本实用新型专利技术涉及土木工程领域，具体为一种新型BNT载体桩及其施工设备，一种新型BNT载体桩包括有桩身和桩端载体，所述的桩身为混凝土柱体，桩身截面形状为圆形、方形或矩形，桩身内部设有钢筋笼；桩端载体包括有填充料夯实体和挤密土体两部分组成；被加固土层为天然持力层；所述的填充料夯实体设在天然持力层之中，本实用新型专利技术充分发掘载体桩承载力高的优质潜能和利用BNT(全套管)技术成桩质量高、适用性强的优势；通过施工形式和设备多样化并以三击贯入度要求为准则，使设计、施工有据可依；去繁从简，优化工艺，最终实现承载力高，效果佳，速度快，成本低，适用范围更广的BNT载体桩，以满足工程建设对桩基础越来越高的不同需求。
A new BNT carrier pile and its construction equipment
【技术实现步骤摘要】
一种新型BNT载体桩及其施工设备
本技术涉及土木工程领域，具体为一种新型BNT载体桩及其施工设备。
技术介绍
当天然地基承载力不能满足要求时，须进行地基处理或采用桩基础，而采用桩基础则如何提高单桩承载力就成为普遍关注的问题。载体桩是在夯扩桩基础上专利技术的。但夯扩桩受其理念和工艺的制约桩端扩大头面积和桩端土体影响区域较小，因此承载力提高有限。而载体桩是地基处理中“强夯置换”技术与夯扩桩施工相结合的产物；它是在桩端天然土层中投入填充料经夯实后得到一个更密实，承载力更高且经人为增强了的桩端承载体，荷载通过桩身传递到载体并扩散到载体下的持力层上，使承载力的提高效果较为明显。BNT桩也称全套管灌注桩，是上世纪70年代引入法国技术。90年代末由昆明捷程桩工公司研发MZ系列摇动式全套管桩机，简称“磨桩机”。其优势在于：（1）.因全套管护壁解决了地层中流砂极易造成坍孔的难题并避免了颈缩、夹泥、断桩、离析等引起的质量问题，使成孔、成桩质量可靠性高；（2）.几乎可在任何地质条件下施工，具有广泛的适应性；（3）.可根据取土情况随时查验土质状况，便于研判桩身土层和桩端持力层实况，可合理选择桩长，优化设计；（4）.用全套管成孔成桩，易掌控桩断面尺寸与形状、充盈量小、节约材料；（5）.无泥浆污染，施工现场整洁文明，环保效果佳。现有技术的载体桩和BNT桩以及施工设备还有许多待完善的问题，主要表现在一下几个方面：1.成桩理念存在认知差异，束缚了优质潜能发掘：（1）.许多文献和《JGJ135-2007载体桩设计规程》中，载体是由混凝土、夯实填充料、挤密土体三部分构成的承载体；桩端载体所在的被加固土层处于天然持力层之上。若将天然持力层作为被加固土层利用天然持力层承载力高，易加固的优势，经加固增强后其承载力提高效果更加显著；（2）.在《JGJ135-2007载体桩设计规程》中要求桩身强度应按4.3.3公式验算，在一般工程中，桩身强度都可满足4.3.3公式要求。但在实践中4.3.3公式已不能满足单桩承载力越来越高的现实要求，尤其是小直径桩其安全性已受到了挑战；（3）.载体构成之一的混凝土，俗称“扩大头”，对此所有文献中均未对其尺寸、用量、强度等要素条件提出具体要求。实践中当三击贯入度满足承载力要求时，其“扩大头”部分就显多余；（4）.许多文献和《JGJ135-2007载体桩设计规程》中都有“对于某些地质条件较好，挤土效果较佳的土层，在载体施工中可不投填充料，而对桩端土体直接夯实。”的阐述，而对其要素条件没有明确界定；（5）.三击贯入度是决定载体承载力的关键性指标，为了提高施工效率，在工程中常用桩锤作为动力，将外管沉入设定深度的描述，而在载体施工时仍然采用标准柱锤。其实用桩锤为动力进行沉管和夯实作业，只要依《JGJ135-2007载体桩设计规程》三击贯入度要求将桩锤的锤击能量与标准柱锤的锤击力进行等量代换既可；2.