[实用新型]旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及地源热能预制桩技术领域，具体说涉及一种旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置。

背景技术

地源热泵可以将地源热能提供给建筑物，这种既环保又节能的方式正被广泛使用，但是，地源热泵是通过“钻孔直埋式”方法，即通过预先在地下埋入换热管的方式，将地下热能转换到地上的，而预钻孔的费用很高，一般占总投资一半以上，且在钻孔内埋入换热管的工艺很复杂。这都给地源热泵技术的发展造成困难。桩基础是建筑物常用的基础形式，通常桩直径从0.5～2.0m，桩长十米，甚至达百米，被埋入深层土中。发明人经过研究实践发现，将改进后的旋进式预制桩作为地下埋管的载体，并对其进行壁后注浆，不但解决了上述地源热泵前期埋管技术的缺陷，还提高了桩基承载力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，使桩基施工和地源热泵埋管施工一体化，不但可避免在地面上挖许多20～100m的深孔，大大降低钻孔埋设成本，节约了用地面积，也提高了施工效率。

为了解决上述问题，本实用新型的技术解决方案为：

一种旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，包括分别埋入桩孔内的若干个旋进式预制螺旋桩，各螺旋桩内埋设有垂直换热器，各垂直换热器的进口端和出口端分别伸出螺旋桩上端开口，分别与承台或垫层内的水平进液集管、水平出液集管连接，沿垂直换热器的长度方向每隔1-3m设置的对中支架，旋进式壁后注浆预制螺旋桩包括空心桩芯，桩芯底部设置圆锥形桩头，桩芯外壁下部1-3m位置处设置螺旋叶片，桩芯外壁中上部与桩孔壁之间浇注后形成的注浆加固层。

本实用新型的旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，其中所述对中支架包括板体，板体的外侧设有开口，开口的个数与放置的垂直换热管的组数对应，该开口孔的直径略大于垂直换热管的外径，板体的中心设置灌浆孔，注浆管放置在灌浆孔中。

本实用新型的旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，其中所述对中支架采用钢、塑料或混凝土制成。

本实用新型的旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，其中所述承台或垫层内的水平进液集管、水平出液集管外部分别设置带弯脚的进液金属套管、出液金属套管，进、出液金属套管分别与水平进液集管、水平出液集管之间填充保温材料。

本实用新型的旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，其中所述垂直换热器为U型垂直换热管。

本实用新型的旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，其中所述垂直换热管为高强度聚乙烯或PVC或PPR材质的换热管。

本实用新型旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，包括若干个旋进式壁后注浆预制螺旋桩，各螺旋桩内埋设有垂直换热器及对中支架，使桩基施工和地源热泵钻孔埋管施工一体化，避免了在地面上挖许多20～100m的深孔，大大降低了成本，节约了用地面积，将垂直换热器埋设在螺旋桩内，施工安装方便，提高了施工效率，施工成本低。螺旋桩的桩芯外壁下部1-3m位置处设置螺旋叶片，将螺旋桩旋入地基，避免了锤击施工对桩端部的破坏，避免了挖孔施工回填土不够密实、影响热传导的问题。桩芯外壁中上部与桩孔壁之间浇注后注浆加固层，既加大了热传导面积，且由于水泥传热性能比土壤好，也提高了热传导性能，同时提高了桩体承载力。该桩不仅能够提高桩基本身的承载力，起到承载、挡土、地基加固的目的，且能有效扩大换热管与土壤的热交换接触面积，提高热交换效率，方便进行地源热能的封闭循环转换。因此该旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置既能为建筑物传递荷载，又可利用地源温度与外界温度的差异进行热交换，以达到节能环保的目标。

本实用新型的可旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，沿垂直换热管的长度方向设置对中支架，对中支架可将垂直换热管分开，避免多个换热管贴靠在一起，导致热量回流，同时也保证了桩芯内多组垂直换热管的准确安放。

附图说明

图1是本实用新型旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置的结构示意图。

图2是本实用新型旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩的剖视图；

图3为图2的B-B剖面图。

图4为本实用新型旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置中桩芯内填充回填物的剖视图；

图5为图4的A-A剖面图。

图6为本实用新型旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置埋入地层的结构示意图；

图7为图6中C-C剖面图。

具体实施方式