基于静钻根植桩的地源热泵管埋设技术.pdf

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1、浙江建筑，第31卷，第l2期，2014年12用ZhoiangConstruction，Vo1．31，No．12，Dec．2014基于静钻根植桩的地源热泵管埋设技术InbuiltTechniqueoftheGSHP(GroundSourceHeatPump)PipesBasedonStaticDrilledRootPile黄吉永，邓岳保。，郑荣跃。HUANGJiyong，DENGYuebao，ZHENGRongyue(1．镇海建设集团有限公司，浙江宁波315040；2．宁波大学岩土1二程研究所，浙江宁波315211)摘要：结合本地区的桩基工程实际和地源热泵技术，介

2、绍了基于静钻根植桩的地源热泵管埋设技术研发过程及其工程应用。该技术的优点在于植桩过程中管桩依靠自重下沉，通过挂钩的牵引力将地源热泵管埋人管桩底部所在的深度，避免了人工插管的麻烦，降低了施工成本，且地源热泵管埋置时无需分节，对管桩的植桩过程干扰小。关键词：地源热泵；静钻根植桩；换热管埋设；施工技术中图分类号：TU473．1文献标志码：B文章编号：1008—3707(2014)12—0033—04地源热泵技术是利用地下岩土层作为热源或热方法的缺点，工程师提出了静钻根植桩技术。该汇，通过循环液在封闭的地下埋管中流动实现系统技术先用螺旋钻喷浆搅拌形成水泥土达到设计深与大

3、地之间的传热。地源热泵因其可回收并可循环度，然后将预制桩放人到充满水泥土的钻孔中形成利用地热能源而被认为是一种可持续的应用技术，组合桩基。静钻根植工法既避免了管桩打桩过程中且目前已被认为是实现绿色建筑途径中最具发展潜的挤土效应，又不会出现钻孔灌注桩中由于采用泥力的节能环保的暖通空调技术⋯。但是，地源热泵浆护壁而形成的泥皮、沉渣和环境污染等情况。该法起源于日本，在日本已经得到比较广泛的应用。空调系统通常需要足够大的室外面积来设置地埋管国内由宁波浙东建材集团有限公司率先引进这一技换热器，这成为制约该技术推广应用的障碍之一。术，并且联合浙江大学龚晓南教授团队进行了一定

4、另外，较高的钻孔费用也在一定程度上降低了地源的受力性能和试验研究。该技术目前在宁波、热泵空调系统的经济适用性。通过将地埋管换温州等地区进入了推广应用阶段。热器的换热管与建筑桩基相结合，成为桩基埋管换为了促进地埋管地源热泵技术在宁波地区的推热器，也称能量桩。该技术既可以节省传统钻广应用，结合在宁波地区多年的桩基施工经验，今提孔的费用，又可以提高换热系统的稳定性，因而具有出了基于静钻根植桩的地源热泵管埋设技术。下文重要的发展潜力。就该技术的提出过程以及施工案例进行介绍，供相在软土地区建造多、高层建筑时，建筑桩基常用关研究者和设计人员参考。的有钢筋混凝土预制桩和钻孔灌

5、注桩等基础型式。1埋设技术研发然而，常规的预制桩技术在施工时会产生严重的噪音问题和挤土效应，钻孔灌注桩在施工过程中则会1．1技术背景排出大量泥浆，造成环境污染。为了克服上述两种地埋管地源热泵技术是利用深层恒温地热作为收稿日期：2014—08—04基金项目：宁波市自然科学基金(2014A610168)作者简介：黄吉永(1962一)，男，浙江象山人，高级工程师，从事土建工程施工管理和新技术研究。34浙江建筑2014年第31卷能源的一种手段，需要向地基深处埋置地源热泵管。埋设标高。迄今为止，埋置地源热泵管的常用施工方法可归纳为三类：基于静钻根植桩的地源热泵管埋设施工研

6、发第一，利用钻机按埋管设计深度钻孔，再插入地埋设方式卜H埋设部位卜源热泵管。地源热泵管为柔性管体，自重相对较轻，I桩身混凝土内I插管施工过程受到泥浆或地下水的浮力作用。该法l整体浇注II管桩孔中l施工速度较慢，还需要支付钻机进、退场费和台班使外部依附I管桩外侧l用费等，这样成本高、效率低，施工质量也不能得到保证。图1地源热泵管埋设对比方案第二，将地源热泵管绑扎在混凝土钻孑L灌注桩的钢筋笼内，与钢筋笼一起埋人桩孔中。钢筋笼采用分段式安装，而地源热泵管在地下的部分不能有接头，故不能分段安装，所以存在施工干扰；根据施管桩桩壁工规范要求混凝土钻孔灌注桩在设计桩顶的标高之

7、——上必须设置有一定长度的混凝土超灌注段，因此还r厂需存在凿桩头的工序，在此过程中很难有效保护预埋的地源热泵管不被破坏。第三，将地源热泵管埋置于预制混凝土管桩的桩孔内。待沉桩完成后，再将地源热泵管插于桩孔o内。采用该埋置方法的地源热泵管与大地土层不充rl。。一]ll分接触，热交换性能较弱；由于桩顶要嵌入混凝土基础内一定长度，地源热泵管不可越过桩顶再弯向混悬帛重物I凝土基础底的土层中，因此要凿穿管桩壁使地源热泵管弯向基础底的土层中，这样不仅施工麻烦，还会图2垂吊重物沉入预制管桩桩孔中示意图破坏管桩顶结构，影响管桩的承载力。方案三：桩侧捆绑法，见图3。在第一节桩的由

8、此可见，目前已有的地埋管