能量桩技术及其工程应用研究进展资料
桩基在电力工程中的应用
桩基在电力工程中的应用
随着电力工程的不断发展，桩基作为一种重要的基础工程技术，广泛应用于电力工程中。本文将从桩基的种类、在电力工程中的应用和未来的发展前景等方面进行探讨。
一、桩基的种类
桩基可以分为钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钢管桩、压实桩等多种类型。在电力工程中，应根据工程的具体需求选择不同的桩基类型。
钢筋混凝土桩是一种常见的桩基类型，具有承载力强、耐久性好等特点。它在输电线路和变电站的基础工程中得到广泛应用。
预应力钢筋混凝土桩通过预应力作用，使桩体具有更好的承载能力。在大型电力工程项目中，预应力钢筋混凝土桩常用于建设高耸的输电塔和变电站大型设备的基础。
钢管桩由钢管制成，具有良好的抗侧移能力和承载力。在电力工程中，钢管桩常用于建设变电站、输电线路的桩基工程。
压实桩是将排水桩通过压实设备压实成型，具有便于施工和经济效益高等特点。它常用于电力工程中的基础加固和土壤改良。
二、桩基在电力工程中的应用
1. 输电线路建设 输电线路作为电力工程中的重要组成部分，其安全稳定运行对于电力供应至关重要。桩基可以提供稳固的基础支撑，避免输电塔和电缆的倾斜和偏移。钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩常被用于输电线路的桩基建设，以确保输电线路的安全可靠运行。
2. 变电站基础工程
变电站是电力系统中的重要环节，它起着电能传输、变压、配电和保护的作用。变电站的基础工程对于变电站的稳定运行至关重要。钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩常用于建设变电站的基础，以确保变电站设备的稳固安全。
3. 电力设备基础
电力工程中的设备，如变压器、开关设备等，都需要稳固的基础支撑。钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩常用于建设电力设备的基础，以确保设备的稳定运行。
4. 土壤改良和基础加固
在一些复杂地质条件下，土壤的稳定性和承载力可能不足以满足电力工程的需求。这时可以采用压实桩等技术进行土壤改良和基础加固，以提升地基的稳定性和承载能力，确保电力工程的安全运行。
微型桩研究现状与进展
微型桩研究现状与进展
摘要：本文介绍了微型桩的受力机理及其适用范围，指出微型桩有施工场地小、沉降量小、承载力高、施工噪声小等优点。详尽介绍了微型桩的一般构造和施工工艺，并对国内外微型桩的研究现状进行了总结。
关键词：微型桩；施工工艺；研究现状
Abstract: This paper describes the mechanism and scope of the micro-pile force,
pointed out that the micro-pile construction site is small, a small settlement, high
capacity, construction noise, etc. Detailed descriptions of the general construction and
construction technology of the micro-pile, research status and micro-pile at home and
abroad are summarized.Key words: micro piles; construction technology; Research
中图分类号：TU473.1文献标识码： A 文章编号：
前 言
微型桩(Micropile)一般指桩径小于300mm，长细比大于30的小直径桩型[1]。在20世纪50年代由意大利的F.Lizzi提出，并由Fondedile公司首先开发利用。微型桩最初应用于加固在二次世界大战中受到破坏的历史性建筑。微型桩第一个工程应用实例是Lizzi用桩径100mm，桩长13m的微型桩对那不勒斯A.Angiiulli学校建筑的加固。1962年，微型桩技术被Fondedile公司引入到德国、英国等其他国家。
微型桩采用压力注浆，桩与桩周土能够紧密结合，桩端下虚土及持力层被胶结加固，压力注浆能够明显提高桩周土的力学性能、增加单桩承载力[2]。微型桩主要优点有：施工场地小；沉降量小；能够较好的适用于软土地区；承载力高；施工引起的附加应力小；施工噪声和引起的震动小；适用于各种不同的土质条件；传力明确[3~7]。
冷热循环作用下砂土地基能量桩热传递特性测试系统
