[發明專利]一種大直徑人工挖孔蓄冷換熱空心樁及施工方法

在審

• 申請號: 202010144857.6
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111188332A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 馮姍;董磊;羅力勤;張麗平;王寬;姚愛軍;孫英韜;李仁康
• 申請（專利權）人: 中鐵建設集團有限公司;中鐵建設集團北京工程有限公司;北京工業大學
• 主分類號: E02D5/34
• 分類號: E02D5/34;F24F5/00
• 代理公司: 北京壹川鳴知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11765
• 代理人: 賈彥虹

本發明公開了一種大直徑人工挖孔蓄冷換熱空心樁及施工方法，包括人工挖孔樁和人工挖孔樁鋼筋籠。本發明的有益效果是：大直徑人工挖孔空心樁兼做蓄能池和換熱管使用，大直徑人工挖孔空心樁內部空心做蓄能池，利用夜間谷段電力的低電價，將蓄能池中的水制冷，在白天電價較高的峰段電力期間將冷水釋放出來供空調系統制冷使用，大直徑人工挖孔空心樁樁身混凝土內，埋設螺旋換熱進水管、螺旋換熱出水管，利用螺旋換熱管與大地進行冷、熱交換，實現供冷、供熱的目的。

技術領域

本發明涉及一種蓄冷換熱空心樁，具體為一種大直徑人工挖孔蓄冷換熱空心樁及施工方法，屬于建筑應用技術領域。

背景技術

超高層建筑由于自身建筑體量大，能源消耗量遠大于一般高層建筑，特別是空調系統的能源消耗量。部分超高層建筑采用大直徑人工挖孔樁(D≥2m)作為樁基礎，我國有的地區將大直徑人工挖孔樁設計成空心樁。它與實心樁相比，在力學性能不變的情況下，可節省混凝土50％左右，并同時解決了大直徑樁大體積混凝土澆筑過程中的質量問題。

大直徑人工挖孔空心樁由于其中空、壁厚大的特點，可以為解決超高層建筑空調系統能源消耗提供條件，目前暫沒有利用大直徑人工挖孔空心樁解決超高層建筑能源消耗問題的案例。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供的可以節約超高層建筑能源消耗量、提高能源利用效率，釋放超高層可用地下建筑面積，具有極高社會效益和經濟效益的一種大直徑人工挖孔蓄冷換熱空心樁及施工方法。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：一種大直徑人工挖孔蓄冷換熱空心樁，包括人工挖孔樁和人工挖孔樁鋼筋籠；所述人工挖孔樁內側壁施做有人工挖孔樁護臂，所述人工挖孔樁鋼筋籠由鋼筋籠縱筋和鋼筋籠螺旋箍筋所構成，所述鋼筋籠縱筋豎直安放在人工挖孔樁內，所述鋼筋籠螺旋箍筋呈螺旋環形狀與鋼筋籠縱筋捆扎在一起，所述人工挖孔樁鋼筋籠上捆綁連接有螺旋換熱進水管和螺旋換熱出水管，所述人工挖孔樁鋼筋籠放置在人工挖孔樁內，且灌注有樁身混凝土，所述樁身混凝土凝固后使人工挖孔樁內側形成蓄能池，且所述蓄能池內側壁設有蓄能池防水層，所述蓄能池進水管和蓄能池排水管均豎直安插在蓄能池內，所述蓄能池上方蓋有預制蓋板。

作為本發明再進一步的方案：所述人工挖孔樁為開設在地下巖土層內。

作為本發明再進一步的方案：所述預制蓋板上預留有蓄能池進水管、蓄能池排水管、螺旋換熱進水管及螺旋換熱出水管孔洞。

作為本發明再進一步的方案：所述蓄能池進水管及蓄能池排水管外部連接有冷水機組、冷水循環水泵、冷卻循環水泵。

作為本發明再進一步的方案：所述螺旋換熱進水管和螺旋換熱出水管均呈螺旋狀由蓄能池的頂部設置到底部。

一種大直徑人工挖孔蓄冷換熱空心樁的施工方法，其施工方法包括以下步驟：

步驟一、隨著人工挖孔樁開挖施做人工挖孔樁護臂，人工挖孔樁開挖至樁底；

步驟二、連接鋼筋籠縱筋、鋼筋籠螺旋箍筋、制作人工挖孔樁鋼筋籠。將螺旋換熱進水管、螺旋換熱出水管綁扎連接在鋼筋籠內側；

步驟三、整體吊放鋼筋籠縱筋、鋼筋籠螺旋箍筋、螺旋換熱進水管及螺旋換熱出水管至人工挖孔樁內，灌注人工挖孔樁樁身混凝土，蓄水空間施工完成；

步驟四、混凝土達到設計強度后，施做蓄能池防水層；

步驟五、安裝蓄能池進水管及蓄能池排水管，蓄能池進水管及蓄能池排水管外部連接冷水機組、冷水循環水泵、冷卻循環水泵；

步驟六、安裝預制蓋板，蓄能池進水管、蓄能池排水管、螺旋換熱進水管及螺旋換熱出水管從預制蓋板預留孔洞內部穿過；