CN211973471U - 一种预制桩组合及桩基础 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预制桩组合及桩基础，包括：等截面桩，大体作用于软土层内，其桩身通体为等截面状；变截面桩，大体作用于好土层和持力层内，其桩身壁面形成有凸起部和凹陷部；其中，所述等截面桩的横截面面积小于等于变截面桩与等截面桩相连接的端部的横截面面积，并且等截面桩与变截面桩同轴的固定连接。本实用新型通过增大变截面桩与好土层和持力层的正摩擦力，提高变截面桩的承载力，从而保证组合式变截面桩具有足够的抗压承载力，并且由于等截面桩表面光滑，产生的负摩阻力较小，可以忽略不计，避免等截面桩在负摩阻力的作用下向下运动，避免负摩阻力造成桩基础下沉，保证上部结构的正常使用。

Description

一种预制桩组合及桩基础

技术领域

本实用新型涉及用于软土层的预制桩技术领域，具体是一种预制桩组合及桩基础。

背景技术

桩基础是当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基的承载力不能满足设计要求时，通过承台把若干根桩的顶部联结成整体，共同承受动静荷载的一种深基础。桩基础其作用在于穿越软弱的高压缩性土层或水，将桩所承受的荷载传递到更硬、更密实或压缩性较小的地基持力层上，桩基础设计的主要依据是地勘报告，在桩基础的施工之前，需要对待施工区域进行地质勘探并形成地勘报告，根据地勘报告采取相应的措施设计桩基础达到上部结构的安全。

地勘报告通过专业分析，计算等综合判定土、石、地下水等的物理、力学性质，得出分析结论，通过地勘报告得知在我国沿海地区土层由上往下分布为压填层、软土层、好土层和持力层。其中，压填层为新近回填的流塑状粘性土，软土层为淤泥质土及松散砂层等，其工程性质差别较大，物理力学性质主要表现为土的压缩性大、孔隙比大、含水量高、松散、欠密实性等，软土层具有较大的负摩阻力，即软土层为具有负摩阻力的土层，好土层为压缩性小的土层，持力层为岩层或者坚硬土层。

在桩基础中，桩顶在桩顶竖向荷载作用下，桩身会发生压缩导致下沉，如果桩的沉降量大于桩侧土体的沉降量，在桩侧表面便会产生向上的单位面积上的一个力称为正摩阻力，该正摩阻力可以分担一部分桩顶荷载，相当于对桩起了一个支撑作用；如果桩周土的沉降量大于桩的沉降量，则会在桩与土接触面上产生向下的一个单位面积上的力，这个力就是负摩阻力。负摩阻力的产生降低了桩的竖向承载力，降低桩身强度的安全储备，对工程造成不利影响。

在桩基础设计过程中，由于考虑到负摩阻力的存在，为了保证预制桩具有足够的抗压承载力，一般通过增大预制桩的尺寸或者增加预制桩的长度，达到增大预制桩的周长，进而增加预制桩与土层的接触面积，增大摩檫力，从而提高预制桩的承载力的目的，使得预制桩抵消负摩阻力之后提供足够的抗压承载力。在设计过程中一般以软土层产生的最大负摩阻力进行计算，从而改变相应桩的尺寸或长度，但是，实际中负摩阻力的产生远小于最大负摩阻力，因此导致设计桩的尺寸或长度大于实际需要，造成桩身和资源浪费。并且，由于预制桩的尺寸变大或者长度变长，都会增加预制桩的生产和运输成本，从而增加桩基础的施工成本。同时，增加打桩难度，延长打桩时间，降低打桩效率，从而降低桩基础的施工效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种预制桩组合及桩基础，以解决具有桩基础负摩阻力大的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种预制桩组合及桩基础，包括：

等截面桩，大体作用于软土层内，其桩身通体为等截面状；

变截面桩，大体作用于好土层和持力层内，其桩身壁面形成有凸起部和凹陷部；

其中，所述等截面桩的横截面面积小于等于变截面桩与等截面桩相连接的端部的横截面面积，并且等截面桩与变截面桩同轴的固定连接，地下土体嵌入凹陷部后，变截面桩桩身与地下土体成咬合状，变截面桩与地下土体的摩擦力大于等截面桩与地下土体的摩擦力。

