一種PCC能量樁及制作方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種PCC能量樁，由PCC樁、導(dǎo)熱液體、蓋板、底板、導(dǎo)熱管、集熱器、檢查通道等部分組成。PCC樁樁底完全封閉，頂部設(shè)置帶孔洞的蓋板；PCC樁上部一側(cè)設(shè)置預(yù)留孔；PCC樁內(nèi)部空腔內(nèi)注滿導(dǎo)熱液體；導(dǎo)熱管穿過蓋板上的孔洞深入到PCC樁空腔內(nèi)的導(dǎo)熱液體中；深入到PCC樁空腔內(nèi)的導(dǎo)熱管可采用開口式和封閉式兩種形式；PCC樁側(cè)壁設(shè)置一檢查通道；導(dǎo)熱管通過蓋板上的孔洞或檢查通道引出PCC樁空腔后與集熱器連接，形成導(dǎo)熱液體的循環(huán)通道。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了該樁的制作方法，包括澆筑PCC樁、開挖樁芯土、制作底板、安裝導(dǎo)熱管和蓋板、注入傳熱液體、開啟地?zé)岜眯纬苫芈返燃夹g(shù)步驟。本發(fā)明專利技術(shù)檢修維護(hù)方便，應(yīng)用范圍廣，不影響承載力，造價(jià)低，是經(jīng)濟(jì)高效的節(jié)能減排樁型。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于土木建筑工程
，特別涉及ー種PCC樁能量樁及使用方法。
技術(shù)介紹
地?zé)豳Y源是ー種清潔能源，且分布廣、造價(jià)低、使用方便，具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景。地源熱泵技術(shù)，是利用地下的土壌、地表水、地下水溫相對穩(wěn)定的特性，通過消耗電能，在冬天把低位熱源中的熱量轉(zhuǎn)移到需要供熱或加溫的地方，在夏天還可以將室內(nèi)的余熱轉(zhuǎn)移到低位熱源中，達(dá)到降溫或制冷的目的。地源熱泵不需要人工的冷熱源，可以取代鍋爐或市政管網(wǎng)等傳統(tǒng)的供暖方式和中央空調(diào)系統(tǒng)。冬季它代替鍋爐從土壌、地下水或者地表水中取熱，向建筑物供暖；夏季它可以代替普通空調(diào)向土壌、地下水或 者地表水放熱給建筑物制冷，是ー種有效地利用能源的方式。但是，地源熱泵埋設(shè)需要占用較大的土地面積，且初期埋設(shè)成本高，因此其經(jīng)濟(jì)性較差。在本專利技術(shù)之前，中國專利(專利申請?zhí)?00610016545.7)公開了“低溫地?zé)崮苻D(zhuǎn)換預(yù)制鋼筋混凝土方樁”，通過在預(yù)制鋼筋混凝土方樁中埋設(shè)各形狀的管狀換熱器裝置進(jìn)行承載、擋土支護(hù)、地基加固的同時(shí)，可以進(jìn)行淺層低溫地?zé)崮苻D(zhuǎn)換，起到樁基和地源熱泵預(yù)成孔直接埋設(shè)管狀換熱器的雙重作用。在采用焊接法接樁或法蘭法接樁的預(yù)制鋼筋混凝土方樁中的鋼筋籠內(nèi)沿，綁扎U型管狀換熱器或螺旋型盤管換熱器或其它形狀的管狀換熱器，隨方樁沉樁至土(巖)層中。預(yù)制鋼筋混凝土方樁內(nèi)的各類管狀換熱器與地表管路連接，換熱器管路內(nèi)充填交換流體，通過管狀換熱器系統(tǒng)中的交換流體與鋼筋籠、樁身混凝土、樁周土-水系統(tǒng)進(jìn)行熱交換，形成封閉式地源熱泵的地下低溫地?zé)崮芙粨Q器。這種能量樁雖然不增加用地面積，但具有以下缺點(diǎn)(I)U形管綁扎在鋼筋籠上，并埋設(shè)在混凝土中，與樁身一起受カ變形，容易造成管道的變形和損壞；(2) U形管埋設(shè)在混凝土中，不能回收、不能重復(fù)使用，也不能進(jìn)行檢修，在使用過程中出現(xiàn)問題無法補(bǔ)救；(3)預(yù)制樁需要接樁，U形管的接頭難以處理，容易造成熱源的損失；(4)U形管道理在混凝土中，使樁在受カ時(shí)在U形管周圍產(chǎn)生應(yīng)カ集中，不利于樁身的受力，容易產(chǎn)生局部破壞，樁的承載カ降低。(5)預(yù)制樁造價(jià)相對較高，且預(yù)制樁一般直徑都較小，即樁側(cè)表面積小，集熱能力有限。中國專利(專利申請?zhí)?01110165215. 