第36卷 第2期河北工程大学学报（自然科学版）Vol.36 No.22019年6月Journal of Hebei University of Engineering(Natural Science Edition)Jun.2019
冷热循环作用下砂土地基能量桩热传递特性测试系统
宋怀博，裴华富，赵 维
(大连理工大学 海岸与近海工程国家重点实验室，辽宁 大连116024)
摘要：能量桩是一种兼具换热和承担建筑荷载功能的新型建筑节能技术，为研究冷热循环温度影
响下能量传递特性，设计了一套新型的能量桩模型实验及测试系统，较为系统地研究了砂土地基
中预制单U型混凝土能量桩的传热特性。试验结果表明：在能量桩换热过程中，热量更易从桩体
传递到土体；冷热循环中，桩身温度差异较小，温度沿桩身分布均匀；制热工况下能量桩在土体
中的温度影响范围大于制冷工况，能量桩换热效率随着桩身与土体温度差异的减小而减小。
关键词：冷热循环；传热特性；测试系统；相似原理；模型试验中图分类号：TU83 文献标识码：A
Test-system of Heat Transfer Performance of Energy Pile under
Thermal Cycling in Sand
SONG Huaibo，PEI Huafu，ZHAO Wei
(State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering，Dalian University of Technology，Dalian 116024)
Abstract：Energy pile is a new building energy saving technology with both heat exchange and load
bearing functions. However，there are few studies aimed at heat transfer performance of energy piles
桩基础国内外研究现状
- 1 - 桩基础国内外研究现状
桩基础是土木工程中常用的基础形式，其研究涉及地质、土力学、结构力学等领域。国内外学者对桩基础的研究取得了很多进展，主要包括以下几个方面：
1. 桩基础的设计和施工技术：国内外研究人员通过大量的实验研究和工程实践，提出了各种桩基础的设计和施工方法，如钻孔灌注桩、挤密桩等，同时也对桩基础的受力性能和变形特性进行了深入研究。
2. 桩基础的荷载机理：国内外研究人员对桩基础的荷载机理进行了深入研究，包括桩的承载力、桩与土体的相互作用等，建立了一系列桩基础的分析模型和计算方法，为桩基础的设计提供了理论基础。
3. 桩基础的可靠性研究：国内外研究人员通过实验模拟和现场观测等方法，对桩基础的可靠性进行了研究，探讨了桩基础的损伤机理和失效模式，为提高桩基础的可靠性提供了技术支持。
4. 桩基础的新材料应用：近年来，新型材料的应用为桩基础的研究和应用带来了新的机遇和挑战。国内外研究人员利用新型材料如高性能混凝土、纤维增强材料等，提高了桩基础的承载力和抗震性能，为桩基础的实用化应用提供了新的途径。
总的来说，桩基础的研究是一个不断发展的领域，国内外学者在桩基础的设计、荷载机理、可靠性和新材料等方面进行了广泛深入的研究，为桩基础的实用化应用提供了重要的理论和技术支持。
桩—土理论与试验研究进展
第 2章 桩—土理论与试验研究进展
桩是深入土层的柱形构件，其作用是将上部结构的荷载，通过较弱地层或水传递到深部
较坚硬的压缩性小的土层或岩层。从历史发展来看，桩是一种比较古老的基础形式，也是迄今
应用最为广泛的建筑物基础或支护构件，属于深基础的一种。桩基础因其具有承载力高、可靠
性大、适用范围广等优点在我国桥梁基础中被普遍采用。桥梁桩基主要承受轴向荷载，有时由
于水流、土体侧向滑移、风载、船舶撞击及车辆制动力等因素也可能承受部分横轴向荷载，对
于海洋环境下桥梁桩基，由于桥梁受到复杂、恶劣的海洋环境荷载作用显著，其所受环境荷载
作用及相应荷载变异都很大， 且由于考虑到海深及通航净空， 海上桥梁基础的悬空高度往往大
于常规桥梁，使得水平荷载引起的弯矩值更大。导致其不同于以车载为控制荷载的常规桥梁，
而是以风浪流的水平组合荷载为控制荷载。
2.1 理论研究进展
“在土力学研究中已经把相互作用的研究提到了重要地位，它是系统论思想的体现。 ”－
谢定义（1997）。轴向荷载作用下桩土共同作用理论研究一直是桩基研究的主流，相对比较成
熟，到目前为止，主要研究方法集中在以下几个方面。 1．荷载传递分析法
最早由 Seed和 Reese（1957）提出，澳大利亚著名学者 Poulos 和 Davis（1980）在其经典
著作中对此作了进一步阐述，其基本思路是把桩离散成许多弹性单元，每一单元（包括桩端）
与土体之间用非线性弹簧模拟桩－土间荷载传递关系， 桩侧摩阻力与剪切位移的关系用非线性
