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专利号: 2018111358032
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种现浇钢筋混凝土水平围护能量桩,其特征在于:包括插设在基坑内的桩体,所述桩体沿轴向的底端固定嵌设在所述基坑的土体内,所述桩体沿轴向的顶端竖直向上延伸;

所述桩体内埋设有钢筋笼,所述桩体内的背土侧间隔设有若干个背土侧U形换热管,所述桩体内的迎土侧间隔设有若干个迎土侧U形换热管;且所述背土侧U形换热管和所述迎土侧U形换热管均固定设置在所述钢筋笼上;

所述桩体内设有用于隔绝所述背土侧U形换热管和所述迎土侧U形换热管交换热量的隔热板,且所述隔热板插设在所述背土侧U形换热管和所述迎土侧U形换热管之间;

所述背土侧U形换热管的管底和所述迎土侧U形换热管的管底均位于所述桩体内,所述背土侧U形换热管的两个管口和所述迎土侧U形换热管的两个管口均沿所述轴向贯穿所述桩体的顶面;

所述背土侧U形换热管的两个管口分别与热水箱的第一进口和所述热水箱的第一出口相连通,且每个所述背土侧U形换热管分别与所述热水箱组成一个第一循环回路;所述第一循环回路上串联有第一水泵,且所述第一水泵位于所述桩体外;

所述迎土侧U形换热管的两个管口分别与冷水箱的第一进口和所述冷水箱的第一出口相连通;且每个迎土侧U形换热管分别与所述冷水箱组成一个第二循环回路;所述第二循环回路上串联有第二水泵,且所述第二水泵位于所述桩体外;

所述热水箱上开设有用于向热水箱内注入第一导热流体的第一注入口和用于排出第一导热流体的第一排出口;所述冷水箱上开设有用于向所述冷水箱内注入第二导热流体的第二注入口和用于排出所述冷水箱内的第二导热流体的第二排出口;

所述热水箱的第二进口和所述热水箱的第二出口分别与给建筑供冷暖的供冷暖管道的入口和出口相连通;

所述冷水箱的第二进口和所述冷水箱的第二出口分别与给建筑供冷暖的管道的入口和出口相连通;

且所述热水箱的第二进口、所述热水箱的第二出口、所述冷水箱的第二进口和所述冷水箱的第二出口上分别设有开关。

2.如权利要求1所述的一种现浇钢筋混凝土水平围护能量桩,其特征在于:所述第一导热流体和所述第二导热流体均为水。

3.如权利要求1所述的一种现浇钢筋混凝土水平围护能量桩,其特征在于:所述隔热板沿所述轴向设置在所述桩体的中间。

4.如权利要求1所述的一种现浇钢筋混凝土水平围护能量桩,其特征在于:所述桩体内的背土侧间隔设有两个背土侧U形换热管,所述桩体内的迎土侧间隔设有两个迎土侧U形换热管;且所述背土侧U形换热管和所述迎土侧U形换热管分别对称设置在所述隔热板的两侧。

5.如权利要求1至4任一项所述的一种现浇钢筋混凝土水平围护能量桩的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)在基坑中安装钢筋笼,将若干个背土侧U形换热管固定在所述钢筋笼的背土侧上,且所述背土侧U形换热管的两个管口分别外露于所述钢筋笼的上端;将若干个迎土侧U形换热管分别固定在所述钢筋笼的迎土侧上,且所述迎土侧U形换热管的两个管口分别外露于所述钢筋笼的上端;

在所述钢筋笼上安装隔热板,所述隔热板固定在所述背土侧U形换热管和所述迎土侧U形换热管之间的钢筋笼上;

(2)向所述钢筋笼上浇灌混凝土,以形成桩体,且所述背土侧U形换热管的两个管口、所述迎土侧U形换热管的两个管口分别外露于所述桩体的上端;

(3)在所述桩体外布置所述热水箱和所述冷水箱;

将所述背土侧U形换热管的两个管口分别与所述热水箱的第一进口和所述热水箱的第一出口相连通,且每个所述背土侧U形换热管分别与所述热水箱组成一个第一循环回路;

将所述迎土侧U形换热管的两个管口分别与所述冷水箱的第一进口和所述冷水箱的第一出口相连通,且每个所述迎土侧U形换热管分别与所述冷水箱组成一个第二循环回路;

(4)在基坑开挖阶段,向所述热水箱内注入热的第一导热流体,且所述第一导热流体的温度高于基坑中的桩体及桩体周围地层的温度;向所述冷水箱内注入冷的所述第二导热流体,且所述第二导热流体的温度低于基坑中的桩体及桩体周围地层的温度;

由于所述第一导热流体的温度高于基坑中的桩体及桩体周围地层的温度,所述第一导热流体会使所述桩体的背土侧产生膨胀,产生温度应力,从而抵抗在所述基坑开挖过程中的桩体变形;

由于所述第二导热流体温度低于基坑中的桩体及桩体周围地层的温度,所述第二导热流体会使桩体的迎土侧产生收缩,产生温度应力,从而抵抗基坑开挖过程中的桩体变形;

(5)在所述基坑开挖结束后,向所述热水箱和所述冷水箱内均注入常温水,且打开所述热水箱的第二进口、所述热水箱的第二出口、所述冷水箱的第二进口和所述冷水箱的第二出口上的开关;

夏天,当所述供冷暖管道给所述建筑供冷时,所述热水箱和所述冷水箱内的常温水分别经第一循环回路和第二循环回路被桩体及桩体周围地层中的地温能冷却,且冷却后的常温水流入供冷暖管道内给建筑供冷;

冬天,当所述供冷暖管道给所述建筑供暖时,所述热水箱和所述冷水箱内的常温水分别经第一循环回路和第二循环回路被桩体及桩体周围地层中的地温能加热,且加热后的常温水流入供冷暖管道内给建筑供暖。