Frp管與厚壁鋼管復(fù)合空心再生混凝土樁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑基礎(chǔ)工程中的粧基工程領(lǐng)域，尤其涉及一種FRP管與厚壁鋼管復(fù)合空心再生混凝土粧。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于服役于海洋、港口、鹽堿地區(qū)、地下水或者土壤中侵蝕性介質(zhì)濃度較高的內(nèi)陸地區(qū)的鋼筋混凝土粧而言，粧體將長(zhǎng)期遭受腐蝕性物質(zhì)的侵蝕，如氯離子滲透、硫酸鹽腐蝕、凍融循環(huán)等，粧基耐久性問題非常突出。加之粧體深埋于地下，難以進(jìn)行可視性檢查?；掦w在侵蝕性介質(zhì)的作用下，鋼筋銹蝕，混凝土成分變化、體積膨脹，最終開裂剝落，粧體喪失承載力。因此，粧的腐蝕性問題一直是工程建設(shè)中急需解決的一個(gè)難題。
[0003]外置鋼管混凝土粧雖剛度大、承載力高、抗彎抗剪能力強(qiáng)，但在缺少相應(yīng)防腐措施的情況下，鋼管極易銹蝕，導(dǎo)致粧體承載力下降，使用壽命縮減。目前，已有人提出在粧體外包塑料管套的新型粧，在一定的工程背景和地質(zhì)環(huán)境下取得了較好的工程效果，但作為普通的塑料套管混凝土粧，其承載能力有限，抵抗橫向變形的能力較差，在軟土地區(qū)、橋梁碼頭、海洋工程等需要高承載力、超長(zhǎng)粧的工程還難以適用。而預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管粧雖粧身質(zhì)量可靠、承載力高、不易斷粧，但是造價(jià)昂貴，且不能在施工現(xiàn)場(chǎng)制作。
[0004]在沿海及內(nèi)地湖泊軟土地區(qū)的工程建設(shè)中，經(jīng)常由于土質(zhì)孔隙比大、含水量高、壓縮性高、土層分布復(fù)雜等原因，出現(xiàn)地基承載力失效或者地基沉降大等問題。采用傳統(tǒng)的地基處理方法雖然能在一定程度上加固地基，但都具有一定的局限性，例如預(yù)壓法處理時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)夯法對(duì)周圍影響大。
[0005]隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期，新建建筑物的施工和舊建筑物的拆除都會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄混凝土。利用廢棄混凝土配制而成的再生骨料混凝土可減少對(duì)天然骨料的開采，達(dá)到節(jié)約天然砂石資源，保護(hù)環(huán)境的目的。由于老砂漿的存在，再生粗骨料的性能和天然粗骨料相比有很大差異，這導(dǎo)致再生混凝土在物理、力學(xué)和耐久性能等不如普通混凝土，要想將再生骨料應(yīng)用到粧基礎(chǔ)中，必須采用新的施工工藝來(lái)提高粧體的承載力和耐久性。
[0006]綜上所述，地基環(huán)境對(duì)粧體材料的耐久性影響較大，防腐蝕混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管粧造價(jià)較高，普通塑料套管混凝土粧承載力較低，抗變形能力較差。因此，為滿足復(fù)雜工程地質(zhì)環(huán)境下粧基礎(chǔ)承載力和耐久性的要求，充分利用建筑工程產(chǎn)生的廢棄混凝土，急需發(fā)明一種抗腐蝕、承載力高的再生混凝土復(fù)合粧。
[0007]目前，國(guó)家倡導(dǎo)“以塑代鋼”政策，鼓勵(lì)使用并積極推廣塑料制品等新型化學(xué)建材。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)因其優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性、阻燃性、幾何穩(wěn)定性、質(zhì)輕、強(qiáng)度高且易于加工的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于建筑、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、電子、醫(yī)療、汽車等領(lǐng)域。盡管如此，按照當(dāng)前預(yù)制混凝土粧的施工工藝，制作過程需要支模、拆模等多種工序，耗費(fèi)大量的鋼?；蛘吣灸?，增加了工作量和施工成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種粧基耐久性好、粧體承載力和抗變形能力強(qiáng)的FRP管與厚壁鋼管復(fù)合空心再生混凝土粧。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:FRP管與厚壁鋼管復(fù)合空心再生混凝土粧，主要由FRP管、圓形鋼筋籠骨架、厚壁鋼管和再生混凝土制成；圓形鋼筋籠骨架和厚壁鋼管置于FRP管內(nèi)，三者同心布置；FRP管和厚壁鋼管之間的環(huán)形空間內(nèi)澆筑再生混凝土。
[0010]FRP管的長(zhǎng)度大于粧體設(shè)計(jì)深度30cm?35cm，F(xiàn)RP管壁厚為2_?5_。
[0011]圓形鋼筋籠骨架由縱向鋼筋和螺旋箍筋焊接而成，縱向鋼筋沿FRP管圓周均勻布置。
[0012]厚壁鋼管的外徑為FRP管外徑的1/3?1/2，厚壁鋼管的壁厚/管徑范圍為0.05?
