[发明专利]预制GFRP管混凝土桩与钢筋混凝土板顶置式路基桩板结构

说明书

本发明公开了预制GFRP管混凝土桩与钢筋混凝土板顶置式路基桩板结构，包括GFRP管混凝土桩、钢筋混凝土板、碎石褥垫层和路堤填土，碎石褥垫层设置于钢筋混凝土板的下方，GFRP管混凝土桩的顶部与碎石褥垫层的底部接触或贯穿碎石褥垫层与钢筋混凝土板的底部连接，路堤填土设置于钢筋混凝土板的上方、下方或包裹在钢筋混凝土板的外部，本发明一方面，利用钢筋混凝土板均化上部传递到地基的荷载，再利用GFRP管混凝土桩将荷载传递至地基深处持力层；另一方面，GFRP管对混凝土形成约束，使混凝土处于三向受力状态，提高混凝土延性，从而提高了GFRP管混凝土桩的承载能力和抗震延性，且GFRP管具有极强的耐腐性能，对其内部混凝土和钢筋起到极好的保护作用。

技术领域

本发明属于基础工程领域，涉及一种铁路路基结构，尤其涉及一种高速铁路用顶置式路基桩板结构。

背景技术

在我国经济建设迅速发展的今天，铁路建设也产生了日新月异的进展，穿越的地质条件也变得复杂，软土路基沉降成为铁路建设中面临的重大问题之一。采用常规软土路基处理方法需要很长的工期，而且不能根本解决地基的不均匀沉降问题。目前，对软土路基处理方法主要分为浅层和深层处理方法，浅层处理方法主要有加筋土法、强夯法、换填法以及袋装沙井法等，深层处理方法主要有深层搅拌法、排水固结法、石灰桩法以及高压喷射注浆法等。实践证明，目前这些处理方法普遍存在施工周期长，并且，也出现路基整体或局部沉降问题，对一些工期紧且对地基变形要求很高的工程，很难满足要求。为了解决这些问题，出现了采用桩-筏板复合地基，这种地基承载力高、刚度大、稳定性好，而软土地基中含水率较高，特别是有很多地区存在腐蚀性很强的地质条件，对桩体产生很强的腐蚀，造成安全隐患和较高的维护费用。近几年，一种轻质、高强、耐腐性能极好的纤维增强复合材料FRP(Fiber Reinforced Polymer，简称FRP)进入建筑市场，已经成为土木工程领域中的一种新型材料。FRP管材及在其内部灌入混凝土而形成的FRP管混凝土结构也相继在土木工程中得到应用，并引起了土木工程领域国内外研究者的极大兴趣。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种针对铁路软土路基中使用的预制GFRP管混凝土桩与钢筋混凝土板顶置式路基桩板结构，本发明技术方案如下：

预制GFRP管混凝土桩与钢筋混凝土板顶置式路基桩板结构，包括GFRP管混凝土桩、钢筋混凝土板、碎石褥垫层和路堤填土层，所述碎石褥垫层设置于所述钢筋混凝土板的下方，所述GFRP管混凝土桩的顶部与所述碎石褥垫层的底部接触或贯穿所述碎石褥垫层与所述钢筋混凝土板的底部连接，所述路堤填土层设置于钢筋混凝土板的上方、下方或包裹在钢筋混凝土板的外部。

优选的，所述GFRP管混凝土桩包括第一GFRP管和混凝土，所述第一GFRP管内填充有混凝土。

优选的，所述混凝土中央设有通孔，所述通孔与第一GFRP管同轴设置。

优选的，所述通孔内壁固定装配有第二GFRP管。

优选的，所述GFRP管混凝土桩还包括钢筋笼，所述钢筋笼设置于混凝土中，所述钢筋笼包括螺旋箍筋和纵筋，所述螺旋箍筋和纵筋固定连接。

优选的，所述GFRP管混凝土桩顶部设有桩帽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过静压力和锤击等方式，将预制的GFRP管混凝土桩打入软土中，在GFRP管混凝土桩的顶部浇筑钢筋混凝土板或铺设预制的钢筋混凝土板，使其与路基填土、碎石工作垫层等共同组成路基结构。在这种顶置式路基桩板结构中，一方面，利用钢筋混凝土板均化上部传递到地基的荷载，再利用GFRP管混凝土桩将荷载传递至地基深处持力层；另一方面，GFRP管对混凝土形成约束，使混凝土处于三向受力状态，提高混凝土延性，从而提高了GFRP管混凝土桩的承载能力和抗震延性，特别是，GFRP管具有极强的耐腐性能，对其内部混凝土和钢筋起到极好的保护作用。本发明的顶置式路基桩板结构体系具有刚度大、承载力高、整体性好、抗腐蚀性强、不均匀沉降小等特点。