[发明专利]一种内埋管热交换桩的施工方法及内埋管热交换桩结构

说明书

技术领域

本发明涉及桩埋管地源热泵技术领域，尤其涉及一种内埋管热交换桩的施工方法。

背景技术

地源热泵是利用地下土壤、地下水温度相对稳定的特性，通过埋设于建筑物周围的管路系统，采用热泵原理通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。能量桩（又称热交换桩、能源桩）是将桩基础与地源热泵相结合，既可以承载上部建筑物结构，同时利用浅层地温能为建筑空间提供能源，克服传统竖直钻孔埋管地源热泵系统钻孔施工费用相对较高等方面的不足，降低地源热泵系统的占地面积、提高地下空间利用率。

在本发明之前，中国发明专利“桩埋螺旋管式地源热泵系统的地热换热器的传热方法”（专利号：ZL200810159583.7），公开了一种在建筑物基础钻孔灌注桩钢筋笼上绑扎埋设螺旋管式传热管，地源热泵传热管埋设与建筑物桩基础打设同时进行的技术方案。该技术方案同时施工传热管埋设和钻孔灌注桩，将地源热泵施工与常规建筑桩基础施工结合在一起，省去了专门的钻孔埋设传热管，降低了地源热泵系统的初始投资，提高了施工效率、且施工方便便捷。中国发明专利“一种地源热泵灌注桩钢筋笼内埋管的施工方法”（专利号：ZL201310302155.6）公开了一种地源热泵灌注桩钢筋笼内埋管的施工方法，利用钢管替代实心钢筋作为灌注桩钢筋笼主筋，将传热管埋设在钢管内，从而解决传热管与钢筋笼绑扎埋设所造成的相互干扰、易引起钢筋腐蚀、以及影响桩基整体承载力等问题。这些方法均是桩基施工过程中，将传热管随同钢筋笼一起沉入地下，然后浇筑混凝土；传热管的绑扎，一定程度上会影响或干扰桩基施工。

钻孔取芯法，是目前桩基（尤其是大直径桥梁桩基础）常用的桩基施工质量检测方法之一。通过在桩体上全长取芯，截取芯样制成试块进行观测鉴别、强度试验等，以检测桩基施工质量。钻孔取芯法是半损检测方法，取出芯样后会在桩基上留下孔洞。为此《钻芯法检测混凝土强度技术规范》（CECS03-2011）中第5.0.9条规定：应用比原设计标号提高一个强度等级并且掺入适量膨胀剂的混凝土，分层填入孔洞中并用捣棒插捣密实、表面抹平。

发明内容

本发明针对常规灌注桩施工过程中埋设传热管可能干扰桩基施工等问题，通过基于既有大直径灌注桩取芯检测孔，在孔内先埋设传热管、再回灌混凝土材料，形成桩埋管形式的热交换桩。

一种内埋管热交换桩的施工方法，通过基于既有大直径灌注桩取芯检测孔，在所述大直径灌注桩取芯检测孔内先埋设传热管、再回灌混凝土材料，形成桩埋管形式的热交换桩；

具体包括以下技术步骤：

一种内埋管热交换桩的施工方法，通过基于既有大直径灌注桩取芯检测孔，在所述大直径灌注桩取芯检测孔内先埋设传热管、再回灌混凝土材料，形成桩埋管形式的热交换桩；

具体包括以下技术步骤：

S1、根据既有取芯检测孔的位置、个数及直径情况，确定传热管型号、传热管埋管循环回路、以及回填浆液类型参数；所述传热管埋管循环回路包括以下三种形式：

第一种、封闭式U型循环回路；

第二种、内、外同心圆套管循环回路，内管为出水管、外管为进水管；

第三种、两个取芯检测孔之间，通过预埋在桩端的管路形成循环回路；

S2、根据传热管循环回路形式，制作传热管循环回路连接方式；

当传热管埋管形式为封闭式U型循环回路时，利用弯头连接两根传热管；

当传热管埋管形式为内、外同心圆套管循环回路时，在外管和内管之间设置间隔格构；

当传热管埋管形式为两个取芯检测孔之间，通过预埋在桩端的管路形成循环回路时，在浇筑灌注桩之前，距离桩端0.3m~0.5m位置处提前预埋设置管路通道；

S3、根据所设计的传热管埋管形式，在取芯检测孔内布置传热管循环回路；

S4、埋设完成传热管循环回路之后，在取芯检测孔内填筑回填浆液；

S5、对传热管循环回路进行通水测试，以检测其密封性；完成单根基于既有取芯检测孔的埋管施工；

S6、重复步骤S2~步骤S5，进行其它基于既有取芯检测孔的埋管施工；

S7、将传热管汇集连接在一起，并与循环水泵连接，完成基于既有灌注桩取芯检测孔内埋设传热管的热交换桩的整体施工。

所述的回填浆液为水泥砂浆和膨胀剂，水泥标号较既有混凝土灌注桩所用水泥标号高一级。

所述的传热管为PE管。