一种长螺旋钻孔压灌能源桩结构制造技术

一种长螺旋钻孔压灌能源桩结构，涉及岩土工程地基基础工程技术领域，用于解决现有的灌注式能源桩会产生大量泥浆，同时施工工序复杂、效率低，且造价较高的技术问题。所述的长螺旋钻孔压灌能源桩结构中，沿钢筋笼的竖向设置有换热管路，且换热管路采用双U型分布的形式与主筋绑扎连接；换热管路的顶端和底端通过弯头进行连接，且底端的弯头下方设置有与主筋连接的同时高度和宽度分别大于弯头的V型挡板；加强箍筋设有一根横向钢筋，以用于分隔换热管路和低频振动装置；换热管路的进出口段设置有钢套筒，且钢套筒与换热管路之间填充有泡沫胶；换热管路的两个接口分别连接有压力表和阀门，且阀门用于连接空气加压装置。且阀门用于连接空气加压装置。且阀门用于连接空气加压装置。

【技术实现步骤摘要】
一种长螺旋钻孔压灌能源桩结构


[0001]本技术涉及岩土工程地基基础工程
，尤其涉及一种长螺旋钻孔压灌能源桩结构。

技术介绍

[0002]目前，我国经济发展快速，能源需求量大，为缓解能源紧张问题，开发利用新能源已迫在眉睫。
[0003]其中，浅层地温能作为一种积蓄在地下(0～200m)的无形自然资源，是地球深部的热传导和热对流与太阳辐射共同作用的产物。10~15m埋深以下地温一年四季基本恒定：10~15℃ (中国北部或欧洲)、20~25℃(中国南部或热带)，属于可再生绿色能源，具有地质环境和地下水恢复速度快、对大气无污染、能源利用率高等特性。浅层地温能利用价值在于浅地层中比较恒定的温度与冬、夏两季外界空气存在较大的反向温差，这种温差即为潜在地可被利用的热能：冬天是热源，夏天是冷源。
[0004]具体地，传统的浅层地温能开发利用技术是钻孔埋管地下换热器，然而钻孔埋管地下换热器占地面积大、成本高，而且要在建筑桩基施工之前完成，工作时间较长，大大影响施工进度。为突破这些困难，能源桩技术应运而生，能源桩技术把闭合换热回路集成到桩基中，相对钻孔埋管换热器，减少钻孔环节，节约了土地和成本，具有显著地、更高地技术经济和节能减排价值。
[0005]现有技术中，能源桩的桩型主要有预制桩和灌注桩两类；预制桩由于其在运输、打入过程中可能会对传热系统造成损坏，因此应用较少；灌注桩中应用最为广泛的施工工艺为泥浆护壁成孔灌注桩。实践表明，泥浆护壁成孔灌注桩工艺成熟，能够较好的保护传热系统，但同时也存在着诸多问题：<br/>[0006]例如，会产生大量泥浆，施工工序复杂、效率低（成孔
→
下钢筋笼
→
下导管
→
灌注混凝土
→
拔导管
→
成桩），造价较高等。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种长螺旋钻孔压灌能源桩结构及其施工方法，用于解决现有的灌注式能源桩会产生大量泥浆，同时施工工序复杂、效率低，且造价较高的技术问题。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种长螺旋钻孔压灌能源桩结构，包括：位于桩孔内的钢筋笼，且所述钢筋笼包括多个竖向分布的主筋，所述主筋内侧分布多个周向加强箍筋，以及缠绕所述主筋并螺旋分布的螺旋箍筋，所述加强箍筋及螺旋分布的螺旋箍筋均与主筋绑扎相互固定；
[0010]沿所述钢筋笼的竖向设置有换热管路，且所述换热管路采用双U型分布的形式与所述主筋绑扎连接；所述换热管路的顶端和底端通过弯头进行连接，且所述换热管路的底端的所述弯头下方设置有与所述主筋连接的V型挡板，所述V型挡板的高度和宽度分别大于
所述弯头的高度和宽度；所述加强箍筋设有一根横向钢筋，且所述横向钢筋用于分隔所述换热管路和低频振动装置；所述换热管路临近所述钢筋笼的顶端及伸出所述钢筋笼的区域设置有钢套筒，且所述钢套筒与所述换热管路之间填充有泡沫胶；所述换热管路的两个接口分别连接有压力表和阀门，且所述阀门用于连接空气加压装置。
[0011]实际应用时，所述换热管路采用双U型分布的形式与四根相邻的所述主筋通过塑料扎带进行绑扎连接。
[0012]其中，所述换热管路采用钢制管，且所述钢制管的内外表面均具有防腐层。
[0013]具体地，所述换热管路的外表面的所述防腐层上均匀涂刷有减摩剂，且所述减摩剂层的厚度大于1mm。
[0014]进一步地，所述弯头的两个接口呈180
°
分布，且所述弯头与所述换热管路采用丝扣连接的方式进行对接。
[0015]更进一步地，所述V型挡板采用钢制材料，且所述V型挡板的内部设有加强钢筋，所述加强钢筋及所述V型挡板均与所述主筋采用焊接的方式进行连接。
[0016]再进一步地，所述螺旋箍筋采用光圆钢筋。