优选地，所述变截面桩为竹节桩，其中，变截面桩与等截面桩相连接的端部为竹节桩的粗桩段。

优选地，所述等截面桩的桩端直径与竹节桩的细桩段的直径相等或大致相同。

优选地，还包括加固层，所述加固层至少部分包覆在所述变截面桩和/或等截面桩的外围，所述加固层由水泥和土体混合搅拌形成。

优选地，所述等截面桩与变截面桩通过板状连接件形成固定连接。

优选地，所述板状连接件包括位于等截面桩长度方向上的一端部或两端部的第一端板和位于变截面桩长度方向上的一端部或两端部的第二端板，当等截面桩与变截面桩相拼接时，等截面桩的第一端板对接变截面桩的第二端板，第一端板与第二端板焊接固定；

或者，第一端板与第二端板由卡箍轴向对接。

优选地，所述等截面桩中预埋主筋笼所在环的直径/边长大于变截面桩中预埋主筋笼所在环的直径/边长。

优选地，所述等截面桩中预埋主筋笼所在环的直径/边长等于变截面桩中预埋主筋笼所在环的直径/边长。

优选地，所述等截面桩中预埋主筋笼所在环的直径/边长等于变截面桩中预埋主筋笼所在环的直径/边长，等截面桩中预埋主筋笼与变截面桩中预埋主筋笼通过机械式连接件进行固定连接。

优选地，机械式连接件包括位于等截面桩端部的第一接头组件或第二接头组件和对接变截面桩端部的第二接头组件或第一接头组件；

其中，第一接头组件包括裸露于等截面桩或变截面桩一端的第一螺母接头，和一端部与所述第一螺母接头连接固定的插杆；

第二接头组件包括裸露于变截面桩或等截面桩一端的第二螺母接头，和内置于所述第二螺母接头用以逆向卡止插杆另一端部的止退机构。

本实用新型的另一目的是提供一种承载力强的桩基础。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种桩基础，包括多根组合式变截面桩，其中，等截面桩与变截面桩相连接端面大体作用于软土层和好土层的过渡土层区域内。

本实用新型所提供的一种预制桩组合，其包括等截面桩和变截面桩，其中，等截面桩，大体作用于软土层内，其桩身通体为等截面状；变截面桩，大体作用于好土层和持力层内，其桩身壁面形成有凸起部和凹陷部。由于好土层和持力层均为压缩性小的土层，地下土体嵌入变截面桩的凹陷部，增大变截面桩与好土层和持力层的正摩擦力，提高变截面桩的承载力，从而保证组合式变截面桩具有足够的抗压承载力。由于等截面桩表面光滑，产生的负摩阻力较小，可以忽略不计，避免等截面桩在负摩阻力的作用下向下运动，避免负摩阻力造成桩基础下沉，保证上部结构的正常使用。

在等截面桩和变截面桩的共同作用下，始终保持组合式变截面桩在竖直方向上的位置不变，使得组合式变截面桩具有足够的抗压承载力，保证上部结构的正常使用。由于不需要改变预制桩的尺寸和长度，仅仅通过将与好土层和持力层接触的预制桩更换为变截面桩，将与软土层接触的桩更换成等截面桩，既能减少负摩阻力的产生，提高组合式变截面桩的抗压承载力，又能减少预制桩的生产和运输成本，从而降低桩基础的施工成本，并且，由于不需要改变预制桩的尺寸和长度，减少打桩时间，提高桩基础的施工效率。

本实用新型提供的桩基础设有所述组合式变截面桩，由于所述组合式变截面桩具有上述技术效果，则设有该组合式变截面桩也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为桩基础的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；

图3为图2中A部分的放大结构示意图；

图4为本实用新型公开的一种机械式连接件的剖视图；

图5为图2中机械式连接件的结构示意图；

图6为本实用新型公开的另一种机械式连接件的剖视图；

图7为图6中另一种机械式连接件的结构示意图；

图8为本实用新型公开的又一种机械式连接件的剖视图；

图9为图8中又一种机械式连接件的结构示意图；

图10为本实用新型第二实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；

图11为图10中B部分的放大结构示意图；

图12为本实用新型第三实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；

图13为图12中C部分的放大结构示意图；

图14为本实用新型第四实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；

图15为图14中D部分的放大结构示意图；

图16为本实用新型第五实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；

图17为图16中E部分的放大结构示意图；

图18为本实用新型第六实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；

图19为图18中F部分的放大结构示意图；

图20为本实用新型第七实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；

图21为本实用新型第八实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；

图22为图21中G部分的放大结构示意图；

图23为另一种组合式变截面桩及桩基础的结构示意图。

图中：10、等截面桩；20、变截面桩；

30、第一接头组件；31、第一螺母接头；32、插杆；321、连接端；322、导向头；323、插脖；

40、第二接头组件；41、第二螺母接头；42、止退机构；

421、管状旋接件；422、环状卡止体；4221、卡环；4222、垫片；4223、通孔；4224、环形支撑板；4225、夹持体；423、弹性元件；424、内锥形挡面；425、旋接部；426、弹性夹持部；

