一种具有W型热交换管的预制管桩制造技术

本实用新型专利技术属于建筑桩基础和地源热泵技术领域，尤其涉及一种具有W型热交换管的预制管桩，包括至少一节管桩和设于管桩内的两根热交换管，所述管桩底部焊接有环形钢板，环形钢板内径上对称的设置有两组定滑轮，所述管桩顶部设置有一根水平放置的固定钢筋，每个热交换管一端固定于固定钢筋上，另一端上分别设有一个拉绳，每个热交换管通过拉绳分别绕过定滑轮后形成U型热交换管并将拉绳和热交换管另一端固定于固定钢筋上，两个热交换管拉绳所在的一端分别通过水平接口将两个热交换管联通形成W型的热交换管，本实用新型专利技术操作较简单，工程效率高，所需费用少，可沿桩身通长布置且埋管存活率高。

A kind of prefabricated pipe pile with W type heat exchange pipe

【技术实现步骤摘要】
一种具有W型热交换管的预制管桩
本专利技术属于建筑桩基础和地源热泵
，尤其涉及一种具有W型热交换管的预制管桩。
技术介绍
地源热泵技术通过利用浅层地热能为上部建筑物供暖和制冷，是一种高效节能的空调冷热源技术；传统的地源热泵技术热交换管的埋设需要额外钻孔，占用的地下空间大，且工程造价较高，因此工程技术人员将建筑桩基础与地源热泵热交换管结合起来，提出了一种桩埋管式的能量桩。桩埋管式能量桩将桩基础作为热交换管路的载体，不仅起到了承受上部建筑荷载的作用，而且实现了与浅层地热资源进行热交换的功能。根据桩基施工工艺的不同，桩埋管地源热泵技术主要分为：在钻孔灌注桩内埋设和预制管桩中埋设两种方法。申请号为201310442139.7的专利文件公开了一种预制桩在预制过程中桩体埋设热交换管的制作方法，该方法将实心钢筋作为预制桩预应力主筋，空心钢管作为埋设热交换管的载体，从而解决了热交换管与主筋绑扎埋设造成的相互干扰、混凝土密实度、以及影响桩基整体承载力等问题，但该方法预制桩的预制难度较大，且存在管节接桩相对较复杂的技术难题；申请号为201510057071.X的专利公开了一种在空心桩桩芯内埋设热交换管的施工方法，该方法有效解决了埋管深度的控制问题，以及桩芯内土体回填过程中不易控制回填密实度从而影响换热效率的问题，但在空心桩的预制前需要在桩芯内侧壁设置若干套箍和桩底的定滑轮及挡板，此方法施工相对较复杂且不易操作，而且热交换管在埋设过程中容易被拉断，因此要增加热交换管的强度从而造成了费用的增加。
技术实现思路
r>本专利技术的目的是提供一种稳定可靠、经济高效的具有W型热交换管的预制管桩。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种具有W型热交换管的预制管桩，包括至少一节管桩和设于管桩内的两根热交换管，所述管桩底部焊接有环形钢板，环形钢板内径上对称的设置有两组定滑轮，所述管桩顶部设置有一根水平放置的固定钢筋，每个热交换管一端固定于固定钢筋上，另一端上分别设有一个拉绳，每个热交换管通过拉绳分别绕过定滑轮后形成U型热交换管并将拉绳和热交换管另一端固定于固定钢筋上，两个热交换管拉绳所在的一端分别通过水平接口将两个热交换管联通形成W型的热交换管。进一步的，所述管桩的横截面为圆形，管桩外径为500～800mm，内径为300～600mm，每节管桩高度为6～15m，管桩由预应力混凝土浇筑而成。进一步的，所述定滑轮安装于定滑轮架上，所述定滑轮架为L型钢筋支架，其底部与环形钢板固定焊接，上部水平部与管桩内壁固定连接，定滑轮固定固定设置于L型钢筋支架的水平端头处，且两组定滑轮的定滑轮架对称设置。进一步的，所述热交换管上分别设置有拉环，所述拉环上设置有拉绳。进一步的，所述热交换管为耐热聚乙烯管。一种具有W型热交换管的预制管桩的施工方法，包括以下步骤：（1）埋设热交换管：在沉桩施工之前，首先将制作好的带有滑轮架的环形钢板放置在最底端管桩的底部桩芯内，然后将两根热交换管分别从桩顶端的桩芯内穿入，当到达桩底端时穿过桩底钢板上的两组定滑轮，再由固定在热交换管上的拉绳将热交换管拉升至桩顶，形成两根U型热交换管，最后利用接口将两根热交换管串联起来，最终形成W型的埋管形式，在桩顶端设置有固定钢筋用于固定热交换管；（2）完成第一节管桩桩芯内热交换管的埋设后，将桩底端的环形钢板焊接固定在桩底；（3）沉桩：利用静压或振动方法，将第一节管桩压入土体，在完成第一节管桩的施工后，将第二节管桩移至第一节管桩的顶部，并通过拉绳将热交换管从第二节管桩内拉升至桩顶，在确认桩身轴线一致后将两节管桩焊接在一起，然后将第二节管桩压入土体；（4）重复步骤（1）至（3）完成所有管桩的桩节施工，将拉绳与最顶部管桩的桩端固定，由固定钢筋固定W型的热交换管；（5）在完成多根管桩桩节及热交换管的施工后，对热交换管进行通水调试，检验所埋热交换管的密封性，完成整体热交换管桩的施工，并在压桩完成后以高强度的水泥砂浆将桩芯填充密实。