土管桩连接,确保GFRP抗浮锚杆杆体处于敞口预应力高强度混凝土管桩孔径的中心线上;GFRP抗浮锚杆杆体为全螺纹玻璃纤维增强聚合物实心锚杆,其锚固长度与直径根据锚固力确定;扩大头的材质为玻璃纤维增强聚合物材料(与GFRP抗浮锚杆杆体的...

【专利技术属性】
技术研发人员:张明义白晓宇桑松魁张亚妹
申请(专利权)人:青岛理工大学
类型:发明
国别省市:山东,37

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