50、套箍；60、第一端板；70、第二端板；80、第一受力主筋；90、第二受力主筋；100、卡箍；110、加固层；

1、压填层；2、软土层；3、好土层；4、持力层；5、过渡土层。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

混凝土预制桩是在工厂预制的内部具有钢筋笼的混凝土桩，其特点是能承受较大的荷载、坚固耐久、施工速度快，施工程序为预制、运输、堆放、沉桩，沉桩方法有锤击法、静力压桩法、振动法等，沉桩时用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中。预制桩的作用是将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较强的土层上，或将软弱土层挤密实以提高地基土的承载能力和密实度。在混凝土预制桩沉桩前需要掌握工程地质钻探资料、水文资料和打桩资料，对地质复杂，例如具有较大负摩阻力的土层的地区，根据实际土层分布情况，确定预制桩的分布情况及打桩深度。

在桩基础的施工之前，需要对待施工区域进行地质勘探并形成地勘报告，地勘报告通过专业分析，计算等综合判定土、石、地下水等的物理、力学性质，得出分析结论，地勘报告是桩基础设计的主要依据，根据地勘报告采取相应的措施达到上部结构的安全。在桩基础设计阶段，根据不同地质情况，尤其是沿海地区，由于软土层2的原因，软土层2沉降会产生较大负摩阻力，因为在进行桩基础设计时需要考虑负摩阻力影响承载力的问题，为了保证预制桩具有足够的抗压承载力，一般通过增大预制桩的尺寸或者增加预制桩的长度，增大预制桩的周长，进而增加预制桩与土层的接触面积，增大摩檫力，从而提高预制桩的承载力，使得预制桩抵消负摩阻力之后提供足够的抗压承载力。在桩基础设计过程中，可能会想到使用不同结构的桩进行桩基础施工，达到承载力高、负摩阻力小的目的，但是一般会存在惯性思维的限制，在设计中考虑到：一、预制桩的连接问题，相同结构的预制桩，只要保证桩端面相同，即可完成实现对接，如果采用不同结构的桩进行对接，既要考虑桩端面的问题，又要考虑主筋分布问题，增加设计难度、预制桩生产和施工难度；二、对是否能达到承载力高、负摩阻力小目的是不可预知的，由于采用不同结构的预制桩形成桩基础，打桩顺序及打桩高度都会对打桩结果造成影响，因此打桩结果是不可预知的。

如图1所示，图1为桩基础的结构示意图，将组合式变截面桩打入合适的土层深度形成承载力高的桩基础。

其中，如图所示部分地区土层自上而下的分布情况为压填层1、软土层2、好土层3和持力层4，并且，由于土层分布不匀均，由软土层2到好土层3之间会存在一定过渡的区域，并且形成过渡土层5，即在同一土层高度位于不同的位置会存在两种不同的土层。本实用新型实施方式的组合式变截面桩，包括大体作用于软土层2中的等截面桩10和与等截面桩10下端固定连接且大体作用于好土层3和持力层4中的变截面桩20。等截面桩10桩身通体为等截面状，变截面桩20为变截面型桩，其桩身壁面形成由凸起部和凹陷部，当地下土体嵌入凹陷部后，桩身与地下土体成咬合状，通过变截面桩20的凸起部和凹陷部增大变截面桩20的承载力。

进一步地，为了保证内应力得到有效的传递，等截面桩10与变截面桩20同轴的固定连接，并且，为了便于对等截面桩10进行打桩，等截面桩10的横截面面积小于等于变截面桩20与等截面桩10相连接的端部的横截面面积。

其中，压填层1为新近回填的流塑状粘性土，软土层2为淤泥质土及松散砂层等，其工程性质差别较大，物理力学性质主要表现为土的压缩性大、孔隙比大、含水量高、松散、欠密实性等，软土层2具有较大的负摩阻力，好土层3为中等压缩性土层，持力层4为岩层或者坚硬土层，持力层4对变截面桩20起到支撑的作用，保证组合式变截面桩具有足够的抗压承载力。

