CN100507160C - 一种嵌岩组合桩及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种嵌岩组合桩，包括位于土层中的桩段和位于岩层中的桩段，所述土层中的桩段和岩层中的桩段连接在一起，所述嵌岩组合桩还包含填充材料。其中，本发明的土层中的桩段可以由预制(包括预应力)钢筋混凝土套管或钢管内灌注填充材料，以及型钢桩外包填充材料两种构件中选用一种。本发明的岩层中的桩段可以由钢筋笼、钢构件和预制钢筋混凝土构件这三种构件中选用一种或任意组合，岩层孔中灌有所述填充材料。岩孔内的桩体靠填充材料和岩孔壁的粘结力把荷载扩散到岩层深处，由于其与填充材料的接触面积大于采用普通外形的桩，故可充分提供锚固力。

Description

一种嵌岩组合桩及其施工方法

技术领域

本发明涉及作为建筑物深基础的桩，尤其是一种依靠灌浆材料与预制桩、岩孔内壁的粘结力把荷载沿竖直方向逐渐扩散到持力岩层的组合桩；以及一种提高位于岩孔内的预制构件与灌浆材料之间的接触面积及机械咬合力，使该岩孔能提供最大承载力的嵌岩组合桩及其施工方法。

背景技术

一般桩基础所采用的预制桩都是用打桩机把一节节预制钢筋混凝土桩或型钢桩在现场逐一连接，挤土打入设计深度。依靠桩身与周围土的摩擦力及桩底持力层的承载力来支承桩头荷载。这样做的缺点一是施工噪音大，振动剧烈；二是桩身在打桩锤猛烈、连续的撞击之下容易受到严重破坏或强度减弱；三是挤土打入桩的穿透硬土层的能力差，当基础的部分桩不得不坐落在局部夹硬土石层上时，容易导致建筑物的不均匀沉降而倾斜；四是在相同承载力的情况下，预制混凝土桩的自重通常等于型钢桩的2～3倍，需要的桩锤能量大幅提升，导致一般打桩机械无法把桩打入相应的持力层；五是必须按严格的顺序打桩，否则后期打入的桩将会把早期的桩“挤离”原来的位置，因为早期打入的桩其挤土应力不会短期消散，从而使后期打桩产生困难，不得不进行返打，拖延了工期。

近期开始应用的钻孔嵌岩技术，是采用钻孔机从地面钻孔穿过土层及或碎石层，然后按设计要求钻入岩层一定深度，把H型钢桩插入孔底，灌浆浇固，形成非挤土桩。其承载机理是通过灌浆材料与型钢桩、岩孔壁之间的粘结力把桩荷载向持力层深处逐渐扩散。由于嵌岩桩采用水泥浆把岩孔和桩柱浇灌成一个整体，水泥浆与岩孔壁，水泥浆与桩柱之间的粘结力高，质量稳定，整个桩柱可以认为在岩孔内是完全嵌固的，因此嵌岩桩可以可靠地承受压力、拉力、水平剪力和扭矩的各类载荷。现有技术的嵌岩桩，桩柱采用工字钢桩，其构造特点是整支桩全部采用H型钢，成桩后型钢被灌浆材料包围住，以减低型钢锈蚀作用。采用此种施工方法可避免上述打入式施工方法的各种弊端。但是这种纯型钢嵌岩桩仍然有以下缺点：

1.由于H型钢断面积小，承载力相对混凝土桩为高，从而使桩段之间的对接焊缝需有严格的质量要求，以保证桩荷载的顺利传递，因此大幅提升施工技术的难度和检测的频率。施工成本也相应提高。

2.位于岩孔内的型钢桩并无经过特别加工，其表面积没有加大，其光滑的表面与灌浆材料之间的粘结力并不理想，从而需要较深的岩孔，增加了建造成本。当灌浆材料配置不当而产生收缩或留有杂质时，就使岩孔桩段产生薄弱环节，造成承载力下降。

