本發(fā)明涉及地源熱泵，特別涉及一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)及施工方法。

背景技術(shù)：

1、地源熱泵技術(shù)是一種通過利用淺層地?zé)豳Y源，實現(xiàn)建筑物內(nèi)部“冬暖夏涼”的環(huán)保型空調(diào)技術(shù)。由于地?zé)狳c周邊區(qū)域的地層或地下水溫度通常保持近乎全年恒定，通過鋪設(shè)地?zé)峤粨Q系統(tǒng)與建筑物內(nèi)部連接后，可以為室內(nèi)實現(xiàn)夏季降溫、冬季供暖的作用，依托可再生的地?zé)崮茉唇⑵鹨惶赘咝?、穩(wěn)定、環(huán)保的空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)。能源樁結(jié)構(gòu)是一種利用建筑設(shè)施樁體鋪設(shè)地?zé)峤粨Q系統(tǒng)從而實現(xiàn)對地?zé)豳Y源高效開發(fā)的新型樁體結(jié)構(gòu)，由于樁基和熱交換系統(tǒng)共同施工，可以在大幅降低鉆孔成本的同時以較小的地下空間占用率實現(xiàn)穩(wěn)定、安全的地?zé)峤粨Q。

2、在部分地區(qū)，由于喀斯特巖溶地貌高度發(fā)育，大量深層地?zé)嵩锤浇牡叵滤畷S巖溶裂隙、管道流出并最終匯入淺層含水層中，形成了豐富的淺層地?zé)豳Y源。然而，由于相關(guān)地區(qū)巖溶管道高度發(fā)育，若僅依靠固結(jié)灌漿等傳統(tǒng)手段則成本高昂且難以完全實現(xiàn)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致無法采用常規(guī)方法澆筑形成鋼-混凝土結(jié)構(gòu)的能源樁體采集地?zé)豳Y源，提出能夠利用巖溶區(qū)地?zé)豳Y源的新型能源樁結(jié)構(gòu)對于可再生清潔能源的開發(fā)工作意義重大。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)能源樁體在巖溶發(fā)育地區(qū)難以施工，且在地?zé)岵杉c周圍遭遇地下含水層時抗腐蝕能力相對較弱的不足，提供一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)及施工方法。

2、在第一方面，本發(fā)明提供一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)，包括

3、核心中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件，包括同心設(shè)置的內(nèi)鋼管和外鋼管，所述內(nèi)鋼管和所述外鋼管之間澆筑有核心混凝土；

4、外包鋼筋混凝土構(gòu)件，包括鋼筋籠和外包混凝土，所述鋼筋籠綁扎于所述外鋼管外側(cè)，所述鋼筋籠外圍布設(shè)土工織物袋，所述外包混凝土通過所述土工織物袋澆筑形成；

5、熱泵交換管，包括相互連通的熱泵交換螺旋管和熱泵交換直管，所述熱泵交換螺旋管圍繞所述鋼筋籠設(shè)置，所述熱泵交換直管鋪設(shè)于所述內(nèi)鋼管的中空區(qū)域。

6、優(yōu)選地，所述鋼筋籠由縱筋和箍筋依托所述熱泵交換螺旋管為框架綁扎而成。

7、優(yōu)選地，所述內(nèi)鋼管和所述外鋼管均為圓形鋼管。

8、優(yōu)選地，所述內(nèi)鋼管和所述外鋼管均為多邊形鋼管。

9、優(yōu)選地，所述內(nèi)鋼管和所述外鋼管二者之一為圓形鋼管，另一者為多邊形鋼管。

10、優(yōu)選地，所述多邊形鋼管包括方形鋼管、矩形鋼管、正六邊形鋼管和正八邊形鋼管。

11、在第二方面，本發(fā)明提供一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)的施工方法，用于施工任一所述的一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)，包括以下步驟：

12、s1：在外鋼管外側(cè)放置熱泵交換螺旋管，在內(nèi)鋼管內(nèi)側(cè)放置熱泵交換直管，并將熱泵交換螺旋管和熱泵交換直管相連接；

13、s2：在內(nèi)鋼管、外鋼管之間澆筑核心混凝土，形成核心中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件；

14、s3：在外鋼管外側(cè)綁扎形成鋼筋籠；

15、s4：將鋼筋籠、核心中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件套入土工織物袋，扎緊土工織物袋上下兩端，并將注漿管插入袋內(nèi)；