进一步地，组合式变截面桩在进行打桩过程中，变截面桩20为组合式变截面桩打入土层的第一节桩。其中，变截面桩20的桩身部分处于好土层3和持力层4中且变截面桩20的底端处于持力层4中，变截面桩20为变截面桩，桩身表面呈凹凸状。由于好土层3和持力层4均为压缩性小的土层，增大变截面桩20与好土层3和持力层4的正摩擦力，提高变截面桩20的承载力，从而保证组合式变截面桩具有足够的抗压承载力，进而保证桩基础的承载力，提供一种承载力强的桩基础。

更进一步地，等截面桩10的下端面与变截面桩20的上端面固定连接，且为了保证等截面桩10大体处于软土层2中，以及变截面桩20大体处于好土层3和持力层4中，在进行打桩过程中，等截面桩10与变截面桩20相连接端面大体作用于软土层2和好土层3的过渡土层5区域内。由于软土层2为淤泥质土及松散砂层等，具有较高的压缩性能，在地面大面积堆载或者土体自身原因下陷等因素的作用下，导致软土层2中土体下沉量大于桩沉降量时，则会在等截面桩10与土体接触面上产生向下负摩阻力，负摩阻力的产生降低了组合式变截面桩的竖向承载力，但是由于等截面桩10的桩身表面光滑，产生的负摩阻力较小，可以忽略不计，避免等截面桩10在负摩阻力的作用下向下运动，避免负摩阻力造成桩基础下沉，保证桩基础上部结构的正常使用。

在不改预制桩的尺寸和长度的前提下，在等截面桩10和变截面桩20的共同作用下，始终保持组合式变截面桩在竖直方向上的位置不变，使得组合式变截面桩具有足够的抗压承载力，保证上部结构的正常使用。由于不需要改变预制桩的尺寸和长度，仅仅通过将与好土层3和持力层4接触的预制桩更换为变截面桩，将与软土层2接触的桩更换成等截面桩，既能减少负摩阻力的产生，提高组合式变截面桩的抗压承载力，又能减少预制桩的生产和运输成本，从而降低桩基础的施工成本，并且，由于不需要改变预制桩的尺寸和长度，减少打桩时间，提高桩基础的施工效率。

可以理解地，此处的组合式变截面桩只有等截面桩10和变截面桩20，但不局限于组合式变截面桩只有等截面桩10和变截面桩20，根据实际的地质情况，打桩深度会不同，需要对组合式变截面桩中的预制桩数量进行调整，不论预制桩的数量为多少，只需要保证：组合式变截面桩在进行打桩过程中，变截面桩20为组合式变截面桩打入土层的第一节桩，且变截面桩20的桩身部分处于好土层3和持力层4中且变截面桩20的底端处于持力层4中，变截面桩20为变截面桩，桩身表面呈凹凸状，等截面桩10位于软土层2中，且等截面桩10与变截面桩20相连接端面大体作用于软土层2和好土层3的过渡土层5区域内，即可保证组合式变截面桩在竖直方向上的位置不变。

可以想到的，等截面桩10与变截面桩20相连接端面大体作用于软土层2和好土层3的过渡土层5区域内，由于等截面桩10与变截面桩20桩身较长，允许过渡土层5存在±1米的差值。

实施例1

如图2-9所示，图2为本实用新型第一实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；图3为图2中A部分的放大结构示意图；图3为图2中A部分的放大结构示意图；图4为本实用新型公开的一种机械式连接件的剖视图；图5为本实用新型公开的一种机械式连接件的结构示意图；图6为本实用新型公开的另一种机械式连接件的剖视图；图7为本实用新型公开的另一种机械式连接件的结构示意图；图8为本实用新型公开的又一种机械式连接件的剖视图；图9为本实用新型公开的又一种机械式连接件的结构示意图。

对于预制桩来讲，为了保证预制桩的结构强度和连接强度，通常会在预制桩生产模具中放置钢筋笼，钢筋笼通常采用钢筋或钢棒如PC钢棒来形成内部骨架的受力主筋，受力主筋形成预埋主筋笼，其中预埋主筋笼可以为圆形或者方形或其他形状(即对应的桩型为管桩或者方桩或者其他形状的预制桩)，为了便于组合式变截面桩中的预制桩之间的相互连接，预制桩的端部设置有与受力主筋一一对应的接头组件。

如图2和3所示，在本实施例中，等截面桩10与变截面桩20之间由多个间隔分布的机械式连接件连接固定。变截面桩20为竹节桩，其中，变截面桩20与等截面桩10相连接的端部为竹节桩的大径部，竹节桩的大径部使桩端承载力增强，在打桩过程中不容易爆桩，保证组合式变截面桩的正常使用。

