本实用新型涉及结构桩基技术领域，具体涉及一种用于预留盾构穿越条件的组合式玻璃纤维筋结构桩基基础。
背景技术：
目前，城市轨道交通或地下城市交通通道大多为地下结构形式，当穿越既有的结构桩基时，后续盾构穿越建(构)筑物桩基之前要完成桩基的改建工作。如由于城市桥梁周边管线密集，紧邻建筑物且交通繁忙，因此桥梁施工过程中，临时交通导解采用桥面翻交，桥梁改造分阶段施工。
因为盾构穿越普通钢筋混凝土桩基容易造成刀盘被缠绕、磨损致使盾构无法推进，同时对周边土体扰动较大等问题，所以桩基布置需给后续轨道交通盾构穿越预留可能，但有时结构桩基布置又无法满足承受上部结构荷载需求，为解决此类问题，如何选择一种新型的预留穿越条件的桩基基础结构是解决问题的关键要求。
技术实现要素：
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于预留盾构穿越条件的组合式玻璃纤维筋结构桩基基础，该桩基基础通过在盾构穿越的部位采用玻璃纤维筋混凝土桩基替代常规的钢筋混凝土桩基，从而使其既能够满足前期工况下的结构安全，又能便于盾构在穿越时切割玻璃纤维筋桩基上的玻璃纤维筋部分。
本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
一种用于预留盾构穿越条件的组合式玻璃纤维筋结构桩基基础，其特征在于所述桩基基础包括承台以及用于支撑所述承台的钢筋混凝土桩基和玻璃纤维筋混凝土桩基，所述玻璃纤维筋混凝土桩基位于所述盾构的穿越区域上。
所述玻璃纤维筋混凝土桩基由笼架和混凝土构成，所述笼架由自上而下依次搭接的上段钢筋笼、中段玻璃纤维筋笼以及下段钢筋笼组合而成。
所述中段玻璃纤维筋笼与所述盾构处于同一深度。
所述中段玻璃纤维筋笼的高度大于所述盾构的高度。
所述中段玻璃纤维筋笼两端部与所述上段钢筋笼下端部和所述下段钢筋笼上端部之间通过U型卡箍和螺栓实现搭接固定。
本实用新型的优点是：组合式玻璃纤维筋结构桩基基础在施工阶段能满足结构强度需要；在盾构掘进施工阶段，无需全气压开仓人工凿除桩基，可以直接用盾构机切割，减少了人员进入土仓凿除桩基或清理废桩的风险，既安全又节省工期。
附图说明
图1为本实用新型中用于预留盾构穿越条件的组合式玻璃纤维筋结构桩基基础的平面图；
图2为本实用新型中用于预留盾构穿越条件的组合式玻璃纤维筋结构桩基基础的剖面图；
图3为本实用新型中玻璃纤维筋混凝土桩基的受力模式示意图；
图4为本实用新型中玻璃纤维筋混凝土桩基内笼架的连接示意图；
图5为本实用新型中玻璃纤维筋与钢筋之间的连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-5，图中各标记分别为：承台1、钢筋混凝土桩基2、盾构穿越区域3、玻璃纤维筋混凝土桩基4、玻璃纤维筋混凝土部分41、上段钢筋笼42、中段玻璃纤维筋笼43、下段钢筋笼44、U型卡5、钢垫板6、玻璃纤维筋7、钢筋8、螺栓9。
实施例：如图1-5所示，本实施例具体涉及一种用于预留盾构穿越条件的组合式玻璃纤维筋结构桩基基础，该桩基基础主要包括承台1以及用于支撑该承台1的各个桩基，各桩基为承受上部结构荷载的拉弯或压弯构件，在非盾构穿越区域3的位置处各桩基采用的是钢筋混凝土桩基2，而在盾构穿越区域3的位置处则采用的是玻璃纤维筋混凝土桩基4来替代常用的钢筋混凝土桩基2。
如图1、2所示，钢筋混凝土桩基2是本领域内比较常规的桩基结构，主要以钢筋笼和混凝土组合构成，在此不再赘述。