多种因素制约，限制了适用范围：（1）.地质条件和工艺影响；用标准柱锤进行成孔施工又无有效的防水阻淤措施，当遇到地下水位较高或承压水时，常因管进水进泥使标准柱锤无法施工。即便是在无地下水且湿软的土层施工时，标准柱锤上拔所产生的负压和黏滞力双重作用下，也会使标准柱锤上拔非常困难，尤其在饱和砂土中，若强制上拔极易造成管内进水或涌砂现象使施工难以继续，更为严重的是标准柱锤真径与外管内径的间隙等因素影响，当标准柱锤自由下落时，所产生的气阻、水阻、泥阻等导致实际夯击力失真且不易被发现，造成承载力离散，施工质量可靠性不高；（2）.部分土层潜能未能充分利用：对没有较好天然持力层或较好天然持力层埋深较深而不易利用时，选择承载力相对好的土层经加固处理后也能达到较高承载力是载体桩的一大潜在优势却被忽略；3、施工设备因素影响着效能的发挥：（1）.用标准柱锤进行载体桩施工其夯击频率较低、施工效率不高，再遇地层条件影响工效更低，在《一种载体桩的施工设备》的技术专利提供了一种施工设备，是利用双锤(桩锤和振动锤)进行施工来提高施工效率，但双锤上下布置占据很大部分桩架的有效高度，使之实际桩长受限，只能适应小桩径和短桩的施工；因“内管长度大于外管的长度”的要求，在高水位条件下施工防水阻淤措施很难落实，成桩质量不易掌控；双锤作业在施工中由于锤的总质量和所处高度对桩机的稳定性又形成挑战同时使操作难度增大，需更高得技术人员；（2）.三击贯入度是决定载体承载力的关键性指标，当利用桩锤或振动锤作为动力进行载体桩施工时，由于所用桩锤或振动桩锤的型号不尽统一，使之实际击锤击力也不尽相同，但与三击贯入度要求不易保持一致，导致设计和施工无据可依，施工质量很难掌控；（3）.作为专用施工设备不但投资量大且功能单一，设备利用率受限，导致投资浪费。尽管BNT桩有着许多优点，但其设备耗资高、设备大是其难以克服的问题，也成推广应用最大的障碍。BNT桩是以液压装置为动力通过摇动或回转使钢套管与土层间的侧阻力减小，边摇动边压入或边回转边压入，同时利用冲抓斗挖掘取土，直至钢套管下沉到桩端持力层、待放置钢筋笼、灌入混凝土后再按照下沉反方式慢慢将钢套管拔出。因此：（1）、施工效率低：用液压摇动或回转方式成孔，不论沉、拔管速度缓慢；冲抓斗每次取土量小频率低；桩机就位移动费时费力。（2）、耗资大、桩径可选规格少：设备和钢套管的投资一般施工单位缺乏经济实力，很难置备齐全各种直径规格的套管，所以桩径受一定限制；由于工艺和设备所限对小桩径只能望其兴叹。（3）、设备庞大：施工时需要有较大的施工场地，工地边界至边桩中心的距离也要求较大，在建设用地寸土寸金的今天也难以存续。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种新型BNT载体桩及其施工设备，充分发掘载体桩承载力高的优质潜能和BNT技术成桩质量高、适应性强的优势，承载力高，效果佳、速度快、成本低，适用范围更广，以此为平台，综合承载力进一步得到提高。为解决上述技术问题，本技术一种新型BNT载体桩及其施工设备，一种新型BNT载体桩包括有桩身和桩端载体，所述的桩身为混凝土柱体，桩身截面形状为圆形、方形或矩形，桩身内部设有钢筋笼；桩端载体包括有填充料夯实体和挤密土体组成；被加固土层为天然持力层；所述的填充料夯实体设在天然持力层之中。天然持力层作为被加固土层经加固后的持力层承载力会由低增高，会使高的更高；不但利用了天然持力层承载力高的优势，又使加固处理简单易行，既可明显提高承载力，也使施工效率得到有效提高。