进一步的，机械式连接件包括位于等截面桩10至少一端部的第一接头组件30，第一接头组件30与位于等截面桩10内的第一受力主筋80一一对应并连接，还包括位于变截面桩20至少一端部的第二接头组件40，第二接头组件40与位于变截面桩20内的第二受力主筋90一一对应并连接，通过第一接头组件30与第二接头组件40将第一受力主筋80和第二受力主筋90进行有效连接，能够实现第一受力主筋80和第二受力主筋90在同一轴线上的对接，使内应力得到有效的传递。

由图3所示，等截面桩10中的第一受力主筋80形成预埋主筋笼，变截面桩20中的第二受力主筋90形成另一预埋主筋笼，当变截面桩20和等截面桩10的端面连接处为环形时，等截面桩10中预埋主筋笼所在环的直径等于变截面桩20中预埋主筋笼所在环的直径，便于完成等截面桩10与变截面桩20的连接，使得组合式变截面桩整体性强。其中，等截面桩10与变截面桩20的粗桩段连接，提高组合式变截面桩的桩端承载力，并且等截面桩10的桩端直径与变截面桩20的桩端直径相等。当变截面桩20和等截面桩10的端面连接处为方形时，等截面桩10中预埋主筋笼所在环的边长等于变截面桩20中预埋主筋笼所在环的边长，便于完成等截面桩10与变截面桩20的连接，使得组合式变截面桩整体性强，并且等截面桩10的桩端边长与变截面桩20的桩端边长相等。

可以理解地，第一接头组件30也可以位于变截面桩20至少一端部，对应的第二接头组件40位于等截面桩10至少一端部，当然，等截面桩10或变截面桩20的至少一端部可以同时设置第一接头组件30或第二接头组件40。

如图4和5所示，

本实用新型提供的一种机械式连接件，包括第一接头组件30和第二接头组件40，便于预制桩的连接。

其中，第一接头组件30包括第一螺母接头31和插杆32，第一螺母接头31的底部设置有用于供第一受力主筋80穿过并与第一受力主筋80端部镦粗形成的镦头逆向卡止的钢筋孔，第一螺母接头31远离钢筋孔的一端螺纹连接有插杆32，插杆32与第一螺母接头31连接的一端为具有螺纹的连接端321，插杆32的另一端为导向头322，插杆32的杆体与导向头322之间由插脖323过渡衔接。

进一步地，第二接头组件40包括第二螺母接头41和止退机构42，第二螺母接头41的底部设置有用于供第二受力主筋90穿过并与第二受力主筋90端部镦粗形成的镦头逆向卡止的钢筋孔，止退机构42包括管状旋接件421、环状卡止体422、弹性元件423和内锥形挡面424，其中，管状旋接件421朝向环状卡止体422设置有内锥形挡面424，环状卡止体422由管状旋接件421封盖在第二螺母接头41内，弹性元件423位于第二螺母接头41内部并向管状旋接件421方向抵推环状卡止体422。

更进一步地，环状卡止体422包括一体结构的环形支撑板4224和夹持体4225，夹持体4225具有至少两个环绕环形支撑板4224中轴线间隔设置的夹爪，其中，夹爪具有爪部和弹性连接片，弹性连接片由环形支撑板4224向管状旋接件421方向延伸而出以衔接爪部。

机械式连接件在自然状态下，第一螺母接头31和第二螺母接头41通过钢筋孔分别连接第一受力主筋80和第二受力主筋90端部的镦头，第一螺母接头31螺纹连接有插杆32，当然，第一螺母接头31与插杆32也可以采用销接等可拆卸式连接方式，第二螺母接头41内从上至下依次设置管状旋接件421、环状卡止体422和弹性元件423，其中，弹性元件423为压簧，也可以为橡胶、卡簧、弹片等其他具有复位功能的弹力件。

在组合式变截面桩中等截面桩10和变截面桩20的连接过程中，导向头322抵压夹持体4225，使得夹持体4225向钢筋孔方向移动，当夹持体4225足以张开时，即夹持体4225脱出管状旋接件421，夹持体4225脱离管状旋接件421的内锥形挡面424，并且第二螺母接头41内壁设置有对环形支撑板4224进行限位并防止夹持体4225进一步向钢筋孔方向移动的卡台，导向头322继续插入，导向头322贯穿爪部时径向撑开各弹性连接片，待导向头322越过爪部，则各弹性连接片径向复位以使得各爪部聚拢在插脖323位置以逆向卡止导向头322，防止导向头322脱离，保证第一接头组件30和第二接头组件40连接的稳定性，从而提高等截面桩10和变截面桩20连接的稳定性。