[0017]实际应用时，沿所述钢筋笼的竖直方向等间距设置有多个钢筋保护支架。
[0018]其中，能源桩作为基础桩，所述钢套筒用于在后期承台施工时对所述换热管路进行保护；和/或，能源桩作为支护桩，所述钢套筒用于在后期冠梁施工时对所述换热管路进行保护。
[0019]相对于现有技术，本专利技术所述的长螺旋钻孔压灌能源桩结构具有以下优势：
[0020]1、保证了能源桩及其钢筋笼的插入质量，大大减少了施工过程中换热回路的损伤；
[0021]2、与目前最常用的泥浆护壁成孔灌注桩相比，具有显著的优势：（1）环保，长螺旋钻孔压灌工艺没有泥浆，而泥浆护壁成孔灌注桩工艺会产生大量的泥浆；（2）高效，长螺旋成孔灌注成桩一体化（成孔
→
灌注混凝土
→
下钢筋笼
→
成桩），相比于泥浆护壁成孔灌注桩工艺（成孔
→
下钢筋笼
→
下导管
→
灌注混凝土
→
拔导管
→
成桩），成桩效率更高；（3）造价比泥浆护壁成孔灌注桩工艺更低；
[0022]3、采用双U型分布的形式将换热管路绑扎在主筋上，而非螺旋式绑扎换热管路，从而保证换热管路与主筋及钢筋笼插入桩体的方向顺直，进而大大减少了混凝土对换热管路的摩擦阻力，有效提高了换热管路的完好度；另外，换热管路可以采用双U型分布的形式与相邻的主筋通过塑料扎带进行绑扎连接，该种连接方式属于柔性连接，从而有效避免了因主筋变形而引起换热管路变形的现象发生，进而提高了换热管路使用寿命；；并且，在换热管路的底端部设置有V型挡板，从而在钢筋笼下插过程中能够较大限度地减少混凝土对换热管路的阻力；
[0023]4、对换热管路进行加压，压力表显示压力为0.8MPa时，关闭阀门，换热管路带压施工，能够在钢筋笼下放过程中，时刻掌握换热管是否有破损现象发生；此外，在加强箍筋上设置一根横向钢筋，以用来分隔换热管路和低频振动装置，从而有效避免低频振动装置在工作时发生偏移而挤压损坏换热管路；并且，换热管路进出口段设置钢套筒，从而在后期剔桩头及承台或冠梁施工时，能够有效保护换热管路，同时钢套筒与换热管路之间填充泡沫胶，能够有效避免钢套筒的端口划伤换热管路；
[0024]5、换热管路上均匀涂刷减摩剂，有效降低了混凝土对换热管路的侧向摩擦阻力；
[0025]6、传统工艺制备的能源桩在基坑回填后，能源桩即变为废桩；而利用本专利技术所述工艺形成的能源桩即可用于基础桩，也可用于支护桩。
[0026]一种长螺旋钻孔压灌能源桩结构的施工方法，包括以下步骤：
[0027]钻机就位：保证场地平整稳固，经专人用线锥或经纬仪检查钻杆的垂直偏差，且钻杆的垂直度采用双向90
°
控制，同时检查桩位偏差情况，以确保施工中不会发生倾斜移动，符合要求后方可开钻；
[0028]制作能源桩：按照设计要求制成钢筋笼，且螺旋箍筋采用光圆钢筋，加强箍筋设有一根横向钢筋；在钢筋笼上任意四根相邻的主筋处通过塑料扎带将换热管路以双U型分布的形式绑扎在主筋上，且塑料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长螺旋钻孔压灌能源桩结构，其特征在于，包括：位于桩孔内的钢筋笼，且所述钢筋笼包括多个竖向分布的主筋，所述主筋内侧分布多个周向加强箍筋，以及缠绕所述主筋并螺旋分布的螺旋箍筋，所述加强箍筋及螺旋分布的螺旋箍筋均与主筋绑扎相互固定；沿所述钢筋笼的竖向设置有换热管路，且所述换热管路采用双U型分布的形式与所述主筋绑扎连接；所述换热管路的顶端和底端通过弯头进行连接，且所述换热管路的底端的所述弯头下方设置有与所述主筋连接的V型挡板，所述V型挡板的高度和宽度分别大于所述弯头的高度和宽度；所述加强箍筋设有一根横向钢筋，且所述横向钢筋用于分隔所述换热管路和低频振动装置；所述换热管路临近所述钢筋笼的顶端及伸出所述钢筋笼的区域设置有钢套筒，且所述钢套筒与所述换热管路之间填充有泡沫胶；所述换热管路的两个接口分别连接有压力表和阀门，且所述阀门用于连接空气加压装置。2.根据权利要求1所述的长螺旋钻孔压灌能源桩结构，其特征在于，所述换热管路采用双U型分布的形式与四根相邻的所述主筋通过塑料扎带进行绑扎连接。3.根据权利要求1所述的长螺旋钻孔压灌能源桩结构，其特征在于，所述换热管路采用钢制管，且所述钢制管的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹利洁，李强，姜辉，周玉凤，刘志强，张建全，李芳凝，李克蓬，李亚林，朱志永，白宪楠，
申请(专利权)人：北京城建勘测设计研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：