[發明專利]一種基于FRP的能源樁及其施工方法

在審

• 申請號: 201910070807.5
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109881664A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 戴國亮;龔維明;曹小林
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E02D5/24
• 分類號: E02D5/24;E02D5/30;F24T10/13
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種于FRP的能源樁極其施工方法，包括第一FRP管、第二FRP管、鋼筋籠、混凝土以及換熱管；所述第一FRP管同軸嵌套于所述第二FRP管的外部，所述鋼筋籠和所述混凝土形成鋼筋混凝土，并填充于第一FRP管和第二FRP管之間；所述換熱管穿設于第二FRP管的內部。該能源樁采用FRP材料與鋼筋混凝土結構復合，大大提高能源樁的耐久性，改善使用周期；采用內外兩層FRP管作為永久模板，保證了成長的質量，避免了塌孔等問題；將換熱管穿設于內層FRP管內部，一方面能夠有效避免換熱管被外部環境侵蝕，增加使用時間，另一方面便于換熱管的維修和更換。該施工方法可采用預制模式或現澆模式，施工靈活簡單，施工造價低。

技術領域

本發明涉及一種能源樁及其施工方法，具體涉及一種基于FRP的能源樁及其施工方法。

背景技術

隨著社會經濟的快速發展和人口的急劇增長，能源緊缺、環境污染、生態破壞等一系列問題日益凸顯，這對能源的有效利用和環境保護提出了更高的要求。世界性的環境破壞和資源短缺己經成為阻礙社會可持續發展的不利因素，人類對此積極采取應對措施，并將可再生能源列入國家發展的優先領域。節約資源、保護環境、推進節能減排工作也已被提上日程。中國是世界第二大經濟體，同時也是碳排放的第一大國，環境治理刻不容緩。為了應對能源緊缺的問題，開發與應用地源熱泵技術，實現向建筑物提供采暖、制冷和生活熱水的高效節能環保型空調技術，該技術不僅減少了對常規能源的消耗，而且符合社會環境友好發展的理念，大大降低了對環境的破壞。將地源熱泵系統中的鉆孔地埋管傳熱器埋設于建筑物樁基礎中，使樁基礎同時起到了承載和換熱的作用，而這種新型的樁基礎型式就是能量樁；能量樁是一種將地源熱泵系統與傳統樁基結合起來的新型樁基，樁同時起到承載和傳熱的功能，具有較好的應用前景。

目前所采用的能源樁是把換熱管固定于樁周或者鋼筋籠上的預應力混凝土樁或者混凝土灌注樁，樁基礎所采用的材料是普通的鋼筋混凝土，其耐久性和耐腐蝕性差，具有較高的維修和更換成本。雖然傳統材料的可以采取涂裝等防腐辦法，但會對濱海生態造成很大影響。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術的缺陷，本發明提供一種基于FRP的能源樁，該能源樁具有較高的耐久性，改善能源樁的使用周期。

本發明的另一目的是提供一種上述能源樁的施工方法。

技術方案：本發明所述的一種基于FRP的能源樁，包括第一FRP管、第二FRP管、鋼筋籠、混凝土以及換熱管；所述第一FRP管同軸嵌套于所述第二FRP管的外部，所述鋼筋籠和所述混凝土形成鋼筋混凝土，并填充于第一FRP管和第二FRP管之間；所述換熱管穿設于第二FRP管的內部。

其中，該能源樁包括多個所述換熱管，多個換熱管沿所述第二FRP管的內壁周向均勻設置。

所述第一FRP管和第二FRP管的材質均為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維或玄武巖纖維的一種或者數種。

所述第一FRP管和第二FRP管的厚度均為4-10mm。

本發明所述的一種基于FRP的能源樁的施工方法，包括采用預制基于FRP的能源樁的施工步驟或采用現澆基于FRP的能源樁的施工步驟。

其中，所述預制基于FRP的能源樁的施工步驟包括：

(1)根據工程技術參數預制第一FRP管、第二FRP管以及鋼筋籠；

(2)將第一FRP管嵌套于第二FRP管外部，鋼筋籠固定于第一FRP管和第二FRP管之間，以第一FRP管和第二FRP管為模板，向其中澆筑混凝土；

(3)將換熱管穿設于第二FRP管的內部并固定，得到預制的基于FRP的能源樁；

(4)將基于FRP的能源樁運輸至工程施工現場，并進行吊裝打樁。

所述現澆基于FRP的能源樁的施工步驟包括：