3.由于H型钢的生产技术要求高，资源短缺，并非一般厂家可以生产，所以型钢桩身的造价一般比钢筋混凝土桩身为高。

CN1386936A公开一种嵌岩组合桩，由土层中的预制砼管和岩层中不同类型的预制构件经过现场内置钢筋、灌浆组成，其中，该土层中的该砼管桩和该岩层中的该预制构件都由同一组贯穿整桩内心可以承受拉力和压力的钢筋组件所连接，整桩在土层部份由该砼管及其内部的钢筋、灌浆材料共同传递荷载及抵抗泥层中的地下水、气等的侵蚀，该组合桩大大提高了整桩的承载力。然而，该组合桩还存在许多缺陷，例如，该组合桩必须在桩身内设置通长钢筋和灌浆，以便与混凝土管桩共同承受拉力和压力，通长钢筋一般超过12米，需要接驳，安装不便，现场工作量大及施工成本高；混凝土管桩内腔空间有限，设置钢筋数量受限，其承载力受到限制，且灌浆管容易堵塞或形成较大气泡而造成隐含的工程事故；为了发挥通长钢筋的承载力，必须使其深入到桩承台至少一个锚固长度，导致桩承台的厚度增加。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，而提出一种嵌岩组合桩，其承载力大、安装方便及成本低。

为了实现上述目的，本发明提供了一种嵌岩组合桩，所述的嵌岩组合桩包括位于土层中的桩段和位于岩层中的桩段，所述岩层中的桩段是钢筋笼、钢构件、预制钢筋混凝土构件中的其中之一或任意组合，所述土层中的桩段与岩层中的桩段相连，所述嵌岩组合桩还包含填充材料，其中所述土层中的桩段是钢管或型钢桩，所述土层中的桩段与岩层中的桩段的连接结构用以传递桩的各类载荷。

如上所述的嵌岩组合桩，其中所述土层中的桩段由多段桩构成，所述多段桩通过焊接、粘结、螺栓连接或套筒连接的方式连接在一起。

如上所述的嵌岩组合桩，其中所述土层中的桩段是预制钢筋混凝土管状构件或预应力钢筋混凝土管状构件。

如上所述的嵌岩组合桩，其中所述土层中的桩段和岩层中的桩段通过焊接或螺栓连接以传递桩的各类载荷。

如上所述的嵌岩组合桩，其中所述的填充材料是混凝土或水泥砂浆。

如上所述的嵌岩组合桩，其中位于所述岩层桩段中的填充材料可以与位于土层桩段的填充材料不同，所述填充材料可以不填满整个所述土层中的桩段。

如上所述的嵌岩组合桩，其中所述岩层中的桩段由内外钢筋笼构成，所述外钢筋笼与所述钢筋混凝土预制管状构件或型钢桩通过一法兰盘焊接在一起，所述外钢笼与所述钢管通过环状过渡钢板焊接在一起，或是与所述钢管直接焊接在一起，所述内钢筋笼位于外钢筋笼之内，并延伸到所述土层桩段中至少一段锚固长度，所述填充材料灌注于所述内外钢筋笼和所述混凝土预制管或钢管中，填充材料的高度大于所述内钢筋笼的高度，但并不一定填满所述的混凝土预制管或钢管。

另外，本发明还公开了一种嵌岩组合桩的施工方法，包括如下步骤：

a：在土层中钻孔，直至具有适当硬度的土层或岩石顶面；

b：采用钻岩机械在硬土层或岩石内继续钻孔，直至桩底设计标高；

c：将土层中的桩段与岩层中的桩段相连接，把组合桩放入上述钻孔内并固定好位置，必要时清孔；

d：灌入填充材料，直至填充材料到达其设计标高；

e：开挖基坑，施工桩头。

如上所述的嵌岩组合桩的施工方法，其中在所述的步骤a中，还可以在钻孔时将一临时护筒一起置入，在步骤d的灌入填充材料步骤中或之后，将该临时护筒同时慢速提升，直至全部抽出。