16、s5：將含有鋼筋籠、核心中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件的土工織物袋吊放至鉆孔指定位置；

17、s6：注漿管注入混凝土，澆筑形成外包鋼筋混凝土構(gòu)件。

18、優(yōu)選地，所述s3中，以熱泵交換螺旋管為框架放置縱筋，綁扎箍筋，形成鋼筋籠。

19、優(yōu)選地，所述s4中，注漿管管底用悶頭旋緊，注漿管頂部穿過套環(huán)。

20、優(yōu)選地，還包括s7：結(jié)束注漿，利用悶頭堵死套環(huán)，旋出注漿管。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

22、1.本發(fā)明在樁體設(shè)計中采用了中空夾層鋼管混凝土加勁混合技術(shù)，有效提升了結(jié)構(gòu)在各類型地質(zhì)災(zāi)害影響下的承載能力和抵抗變形能力。相較于傳統(tǒng)鋼管混凝土加勁混合結(jié)構(gòu)，采用中空夾層設(shè)計可以大幅減少核心混凝土用量，并在部分結(jié)構(gòu)中可以采用薄壁鋼管材料，有效降低建筑成本。

23、2.本發(fā)明通過在外包鋼筋混凝土外部加設(shè)土工織物袋，保證整體結(jié)構(gòu)在巖溶發(fā)育地區(qū)能夠順利施工并形成承載力，實現(xiàn)巖溶地區(qū)大型、高聳建筑物建設(shè)的可能。

24、3.本發(fā)明結(jié)合了中空夾層鋼管混凝土加勁混合樁技術(shù)和地源熱泵技術(shù)，加設(shè)的外包鋼筋混凝土構(gòu)件可以在提供較強(qiáng)承載力的同時，有效提升核心中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件和熱泵交換系統(tǒng)的抗腐蝕能力，保證在地下水豐富的巖溶發(fā)育地區(qū)安全、穩(wěn)定的開發(fā)地?zé)豳Y源，為地表建筑物提供一套高效、節(jié)能的室內(nèi)制冷/采暖空調(diào)系統(tǒng)。

技術(shù)特征：

1.一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鋼筋籠(4)由縱筋(401)和箍筋(402)依托所述熱泵交換螺旋管(601)為框架綁扎而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)鋼管(1)和所述外鋼管(3)均為圓形鋼管。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)鋼管(1)和所述外鋼管(3)均為多邊形鋼管。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)鋼管(1)和所述外鋼管(3)二者之一為圓形鋼管，另一者為多邊形鋼管。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多邊形鋼管包括方形鋼管、矩形鋼管、正六邊形鋼管和正八邊形鋼管。

7.一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，用于施工如權(quán)利要求1-6任一所述的一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，所述s3中，以熱泵交換螺旋管(601)為框架放置縱筋(401)，綁扎箍筋(402)，形成鋼筋籠(4)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，所述s4中，注漿管(9)管底用悶頭(11)旋緊，注漿管(9)頂部穿過套環(huán)(10)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，還包括s7：結(jié)束注漿，利用悶頭(11)堵死套環(huán)(10)，旋出注漿管(9)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及地源熱泵領(lǐng)域，具體涉及一種中空夾層鋼管混凝土加勁混合能源樁結(jié)構(gòu)及施工方法，樁結(jié)構(gòu)包括：核心中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件，包括同心設(shè)置的內(nèi)鋼管和外鋼管，內(nèi)鋼管和外鋼管之間澆筑有核心混凝土；外包鋼筋混凝土構(gòu)件，包括鋼筋籠和外包混凝土，鋼筋籠綁扎于外鋼管外側(cè)，鋼筋籠外圍布設(shè)土工織物袋，外包混凝土通過土工織物袋澆筑形成；熱泵交換管，包括相互連通的熱泵交換螺旋管和熱泵交換直管，熱泵交換螺旋管圍繞鋼筋籠設(shè)置，熱泵交換直管鋪設(shè)于內(nèi)鋼管的中空區(qū)域。本發(fā)明結(jié)合中空夾層鋼管混凝土加勁混合樁技術(shù)和地源熱泵技術(shù)，加設(shè)的外包鋼筋混凝土構(gòu)件可以提供較強(qiáng)承載力，提升核心中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件和熱泵交換系統(tǒng)的抗腐蝕能力。

技術(shù)研發(fā)人員：宗一杰,陳博文,黃嬋,郎雷,陳博珊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30