CN203256730U

CN203256730U - 一种预埋传热管的预制能量桩装置

Info

Publication number: CN203256730U
Application number: CN 201320076328
Authority: CN
Inventors: 孔纲强; 顾红伟; 彭怀风
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2023-02-19

Abstract

一种预埋传热管的预制能量桩装置，预制桩中的预应力钢筋或普通钢筋笼上绑扎传热管，预埋传热管的上下预制桩节之间的连接钢筋和传热管设置公、母接口；作为输入的传热管为直线形，作为输出的传热管为螺旋形；最底一根预制桩节内传热管通过传热管接头封闭连接。解决普通预制桩后期埋设传热管影响施工工期，普通灌注桩中埋设传热管容易造成管路破坏而无法修复等问题。与传统地埋管地源热泵技术相比，本技术方案大大节省埋设传热管所需钻孔施工费用；而本技术可以工厂批量生产，大大节省施工工期，提高施工效率。

Description

一种预埋传热管的预制能量桩装置

技术领域

本实用新型涉及地源热泵及桩基础技术领域，尤其涉及一种预埋传热管的预制能量桩装置。主要适用于地基处理、建筑环境与设备工程等技术领域。

背景技术

地源热泵是国家重点推广应用的建筑节能减排的新技术之一；是一种利用地下地埋管换热器与大地地下浅层（<200m）地热资源进行热冷交换的装置，实现冬季供暖、夏季制冷的双重效果。但是，由于需要钻孔埋设换热器等工作导致地源热泵系统的初始投资费用相对较高，从而限制了其推广应用。因此，寻求减少地埋管钻孔施工费用的技术方案是工程技术人员努力追求的方向，也是地源热泵技术得到广泛推广应用的必要条件。

在工程桩基础中埋设传热管，从而避免埋设传热管额外钻孔施工费用的能量桩技术方案是近年来工程技术人员努力思考的方向；而桩基础中如何埋设传热管是该技术方案的关键因素。在本实用新型之前，中国实用新型专利“一种地下能源采集桩”（专利号：200420055254.5）公开了一种在混凝土管桩内设置一U形管，U形管的上端穿出设置在混凝土管桩上端的混凝土填芯盖，形成一种在预制管桩打设完成后，在桩体空腔中埋设传热管的桩基形式。该技术方案对于埋设传热管和打设预制管桩分两个施工步骤进行，相对于一次成桩技术而言，增加了工作量；同时该技术对于混凝土预制实心桩等内部空腔不足的桩体形式不适用，传热管的形式也制约于管桩桩芯空间，管桩桩芯内的土体对埋传热管深度起到制约影响。中国实用新型专利“带有地源热泵PE管的灌注桩”（专利号：201020109137.8）公开了一种在灌注桩钢筋笼上绑扎U形的PE管，使灌注桩除了承载上部荷载作用之外，同时起到埋设传热管的作用。该技术方案在灌注桩钢筋笼上绑扎U形传热管，增加了现场工作量，延长了施工工期；绑扎在钢筋笼上的U形管，容易在沉入钻孔或振捣浇注混凝土的过程中损坏，且难以二次修复。

相关研究表明，在预制桩打桩完成后布置传热管，或者在现场灌注桩钢筋笼上绑扎传热管后再下沉钻孔中，都会增加工作量从而较大程度的影响施工工期，在一定程度上制约其推广应用；同时，钢筋笼上绑扎传热管也容易损坏且难以修复。因此，开发一种可以有效提高施工效率的桩基础中预埋传热管的新型预制能量桩装置成为一个刻不容缓的工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足和缺陷，解决预制桩后期埋设传热管影响施工工期和灌注桩中埋设传热管容易造成管路破坏而无法修复等问题，提出一种预埋传热管的预制能量桩装置。通过在预制桩工厂预制阶段，在桩体内预先埋设传热管，现场施工时只需在连接预制管节的同时连接传热管即可，以达到缩短施工工艺和保护传热管在混凝土浇筑中不被破坏的双重效果。

本实用新型装置的制作过程为：在工厂生产预应力管桩等预制桩时，在预应力钢筋或普通钢筋笼上布置绑扎传热管（其中，作为输入的传热管形状为直线形，作为输出的传热管形状为螺旋形），使传热管直接浇筑在预制桩体内；等预制桩浇筑完成后，通过对传热管进行通水、通热试验，检测传热管是否预埋合格，同时也可检测预制桩内传热管的传热效率；预制桩运输到工程现场后，打设第一根管节后，连接第二根管节的时候，通过连接头连接两个管节内的传热管；全部打设完成后，将伸出预制桩的传热管与上部空调系统连接；从而同时完成打桩过程和传热管埋设过程。

所述的预制桩，其直径为500-800mm，可以为预应力管桩或非预应力预制圆桩与方桩；每节桩节长度为8-12m，在最底下一段桩节，桩节内的传热管在桩端1-2m处形成封闭回路；上下桩节之间的连接钢筋和传热管公、母对应布置，并预留环扣的空间。