本发明的有益效果是，本发明的嵌岩组合桩按其在土层和持力层(岩层或硬土层)中不同的具体情况可以选用不同的构件组合成整桩。本发明的土层中的桩段可以由预制(包括预应力)钢筋混凝土套管或钢管内灌填充材料，以及型钢桩外包填充材料两种构件中选用一种。本发明的组合桩在持力层中可以由钢筋笼、钢构件和预制钢筋混凝土构件这三种构件中选用一种或任意组合，持力层孔中要内灌填充材料。根据本发明的方法可以有六种不同组合的整桩，足以应付各种不同的实际需要。

另外，岩孔内的桩体靠填充材料和岩孔壁的粘结力把荷载扩散到岩层深处，由于岩层中的桩段采用了诸如钢筋笼或钢构件等具有复杂表面的构件，与填充材料的接触面积大于采用普通外形的桩，所述构件的表面与灌浆材料之间的粘结力大为改善，故可充分提供锚固力，从而需要较浅的岩孔，降低了建造成本。因组合桩与岩石的接触面积比纯端承桩大幅增加，其灌浆材料与岩石的结合力又远大于纯摩擦桩与土壤间的摩擦力，故使岩石与桩身承载力的匹配程度大大提高，单桩承载力也相应大幅提升。

而当土层中的桩段采用钢管后，由于钢管灌注混凝土的造价比型钢桩身的造价低，另外，钢管桩的承载力，按目前的生产技术已经可以做到足够大，所以，并不需要将填充材料灌满以提高其承载力，这样，同样可以节约成本。

整桩所有构件都能工业化大量生产，甚至桩体内的填充材料也可以做到商品化(如商品混凝土、商品水泥砂浆等等)，故能进行标准化设计、成桩质量可靠、方便施工、降低成本。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明组合桩第一实施例的整桩剖面图；

图2A是图1中沿A—A线的断面图；

图2B是图1中沿B—B线的断面图；

图3A是图1中沿C—C线的断面图；

图3B是图1中沿D—D线的断面图；

图4是本发明组合桩第二实施例的整桩剖面图；

图5A是图4中沿A—A线的断面图；

图5B是图4中沿B—B线的断面图；

图6A是图4中沿C—C线的断面图；

图6B是图4中沿D—D线的断面图；

图7是本发明组合桩第三实施例的整桩剖面图；

图8A是图7中沿A—A线的断面图；

图8B是图7中沿B—B线的断面图；

图9A是图7中沿D—D线的断面图；

图9B是图7中沿C—C线的断面图；

图10是本发明组合桩第四实施例的整桩剖面图；

图11A是图10中沿A—A线的断面图；

图11B是图10中沿B—B线的断面图；

图12是本发明组合桩第五实施例的整桩剖面图；

图13A是图12中沿A—A线的断面图；

图13B是图12中沿B—B线的断面图；

图14是本发明组合桩第六实施例的整桩剖面图；

图15A是图14中沿A—A线的断面图；

图15B是图14中沿B—B线的断面图；

图16是图14中沿C—C线的断面图。

具体实施方式

本发明的组合桩，主要以土层中的桩段的构成分为两大类。第一类是该土层中的桩段为管状构件，包括预制钢筋混凝土套管(包括予应力套管)或钢筒，其中部分或全部灌有填充材料；第二类是外包填充材料的型钢桩。此外，按本发明中提出的岩层中桩段的三种不同的桩身构造及材料，共可大致分成六种不同的桩型：

