[發(fā)明專(zhuān)利]一種PCC能量樁及制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210298385.5
• 申請(qǐng)日: 2012-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102808405A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉漢龍;丁選明;孔綱強(qiáng);吳宏偉;陳育民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河海大學(xué);南京河?？萍加邢薰?/a>
• 主分類(lèi)號(hào): E02D5/34
• 分類(lèi)號(hào): E02D5/34;F24J3/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 虞希光

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種PCC樁能量樁及使用方法。

背景技術(shù)

地?zé)豳Y源是一種清潔能源，且分布廣、造價(jià)低、使用方便，具有廣闊的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景。地源熱泵技術(shù)，是利用地下的土壤、地表水、地下水溫相對(duì)穩(wěn)定的特性，通過(guò)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壤、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)向土壤、地下水或者地表水放熱給建筑物制冷，是一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。

在本發(fā)明之前，中國(guó)專(zhuān)利（專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?00610016545.7）公開(kāi)了“低溫地?zé)崮苻D(zhuǎn)換預(yù)制鋼筋混凝土方樁”，通過(guò)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(pán)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(lèi)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(guò)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)：（1）U形管綁扎在鋼筋籠上，并埋設(shè)在混凝土中，與樁身一起受力變形，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(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題無(wú)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形管道埋在混凝土中，使樁在受力時(shí)在U形管周?chē)a(chǎn)生應(yīng)力集中，不利于樁身的受力，容易產(chǎn)生局部破壞，樁的承載力降低。（5）預(yù)制樁造價(jià)相對(duì)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(guó)專(zhuān)利（專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?01110165215.5）公開(kāi)了“現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁施工方法”，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(kāi)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(kāi)；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1m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。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明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(kāi)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。

一種PCC能量樁，由現(xiàn)澆鋼筋混凝土大直徑管樁（簡(jiǎn)稱(chēng)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(mǎn)導(dǎo)熱液體；導(dǎo)熱管穿過(guò)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(kāi)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(guò)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(kāi)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。

本發(fā)明一種PCC能量樁的制作方法，包括以下技術(shù)步驟：