所述的传热管为单螺旋形管或者双螺旋形的聚乙烯管，其传热管直径为20-50mm，作为输入的传热管为从桩顶直通桩端的直管，作为输出的传热管为螺旋形缠绕管，在两根管节连接处0.2-0.5m螺旋缠绕管为平行桩身的直管。

所述的传热管接头，由直径略小于传热管内直径的内衬聚乙烯管和环扣组成，连接时，先将内衬管塞入上下两段传热管内，然后用带胶水的环扣将接头处扣住。

本实用新型的优点和效果在于：通过在预制桩工厂预制阶段，在桩体内预先埋设传热管，解决普通预制桩后期埋设传热管影响施工工期，普通灌注桩中埋设传热管容易造成管路破坏而无法修复等问题。与传统地埋管地源热泵装置相比，本结构装置大大节省埋设传热管所需钻孔施工费用；而且本装置可以工厂批量生产，大大节省施工工期，提高施工效率。

附图说明

图1为本实用新型的基桩结构示意图；

图2为本实用新型的最底一根桩节结构示意图；

图3为本实用新型的传热管接头示意图；

其中，1为第一节预制桩，2为预制桩构造钢筋，3为预制桩箍筋，4为输入传热管，5为输出传热管，6为直管连接段，7为传热管连接环扣预留孔，8为第二节预制桩，9为传热管连接环扣，10为传热管接头内衬管，11为传热管接头，12为最底一根预制桩节。

具体实施方式

以下结合附图详细叙述本实用新型的具体实施方式。本实用新型的保护范围并不仅仅局限于本实施方式的描述。

由图1-图3所示，一种预埋传热管的预制能量桩装置，由第一节预制桩1，预制桩构造钢筋2，预制桩箍筋3，输入传热管4，输出传热管5，直管连接段6，传热管连接环扣预留孔7，第二节预制桩8，传热管连接环扣9，传热管接头内衬管10，传热管接头11和最底一根预制桩节12组成。

首先，在预制构件中布置构造钢筋2和箍筋3，在其中一根构造钢筋2内侧绑扎直线形的输入传热管4，在构造钢筋2和箍筋3外侧缠绕螺旋形的输出传热管5，输入传热管4和输出传热管5伸出预制构件两端一定长度，随后灌注混凝土，并在预制构件两端连接传热管处预留环扣孔空间7；浇筑成型预制桩，若需要施加预应力，待混凝土初凝后施加预应力。最低一根预制桩节12，只需在上端预留传热管接头环扣孔空间7，在最低一根预制桩节12底端以上0.5-1.0m处通过传热管接头11连接输入传热管4和输出传热管5。制作完成预制桩节后，通过对埋设在预制桩中的传热管进行通水、通热试验，检测带预埋传热管的预制能量桩的合格性和传热率。

完成工厂带传热管的预制桩的制作之后，将预制桩运输到工程现场，在制定位置，先打入最底一根预制桩节12，打设完成后，将第二根桩节8连接在最底一根桩节12上，两根桩节通过构造钢筋的公母对应口连接；输入传热管4和输出传热管5的连接，首先将直径略小于传热管的传热管接头内衬管10塞入上下传热管中，下放桩节的同时，把传热管接头环扣9扣在传热管内侧，起到连接和防止漏水的情况。连接完成后，下沉第二根桩节8。依次完成后续桩节的施工。待全部桩节沉桩完成后，将输入传热管4和输出传热管5分别与上部空调系统连接，最后完成带预埋传热管的预制能量桩的制作和施工。

Claims

1.一种预埋传热管的预制能量桩装置，其特征是：预制桩中的预应力钢筋或普通钢筋笼上绑扎传热管，预埋传热管的上下预制桩节之间的连接钢筋和传热管设置公、母接口；作为输入的传热管为直线形，作为输出的传热管为螺旋形；最底一根预制桩节内传热管通过传热管接头封闭连接。

2.权利要求1所述的一种预埋传热管的预制能量桩装置，其特征在于：预制桩直径为500-800 mm，每节桩节长度为8-12 m，在最底下一段桩节，桩节内的传热管在桩端1-2 m处形成封闭回路；上下桩节之间的连接钢筋和传热管公、母对应布置，并预留环扣的空间。

3. 权利要求1所述的一种预埋传热管的预制能量桩装置，其特征在于：传热管为单螺旋形管或者双螺旋形的聚乙烯管，其直径为20-50 mm，作为输入的传热管为从桩顶直通桩端的直管，作为输出的传热管为螺旋形缠绕管，在两根管节连接处0.2-0.5 m螺旋缠绕管为平行桩身的直管。

4. 权利要求1所述的一种预埋传热管的预制能量桩装置，其特征在于：传热管接头由直径略小于传热管内直径的内衬聚乙烯管和环扣组成。