[发明专利]旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置埋入地层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地源热能预制桩技术领域，具体说涉及一种旋进式壁后注浆地源热能转换 预制桩装置埋入地层的方法。

背景技术

地源热泵可以将地源热能提供给建筑物，这种既环保又节能的方式正被广泛使用，但 是，地源热泵是通过“钻孔直埋式”方法，即通过预先在地下埋入换热管的方式，将地下热 能转换到地上的，而预钻孔的费用很高，一般占总投资一半以上，且在钻孔内埋入换热管 的工艺很复杂。这都给地源热泵技术的发展造成困难。桩基础是建筑物常用的基础形式，通 常桩直径从0.5～2.0m，桩长十米，甚至达百米，被埋入深层土中。发明人经过研究实践发 现，将改进后的旋进式预制桩作为地下埋管的载体，并对其进行壁后注浆，不但解决了上述 地源热泵前期埋管技术的缺陷，还提高了桩基承载力。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置埋入地层的方法，使 桩基施工和地源热泵埋管施工一体化，不但可避免在地面上挖许多20～100m的深孔，大大降 低钻孔埋设成本，节约了用地面积，也提高了施工效率。

为了解决上述问题，本发明的技术解决方案为：

一种旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，包括分别埋入桩孔内的若干个旋进式预 制螺旋桩，各螺旋桩内埋设有垂直换热器，各垂直换热器的进口端和出口端分别伸出螺旋桩 上端开口，分别与承台或垫层内的水平进液集管、水平出液集管连接，沿垂直换热器的长度 方向每隔1－3m设置的对中支架，旋进式壁后注浆预制螺旋桩包括空心桩芯，桩芯底部设置 圆锥形桩头，桩芯外壁下部1-3m位置处设置螺旋叶片，桩芯外壁中上部与桩孔壁之间浇注后 形成的注浆加固层。

本发明的旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，其中所述对中支架包括板体，板体 的外侧设有开口，开口的个数与放置的垂直换热管的组数对应，该开口孔的直径略大于垂直 换热管的外径，板体的中心设置灌浆孔，注浆管放置在灌浆孔中。

本发明的旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，其中所述对中支架采用钢、塑料或 混凝土制成。

本发明的旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，其中所述承台或垫层内的水平进液 集管、水平出液集管外部分别设置带弯脚的进液金属套管、出液金属套管，进、出液金属套 管分别与水平进液集管、水平出液集管之间填充保温材料。

本发明的旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，其中所述垂直换热器为U型垂直换 热管。

本发明的旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置，其中所述垂直换热管为高强度聚乙 烯或PVC或PPR材质的换热管。

本发明上述旋进式壁后注浆地源热能转换预制桩装置埋入地层的方法，包括如下步骤：

(1)由桩机动力头带动旋进式壁后注浆预制螺旋桩旋转钻入桩基预定深度，

(2)沉桩结束后，根据实际热负荷需要及桩芯桩径大小，在桩芯内放置一组或多组垂 直换热器，沿垂直换热器的长度方向每隔1－3m设置一个对中支架，在对中支架的灌 浆孔中放置注浆管，

(3)进行桩内回填工序，用注浆泵或泥浆泵通过注浆管将回填物高压从桩芯底部自下而 上封入，

(4)桩内回填完毕后，对桩芯外壁中上部与桩孔之间的空隙进行后压浆，形成后注浆加 固层，

(5)在承台或垫层内设置水平进液集管、水平出液集管，将预埋于预制桩内的垂直换 热器的进口端、出口端分别与水平进液集管、水平出液集管连接。