下面以6个实施例并结合上表对本发明作详细描述。

第一实施例：

如图1所示，是本发明的第一实施例(表中所示的小类1)的整桩剖面图。图中的100是土层，200是石层，H1是桩头设计标高，H2是岩石顶面标高，H0是按照具体设计的桩头，HA是钢筋锚固高度，HP是按照设计要求的灌浆高度。土层中的桩段是混凝土预制套管桩1，岩孔内的桩段则采用外钢筋笼5加内钢筋笼4，组成一个表面积很大、与灌浆材料12充分接触的构件。图中6是外笼箍筋，7是内笼的架立构件，3是一个环形钢板制的法兰盘，通过焊接(包括对接焊缝或贴角焊缝)来连接外钢筋笼5和预制管1。内钢筋笼4则直接延伸到预制套管桩1内一段锚固长度。凭借填充材料12与所述的钢筋笼、岩孔表面之间的可靠粘结而使钻岩深度相对比较浅。当桩数多或在嵌岩深度以模数变化的大型桩基工程中，可以明显地缩短工期有较好的经济效益及质量保证。内、外钢筋笼的设置与否及数量多少按照具体设计要求而定。

图2A和图2B是图1中本发明组合桩的第一实施例的桩身的两个断面图，图2A是断面A—A，表示了桩身在土层100近石层200处向下望的断面，其中的33是可能用到的桩土分隔材料，此断面图中只有内钢筋笼4和内笼的架立构件7。图2B表示了断面B—B，是桩身在石层200中向下望的断面，但只标出了岩孔201、内、外钢筋笼4，5及外笼箍筋6和内笼架立构件7。图2A和图2B中虽画了六根内钢筋4和十三根外钢筋5，但这只是示范性质，实际使用时可按设计需要变化。

图3A和图3B是图1中第一实施例的组合桩身在土层100中的两个断面图，本发明的第一实施例的桩身上段的断面C—C显示空心断面，表示了桩体内的填充材料可以不填满整个管桩以节省灌浆材料和缩短施工时间。预制管1的下段的灌浆则须灌到其设计高度HP，该高度HP必须高出内钢筋笼4在空心管1内的锚固高度，所以图2B中的断面D—D中见到该段灌浆12。

本实施例中的内钢筋笼没有贯穿所有的土层中的桩段，可使桩头的施工简化，灵活于桩承台的连接，能够开发给各种不同要求的用户，而不必一定由桩基公司来完成，而可由上部结构建筑公司再基坑开挖后自行按具体设计施工。

第二实施例

图4是本发明组合桩的第二实施例的整桩剖面图，该第二实施例组合了表中所示的小类1和小类2。该第二实施例是由土层100中的空心预制管1，加上石层200中的型钢21、内钢筋笼4灌浆而成的现浇桩身组合而成。土层100中的桩段和第一实施例相同，这里不再重复说明。石层200中的桩段由型钢21和按照具体设计可选择性的设置有内钢筋笼4，同时使用环形连接板3和选择性的加强构件13，使得来自上面空心管1的荷载顺利传给型钢21，所以加强构件13的作用是扩大型钢21和连接板3之间的接触面，从而减少两者接触面上的局部压力。在本实施例中虽只画出长方形的加强板，但在实际使用时并不限制于此种形状，例如三角形、不等边梯形等等都是可以的。

图5A和图5B是本发明第二实施例桩身在土层100和石层200中不同位置的断面图。图5A所示的断面A—A是在接近土层100处向上望的断面图，显示出型钢21、内笼钢筋4、加强板13的断面。图中省略了一部份填充材料12和连接板3以便看到空心管1的端面。图5B所示的断面B—B是在土层100的下部向上望的断面图，可以见到土层100中的可能用到的桩土分隔填充材料33，预制管1，由岩层中的桩段延伸到土层预制管桩段的内笼钢筋4，内笼的架立构件7和填充材料12。

