螺旋热管环状凸肋先排水后注浆竹节桩制造技术

本实用新型专利技术涉及的一种螺旋热管环状凸肋先排水后注浆竹节桩，包括夯扩底端、扩底整平层、扩大桩尖、竹节桩、循环热管、反滤土工袋、夯填外扩体等，竹节桩通过接桩形成，接桩筋插入接桩套筒内并注浆，连接后注浆管，接桩钢板焊接形成接桩焊缝，外涂防水涂层；夯填外扩体为环绕竹节桩桩周的螺旋状凸起，通过在反滤土工袋和竹节桩之间夯填级配砂砾而形成；循环热管包括螺旋形钢管、外直管、弯管、内直管、循环出水管和循环进水管，并与上部设备相连形成热交换循环系统。本实用新型专利技术可实现与地下热量交换，达到节能减排的效果，同时，环状凸肋和螺旋形钢管的存在有效提高竹节桩的侧摩阻力，节能环保，具有较好的经济技术效益。

Spiral heat pipe annular ribbed slub pile with first drainage and then grouting

【技术实现步骤摘要】
螺旋热管环状凸肋先排水后注浆竹节桩
本技术涉及房屋建筑工程
，尤其涉及一种桩周设有螺旋热管环状砂砾凸肋的竹节桩。
技术介绍
PHC竹节桩引入的初衷是借助其环形凸肋提高桩周摩阻力，进而提高其极限承载力，常用的施工方法包括直接锤击贯入法、锤击灌砂法、高喷插芯法、静钻根植法等。直接锤击贯入法施工的PHC竹节桩的单桩竖向抗压极限承载力较普通预应力管桩低25%以上；后三种方法施工的PHC竹节桩的单桩极限承载力一般提高20~30%，但锤击灌砂法施工难度大、质量不易掌握，高喷插芯法和静钻根植法会产生大量的泥浆及水泥土浆，处理困难，对环境影响大。因此，提出一种单桩承载力高、工艺简单、环境友好的PHC竹节桩施工方法对于其推广应用具有巨大的推动作用。能量桩是一种由地源热泵技术与桩基埋管换热器结合组成的经济高效节能减排技术，是基于地源热泵技术的能量桩技术原理、桩型、埋管形式以及技术经济优势，近年来国内外能量桩技术的研究现状及其工程应用，包括基于灌注桩的传热管埋管形式和基于预制桩的传热管埋管形式；预制桩由于其施工速度快，质量稳定广泛使用在各个工程领域。针对竹节桩在实际工程中遇到的问题及响应国家绿色精致建造的要求，有必要开发一种环保型、施工快速的预制竹节桩及能量循环系统有效结合的新型桩型，本技术正是在这样的背景下开发而成的。
技术实现思路
本技术的目的在于针对传统桩基施工过程中，承载力不足、质量不易掌握，对环境影响大，且桩基施工完成后对环保方面没有进一步的作用等问题，提出了一种螺旋热管环状凸肋先排水后注浆竹节桩。为了达到目的，本技术提供的技术方案为：一种螺旋热管环状凸肋先排水后注浆竹节桩，包括竹节桩、桩端结构、夯填外扩体和循环热管，其特征在于，所述竹节桩通过接桩形成，接桩筋插入接桩套筒内并注浆，连接后注浆管，接桩钢板焊接形成接桩焊缝，外涂防水涂层；所述桩端结构由下往上包括夯扩底端、扩底整平层和扩大桩尖；所述夯填外扩体为环绕竹节桩桩周的螺旋状凸起，通过在反滤土工袋和竹节桩之间夯填级配砂砾而形成；所述循环热管包括螺旋形钢管、外直管、弯管、内直管、循环出水管和循环进水管，并与上部设备相连形成热交换循环系统。优选地，反滤土工袋具有与螺旋形钢管在桩周位置相适应的螺旋形凸起，其上下端与环形固定筋相连，下端的环形固定筋通过扩大桩尖上的土工袋卡口固定，上端的环形固定筋通过反滤土工袋定位架固定。