进一步的，所述步骤（1）中滑轮架紧贴管桩内壁设置。进一步的，所述固定钢筋为单根或交叉布置的两根，固定钢筋直径为10～20mm，所述固定钢筋与最上部管桩的顶端焊接固定。本技术具有的优点是：1.本技术施工过程中热交换管的埋设较简单，仅在桩底焊接环形钢板，对桩体（承载力、完整度）基本无损害；2.本技术在桩底钢板上焊接有滑轮架，通过定滑轮将两支U型热交换管固定在桩底端，因此该方法可使热交换管沿桩身通长布置，解决了现有技术中因桩体内有泥浆而无法使热交换管布置到有效设计深度的问题；3.本技术在压桩之前事先将热交换管布置在桩芯内，并通过桩底的钢板滑轮架固定完好，克服了现有技术中因热交换管和压桩同时施工而造成的土体对热交换管的挤压损坏问题；4.本技术在桩底焊接的环形钢板中心留有圆孔，在压桩过程中可使土体进入桩芯，因此克服了现有技术中桩芯土体回填过程不易控制回填密实度，从而影响热交换效率的问题。附图说明图1为本技术中桩底环形钢板滑轮架的制作过程示意图（沿箭头方向为制作顺序图）；图2为本技术中桩顶设置的单根或交叉布置的两根固定钢筋的平面布置示意图；图3为本技术中桩底焊接的环型钢板平面示意图；图4为本技术中预制管桩内W型热交换管的埋设过程示意图（沿箭头方向为热交换管的埋设顺序图）。1、环型钢板；2、定滑轮；3、定滑轮架；4、热交换管；5、管桩；6、拉环；7、拉绳；8、接口；9、固定钢筋。具体实施方式如图所示，一种具有W型热交换管的预制管桩，包括至少一节管桩5和设于管桩5内的两根热交换管4，所述管桩5底部焊接有环形钢板1，环形钢板1内径上对称的设置有两组定滑轮2，所述管桩5顶部设置有一根水平放置的固定钢筋9，每个热交换管4一端固定于固定钢筋9上，另一端上分别设有一个拉绳7，每个热交换管4通过拉绳7分别绕过定滑轮2后形成U型热交换管4并将拉绳7和热交换管4另一端固定于固定钢筋9上，固定钢筋9可优选为单根或交叉布置的两根进行布置，用于固定桩体内的热交换管，且承受热交换管在使用期间自身以及传热液体的自重，两个热交换管拉绳7所在的一端分别通过水平接口8将两个热交换管4联通形成W型的热交换管；所述管桩5的横截面为圆形，管桩5外径为500～800mm，内径为300～600mm，每节管桩5高度为6～15m，管桩5由预应力混凝土浇筑而成；所述定滑轮2安装于定滑轮架3上，所述定滑轮架3为L型钢筋支架，其底部与环形钢板1固定焊接，上部水平部与管桩5内壁固定连接，定滑轮2固定设置于水平部固定设置于L型钢筋支架的水平端头处，且两组定滑轮2的定滑轮架3对称设置，所述热交换管4上分别设置有拉环6，所述拉环6上设置有拉绳7，进一步的，所述热交换管4为耐热聚乙烯管，其耐热性好，导热率高，且该管材柔度大易于弯折。一种具有W型热交换管的预制管桩的施工方法，包括以下步骤：（1）埋设热交换管：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有W型热交换管的预制管桩，其特征在于：包括至少一节管桩和设于管桩内的两根热交换管，所述管桩底部焊接有环形钢板，环形钢板内径上对称的设置有两组定滑轮，所述管桩顶部设置有一根水平放置的固定钢筋，每个热交换管一端固定于固定钢筋上，另一端上分别设有一个拉绳，每个热交换管通过拉绳分别绕过定滑轮后形成U型热交换管并将拉绳和热交换管另一端固定于固定钢筋上，两个热交换管拉绳所在的一端分别通过水平接口将两个热交换管联通形成W型的热交换管。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有W型热交换管的预制管桩，其特征在于：包括至少一节管桩和设于管桩内的两根热交换管，所述管桩底部焊接有环形钢板，环形钢板内径上对称的设置有两组定滑轮，所述管桩顶部设置有一根水平放置的固定钢筋，每个热交换管一端固定于固定钢筋上，另一端上分别设有一个拉绳，每个热交换管通过拉绳分别绕过定滑轮后形成U型热交换管并将拉绳和热交换管另一端固定于固定钢筋上，两个热交换管拉绳所在的一端分别通过水平接口将两个热交换管联通形成W型的热交换管。


2.如权利要求1所述的具有W型热交换管的预制管桩，其特征在于：所述管桩的横截面为圆形，管桩外径为500～800mm，内径为300～600mm，每节管桩高度为6～15m，管桩由预应力混凝土浇筑而成。


3.如权利要求2所述的具有W型热交换管的预制管桩，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：任军洋，霍继炜，翟国政，高宇甲，任连伟，李俊杰，韩志攀，陈金权，胡魁，朱栋，余斌，王帅淇，
申请(专利权)人：河南理工大学，中建七局第四建筑有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41