图6A和图6B是本发明组合桩第二实施例的桩身在土层100中沿C—C线和沿D—D线的断面图。

第三实施例

图7所示是本发明组合桩第三实施例的整桩剖面图。该第三实施例显示了表中的小类3；可以看出本实施例在土层100中的桩身和前两个实施例的相同，即灌浆12都没有灌到管桩构件1的顶部。而处于岩孔201中的桩身是预制钢筋混凝土构件，本实施例中是一个呈小头向下的锥台形的预制多面管14，实际上它可以设计成有凹凸表面任何形状的管、柱体，目的是提高其与填充材料之间的结合力。该锥形预制管14的中心有一个贯通两端的阶梯孔，该阶梯孔的上部是一个大直径孔，以减小该预制件的运输重量和加强上下桩体的整体性，其大直径孔的孔底标高为H3，该阶梯孔的下部是一个小直径的灌浆孔15。这种锥形桩身的好处是它可以横向挤压填充材料，填充材料与岩孔壁之间的正向压力加大，从而提高它们之间的结合力，也就提高岩孔的承载力。锥形预制桩14的上端可以通过环形法兰盘3来和上面的预制管1的端部连接。锥形预制桩14上部的内孔和预制管1下部的内孔连接部位设有选择性的内钢筋笼4以加强其整体性和承载力。锥形预制桩14的下部有一灌浆孔15以便由岩孔201的底部向上灌浆。本说明书中的所有实施例的灌浆方式最好是由岩孔201的底部向上灌浆的，即所谓的“上推法”灌浆。当锥形预制桩14表面的倾斜度为零时，既变成普通的圆柱(管)体。

图8A和图8B是本发明组合桩第三实施例在石层200中桩身不同位置的两个断面图。其中，图8A是断面A-A的示意图，是在岩孔201的下部作的向上望的断面图，图中可见岩孔201、填料12、锥形预制桩身14和灌浆孔15。图8B是断面B-B的示意图，是在靠近土层处作的向上望的断面图，可以见到桩身14，内钢筋笼4，内笼的架立构件7和填充材料12。

图9A和图9B分别是本发明组合桩第三实施例的桩身在土层100中两个不同位置D—D和C—C的断面图。

本第三实施例的构造特点是岩孔外构件为预制套管桩，岩孔内则是设置预制钢筋混凝土厚壁或实心构件，以减少钢材及后期灌浆材料的用量，当预制设备完善、工艺成熟时，可以在此类预制件的外表面制作凹凸花纹，以增加其与灌浆材料的粘结面积或机械咬合力。岩孔内外构件的连接，采用过渡钢板、法兰盘、焊接或由该构件伸出的钢筋进入套管内等于或超过一个锚固长度或其它可靠方法将它们连接在一起。

由于预制钢筋混凝土构件的表面与灌浆材料之间的结合力高于表面光滑的钢材与灌浆材料之间的结合力，所以岩孔深度相对可以较浅。预制钢筋混凝土构件的生产比较普及，可以大批量工业化生产，质量可靠，价格相对便宜，所以当桩数多或嵌岩深度以模数变化的大型桩基工程中，可以明显地缩短工期，有较好的经济效益及质量保证。

第四实施例

图10是本发明组合桩第四实施例的整桩剖面图(相当于表中的小类4)。第四实施例和第一实施例的不同之处在于土层100中的桩身改用了外包填充材料12的型钢21。而本第四实施例中石层200中的桩段结构和第一实施例完全相同，均采用内外钢筋笼结构。

图11A和图11B是本发明组合桩第四实施例的桩身在土层100和石层200中两个不同位置的断面图。图11A所示的断面A-A是土层100中做的向下望的断面图，只见到型钢21，填充材料12，和以虚线画出的连接板3(请注意灌浆孔不一定位于连接板的中心)。图11B所示的断面B-B是石层200中做的向下望的断面图，和第一实施例中相同位置的断面图是完全相同的。

本实施例的构造特点是岩孔外构件为型钢桩，岩孔内则是设置内、外钢筋笼，内钢筋笼的设置与否及数量多少按照具体设计要求。

岩孔内构件与岩孔外构件的连接，可以用过渡钢板、法兰盘、粘结或其它可靠方法将它们连接在一起。

第五实施例

图12是本发明组合桩的第五实施例的整桩剖面图(相当于表中的小类5)。图12中所示的桩身在土层100中的部份和图10的第四实施例是完全相同的，在石层200中的部份则是钢构件，但是与图4中所示的第二实施例中的钢构件不完全相同。