5)公開了 “現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施エ方法”，即鋼筋混凝土 PCC樁施工方法，包括以下步驟樁機(jī)就位；活動(dòng)內(nèi)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)到貼近限位器；活瓣樁尖閉合；沉入樁模；移開振動(dòng)頭；下放鋼筋籠；裝上振動(dòng)頭；灌注混凝土 ；振動(dòng)拔管；活瓣樁尖和內(nèi)支撐打開；混凝土和鋼筋籠進(jìn)入地基；樁模拔出成樁。鋼筋混凝土PCC樁以較少的混凝土用量得到較高的承載力，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。該樁型內(nèi)、外直徑都很大，一般在Im以上，具有大直徑樁芯，將大直徑樁芯土掏空可以得到較大的內(nèi)部空間，但目前該樁型的樁芯內(nèi)部空間未得到充分利用
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就在于克服傳統(tǒng)能量樁的缺陷，充分利用PCC樁的內(nèi)部空間，開發(fā)一種施工便捷、經(jīng)濟(jì)性好、使用方便的新型PCC能量樁及制作方法。—種PCC能量樁，由現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁(簡稱PCC樁)、導(dǎo)熱液體、蓋板、底板、導(dǎo)熱管、集熱器、檢查通道等部分組成，其特征在于PCC樁樁底采用鋼筋混凝土完全封閉；PCC樁頂部設(shè)置鋼筋混凝土蓋板；在蓋板上設(shè)置多個(gè)孔洞；PCC樁上部一側(cè)設(shè)置預(yù)留孔，用于導(dǎo)熱管穿越；PCC樁內(nèi)部空腔內(nèi)注滿導(dǎo)熱液體；導(dǎo)熱管穿過蓋板上的孔洞深入到PCC樁空腔內(nèi)的導(dǎo)熱液體中；深入到PCC樁空腔內(nèi)的導(dǎo)熱管可采用開口式和封閉式兩種形式；PCC樁側(cè)壁設(shè)置一檢查通道，檢查通道伸出地表，檢查通道出口設(shè)置密封蓋；導(dǎo)熱管可通過蓋板上的孔洞或檢查通道引出PCC樁空腔后與集熱器連接，形成導(dǎo)熱液體的循環(huán)通道。所述的蓋板直徑與PCC樁內(nèi)直徑相等，蓋板頂面標(biāo)高比PCC樁頂面標(biāo)高低，PCC樁上部用于導(dǎo)熱管穿越的預(yù)留孔位置介于蓋板頂面和PCC樁頂面之間。所述蓋板上的孔洞直徑大小與導(dǎo)熱管外直徑相等，數(shù)量與導(dǎo)熱管數(shù)量相等。其中一半孔洞連接進(jìn)水管、一半孔洞連接出水管。 所述的導(dǎo)熱管在伸出PCC樁預(yù)留孔后設(shè)置活動(dòng)接頭，可用于拆卸。所述開口式導(dǎo)熱管的進(jìn)水管深入到PCC樁空腔底部作為進(jìn)水口，出水管的出水口靠近PCC樁頂部的蓋板下方。所述封閉式導(dǎo)熱管可以在PCC樁空腔內(nèi)設(shè)置成U形、W形和螺旋形等形狀，導(dǎo)熱管深入到靠近PCC樁樁底。本專利技術(shù)一種PCC能量樁的制作方法，包括以下技術(shù)步驟 (I)在樁位施工鋼筋混凝土 PCC樁，并進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。必須使樁體混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定強(qiáng)度才能進(jìn)入下一步驟以保證施工安全。(2)預(yù)制鋼筋混凝土蓋板，并按要求預(yù)留孔洞。(3)施工場地降水。當(dāng)施工場地地下水位高程高于PCC樁樁底高程時(shí)，在儲(chǔ)藏井施工場地周圍設(shè)置一圈井點(diǎn)降水，否則，直接進(jìn)入步驟(4)。(4)開挖樁芯土。可采用人工方式開挖，也可采用高壓水沖洗樁芯土形成泥漿后，用泥漿泵抽除樁芯土。樁芯土開挖深度應(yīng)在樁底標(biāo)高以下3(T50cm。(5)在PCC樁上部預(yù)留孔的位置鉆孔形成預(yù)留孔，預(yù)留孔數(shù)量與需要穿越的進(jìn)水導(dǎo)熱管和出水導(dǎo)熱管數(shù)量之和相等。(6)鑿除部分樁底混凝土，使樁端露出2(T30cm的鋼筋頭，作為連接鋼筋，然后下放底板鋼筋，并與樁端連接鋼筋連接。