一种浆固钢渣能量桩的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于地源热栗及粧基础技术领域，特别涉及一种浆固钢渣能量粧。
【背景技术】
[0002]能量粧是一种粧埋管形式地源热栗技术与传统粧基础相结合的经济高效、节能减排的新技术，通过在粧基础中埋设传热管，从而实现与浅层地能的热交换。而粧体作为热传递与热交换的主体，需要具有较大的热量存储能力和较好的热传输性能。传统的能量粧粧身材料主要采用混凝土、碎石和钢材等，虽然钢粧具有良好的热传导性能，但其造价很高，在建筑工程中应用并不多，而碎石粧的热量存储能力和热传输性能很一般，钢筋混凝土粧虽然具有较好的热量存储能力和热传输性能，但埋管时需要将传热管与钢筋笼绑扎在一起，影响了混凝土振捣密实，在传热管与钢筋笼之间容易形成空隙而引起钢筋腐蚀，此外，由于传热管与混凝土模量相差较大，粧基受力变形时，易在传热管孔洞处产生应力集中，从而影响粧基受力。
[0003]钢渣粧是由日本率先开发研制的一种以废弃钢渣为粧体主要材料的柔性材料粧。钢渣粧加固地基是利用制粧过程中对粧周土的振密、挤压和粧体材料的吸水、膨胀以及与粧周土的离子交换、硬凝反应等作用，改善粧周土的物理力学性质，并与粧周土一起共同构成复合地基。尽管钢渣中少量的活性熟料能够与水发生作用，生成不溶于水的凝胶晶体，使钢渣粧固结为一个整体，但这个固结过程往往需要数月时间，而且固结后粧身强度和刚度相对较低，所形成的复合地基在较大荷载作用下仍会产生较大的沉降变形。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型将能量粧技术与钢渣粧相结合，利用钢渣和水泥浆液固结形成的钢渣复合材料作为能量粧粧身材料，提供一种既能保证粧体强度，又能提高粧身的热传递与热交换效率，且具有节能减排、生态环保等特点的浆固钢渣能量粧。
[0005]为达到上述解决方案，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]本实用新型的一种浆固钢渣能量粧，包括由钢渣填料和水泥浆液固结形成的粧体和埋设在粧体内的U型换热器组成。利用地质钻机在地层中垂直钻进成孔，然后将U型换热器系统及注浆管埋设在粧孔内，回填钢渣材料，并通过注浆管压入水泥浆液养护成粧。
[0007]所述U型换热器是由两根聚乙烯传热管通过刚性支撑肋和传热管接头连接而成。
[0008]作为优选，所述传热管直径为20?45mm，两根传热管之间的距离为15?40cm;所述传热管接头是内径为20?45mm，壁厚为2?5mm的聚乙烯弯管;所述刚性支撑肋是由聚乙烯材料制成的斜向支撑梁。
[0009]作为优选，所述钢渣填料是由粒径大于1mm的粗料和粒径小于或等于1mm的细料按体积比2:1混合均匀配制而成。
[0010]作为优选，所述粧体呈梅花形布置，粧径d = 0.3?0.7m，粧中心距I = 2.0-4.0D,粧长L = 8?20m。
[0011]本实用新型的有益效果在于:(1)钢渣粧通过压力注浆既能提高粧体的强度，又能改善粧间土的性质，有效提高了软弱地基的承载能力，减少了工后沉降。(2)钢渣和水泥浆液固结形成的浆固钢渣粧体密实性高、传热性能好，换热器被浇注在粧体内部，其接触热阻小、热传递与热交换效率大幅度提高。(3)由于钢渣的废弃堆放不仅占用了大量农田土地，而且对环境造成污染，采用废弃钢渣作为能量粧粧身材料，有效实现了节能减排和资源的再利用，具有良好的环境、经济和社会效益。
[0012]【附图说明】:
[0013]图1为本实用新型的浆固钢渣能量粧粧身剖面示意图。
[0014]图2为本实用新型的浆固钢渣能量粧平面布置图。