进一步的，所述的填充料夯实体的填充料包括有碎石，卵石和水泥拌合物，所述的水泥拌合物包括有无水混凝土、干硬性混凝土、与桩身同强度的混凝土和散落在工地上的混凝土或混凝土碎块。视地质条件合理选用填充料品种使其达到最佳挤密效果，是不容忽略且是保证事半功倍的重要环节，材料宜得，施工方便。进一步的，所述的天然持力层承载力特征值≧300Kpa时，桩端载体不设置填充料夯实体，对天然持力层直接夯实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型BNT载体桩，其特征在于：包括有桩身（3501）和桩端载体（3502），所述的桩身（3501）为混凝土柱体，桩身（3501）截面形状为圆形、方形或矩形，桩身（3501）内部设有钢筋笼；桩端载体（3502）包括有填充料夯实体（3503）和挤密土体（3504）两部分组成；被加固土层（3505）为天然持力层（3506）；所述的填充料夯实体（3503）设在天然持力层（3506）之中。/n
【技术特征摘要】
1.一种新型BNT载体桩，其特征在于：包括有桩身（3501）和桩端载体（3502），所述的桩身（3501）为混凝土柱体，桩身（3501）截面形状为圆形、方形或矩形，桩身（3501）内部设有钢筋笼；桩端载体（3502）包括有填充料夯实体（3503）和挤密土体（3504）两部分组成；被加固土层（3505）为天然持力层（3506）；所述的填充料夯实体（3503）设在天然持力层（3506）之中。
2.根据权利要求1所述的一种新型BNT载体桩，其特征在于：所述的天然持力层（3506）承载力特征值≧300Kpa时，桩端载体（3502）不设置填充料夯实体（3503），对天然持力层（3506）直接夯实加固。
3.根据权利要求1所述的一种新型BNT载体桩，其特征在于：所述的桩身（3501）为挤扩桩，桩身（3501）的横截面为多肢体。
4.根据权利要求1所述的一种新型BNT载体桩，其特征在于：所述的桩身（3501）为咬合桩，桩身（3501）与桩身（3501）之间横向搭接咬合，桩身（3501）之间的桩距小于桩身（3501）的桩径。
5.一种新型BNT载体桩的施工设备，包括桩架系统（28）、桩锤（18）、卷扬起重系统（30）和钢丝绳导向系统（31），卷扬起重系统（30）连接在桩架系统（28）上，钢丝绳导向系统（31）连接在卷扬起重系统（30）与桩锤（18）之间，桩锤（18）通过卷扬起重系统（30）实现上下移动；其特征在于：桩架系统（28）包括工作平台（5），工作平台（5）设有立杆（20）和加压悬臂（17），立杆（20）设在工作平台（5）前端，立杆（20）与工作平台（5）垂直，加压悬臂（17）设在工作平台（5）前端；所述的工作平台（5）上还设有斜支撑（19），斜支撑（19）设在工作平台（5）后端，斜支撑（19）倾斜连接在工作平台（5）与立杆（20）之间，斜支撑（19）设有两个，两个斜支撑（19）分别连接在立杆（20）两侧；所述立杆（20）顶端还设有顶部滑轮组（21），立杆（20）前端还设有滑道。
6.根据权利要求5所述的一种新型BNT载体桩的施工设备，其特征在于：所述的卷扬起重系统（30）包括有加压卷扬机（7）、主卷扬机（29）和料斗卷扬机（13），主卷扬机（29）设在工作平台（5）上侧，主卷扬机（29）设在立杆（20）...
【专利技术属性】
技术研发人员：白洁，白大泉，徐莉，
申请(专利权)人：张掖市陇原地基基础工程有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62
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