[发明专利]一种静钻根植能量桩及其施工方法

权利要求书

1.一种静钻根植能量桩，其特征在于，包括下部竹节预制桩(1)、中部圆柱预制桩(2)、上部圆柱预制桩(3)、桩底水泥浆(4)、桩周水泥浆(5)、换热管(6)和漏斗形接头(7)；下部竹节预制桩(1)由竹节(11)与桩身构成，下部换热管(61)呈U形布置于桩身内，下部换热管(61)的进出水位置为漏斗形母接头(71)；中部圆柱预制桩(2)与下部竹节预制桩(1)焊接相连，中部换热管(62)呈Ⅱ形布置于桩身内，中部换热管(62)底部进出水位置为漏斗形公接头(72)，漏斗形公接头(72)与下部竹节预制桩(1)的漏斗形母接头(71)配合相连，中部换热管(62)顶部进出水位置为漏斗形母接头(71)；上部圆柱预制桩(3)与中部圆柱预制桩(2)焊接相连，上部换热管(63)呈Ⅱ形布置在桩身内，上部换热管(63)底部进出水位置为漏斗形公接头(72)，漏斗形公接头(72)与中部圆柱预制桩(2)的漏斗形母接头(71)配合相连，上部换热管(63)顶部进出水口与地源热泵系统相连；桩底水泥浆(4)分布在下部竹节预制桩(1)底部；桩周水泥浆(5)分布在预制桩周，并在桩底水泥浆(4)以上，外径小于桩底水泥浆(4)。

2.根据权利要求1所述的静钻根植能量桩，其特征在于，竹节(11)与桩身形成凹凸相间的混凝土异形预制桩。

3.根据权利要求1所述的静钻根植能量桩，其特征在于，中部换热管(62)底部的漏斗形公接头(72)伸出端面5cm～10cm；上部换热管(63)底部的漏斗形公接头(72)伸出端面5cm～10cm。

4.根据权利要求1所述的静钻根植能量桩，其特征在于，漏斗形母接头(71)与漏斗形公接头(72)构成漏斗形接头(7)，漏斗形母接头(71)内侧设有凹槽，凹槽内贴有橡胶止水条(8)。

5.根据权利要求1所述的静钻根植能量桩，其特征在于，桩底水泥浆(4)和桩周水泥浆(5)均为圆环柱体结构。

6.根据权利要求1所述的静钻根植能量桩，其特征在于，预制桩的桩身由受力钢筋、箍筋和混凝土组成，受力钢筋沿圆周均匀布置，箍筋螺旋布置，箍筋焊接在受力钢筋的外侧，换热管(6)与箍筋焊接相连。

7.一种如权利要求1所述的静钻根植能量桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、钻孔：首先在桩位用钻机(9)钻孔得到桩孔(10)，桩孔(10)的直径大于下部竹节预制桩(1)、中部圆柱预制桩(2)和上部圆柱预制桩(3)的直径；

步骤二、扩底：打开钻机(9)的钻杆扩头段(91)对桩孔(10)下部进行扩孔，得到扩底部分(101)；

步骤三、注浆：收起钻杆扩头段(91)，并下放钻杆至桩孔(10)底部；向扩底部分(101)注入桩底水泥浆(4)，并置换扩底部分(101)的泥浆，置换的体积比为50％～100％；向桩孔(10)除扩底部分(101)外的孔内注入桩周水泥浆(5)，并置换泥浆，置换的体积比为20％～60％；泥浆置换过程中，边提钻杆边注入水泥浆；

步骤四、植桩：将下部竹节预制桩(1)下沉至桩孔(10)中，并将其暂时固定；吊起中部圆柱预制桩(2)，将中部圆柱预制桩(2)的漏斗形公接头(72)与下部竹节预制桩(1)的漏斗形母接头(71)对齐压紧后，沿桩周进行焊接相连；继续下沉中部圆柱预制桩(2)至桩孔(10)中，并将其暂时固定，吊起上部圆柱预制桩(3)，将上部圆柱预制桩(3)的漏斗形公接头(72)与中部圆柱预制桩(2)的漏斗形母接头(71)对齐压紧后，沿桩周进行焊接相连；下沉上部圆柱预制桩(3)至桩孔(10)中；

步骤五、养护：预制桩静置，自然养护。

8.根据权利要求7所述的静钻根植能量桩的施工方法，其特征在于，所述步骤四中,中部圆柱预制桩(2)设置为多节。