[发明专利]一种具有W型热交换管的预制管桩及其施工方法

说明书

本发明属于建筑桩基础和地源热泵技术领域，尤其涉及一种具有W型热交换管的预制管桩及其施工方法，包括至少一节管桩和设于管桩内的两根热交换管，所述管桩底部焊接有环形钢板，环形钢板内径上对称的设置有两组定滑轮，所述管桩顶部设置有一根水平放置的固定钢筋，每个热交换管一端固定于固定钢筋上，另一端上分别设有一个拉绳，每个热交换管通过拉绳分别绕过定滑轮后形成U型热交换管并将拉绳和热交换管另一端固定于固定钢筋上，在两个热交换管和拉绳所在的一端分别通过水平接口将两个热交换管联通形成W型的热交换管，本发明施工操作较简单，工程效率高，所需费用少，可沿桩身通长布置且埋管存活率高。

技术领域

本发明属于建筑桩基础和地源热泵技术领域，尤其涉及一种具有W型热交换管的预制管桩及其施工方法。

背景技术

地源热泵技术通过利用浅层地热能为上部建筑物供暖和制冷，是一种高效节能的空调冷热源技术；传统的地源热泵技术热交换管的埋设需要额外钻孔，占用的地下空间大，且工程造价较高，因此工程技术人员将建筑桩基础与地源热泵热交换管结合起来，提出了一种桩埋管式的能量桩。桩埋管式能量桩将桩基础作为热交换管路的载体，不仅起到了承受上部建筑荷载的作用，而且实现了与浅层地热资源进行热交换的功能。根据桩基施工工艺的不同，桩埋管地源热泵技术主要分为：在钻孔灌注桩内埋设和预制管桩中埋设两种方法。

申请号为201310442139.7的专利文件公开了一种预制桩在预制过程中桩体埋设热交换管的制作方法，该方法将实心钢筋作为预制桩预应力主筋，空心钢管作为埋设热交换管的载体，从而解决了热交换管与主筋绑扎埋设造成的相互干扰、混凝土密实度、以及影响桩基整体承载力等问题，但该方法预制桩的预制难度较大，且存在管节接桩相对较复杂的技术难题；申请号为201510057071.X的专利公开了一种在空心桩桩芯内埋设热交换管的施工方法，该方法有效解决了埋管深度的控制问题，但在压桩过程中通过桩底的挤土效应进入桩芯内的土体未能完全将桩芯内部空间填密实度，从而影响了热交换的效率，而且在空心桩的预制前需要在桩芯内侧壁设置若干套箍和桩底的定滑轮及挡板，此方法施工相对较复杂且不易操作，而且热交换管在埋设过程中容易被拉断，因此要增加热交换管的强度从而造成了费用的增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定可靠、经济高效的具有W型热交换管的预制管桩及其施工方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有W型热交换管的预制管桩，包括至少一节管桩和设于管桩内的两根热交换管，所述管桩底部焊接有环形钢板，环形钢板内径上对称的设置有两组定滑轮，所述管桩顶部设置有一根水平放置的固定钢筋，每个热交换管一端固定于固定钢筋上，另一端上分别设有一个拉绳，每个热交换管通过拉绳分别绕过定滑轮后形成U型热交换管并将拉绳和热交换管另一端固定于固定钢筋上，在两个热交换管和拉绳所在的一端分别通过水平接口将两个热交换管联通形成W型的热交换管。

进一步的，所述管桩的横截面为圆形，管桩外径为500～800mm，内径为300～600mm，每节管桩高度为6～15m，管桩由预应力混凝土浇筑而成。

进一步的，所述定滑轮安装于定滑轮架上，所述定滑轮架为L型钢筋支架，其底部与环形钢板固定焊接，上部水平部与管桩内壁固定连接，定滑轮固定设置于L型钢筋支架的水平端头处，且两组定滑轮的定滑轮架对称设置。

进一步的，所述热交换管上分别设置有拉环，所述拉环上设置有拉绳。

进一步的，所述热交换管为耐热聚乙烯管。

一种具有W型热交换管的预制管桩的施工方法，包括以下步骤：