优选地，土工袋卡口包括固定块一、旋转块和固定块二；固定块一和旋转块通过固定块连接铰连接，固定块二下端预埋于扩大桩尖上；旋转块可绕铰接点转动，旋转块另一端设有凹槽；固定块二另一端设有与旋转块上的凹槽相匹配的凸块，凸块上设有贯穿中心的固定孔二。优选地，反滤土工袋下端与环形固定筋相连，环形固定筋环绕竹节桩，并置于土工袋卡口内，固定块二上的凸块卡入旋转块上的凹槽内，固定孔一和固定孔二对齐，并塞入固定螺栓将反滤土工袋固定在扩大桩尖上。优选地，反滤土工袋定位架由两瓣定位夹片通过连接铰连接，定位夹片上焊接2个端部设有固定夹的固定杆，通过固定夹上的夹臂、夹臂固定孔及螺栓夹住与反滤土工袋上端相连的环形固定筋。优选地，螺旋形钢管环绕于反滤土工袋的外侧，接触处采用钢丝螺旋固定，沿竹节桩每隔1.0~1.5m设置一个螺旋形钢管定位架。优选地，夯填外扩体在施工阶段可作为软土层的垂直排水通道，结合桩顶设置的碎石排水通道和碎石排水沟降低软土层的孔隙水含量，施工结束通过后注浆管往级配砂砾中注入水泥浆，形成后注浆凸肋。采用本技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：（1）采用反滤土工袋内装填级配砂砾，排除软土层中的孔隙水，释放了超孔隙水压力，可增加了接触面的摩阻力；（2）采用在反滤土工袋外设置螺旋形钢管，螺旋形钢管起到了环箍的作用，避免级配连砂石挤坏反滤土工袋，在螺旋形钢管之间形成外扩弧形桩周，增大了桩周与土层接触面的摩阻力；（3）螺旋形钢管与上、下部管道连接，通过循环系统进行能量转换，实现经济高效节能减排的效果。附图说明图1是螺旋热管环状凸肋先排水后注浆竹节桩示意图；图2是螺旋热管环状凸肋先排水后注浆竹节桩三维示意图；图3是螺旋热管环状凸肋先排水后注浆竹节桩典型剖面图（A-A剖面）；图4是环型固定筋和反滤土工布结合示意图；图5是接桩节点详图（1-1节点）。标注说明：1-软土层，2-夯扩底端，3-扩大桩尖，301-外直管，302-弯管，303-内直管，304-接桩套筒，401-固定块一，402-旋转块，403-固定块连接铰，404-凹槽，405-固定孔一，406-固定块二，407-固定孔二，408-凸槽，409-固定螺栓，5-硬质土层，6-环型固定筋，7-反滤土工袋，801-定位架，802-固定杆，803-定位架连接铰，804-紧固孔，805-螺纹接口，9-固定夹，901-夹臂，902-夹臂连接铰，903-夹臂固定孔，904-连接杆，905-固定夹螺栓，10-后注浆管，11-螺旋形钢管，12-竹节桩，1201-接桩筋，1202-接桩套筒，1203-防水涂层，1204-接桩焊缝，13-钢护筒，1401-上部设备，1402-循环进水管，1403-循环出水管，1501-螺旋形钢管定位架，1502-反滤土工袋定位架，1601-碎石排水通道，1602-碎石排水沟，17-扩底整平层，1801-级配砂砾，1802-夯填外扩体，1803-后注浆凸肋。具体实施方式为进一步了解本技术的内容，结合实施例对本技术作详细描述，以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。结合附图1和附图2，本技术涉及的一种螺旋热管环状凸肋先排水后注浆竹节桩，包括夯扩底端、扩底整平层、扩大桩尖、竹节桩、循环热管、反滤土工袋、夯填外扩体等。竹节桩采用PHC-D600-560（110）型，循环热管管径为36mm、壁厚4mm，由环绕桩周的螺旋形钢管、扩大桩尖上的循环热管连接管（包括外直管、弯管、内直管）、桩空腔内的循环进水管以及循环进水管组成热交换循环管道。