如图6和7所示，以第一实施例为基础，在至少一个实施例中，本实用新型提供的另一种机械式连接件，与上述机械式连接件的不同处在于环状卡止体422为分体结构，其中，环状卡止体422包括由四个卡块依次首尾连接以组合环绕形成有通孔4223的卡环4221和位于卡环4221底部并对卡环4221起到支撑作用的垫片4222，当然，卡块的数量不限定为四个，卡块为两个以上即可，可以为三个、五个、六个等。

在组合式变截面桩中等截面桩10和变截面桩20的连接过程中，导向头322径通孔4223贯穿并撑散卡环4221后，各卡块在弹性元件423的抵推作用下沿内锥形挡面424复位聚拢在插脖323位置以逆向卡止导向头322，防止导向头322脱离，保证第一接头组件30和第二接头组件40连接的稳定性，从而提高等截面桩10和变截面桩20连接的稳定性。

进一步地，卡环4221呈一整体，且卡环4221的内壁环绕中轴线开设有至少两条径向沟槽，其中，插杆32向卡环4221的一端面施加轴向抵推力或远离中轴线的径向抵推时，卡环4221至少部分数量的径向沟槽处分裂成两个以上独立的卡块，导向头322贯穿分裂的环状卡止体422后，各卡块在弹性元件423的抵推作用下沿内旋接部425复位聚拢在插脖323位置以逆向卡止导向头322，防止导向头322脱离，保证第一接头组件30和第二接头组件40连接的稳定性，从而提高等截面桩10和变截面桩20连接的稳定性。

如图8和9所示，以第一实施例为基础，在至少一个实施例中，本实用新型提供的又一种机械式连接件，与上述机械式连接件的不同处在于止退机构42为一体结构，其中，止退机构42包括配置有轴向通孔4223的旋接部425和轴向一体形成于旋接部425一端的弹性夹持部426。

弹性夹持部426具有多个环绕旋接部425中轴线间隔排列的弹性片，在由旋接部425至弹性夹持部426的方向上，各弹性片逐渐径向聚拢。

在组合式变截面桩中等截面桩10和变截面桩20的连接过程中，导向头322贯穿弹性夹持部426时径向撑开原本聚拢的各弹性片，待导向头322越过弹性夹持部426，则各弹性片径向复位聚拢在插脖323位置以逆向卡止导向头322，防止导向头322脱离，保证第一接头组件30和第二接头组件40连接的稳定性，从而提高等截面桩10和变截面桩20连接的稳定性。

其中，等截面桩10为等截面桩，并且等截面桩10可以为实心桩或者空心桩，变截面桩20为变截面桩，并且变截面桩20可以为实心桩或者空心桩，具体不做限定，根据实际使用情况进行选择，当然，等截面桩10和变截面桩20可以是管桩或者方桩。

综上的几种机械式连接件便于完成等截面桩10和变截面桩20的连接工作，通过机械式连接，减少接桩时间，提高接桩效率。

实施例2

如图10和11所示，图10为本使用新型第二实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；图11为图10中B部分的放大结构示意图。

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实用新型第二实施例与第一实施例的不同之处在于，在等截面桩10和变截面桩20的端部或两端外周部设置有套箍50，套箍50从外部对等截面桩10和变截面桩20端部起到保护作用，可以保护等截面桩10和变截面桩20的端部不会在运输及吊装中碰坏，并且在打桩过程中起到保证等截面桩10和变截面桩20端部不会压爆。

实施例3

如图12和13所示，图12为本使用新型第三实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；图13为图12中C部分的放大结构示意图。

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实用新型第三实施例与第一实施例的不同之处在于，等截面桩10与变截面桩20之间不采用机械式连接件连接而是采用板状连接件连接固定，其中，板状连接件包括第一端板60和第二端板70，等截面桩10的至少一端面设置有第一端板60，变截面桩20的至少一端面设置有第二端板70，第一端板60和第二端板70上分别设置有供第一受力主筋80和第二受力主筋90穿过并逆向卡止的预应力孔，在打桩时第一受力主筋80或第二受力主筋90承受打桩机锤击，提高等截面桩10和变截面桩20的结构强度，并起到等截面桩10和变截面桩20之间的连接作用。

在组合式变截面桩中等截面桩10和变截面桩20的连接过程中，可以通过将第一端板60和第二端板70焊接完成固定，也可以通过卡箍100完成卡合固定，当然卡箍100也可以用于无第一端板60或第二端板70的预制桩固定。