0.1。
[0013]厚壁鋼管外壁每隔等間距加焊一圈橫向加勁肋。
[0014]厚壁鋼管外壁每隔一個(gè)FRP管外徑(2?)的間距加焊一圈橫向加勁肋，每圈橫向加勁肋包括4根加勁肋板；肋板厚度4mm?6mm，高度15mm?25mm，長(zhǎng)度為FRP管內(nèi)徑減厚壁鋼管外徑再扣除焊縫寬度。
[0015]再生混凝土由新砂漿和再生粗骨料組成，再生粗骨料粒徑范圍為5mm?25mm，強(qiáng)度等級(jí)為C40?C50。
[0016]該再生混凝土粧的粧底設(shè)環(huán)氧樹脂防護(hù)的預(yù)制粧尖，粧頂設(shè)防腐蝕混凝土澆筑的粧帽。
[0017]針對(duì)目前混凝土管粧存在的問題，發(fā)明人充分發(fā)揮FRP管的優(yōu)點(diǎn)，將FRP管和鋼筋混凝土粧相結(jié)合，設(shè)計(jì)制作了一種全新的組合構(gòu)件一一FRP管與厚壁鋼管復(fù)合空心再生混凝土粧，主要由FRP管、圓形鋼筋籠骨架、厚壁鋼管和再生混凝土制成；圓形鋼筋籠骨架和厚壁鋼管置于FRP管內(nèi)，三者同心布置；FRP管和厚壁鋼管之間的環(huán)形空間內(nèi)澆筑再生混凝土。其中，內(nèi)置厚壁鋼管可大幅度提高單粧承載力和抗變形能力；外包的FRP管耐化學(xué)腐蝕、幾何性質(zhì)穩(wěn)定、質(zhì)輕高強(qiáng)，可將粧體與外界腐蝕性環(huán)境相隔離，而自身卻可以抵抗腐蝕性物質(zhì)侵蝕，因而能有效防止粧體遭受腐蝕，提高粧體耐久性；同時(shí)，F(xiàn)RP管與螺旋箍筋聯(lián)合約束內(nèi)部再生混凝土，進(jìn)一步提高復(fù)合粧的承載力；充分利用廢棄混凝土作為再生骨料，有利于再生混凝土在建筑基礎(chǔ)工程中推廣應(yīng)用。
[0018]相對(duì)于傳統(tǒng)混凝土管粧，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點(diǎn):
[0019]1.粧體外包耐腐蝕、輕質(zhì)高強(qiáng)的FRP管，粧底設(shè)環(huán)氧樹脂防護(hù)的粧尖，可以有效阻止腐蝕性介質(zhì)侵蝕粧體，防止粧體劣化，解決了腐蝕環(huán)境下粧基的耐久性問題；
[0020]2.充分利用厚壁鋼管抗壓、抗拉強(qiáng)度高，材質(zhì)均勻，延性好，剛度大，抗彎、抗剪能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可大幅度提高單粧承載力，減小粧基沉降和橫向變形；
[0021]3.厚壁鋼管外壁加焊橫向加勁肋，提高鋼管穩(wěn)定性，可增加粧長(zhǎng)，地基處理深度更大，能應(yīng)用到復(fù)雜工程中去；
[0022]4.外包FRP管與螺旋箍筋聯(lián)合約束內(nèi)部再生混凝土，改善再生混凝土受力性能，進(jìn)一步提尚單粧承載力；
[0023]5.FRP管可以作為澆筑混凝土的施工模板，可保證成粧質(zhì)量，施工速度快，經(jīng)濟(jì)效益尚;
[0024]6.外包FRP管有效保護(hù)粧體，可以減小保護(hù)層厚度，在滿足承載力要求的前提下，可以減少粧體尺寸，節(jié)省材料，降低造價(jià)；
[0025]7.充分利用建筑垃圾作為再生骨料，有利于再生混凝土在建筑基礎(chǔ)工程、地基處理工程中推廣應(yīng)用，擴(kuò)大了再生混凝土的應(yīng)用范圍；同時(shí)，有利于建筑垃圾資源化，起到保護(hù)環(huán)境的作用。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明FRP管與厚壁鋼管復(fù)合空心再生混凝土粧的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是圖1再生混凝土粧沿A-A切割線的粧體橫截面圖。
[0028]圖3是圖1再生混凝土粧沿B-B切割線的粧體橫截面圖。
[0029]圖4是圖1再生混凝土粧沿C-C切割線的粧體橫截面圖。
[0030]圖5是圖1再生混凝土粧沿D-D切割線的粧體橫截面圖