图13A和图13B是本发明组合桩型的第五实施例在土层100和石层200中两个不同位置的断面图。图13A示出的断面A—A是在土层中做的向下望的断面图。图13B示出的断面B-B是在石层中做的向下望的断面图，它和图5A中所示的第二实施例的断面的不同之处在于用加放射形辐条的圆管22代替常用的工字钢21、内钢筋笼4、加强板13这种组合。要指出的是，钢构件的外形不限制于使用本发明第二实施例和本实施例中作为示例的几种结构，只要可以增加它与填充材料的结合力任何形状的构件都可以使用。

本实施例的构造特点是岩孔外构件为预制套管桩或型钢桩，岩孔内则是设置钢构件。这种形式的优点是所有上下构件都是外购的较成熟的预制型钢构件，设计最方便，出现施工缺陷的机会也最小。

由于型钢或特制钢构件可以采用定型产品或在现场制作，现场切割、焊接或其它方法修改，不论桩数多少或嵌岩深度变化多端的桩基工程中，都有较好的经济效益及质量保证。

第六实施例

图14是本发明组合桩第六实施例的整桩剖面图。图14中在土层100中的桩身的结构和图12中所示的第五实施例完全相同。图14中在石层200中的桩身结构同样采用同图7中所示的第三实施例大致相同的预制混凝土构件。属于表中所示的小类6，不同之处在于，本实施例没有在锥桩14的上部空心位中使用内钢筋笼4和内笼的架立构件7。

图15A和图15B是本发明第六实施例的组合桩的桩身在石层200中不同位置的两个断面图。图15A示出了断面A-A。图15B示出了断面B-B，从图中可以看出，本实施例的岩层中桩段比图8所示的第三实施例少了内钢筋笼4和内笼的架立构件7。

图16C是本发明组合桩第六实施例的桩身在土层100中沿C—C线的断面图。图16C和图11A中断面的不同之处仅在于连接片3的中心开有一个灌浆孔15，其余完全相同。

在本说明书中所述及的在该土层中的各预制构件(1、21)的长度一般都较长，在香港五、六十米都属平常，故大多不可能整桩预制，即使能预制也不方便运输，所以须要分段预制后再连接成一个整体。各桩段之间的连接虽然在各图中都以焊接法为例，但也可以采用各种其它的常规连接方式，例如各式焊接、利用高粘性材料直接粘结、螺栓连接或套筒连接等等。

下面对本发明的组合桩的施工方法作一详细说明。

第一步：桩孔定位，钻孔机就位，按照设计要求的桩身、岩孔直径、倾斜角度和方向，在土层中钻孔至硬土层或岩石表面，并将临时钢护筒平稳地坐落于其上或按要求插入其中一定的深度；

第二步，岩石钻孔及预制套管的安装：转用钻岩专用钻头继续凿岩至设计要求的岩孔深度，清底。

第三步：组合桩逐段放入钻孔内。按设计图纸要求把桩底连有预制钢筋笼或钢构件或钢筋混凝土构件的预制管桩或型钢桩逐节摆入孔内，直至孔底。每段之间采用焊接、高粘结力材料或其它可靠方法驳接。扶正、定位。必要时灌浆前再清孔。

第四步：浇筑填充材料。必要时从桩底开始灌浆，灌浆管的出口必须低于灌浆顶面一定深度，灌浆结束时其顶面必须超过桩顶设计标高一定高度，以保证桩头的灌浆质量符合设计要求，必要时可在灌浆材料内配入外加剂，以达到早凝、早强等效果。

第五步，临时护筒的抽出，必须小心避免伤及桩身外面可能包裹的桩土分隔材料或沥青涂料等材料。

第六步：待桩管内的灌浆材料硬化及达到一定强度后，切掉桩顶设计标高之上的桩身及超浇的灌浆材料，最后形成岩孔内为型钢或钢筋笼或预制钢筋混凝土构件(包括预应力构件)或它们的组合，以及土层中为预制套管及内灌填充材料或外包填充材料的型钢桩的嵌岩组合桩。最后按照设计图纸加工桩头。

