能量桩导热性的影响因素

环境和能源是现代社会的两大热点问题。能源的过度开采和消耗,能源短缺以及环境污染成为我国发展过程中面临的主要问题,利用可再生的清洁能源是解决这一问题的有效途径。在北方冬季供暖时的能源消耗是不可避免的,地源热泵系统可以有效节约能源减少环境污染,但传统的地源热泵技术钻孔埋管施工费用高,能量桩作为新型桩基埋管地源热泵技术可以更有效地节能减排降低造价,提高能量桩的导热性,可以更有效率地存储和释放能量。     

能量桩技术的工程应用研究

能量桩作为一种新型桩基埋管技术,兼起到桩基和地源热泵换热器的双重作用,具有工期短、造价低、节约建筑用地等优势,文章对能量桩的应用、材料的配合比、承载性能及施工等方面存在的问题进行了阐述,为工程实践提出指导性建议。     

土体热物性对能量桩换热效率特性的影响研究

能量桩是一种新型桩埋管形式的地源热泵技术,并在国内外典型工程中获得一定的尝试应用。结合能量桩热响应现场测试数据,基于数值模拟方法,建立考虑不同运行模式下能量桩换热效率分析的有限元数值模型。通过与现场实测数据的对比分析验证了数值模型的准确性和可靠性;探讨土体的热容、土的热传导系数、桩的热容、桩的热传导系数等参数对能量桩换热效率的影响规律。研究结果表明,土体的热容变化对换热效率的影响要大于桩的热容变化的影响,土的热传导系数变化对换热效率的影响要小于桩的热传导系数的变化的影响;土体的热容越小、热传导系数越大,能量桩对桩周土的影响范围则越大。     

能量桩技术助推地源热泵建筑应用

本刊讯近日,在济南召开的山东省首届绿色建筑与建筑节能新技术产品博览会上,山东建筑大学方肇洪教授介绍了能量桩技术在地源热泵方面的建筑应用。地源热泵空调系统通常需要足够大的室外面积来设置地埋管换热器,这成为制约地源热泵空调系统在建筑容积率大的场合推广应用的主要障碍;同时,与传统空调系统相比,较高的钻孔费用也在一定程度上降低了地源热泵空调系统的经济适用性。为突破这些障碍,亟需找到一种新的可替代钻孔埋管的地热换热器。     

桩埋管地源热泵系统施工工艺初探

为了使桩埋管地源热泵系统得到更多的应用,施工质量得到更大的提高,对桩埋管的埋管形式和特点进行分析,选择经济适用的埋管形式,对施工工艺流程中注意事项进行分析,提出了后注浆技术的应用,提高了施工质量。     

桩侧热交换能量桩技术开发及应用

结合本地区的桩基工程实际和对能量桩技术的摸索,提出了在桩侧实现热交换的新型能量桩技术。该技术的主要特点是将地源热泵管绑扎于预制桩的桩侧,并通过桩体的下沉和挂钩的牵引埋入地下。通过对一个工程案例的总结分析,发现新型能量桩技术在施工方面具有无挤土效应、对桩无损伤、低噪声、桩长可控、热交换管设置方便等优点。其中,热交换管的布设对预制桩的接桩几乎无影响,克服了传统预制能量桩在施工方面的主要障碍。     

能量桩换热管新型埋管方式技术比较分析

简要介绍了目前常规灌注桩和预制桩中换热管埋设方式,并指出常规埋管方式中存在的一些技术缺陷;分别针对灌注桩、预制桩和大直径管桩,提出3种换热管埋设方式的新技术及其施工方法;分析新型埋管方式与常规埋管方式之间的优缺点,为类似工程提供借鉴和参考选择依据.     