[0015]图中:I为粧体;2为U型换热器;3为钢渣填料;4为水泥楽液;5为传热管;6为刚性支撑肋;7为传热管接头;8为注浆管。
【具体实施方式】
[0016]以下将结合附图，对本实用新型的一个优选实施例作进一步说明:
[0017]如图1所示，一种浆固钢渣能量粧，包括由钢渣填料3和水泥浆液4固结形成的粧体I和埋设在粧体内的U型换热器2组成。所述U型换热器2是由两根聚乙烯传热管5通过刚性支撑肋6和传热管接头7连接而成。
[0018]所述传热管5直径为20?45mm，两根传热管5之间的距离为15?40cm;所述传热管接头7是内径为20?45mm，壁厚为2?5mm的聚乙稀弯管;所述刚性支撑肋6是由聚乙稀材料制成的斜向支撑梁。
[0019]所述钢渣填料3是由粒径大于1mm的粗料和粒径小于或等于1mm的细料按体积比2:1混合均匀配制而成。
[0020]如图2所示，所述粧体I呈梅花形布置，粧径d = 0.3?0.7m，粧中心距I = 2.0-
4.0D，粧长 L = 8?20m。
[0021]本实用新型的浆固钢渣能量粧施工步骤:
[0022](I)钻进成孔:根据设计粧体I的直径及粧长，利用地质钻机在地层中垂直钻进成孔，直至预定深度，钻孔时采用泥浆护壁的大栗量正循环方法作业，以便顺利冲孔排渣。
[0023](2)埋设换热器:将带有刚性支撑肋6的两根传热管5通过传热管接头7连接形成U型换热器2，并将U型换热器2和钢质注浆管8—起埋设在粧孔内。
[0024](3)回填钢渣:钢渣填料3按粗料和细料体积比2:1均匀混合而成，将配制好的钢渣填料3通过串筒投放至孔内，在投放过程中，应不间断地利用注浆管8注入清水洗孔。
[0025](4)压力注浆:利用注浆管8向钢渣填料3内压入水泥浆液4，注浆时采用边压浆边拔管的方法，并随时在粧顶填充钢渣填料3，注浆完成后，拔出注浆管8，即可完成一个浆固钢渣能量粧的施工。
[0026]本实用新型的保护范围并不以【具体实施方式】为限，而是由权利要求加以限定。
【主权项】
1.一种浆固钢渣能量粧，包括由钢渣填料和水泥浆液固结形成的粧体和埋设在粧体内的U型换热器组成;所述U型换热器是由两根聚乙烯传热管通过刚性支撑肋和传热管接头连接而成。2.根据权利要求1所述一种浆固钢渣能量粧，其特征在于:传热管直径为20?45mm，两根传热管之间的距离为15?40cm ；所述传热管接头是内径为20?45mm，壁厚为2?5mm的聚乙稀弯管;所述刚性支撑肋是由聚乙烯材料制成的斜向支撑梁。3.根据权利要求1所述一种浆固钢渣能量粧，其特征在于:所述粧体呈梅花形布置，粧径d = 0.3?0.7m，粧中心距I = 2.0?4.0D，粧长L = 8?20m。
【专利摘要】本实用新型公开了一种浆固钢渣能量桩，其特征在于：包括由钢渣填料和水泥浆液固结形成的桩体和埋设在桩体内的U型换热器组成，所述U型换热器由两根聚乙烯传热管通过刚性支撑肋和传热管接头连接而成。钢渣桩通过压力注浆既能提高桩体的强度，又能改善桩间土的性质，有效提高了软弱地基的承载能力，减少了工后沉降；同时浆固钢渣桩密实性高、传热性能好，换热器被埋设在桩体内部，其接触热阻小，热传递与热交换效率显著提高。本实用新型具有工艺简单、施工周期短、经济高效、节能减排、生态环保等特点，可在能量桩工程中推广应用。
【IPC分类】E02D27/16, C04B28/00, C04B18/14, F25B30/06, E02D5/36
【公开号】CN205116203
【申请号】CN201520699310
【发明人】王安辉, 余沛, 张智慧, 高庆敏
【申请人】商丘工学院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年9月11日