其中，使用第一端板60和第二端板70焊接或者卡箍100固定，等截面桩10和变截面桩20接触端面相同，由于第一受力主筋80与第一端板60连接，第二受力主筋90与第二端板70连接，第一端板60和第二端板70完成连接后，可以不用考虑第一受力主筋80和第二受力主筋90的连接，便于完成等截面桩10与变截面桩20的连接，提高接桩效率，从而提高桩基础的施工效率。

实施例4

如图14和15所示，图14为本使用新型第四实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；图15为图14中D部分的放大结构示意图。

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实用新型第四实施例与第一实施例的不同之处在于，等截面桩10的至少一端面设置有第一端板60，变截面桩20的至少一端面设置有第二端板70，第一端板60和第二端板70上分别设置有供第一受力主筋80和第二受力主筋90穿过并逆向卡止的预应力孔，在打桩时第一受力主筋80或第二受力主筋90承受打桩机锤击，提高等截面桩10和变截面桩20的结构强度，提高等截面桩10和变截面桩20的预应力。

实施例5

如图16和17所示，图16为本使用新型第四实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；图17为图16中E部分的放大结构示意图。

本实施例中，与实施例三相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实用新型第五实施例与第三实施例的不同之处在于，在等截面桩10和变截面桩20的端部或两端外周部设置有套箍50，套箍50从外部对等截面桩10和变截面桩20端部起到保护作用，进一步保护等截面桩10和变截面桩20的端部不会在运输及吊装中碰坏，并且在打桩过程中起到保证等截面桩10和变截面桩20端部不会压爆。

实施例6

如图18和19所示，图18为本使用新型第四实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；图19为图18中F部分的放大结构示意图。

本实施例中，与实施例五相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实用新型第六实施例与第五实施例的不同之处在于，等截面桩10与变截面桩20之间通过机械式连接件连接，使得组合式变截面桩结构强度高，并且接桩速度快，便于组合式变截面桩的推广使用。

实施例7

如图20所示，图20为本实用新型第七实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图。

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实用新型第七实施例与第一实施例的不同之处在于，当变截面桩20和等截面桩10的端面连接处为环形时，等截面桩10的桩端直径与变截面桩20的细桩段直径相等。当变截面桩20和等截面桩10的端面连接处为方形时，等截面桩10的桩端边长与变截面桩20的细桩段边长相等。

如图20所示，等截面桩10与土体的接触面相对变截面桩20变小，因此等截面桩10与土体之间的摩檫力减小，由于等截面桩10位于软土层2，因此软土层2由于外力或者自身因素下陷时，对等截面桩10产生的负摩阻力相对较小。

进一步的，变截面桩20与土体接触面积较大，提高变截面桩20的承载力，从而提高组合式变截面桩整体的承载力。并且，在进行打桩过程中，由于软土层2具有较高的压缩性能，变截面桩20产生的挤土效应使得软土层2向周边压缩扩散，使得打桩孔扩大，便于等截面桩10进行打桩，由于软土层2回土存在一定的时间，因此，软土层2与等截面桩10接触的土体量较少，进一步减少负摩阻力。

更进一步的，由于变截面桩20将打桩孔扩大，等截面桩10与土体之间存在间隙，可在等截面桩10桩身表面涂刷沥青，或者进行覆膜处理，进一步增加等截面桩10桩身表面光滑度，更进一步的减少负摩阻力。

其中，等截面桩10与变截面桩20之间可以采用机械式连接件连接，也可以采用板桩连接件连接，具体不做限定。

实施例八

如图21和22所示，图21为本实用新型第八实施例公开的组合式变截面桩的结构示意图；图22为图21中G部分的放大结构示意图。

本实施例中，与实施例三相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实用新型第八实施例与第三实施例的不同之处在于，当变截面桩20和等截面桩10的端面连接处为环形时，等截面桩10中预埋主筋笼所在环的直径大于变截面桩20中预埋主筋笼所在环的直径，当变截面桩20和等截面桩10的端面连接处为方形时，等截面桩10中预埋主筋笼所在环的边长大于变截面桩20中预埋主筋笼所在环的边长。因此，等截面桩10预埋主筋笼的尺寸大于变截面桩20预埋主筋笼的尺寸，符合抗剪抗弯的特点。桩基础上部结构由于风力等外部因素作用，会出现一定的晃动，由于等截面桩10位于上部，因此等截面桩10需要具有较强的抗剪抗弯能力，通过设计等截面桩10预埋主筋笼的尺寸大于变截面桩20预埋主筋笼的尺寸，提高组合式变截面桩整体的抗剪抗弯能力。

