适用于水泥土插芯组合桩的芯桩导向装置技术领域
本实用新型涉及建筑施工领域，具体涉及适用于水泥土插芯组合桩的芯桩导向装
置及芯桩导向方法，应用于水泥土插芯组合桩中芯桩插入水泥土桩的施工中。
背景技术
水泥土插芯组合桩包括各种在水泥土桩中插芯的复合桩，例如水泥土复合管桩、
劲性桩、SMW工法等。
水泥土插芯组合桩中芯桩在植入过程中，在没有导向和导向的情况下，同心植入
的难度较大且其垂直度不容易控制，最终会影响水泥土插芯组合桩作用的发挥，施工中多
凭桩机操作人员经验掌控。目前，关于空心预制桩、实心预制桩、型钢等芯桩施工导向和垂
直度控制方面的研究现状如下：
（1）申请号为200820067344.4的中国专利公开了一种控制桩垂直度的垂直仪，包
括两垂直于水平面的水平尺体和装在水平尺体的水准管，通过将水准尺体卡在吊起的桩
上，观察水准管内气泡是否居中来调节桩的垂直度。
（2）申请号为201520086506.9的中国专利公开了一种控制预应力混凝土管桩垂直
度的装置，包括上下两个卡箍、铅垂和刻度盘。实时测量预应力混凝土管桩的桩身垂直度。
（3）申请号为201320264162.7的中国专利公开了一种桩身垂直度校核装置，包括
底座、支架、横杆、垂线、铅垂、与铅垂位置对应的检测容器及检测液。垂线、铅垂和容器配合
使用，能方便的校核垂直度。
（4）申请号201420426110.X的中国专利公开了一种预应力管桩接桩垂直度控制装
置，包括半圆形围挡、二个半圆形抱箍和二个螺栓。一个半圆形包箍上沿焊接在半圆形围挡
下沿，二个半圆形包箍用螺栓紧固在管桩上，能很好地控制住垂直度偏差。
（5）申请号201410322408.0的中国专利公开了一种管桩垂直度测试仪，通过安装
专门的三组导轮架使得其能够测试管桩的垂直度，解决了现有地下工程施工过程中管桩倾
斜后纠偏缺少测试数据的问题。
（6）申请号201010119678.3的中国专利公开了一种工程管桩校正导向装置，包括
架体，架体包括两个竖向架和一个横向架，两个竖向架置于横向架的两端前部，在架体的上
部和下部，均设有多个调整定位装置，设置在架体上部和下部的多个调整定位装置均围合
呈圆形，并均匀分布，架体横向架的上部还设有电控柜。该装置具有能对桩管进行垂直度的
校正，并且能起到桩管的受打击的过程中的垂直导向作用，保证管桩基础质量的优点。
目前研究主要表现在植桩过程中对桩架和地上桩垂直度的校核以及接桩时对桩
垂直度的控制，还未接触到芯桩在水泥土桩内的植入领域，还没有针对芯桩在水泥土桩中
植入时其导向方面的研究。
实用新型内容
本实用新型的目的在于弥补现有技术的不足，提供了适用于水泥土插芯组合桩的
芯桩导向装置，具体提供了具有造价低、结构强度高、加工制作方便、导向效果好的芯桩导
向装置及方法。
为了达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：一种适用于水泥土插芯组合
桩的芯桩导向装置，它包括位于芯桩上下两端且沿芯桩周向外表面均匀布置的钢筋混凝土
导向块组或者注浆橡胶囊，钢筋混凝土导向块组或者注浆橡胶囊与芯桩固定连接在一起；
安装有钢筋混凝土导向块组或者注浆橡胶囊的芯桩最大外轮廓直径等于水泥土桩直径。
本方案的具体特点还有，所述钢筋混凝土导向块组是由至少三个钢筋混凝土导向
块组成，钢筋混凝土导向块是通过混凝土一次浇筑成形的块状物，钢筋混凝土导向块包括
底面、顶面，内立面，外立面，两侧立面，内立面与芯桩外表面相适配，外立面包括一垂直平
面和与多边形块底面成一夹角的斜面。
所述注浆橡胶囊是由橡胶与高强度纤维布制作而成，或者橡胶与PVC涤纶复合材
料制作而成，或者橡胶与TPU夹网布制作而成，是市场中的成熟产品，具体尺寸可根据工程
需要定制。
注浆橡胶囊包括环状中空的橡胶囊和与橡胶囊连通的注浆管，橡胶囊表面靠近芯
桩一侧设置有上下两圈用于穿钢丝的穿耳；注浆后橡胶囊为环状，钢丝穿过穿耳绑扎固定
在芯桩两端。
在钢筋混凝土导向块上预留接口，膨胀螺栓可穿过预留接口将钢筋混凝土导向块
和芯桩紧固在一起；或者在钢筋混凝土导向块上预埋金属管，钢丝可穿过预埋金属管后通
过锁线扣或者抽紧式钢丝封或者U型锁的方式实现首尾相接并将钢筋混凝土导向块和芯桩
紧固在一起。
本实用新型的有益效果是：在芯桩外侧安装钢筋混凝土导向块组、注浆橡胶囊等
类似于钢筋笼保护层的导向器实现芯桩在水泥土中的导向；安装在芯桩上的导向器外接圆
直径等于水泥土桩直径，根据芯桩截面尺寸和水泥土桩直径，仅需改变导向器的尺寸、数