本发明的应用范围，除预制套管及型钢桩身部分主张工厂化生产外，其它构件既可现场制作又可工厂化生产，质量、产量都有确实保障；所有桩身构件及其它们之间的连接都是现有技术所采用过的普通建筑材料组成，但是经过本发明的重新设计、组合，其各项力学特性都好过组合之前的桩型。在设计、施工及检验方面都比现有技术更方便、更精确、更容易满足当地规范，通过调整桩身各部分的尺寸、强度等级及数量就可以方便地改变桩的承载力及造价，以满足不同的设计要求。所以，不论工程规模大小，施工环境如何变化，只要现有技术可以应用的地方，本发明几乎都可以被采用。

若采用预制混凝土套管(包括预应力的)，其价格承载力的比值与纯型钢类型的桩比较，有很大的折让，许多地区都有合格的生产厂家，资源丰富，可以就地取材，适合国情，因此有很好的经济效益、质量保证及发展前景。若仍然采用原有技术的外包灌浆材料型钢桩身，则由于岩孔内的构件有大幅改进，仍然可以以减少钻岩深度而达到减少造价和工期的目的，同时因取消薄弱环节而使成桩质量获得可靠保证，另外，本发明的套管的壁厚可按具体设计在不同的位置变化，以适应水平承载力、竖向承载力和刚度的要求。

上述各实施例中所述的组合桩的桩头与桩承台的连接可采用各种常规方式，例如自由桩头、铰支桩头、滑动铰支桩头及固接桩头等。

本说明书中所述的组合桩所说的岩孔及所说的岩石层，其定义是任何可靠的持力岩层甚至是较硬的土层。

上述各实施例中所述的组合桩在岩孔内的钢筋、预制钢筋混凝土构件、型钢等，其数量、尺寸、形状和强度等级，并不局限于附图所示样式，可以按照具体设计施工。

本说明书中所述的组合桩的预制套管与岩孔内构件连接的竖向位置，并不局限于附图所示，但必须保证施工时不塌孔、不缩颈、结构的连续性和荷载顺利传递，必要时可以采用临时护筒加以保护。

本发明方法虽然列举了六个实施例，并在说明书中对应了表中的六个小类，但是本技术领域的普通技术人员可以根据上述六个实施例轻易地搭配出其他更加多样的实施方式，在此不再详述。

本发明的优点是：

1.利用本发明方法成型的嵌岩组合桩，其最大优点是穿越土层的构件是预制套管可以一物两用地既充当将来的主要受荷构件，又扮演临时护筒的角色。因为套管为预制构件，桩身密实且安装前已达到设计强度，所以整个施工过程中，桩身的质量都不会受到干扰，而且灌浆材料用量明显减少，临时护筒拔管速度明显提高。而且当管桩采用钢管时，其内部的填充材料将会三向受压，水平方向变形受到钢管的约束，使其抗压强度大幅提高，从而整桩承载力也获得提升。当穿越土层的构件是型钢桩时，则因为本发明对岩孔内的桩体进行了特别设计，使岩孔可以提供更大的承载力或有效地减小岩孔深度，如此便可利用型钢桩强度等级高、重量轻的优点，来提高单桩承载力。

2.嵌入岩石部分的桩体，可以是预制的钢筋组件、预制的钢筋混凝土构件，也可以是型钢或特制钢构件，它们除可以满足本身强度要求外，还尽可能地增加了与灌浆材料之间的粘结面积，提供最大的承载力。采用普通连接方法，构造简单，传力直接，质量可靠。

3.普通钻机已可使予钻孔深度轻易达到60M深的岩层，穿越土层时不再受坚硬土层甚至石层的影响。可使备料准确，减少损耗。

4.结构性灌浆材料是在几乎密封的套管、岩孔内进行，受外界影响机会很小，所以该灌浆材料可以当作桩身的一部分，桩身强度、刚度籍此得以提高。其它构件的安装与连接，与地面之上的预制柱无异，没有结构性的损坏，所以桩身的承载力可以彻底发挥出来。