地源热泵桩埋管换热器设计计算及经济性分析

能源与环境污染问题是当今世界各国面临的重大社会问题。地源热泵作为一种高效率、绿色环保的热水、取暖和制冷系统也得到了设备各界的大力推广。随着技术的不断更新与成熟,桩埋管地源热泵成为现在我国地源热泵的主要发展方向。本文对桩埋管技术进行经济性分析,并提出不同形式桩基埋管换热器的半经验计算公式。     

基于静钻根植桩的地源热泵管埋设技术

结合本地区的桩基工程实际和地源热泵技术,介绍了基于静钻根植桩的地源热泵管埋设技术研发过程及其工程应用。该技术的优点在于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,避免了人工插管的麻烦,降低了施工成本,且地源热泵管埋置时无需分节,对管桩的植桩过程干扰小。     

“双碳”背景下能量桩在工程建设领域的研究与应用

能量桩是地源热泵和建筑桩基技术的结合,具有结构承载和与地热能交换的双重作用,具有较高的经济实用性和环保性,近年来越来越受到行业的关注。本文总结介绍了近年来国内外能量桩的研究进展与发展现状,针对能量桩的性能进行了分析探讨;同时,围绕新型能量桩的特点和发展现状,进行了总结分析,重点阐述了相变材料能量桩的相关内容;简要介绍了国内外能量桩的具体应用实例,并着重分析了能量桩在桥面除冰融雪方面的应用情况,并对能量桩的应用前景进行了分析。     

摩擦型能源桩荷载–温度现场联合测试与承载性状分析

能源桩集地源热泵技术与建筑桩基于一体,桩基承载性状受荷载–温度耦合作用而不同于常规工程桩。开展了昆山某摩擦型能源桩工程的荷载–温度现场联合测试,测试了多级荷载水平与不同换热工况下桩身的温度、应力分布及桩顶位移变化,整理得到桩身的附加温度荷载、桩身轴力及桩侧摩阻力分布曲线,分析了摩擦型能源桩荷载–温度作用下的承载性状与荷载传递特征。测试结果表明:能源桩的温度变化将引起附加温度荷载,桩身轴力和附加温度荷载分布特征和桩顶荷载作用、桩端约束有关,承载性状不同于单一荷载作用下的工程桩。加热工况引起桩身上、中部多处出现负摩阻力,但荷载的增加有利于减小升温引起的负摩阻力效应;制冷工况下,桩端附近产生负摩阻力,能源桩荷载传递特征受荷载–温度耦合作用而改变。设计荷载作用下,能源桩顶加热时隆起而制冷时下沉,加热工况引起的桩顶位移在停止加热回温后可基本恢复,但制冷工况引起的桩顶位移在回温后会导致桩顶产生附加沉降,荷载–温度耦合作用也引起了能源桩沉降性状的变化。     

双U型埋管能源桩桩周岩土体温度场分布特征试验研究

以信阳地区两根相邻的双U型埋管能源桩为研究对象,通过较长时间的TRT增温测试地温恢复TPT制冷测试模拟了能源桩的间歇性运行状态,在能源桩桩壁和岩土体中埋设传感器实测获得了能源桩运行过程中的桩周岩土体温度场分布。研究成果显示,能源桩运行过程中的传热表现为三维传热特征,桩端岩土体的温度变化滞后于桩体中间区域岩土体,建议能源桩设计时在桩端部位适当增加埋管量,以提高能源桩的换热效率;测试结果显示在经过172h的TRT测试并进行约25d的地温恢复后,桩周岩土体温度整体升高了约1℃,验证了岩土体温度扩散的缓慢性及其具有良好的热储性,同时也预示了地源热泵运行过程中存在冷热失衡的可能性。     

预制桩锤击打入法在地基处理中的应用

结合工程实例叙述了预制桩锤击打入法在地基处理工程中取得了良好的效果,从锤击法的沉桩机理、施工工艺等方面进行了论述,解决了桩体的偏移和倾斜、桩体破损、沉桩困难等问题,分析了地基土质变化,并取了相应的措施,得出了预制钢筋砼桩是一种很有效的地基处理方法。     

On the evaluation of design parameters effects on the heat transfer efficiency of energy piles

In this paper a methodology for comparative evaluation of design alternatives of cast-in-place energy piles (EPs) is presented. The methodology proposes the comparison to be based on the difference between the temperature of fluid in the pipes and the temperature at the axis of the pile, under a constant heat injection rate in a homogeneous infinite concrete - ground solid, for a period that the thermal influence between all the pipes has been developed, while the conductive heat transfer along the pile is not significant. It is proved that the temperature at the axis of an EP does not depend on the number of the pipes, thus behaving as a reference temperature at a given time for an EP of a given diameter. The difference between the mean fluid temperature in the pipes and the temperature at the axis of the pile is analysed in four components. It is proved that only one of these components depends on time, and it is common in all EPs of the same diameter, the other three depending on the basic design parameters of the EPs, i.e. the number of pipes, the type and dimensions of pipes and the heat/flow characteristics in the pipes. EPs with different design parameters can be compared, the comparison based on the, easily calculated, constant in time temperature difference between the fluid and the axis of the pile.     

