[发明专利]一种基于植桩过程的地源热泵管埋置方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地源热泵管埋置方法，尤其是一种基于植桩过程的地源热泵管埋置方法。

背景技术

地源热泵技术是利用深层恒温地热作为能源的一种手段，需要向地基深处埋置地源热泵管。迄今为止埋置地源热泵管的常用施工方法可归纳为以下三类：

第一，用钻机向地基深层土层按设计深度钻孔再插入地源热泵管。地源热泵管为柔性管体，自重相对较轻，插管施工过程受到泥浆或地下水的浮力作用，故一般采用人工插管，然而人工插管很难准确埋置到设计的深度，施工速度较慢，还需要支付钻机进退场费和台班使用费等费用，这样不仅会产生成本高和效率低等缺陷，同时施工质量也不能得到保证。

第二，将地源热泵管埋设在混凝土钻孔灌注桩内和混凝土浇注一体。将地源热泵管绑扎在混凝土钻孔灌注桩的钢筋笼内，与钢筋笼一起埋入桩孔中；但是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，必须按设计的整体长度埋设，所以存在较大的施工干扰；根据施工规范要求混凝土钻孔灌注桩在设计桩顶的标高之上必须设置有一定长度的混凝土超灌注段，因此还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，一旦出现断裂，地源热泵管就因无法修复而报废，需要采取钻孔增补地源热泵管来弥补，这样既延误工期又增加成本投入。该施工方法操作复杂并且施工成功率较低，同时浇注在混凝土内的地源热泵管热交换性能也会受到不利影响。

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内。采用该埋置方法的地源热泵管与大地土层不充分接触，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，还会破坏管桩顶结构，影响管桩的承载力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种施工方便的基于植桩过程的地源热泵管埋置方法，埋设完成后地源热泵管与大地土层的热交换性能良好。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于植桩过程的地源热泵管埋置方法，包括以下步骤：

1）：用植桩机钻孔形成植桩孔，所述的植桩孔的内径大于管桩的外径；

2）：在所述的管桩的外表面靠近底部处固定安装至少一个挂钩，按预定的长度和数量准备地源热泵管，将所述的地源热泵管固定到所述的挂钩上，将所述的地源热泵管固定在所述的管桩的管壁上；

3）：将所述的管桩垂直悬吊于所述的植桩孔的正上方；

4）：将所述的管桩放入所述的植桩孔内利用管桩的自重下沉，所述的地源热泵管通过所述的挂钩的牵引被埋入地下。

所述的管桩的外表面靠近底部处环绕安装有钢套箍，所述的挂钩固定设置在所述的钢套箍上。采用这种结构安装地源热泵管十分方便。

所述的钢套箍为环形钢板，所述的挂钩焊接在所述的环形钢板上，所述的环形钢板的两端用螺栓拧紧固定。不仅节省钢套箍的材料，降低成本；同时地源热泵管能够紧贴管桩的外表面，减小地源热泵管埋置过程中受到的阻力。

所述的地源热泵管弯成“U”字型挂接在所述的挂钩上，所述的挂钩的上方环绕所述的管桩设置有至少两条软性索环，所述的软性索环将所述的地源热泵管与所述的管桩的外表面牢固束缚。地源热泵管固定在管桩的外表面，与大地土层充分接触，热交换性能较好。

所述的管桩由根据设计要求的至少两节单元桩段首尾固定相连组成，所述的管桩的装配步骤如下：

1）在植桩孔所在地面平稳放置接桩固定架，所述的接桩固定架设置有内径大于所述的单元桩段的桩径的通孔，所述的通孔与所述的植桩孔对齐；

2）第一个单元桩段的上部接近地面时，用钢丝索固套将第一个单元桩段穿过所述的通孔固定到所述的接桩固定架上，将第二个单元桩段垂直悬吊在第一个单元桩段的正上方；

3）将第一个单元桩段与第二个单元桩段通过焊接或机械固定连接固定，相连处形成节间接头。

与现有技术相比，本发明的优点在于植桩孔比管桩的桩径大，管桩和植桩孔之间形成充满泥浆的空间，因此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入管桩底部所在的深度，使地源热泵管与大地土层充分接触，热交换性能良好，同时避免了人工插管的麻烦；地源热泵管的埋设过程与植桩过程同步进行，无需额外的打孔设备，降低了施工成本，且地源热泵管埋置时无需分节，降低了地源热泵管埋入地下部分发生断裂的风险，对管桩的植桩过程干扰小，在工程设计允许的条件下可同时埋置多根地源热泵管。

附图说明