实施例九

如图23所示，图23为另一种组合式变截面桩及桩基础的结构示意图。

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实用新型第九实施例与实施例一的不同之处在于，变截面桩20的的外围包覆有加固层110，加固层110由水泥和土体混合搅拌形成，或者等截面桩10的外围包覆有加固层110，或者等截面桩10与变截面桩20的外围均包覆有加固层110。

进一步的，采用边钻孔边喷水泥浆搅拌的方式，或者完成钻孔后再喷入水泥浆搅拌的方式使土体与水泥浆混合，从而形成加固层110，用于进一步提高组合式变截面桩的承载力。

其中，加固层110的高度可以大于、小于或者等于变截面桩20或等截面桩10或两者结合的高度(即变截面桩20或等截面桩10或者两者结合的桩组，部分或者全部处于加固层110中)。

其中，优选的为等截面桩10和变截面桩20两者结合的桩组全部处于加固层110中组合式变截面桩的承载力达到最大。

本实用新型第九实施例中的桩基础，相对于实施例一中的桩基础具有更好的承载力。

其中，本实用新型的桩基础不仅限于实施例一及实施例九中的形式，可以采用不同的组合式变截面桩进行不同组合，从而形成不同的桩基础。

本文虽然主要介绍用于具有负摩阻力的土体的组合式变截面桩，仅仅是该组合式变截面桩最合适用在具有负摩阻力的土层，但是该组合式变截面桩不局限于用在具有负摩阻力的土层，还可以用在其他土层。

以上所述的，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种预制桩组合，其特征在于，包括：

等截面桩，大体作用于软土层内，其桩身通体为等截面状；

变截面桩，大体作用于好土层和持力层内，其桩身壁面形成有凸起部和凹陷部；

其中，所述等截面桩的横截面面积小于等于变截面桩与等截面桩相连接的端部的横截面面积，并且等截面桩与变截面桩同轴的固定连接，地下土体嵌入凹陷部后，变截面桩桩身与地下土体成咬合状，变截面桩与地下土体的摩擦力大于等截面桩与地下土体的摩擦力。

2.根据权利要求1所述的一种预制桩组合，其特征在于，所述变截面桩为竹节桩，其中，变截面桩与等截面桩相连接的端部为竹节桩的粗桩段；其中，所述等截面桩的桩端直径与竹节桩的细桩段的直径相等或大致相同。

3.根据权利要求1或2所述的一种预制桩组合，其特征在于，还包括加固层，所述加固层至少部分包覆在所述变截面桩和/或等截面桩的外围，所述加固层由水泥和土体混合搅拌形成。

4.根据权利要求1所述的一种预制桩组合，其特征在于，所述等截面桩与变截面桩通过板状连接件形成固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种预制桩组合，其特征在于，所述板状连接件包括位于等截面桩长度方向上的一端部或两端部的第一端板和位于变截面桩长度方向上的一端部或两端部的第二端板，当等截面桩与变截面桩相拼接时，等截面桩的第一端板对接变截面桩的第二端板，第一端板与第二端板焊接固定；

或者，第一端板与第二端板由卡箍轴向对接。

6.根据权利要求1所述的一种预制桩组合，其特征在于，所述等截面桩中预埋主筋笼所在环的直径/边长大于变截面桩中预埋主筋笼所在环的直径/边长。

7.根据权利要求1所述的一种预制桩组合，其特征在于，所述等截面桩中预埋主筋笼所在环的直径/边长等于变截面桩中预埋主筋笼所在环的直径/边长。

8.根据权利要求1所述的一种预制桩组合，其特征在于，所述等截面桩中预埋主筋笼所在环的直径/边长等于变截面桩中预埋主筋笼所在环的直径/边长，等截面桩中预埋主筋笼与变截面桩中预埋主筋笼通过机械式连接件进行固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种预制桩组合，其特征在于，机械式连接件包括位于等截面桩端部的第一接头组件或第二接头组件和对接变截面桩端部的第二接头组件或第一接头组件；

其中，第一接头组件包括裸露于等截面桩或变截面桩一端的第一螺母接头，和一端部与所述第一螺母接头连接固定的插杆；

第二接头组件包括裸露于变截面桩或等截面桩一端的第二螺母接头，和内置于所述第二螺母接头用以逆向卡止插杆另一端部的止退机构。

10.一种桩基础，包括多根权1-9任一所述的预制桩组合，其中，等截面桩与变截面桩相连接端面大体作用于软土层和好土层的过渡土层区域内。

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