围护结构内的热交换管和结构的相互影响研究

地源热泵系统是对地温能进行利用的一种新型技术,其中在地下连续墙或钻孔灌注桩内埋设热交换管称为墙埋管和桩埋管。但是在地下连续墙或灌注桩中埋管是否会对其承载能力造成影响,以及地下连续墙或灌注桩的变形是否会对埋管产生影响分别是结构和暖通两个专业关心的问题。通过地下连续墙和灌注桩埋管前后的截面面积和惯性矩的变化,分析了埋管对其承载能力的影响。根据围护结构的结构特点以及允许位移,分析了围护结构的变形对埋管的影响。同时还研究了在地源热泵运营时,防冻液渗入混凝土可能引起的对围护结构的影响及其避免措施,研究结果表明,围护结构内埋管对其承载能力的影响相当小,围护结构的变形也不会影响热交换管的正常使用。     

某电厂地基处理优化设计研究

根据某电厂所处场地具体的工程地质条件,结合第一、二期工程地基处理的方案与实施,研究了电厂三期工程地基处理方案。主要讨论了主厂房天然地基方案和桩基方案,重点对钢筋混凝土预制桩、钻孔压灌桩及沉管灌注桩等三种桩基方案进行分析。通过对比,主厂房确定了采用钢筋混凝土预制桩方案。最后,简述了预制桩小群桩现场试验,对最终的地基处理优化设计提供了可靠的参考数据。     

钻孔灌注桩桩端后注浆技术在建筑桩基工程中的应用

钻孔灌注桩常作为高层建筑基础,但钻孔灌注桩的施工质量很难控制,尤其是当桩长时,常会造成工程事故和经济上损失,本文通过工程实例介绍钻孔灌注桩后注浆工艺及效果,分析后注浆技术提高桩侧摩阻力和桩端阻力的机理,试验表明桩端后注浆技术可作为提高钻孔灌注桩承载力的有效措施。实践证明钻孔灌注桩后注浆工艺技术可靠,速度快,造价低前景良好。     

能量桩换热管不同埋设方式储热模拟研究

能量桩内部埋设换热管是高效开发与利用地下热能的一种新方法。通过建立能量桩换热管模型,并用计算机模拟3种不同的埋管方式,得出不同埋管方式下土壤的温度场分布图。     

路堤荷载下砼芯水泥土搅拌桩复合地基现场试验研究

针对砼芯水泥土搅拌桩复合地基处理高速公路深厚软土段的工程实例,通过地表沉降、分层沉降、深层水平位移、砼芯荷载以及桩土应力比测试,讨论了砼芯水泥土搅拌桩处理深厚软土地基的加固效果,荷载分布和传递规律。测试结果表明：砼芯水泥土搅拌桩对于路基沉降和水平位移控制效果优于水泥土搅拌桩,且横断面差异沉降较小。复合地基的主要压缩量发生在桩顶至砼芯底端一定范围的土体内,沉降发生深度由砼芯控制。砼芯水泥土搅拌桩上部出现负摩阻力,中性点位于砼芯1/3长度处。桩土应力比为水泥土搅拌的2～3倍,与刚性桩相近,桩体承担大部分路堤荷载。砼芯水泥土搅拌桩复合地基排水通畅,超静孔隙水压力消散迅速。路堤荷载下砼芯水泥土搅拌桩工作特性与载荷板试验下的测试结果有所不同。最后从沉降和承载力控制角度给出了砼芯水泥土搅拌桩复合地基的设计方法     

长螺旋干成孔压灌混凝土桩在工程中的应用

结合工程实例，介绍了长螺旋干成孔压灌混凝土桩的施工工艺及其在工程中的具体应用，经检测其工程效果良好，指出了这是一种值得推广的优质、高效的环保桩型。