此外，本发明的组合桩的其中一个特点就是所使用的岩层以上的填充材料可与岩孔内的属性不同，其是否填满套管或当作结构性材料，由具体设计决定。这和现有技术的一定要把土层中的套管填满不同，这样做可以节省很多填充材料，从而降低成本。

Claims (11)

1.一种嵌岩组合桩，所述的嵌岩组合桩包括位于土层中的桩段和位于岩层中的桩段，所述岩层中的桩段是钢筋笼、钢构件、预制钢筋混凝土构件中的其中之一或任意组合，所述土层中的桩段与岩层中的桩段相连接，所述嵌岩组合桩还包含填充材料，其特征在于，所述土层中的桩段为钢管或型钢桩，所述土层中的桩段与岩层中的桩段的连接结构用以传递桩的各类载荷。

2.如权利要求1所述的嵌岩组合桩，其特征在于，所述土层中的桩段由整桩预制或多段桩构成，所述多段桩通过焊接、粘结、螺栓连接或套筒连接的方式连接在一起。

3.如权利要求1所述的嵌岩组合桩，其特征在于，所述土层中的桩段为预制钢筋混凝土管状构件或预应力钢筋混凝土管状构件。

4.如权利要求1所述的嵌岩组合桩，其特征在于，所述土层中的桩段和岩层中的桩段通过焊接或螺栓连接以传递桩的各类载荷。

5.如权利要求1所述的嵌岩组合桩，其特征在于，所述的填充材料是混凝土或水泥砂浆，其中配入或不配入各种用途的添加剂。

6.如权利要求1所述的嵌岩组合桩，其特征在于，位于所述岩层桩段中的填充材料与位于土层桩段的填充材料相同或不同，所述填充材料填满或不填满整个所述土层中的桩段。

7.如权利要求3所述的嵌岩组合桩，其特征在于，位于所述岩层桩段中的填充材料与位于土层桩段的填充材料相同或不同，所述填充材料填满或不填满整个所述土层中的桩段。

8.如权利要求1所述的嵌岩组合桩，其特征在于，所述岩层中的桩段由内外钢筋笼构成，所述外钢筋笼与型钢桩通过一法兰盘焊接在一起，所述外钢筋笼与所述钢管通过环状过渡钢板焊接在一起，或是与所述钢管直接焊接在一起，所述内钢筋笼位于外钢筋笼之内，并延伸到所述土层桩段中至少一段锚固长度，所述填充材料灌注于所述内外钢筋笼和所述钢管中，填充材料的高度大于所述内钢筋笼的高度，但并不一定填满所述的钢管。

9.如权利要求3所述的嵌岩组合桩，其特征在于，所述岩层中的桩段由内外钢筋笼构成，所述外钢筋笼与所述钢筋混凝土预制管状构件通过一法兰盘焊接在一起，所述内钢筋笼位于外钢筋笼之内，并延伸到所述土层桩段中至少一段锚固长度，所述填充材料灌注于所述内外钢筋笼和所述混凝土预制管中，填充材料的高度大于所述内钢筋笼的高度，但并不一定填满所述的混凝土预制管。

10.一种权利要求1所述嵌岩组合桩的施工方法，包括如下步骤：

a：在土层中钻孔，直至具有适当硬度的土层或岩石顶面；

b：采用钻岩机械在硬土层或岩石内继续钻孔，直至桩底设计标高；

c：将土层中的桩段与岩层中的桩段相连接，把组合桩放入上述钻孔内并固定好位置，必要时清孔；

d：灌入填充材料，直至填充材料到达其设计标高；

e：开挖基坑，施工桩头。

11.如权利要求10所述的嵌岩组合桩的施工方法，其特征在于，在所述的步骤a中，还在钻孔时将一临时护筒一起置入，在步骤d的灌入填充材料步骤中或之后，将该临时护筒同时慢速提升，直至全部抽出。

Images