如图1、2、4所示，玻璃纤维筋混凝土桩基4则是在钢筋混凝土桩基2的基础上，在盾构的穿越部位将原有的钢筋混凝土部分替换为如图2中所示的玻璃纤维筋混凝土部分41，从而便于盾构在穿越该部分桩基时，无需全气压开仓人工切割桩基或刀盘加强，直接用盾构机切割即可。玻璃纤维筋混凝土桩基4具体是由笼架和混凝土组合而成的，在本实施例中，笼架主要是由自上而下依次搭接设置的上段钢筋笼42、中段玻璃纤维筋笼43和下段钢筋笼44所组成，其中，中段玻璃纤维筋笼43的设置位置对应于盾构穿越区域3，且中段玻璃纤维筋笼43的高度应大于盾构的高度。
如图1、2、4、5所示，中段玻璃纤维筋笼43由玻璃纤维筋7拼接而成，玻璃纤维筋7又称GFRP筋（Glass Fiber Reinforced Plastic Bar），是由纵向连续的玻璃纤维和一种热固性的聚合物树脂通过拉挤工艺和表面处理制成的杆体材料，得到的纤维聚合物的表面由玻璃纤维束螺旋缠绕，并用树脂包裹，形成类似变形钢筋的齿，以提高与混凝土的粘结性能。根据《土木工程用玻璃纤维增强筋》（JGT 406-2013）及相关试验研究得知，玻璃纤维筋7具有如下主要特点：①GFRP筋的抗拉强度超过钢筋，并且在达到GFRP筋的抗拉强度之前几乎没有塑性变形产生；②GFRP筋具有良好的抗腐性能；③容重小，GFRP筋的容重仅为钢材的25%左右；④GFRP筋的热膨胀系数与混凝土相近，当环境温度发生变化时，GFRP筋与混凝土能协同工作，两者不会产生大的温度应力；⑤GFRP筋弹性模量约为普通钢筋的20%，GFRP筋中纤维含量通常为70%～80%；⑥GFRP筋的应力-应变曲线具有明显的双折线特征，具有较为明显的屈服点，破坏具有明显的脆性特征；⑦GFRP筋极限抗压强度小于极限抗拉强度，约为极限抗拉强度的55%，在受到混泥土良好约束后，其强度特征值可取220MPa；⑧GFRP筋抗压弹性模量比抗拉弹性模量大。
如下表所示为玻璃纤维筋7的力学性能示意表格：
如图1、2、4、5所示，中段玻璃纤维筋笼43的上端部与上段钢筋笼42搭接、下端部与下段钢筋笼44搭接，搭接时应预留一定的搭接长度；如图5所示，在搭接时，玻璃纤维筋7和钢筋8设置于U型卡5中，由钢垫板6封装并通过螺栓9进行紧固。
如图3所示为本实施例中玻璃纤维筋混凝土桩基4的受力模式示意图，该玻璃纤维筋混凝土桩基4主要用于承受上部结构传递的轴力N、水平力Q和弯矩M，为拉弯或压弯构件；玻璃纤维筋混凝土桩基4破坏模式分为玻璃纤维筋的拉断（受拉破坏）和受压区混凝土边缘压碎（受压破坏）两种，当玻璃纤维筋配置较少时，表现为脆性的破坏，相反，由于玻璃纤维筋为线弹性脆性材料，在受压破坏前，具有较大的位移，具有明显的先兆性，因此玻璃纤维筋混凝土桩基4破坏模式应设计为受压破坏。
如图1-5所示，本实施例中用于预留盾构穿越条件的组合式玻璃纤维筋结构桩基基础的施工方法包括如下步骤：
（1）根据预定施工计划，在盾构穿越区域3处的桩基采用的是玻璃纤维筋混凝土桩基4，而在其余位置各桩基采用的是普通的钢筋混凝土桩基2，并施作各桩基上部的承台1和其它上部结构；需要说明的是，由于各玻璃纤维筋混凝土桩基4和钢筋混凝土桩基2存在先后施工的原因，因此在先期的施工过程中，为了满足结构安全的需要，各玻璃纤维筋混凝土桩基4同样作为承受上部结构荷载的拉弯或压弯构件；
（3）待完成全部的桩基基础的施工之后，控制盾构机沿盾构穿越区域3行进，盾构机直接切削玻璃纤维筋混凝土桩基4上的玻璃纤维筋混凝土部分41，此时，桩基基础内的受力体系也同样实现了转化，由原先钢筋混凝土桩基2和玻璃纤维筋混凝土桩基4共同承担上部结构荷载转化为由钢筋混凝土桩基2承担上部荷载。
在本实施例中，由于玻璃纤维筋的特点，在结构先期工况能满足结构强度需要，在盾构掘进阶段，无需全气压开仓人工凿除桩基，可以直接用盾构机切割，减少了人员进入土仓凿除桩基或清理废桩的风险，既安全又节省工期。在实际应用过程中，玻璃纤维筋（GFRP）可以用其他类似材料代替，其他类似材料代替玻璃纤维筋后，应该既满足结构各工况构件承载能力需要，又满足盾构机直接切割的要求。