反滤土工袋外包竹节桩，具有与螺旋形钢管在桩周位置相适应的螺旋形凸起，其上下端与环形固定筋相连，如附图5所示，下端的环形固定筋通过扩大桩尖上的土工袋卡口固定，上端的环形固定筋通过反滤土工袋定位架固定，在桩周级配砂砾夯填时能挤扩形成夯填外扩体，螺旋形钢管与竹节桩间的间距为100mm，土工袋外扩50mm。螺旋形钢管环绕于反滤土工袋的外侧，接触处采用钢丝螺旋固定，沿竹节桩每隔1.0~1.5m设置一个螺旋形钢管定位架。结合附图3和附图4，竹节桩一端设置有直径10mm的接桩筋，另一端设置有内径12mm的接桩套筒，接桩筋插入接桩套筒内并注浆，连接后注浆管，接桩钢板焊接形成接桩焊缝，外涂防水涂层。螺旋热管环状凸肋先排水后注浆竹节桩的施工方法包括以下施工步骤：S1：在软土层指定位置打入钢护筒，直到硬土层，同步采用钻孔设备成孔；S2：在孔底抛填碎石或建筑再生料，采用夯锤形成夯扩底端，并在其上部填筑干硬性水泥形成扩底整平层；S3：绑扎扩大桩尖的钢筋笼，安装循环热管连接管和土工袋卡口，浇筑混凝土预制扩大桩尖；S4：在扩大桩尖上安装反滤土工袋、螺旋形钢管以及循环出水管，采用竹节桩定位架将扩大桩尖置于钢护筒上；S4.1：安装反滤土工袋，将反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺旋热管环状凸肋先排水后注浆竹节桩，包括竹节桩（12）、桩端结构、夯填外扩体（1802）和循环热管，其特征在于，所述竹节桩（12）通过接桩形成，接桩筋（1201）插入接桩套筒（1202）内并注浆，连接后注浆管（10），接桩钢板焊接形成接桩焊缝（1204），外涂防水涂层（1205）；所述桩端结构由下往上包括夯扩底端（2）、扩底整平层（17）和扩大桩尖（3）；所述夯填外扩体（1802）为环绕竹节桩（12）桩周的螺旋状凸起，通过在反滤土工袋（7）和竹节桩（12）之间夯填级配砂砾（1801）而形成；所述循环热管包括螺旋形钢管（11）、外直管（301）、弯管（302）、内直管（303）、循环出水管（1403）和循环进水管（1402），并与上部设备（1401）相连形成热交换循环系统。

【技术特征摘要】
1.一种螺旋热管环状凸肋先排水后注浆竹节桩，包括竹节桩（12）、桩端结构、夯填外扩体（1802）和循环热管，其特征在于，所述竹节桩（12）通过接桩形成，接桩筋（1201）插入接桩套筒（1202）内并注浆，连接后注浆管（10），接桩钢板焊接形成接桩焊缝（1204），外涂防水涂层（1205）；所述桩端结构由下往上包括夯扩底端（2）、扩底整平层（17）和扩大桩尖（3）；所述夯填外扩体（1802）为环绕竹节桩（12）桩周的螺旋状凸起，通过在反滤土工袋（7）和竹节桩（12）之间夯填级配砂砾（1801）而形成；所述循环热管包括螺旋形钢管（11）、外直管（301）、弯管（302）、内直管（303）、循环出水管（1403）和循环进水管（1402），并与上部设备（1401）相连形成热交换循环系统。2.根据权利要求1所述的螺旋热管环状凸肋先排水后注浆竹节桩，其特征在于，所述反...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱凯，陈小林，李栋樑，
申请(专利权)人：福建省龙祥建设集团有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35