(7)澆筑混凝土底板進(jìn)行封底，進(jìn)行底板混凝土養(yǎng)護(hù)，待達(dá)到一定強(qiáng)度方可停止降水。(8)安裝PCC樁空腔內(nèi)部導(dǎo)熱管。將開口式導(dǎo)熱管的進(jìn)水管或封閉式導(dǎo)熱管安放在PCC樁空腔內(nèi)部。(9)安裝蓋板。在管樁頂部內(nèi)壁對稱打入四根銷釘，用于卡住蓋板底部的位置；將預(yù)制好的蓋板放置在PCC樁內(nèi)部空腔頂部，并將導(dǎo)熱管穿過蓋板上的孔洞，蓋板位置被銷釘卡住；在蓋板周邊與樁內(nèi)壁接觸處涂上密封膠。(10)連接導(dǎo)熱管。將穿過蓋板上的孔洞的導(dǎo)熱管與集熱器連接。若為開口式導(dǎo)熱管，則將導(dǎo)熱管出水管的一端穿過蓋板的孔洞進(jìn)入到PCC樁空腔內(nèi)部，另一端也與集熱器連接。從PCC樁內(nèi)部引出的導(dǎo)熱管連接集熱器吋，都穿過PCC樁上部的預(yù)留孔。(11)分別拆開一根進(jìn)水導(dǎo)熱管和一根出水導(dǎo)熱管上的活動(dòng)接頭，從進(jìn)水導(dǎo)熱管注入導(dǎo)熱液體，直到導(dǎo)熱液體充滿整個(gè)空腔，有液體從出水導(dǎo)熱管流出后停止注入。(12)接上兩根導(dǎo)熱管的活動(dòng)接頭，開啟地?zé)岜茫瑢?dǎo)熱液體在導(dǎo)熱管和管樁腔體內(nèi)形成循環(huán)回路。( 13)地?zé)嵬ㄟ^PCC樁樁身混凝土傳遞到導(dǎo)熱液體后，通過導(dǎo)熱液體傳遞給導(dǎo)熱管，在導(dǎo)熱管回路中的液體循環(huán)將熱量不斷輸送到集熱器，集熱器收集熱量后不斷輸送給用戶，從而實(shí)現(xiàn)了能量的傳輸。(14)在PCC樁上繼續(xù)建筑上部結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞到PCC樁，使PCC樁起到樁 基承載作用。(15)在不需要采用地?zé)峁δ軙r(shí)，還可將蓋板上的導(dǎo)熱管拆除，將需要儲(chǔ)存的其他液體能源保存到PCC樁空腔中。(16)當(dāng)PCC樁腔體內(nèi)的導(dǎo)熱管需要更換或檢查時(shí)，打開檢查通道上的密封蓋，從檢查通道進(jìn)入到管樁管腔內(nèi)進(jìn)行檢查，或直接將通過檢查通道引出的導(dǎo)熱管檢查或更換。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和效果在于 (I)PCC樁內(nèi)徑大，形成的內(nèi)部空腔大，設(shè)置檢查通道后，在官腔內(nèi)部需要檢修時(shí)，可直接進(jìn)入到空腔檢查，可更換導(dǎo)熱管等設(shè)備，簡單易行。(2)PCC樁為現(xiàn)澆混凝土樁，打入地基深度大，且樁身是一整體，無接頭，密封性好。(3)PCC樁側(cè)面積大，受到地?zé)岬拿娣e大，空腔內(nèi)液體體積大，有利于吸收更多的地基熱量。(4)PCC樁主要依靠外側(cè)摩阻力和端阻力來本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種PCC能量樁，包括PCC樁、導(dǎo)熱液體、蓋板、底板、導(dǎo)熱管、集熱器、檢查通道，其特征在于：PCC樁樁底采用鋼筋混凝土完全封閉；PCC樁頂部設(shè)置鋼筋混凝土蓋板；在蓋板上設(shè)置多個(gè)孔洞；PCC樁上部一側(cè)設(shè)置預(yù)留孔；PCC樁內(nèi)部空腔內(nèi)注滿導(dǎo)熱液體；導(dǎo)熱管穿過蓋板上的孔洞深入到PCC樁空腔內(nèi)的導(dǎo)熱液體中；深入到PCC樁空腔內(nèi)的導(dǎo)熱管采用開口式和封閉式兩種形式；？PCC樁側(cè)壁設(shè)置一檢查通道，檢查通道伸出地表，檢查通道出口設(shè)置密封蓋；導(dǎo)熱管通過蓋板上的孔洞或檢查通道引出PCC樁空腔后與集熱器連接。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉漢龍，丁選明，孔綱強(qiáng)，吳宏偉，陳育民，
申請(專利權(quán))人：河海大學(xué)，南京河海科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：