目，就能应用该装置实现芯桩在不同水泥土桩中的导向。该装置在不改变原有压桩机械的
前提下，具有造价低、结构强度高、加工制作方便、芯桩同心度高、垂直度高等优点，可以将
芯桩植入的同心度偏差和垂直度偏差控制在0.5%以内，保证了水泥土插芯组合桩的芯桩施
工质量。
附图说明
图1是采用钢筋混凝土导向块的适用于水泥土插芯组合桩的芯桩导向装置结构示
意图；图2是图1的A-A视图；图3是钢筋混凝土导向块的高度H、宽度L和厚度M示意图；图4是
采用注浆橡胶囊的适用于水泥土插芯组合桩的芯桩导向装置的结构示意图；图5是图4的B-
B视图；图6是图4的C-C视图；图7是图6的D-D视图。
图中：1-芯桩；2-钢筋混凝土导向块；3-钢丝；4-注浆橡胶囊；5-注浆管；6-穿耳。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明：
实施例1：如图1~3所示，一种适用于水泥土插芯组合桩的芯桩导向装置，它包括位
于芯桩1上下两端且沿芯桩1周向外表面均匀布置的钢筋混凝土导向块组，钢筋混凝土导向
块组与芯桩1固定连接在一起；安装有钢筋混凝土导向块组的芯桩1最大外轮廓直径等于水
泥土桩直径。所述钢筋混凝土导向块组是由至少三个钢筋混凝土导向块2组成，钢筋混凝土
导向块2是通过混凝土一次浇筑成形的块状物，内部安有钢筋骨架增加其整体性。钢筋混凝
土导向块2包括底面，顶面，内立面，外立面，两侧立面，内立面与芯桩外表面相适配，外立面
包括一垂直平面和与钢筋混凝土导向块2底面成一夹角的斜面。
如图3所示，钢筋混凝土导向块2的宽度（顶面的径向长边）通过水泥土桩桩径和芯
桩截面尺寸的相对关系确定，使安装有钢筋混凝土导向块组的芯桩最大外轮廓直径等于水
泥土桩直径；钢筋混凝土导向块2的高度与宽度之比为2，钢筋混凝土导向块2的宽度与厚度
之比为2，即钢筋混凝土导向块2的高度与厚度之比为4；外立面中的斜面与钢筋混凝土导向
块2底面的夹角为120°。钢筋混凝土导向块2的尺寸相对关系在保证自身足够整体强度的同
时，又使钢筋混凝土导向块组导入水泥土桩的阻力较小，能够顺利导入水泥土桩中保证导
向效果。
钢筋混凝土导向块2与芯桩1的连接可以采用多种连接方式：（1）在浇筑钢筋混凝
土导向块2时，在钢筋混凝土导向块2上下部位内预埋金属管，钢丝穿过预埋金属管后通过
锁线扣、抽紧式钢丝封、U型锁的方式实现首尾相接并将钢筋混凝土导向块2和芯桩1紧固在
一起；（2）在浇筑钢筋混凝土导向块2时，在钢筋混凝土导向块2上预留螺栓孔，同时在芯桩1
上钻孔，通过膨胀螺栓将钢筋混凝土导向块2固定在芯桩1上。
实施例2：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于它是一种芯桩导
向方法，它使用实施例中1的适用于水泥土插芯组合桩的芯桩导向装置，它包括如下步骤：
在水泥土桩施工完成后芯桩1插入前，将钢筋混凝土导向块2固定在芯桩1下端附近；待芯桩
1上端完全插入水泥土桩之前，将另一组钢筋混凝土导向块2固定在芯桩1上端附近，后将芯
桩1压送到设计标高，以此来实现芯桩1在水泥土中的导向作用。
实施例3：如图4-7所示，一种适用于水泥土插芯组合桩的芯桩导向装置，它包括位
于芯桩1上下两端且沿芯桩周向外表面布置的注浆橡胶囊，注浆橡胶囊与芯桩1固定连接在
一起；安装有注浆橡胶囊的芯桩1最大外轮廓直径等于水泥土桩直径。所述注浆橡胶囊可以
由橡胶与高强度纤维布、橡胶与PVC涤纶复合材料、橡胶与TPU夹网布等材料制作而成，是市
场中的成熟产品，具体尺寸可根据工程需要定制。
注浆橡胶囊包括环状中空的橡胶囊4和与橡胶囊连通的注浆管5；橡胶囊4靠近芯
桩1侧有两道用于穿钢丝3的穿耳6；注浆后橡胶囊4为环状，通过钢丝穿过穿耳6绑扎固定在
芯桩1两端。
实施例4：本实施例与实施例3相同之处不再赘述，不同之处在于它是一种芯桩导
向方法，它使用实施例中3的适用于水泥土插芯组合桩的芯桩导向装置，它包括如下步骤：
在水泥土桩施工完成后芯桩1插入前，将橡胶囊4通过钢丝绳绑扎在芯桩1下端附近，待芯桩
1上端完全插入水泥土桩之前，将另一个橡胶囊4通过钢丝3绑扎固定在芯桩上端附近，将芯
桩完全压入水泥土桩中后，通过注浆管注入水泥浆使橡胶囊4体积增大紧贴至原状土孔壁，
以此来实现芯桩1在水泥土中的导向作用。
另外，芯桩2可包括空心预制桩、实心预制桩、型钢等，仅需遵循改变钢筋混凝土导
向块2、注浆橡胶囊4的尺寸、数目的原则，就能应用该装置实现在不同水泥土桩中的导向。