弹簧的应力－应变关系来定义，这一传递关系称为传递函数。 这类方法的关键在于传递函数 (): zs t 的确定。传递函数的主要形式有指数关系函数
（Kezdi，1957），线弹性全塑性关系函数（佐藤悟，1965），以Duncan和 Chang（1970）双曲
线模式来表示的非线性函数（Kraft，1981及何思明，1999），Heydinger 和 O’Neill 初始切线斜
能量桩工程应用研究进展及PCC能量桩技术开发_刘汉龙 (1)
第35卷 第12期 岩 土 工 程 学 报 Vol.35 No.12
2013年 12月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Dec. 2013
DOI：
能量桩工程应用研究进展及PCC能量桩技术开发
刘汉龙1，孔纲强1，吴宏伟2
（1. 河海大学 土木与交通学院，南京 210098； 2. 香港科技大学 土木工程系，香港）
摘 要：能量桩是一种由地源热泵技术与桩基埋管换热器结合组成的经济高效节能减排技术。简要介绍了基于地源热泵技术的能量桩技术原理、桩型、埋管形式以及技术经济优势，总结了近年来国内外能量桩技术的研究现状及其工程应用，包括基于灌注桩的传热管埋管形式和基于预制桩的传热管埋管形式；指出了目前工程应用中存在的一些主要问题，并提出一种新型PCC能量桩技术及其施工工艺；最后简要分析了能量桩技术在国家节能减排工程中的应用前景，并提出有待进一步研究的方向。 关键词：能量桩；地源热泵；热力学；承载力；荷载传递；工程实例
中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号： 作者简介：刘汉龙(1964– )，男，长江学者特聘教授，博士，博导，主要从事软土地基处理及桩基础方面的教学与研
究工作。E-mail: hliuhhu@。
Review of the applications of energy pile and development of PCC energy pile
technical
LIU Han-long1, KONG Gang-qiang1, Charles W. W. Ng2 (1. College of Civil and Transportation Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China; 2. Civil Engineering Department, Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong, China) Abstract: Energy pile is combination of ground source heat pump technology and purposely designed pile for storing energy in
浅谈能量桩研究现状
浅谈能量桩研究现状
摘 要：文章通过有限元数值模拟、室内模型试验、现场原位试验三个方面简要阐述能量桩发展进程及研究现状，针对能量桩研究待解决的问题和发展方向提出建议。
关键词：能量桩；温度循环；承载力特性
中图分类号：TU473 文献标志码 B
0 引 言
我国大部分地区的建筑空调系统普遍存在电力资源浪费的问题，且北方地区冬季采暖的主要途径是煤炭燃烧，进而导致空气质量恶化。二十一世纪以来，人们逐渐重视将浅层地温能等清洁能源应用于建筑领域，能量桩技术开始进入大众视野。
传统的地源热泵技术有占用土地面积、造价高等缺点，能量桩技术将换热管与建筑桩基相结合，使其既拥有桩基础的功能，又可充当地源热泵换热器，因此得名能量桩或能源桩。1994年，日本学者Morino[2]率先提出桩基埋管的概念，并开展试验研究和基于有限差分法的数值分析，验证了能量桩的可行性，为能量桩研究奠定基础。位于德国图宾根市的Kreissparkasse Tuebingen银行是较早应用能量桩技术的工程实例，其主楼采用150根能量桩，桩长约为18~22米，桩身主要穿过砂卵地层，恒温且稳定的地下水活动为能量桩换热提供较为便利的条件[3]。此外，1999年建成的德国法兰克福美茵塔采用112根长为30米的能量桩；瑞士联邦技术研究所的将97根能量桩埋设于建筑物下。近年来，在国内也出现较多工程选择能量桩技术，如2010年上海世博会的主要建筑——世博轴、同济大学旭日楼、南京朗诗国际街区、北京大兴国际机场等。其中，南京朗诗国际街区项目1200根基桩中埋设了单U或双U型传热管，是能量桩一次较大规模的工程应用。 1 能量桩研究现状
目前国内外针对能量桩的研究途径主要分为有限元数值模拟、室内模型试验和现场原位试验。数值模拟研究因其建立模型的过程中简化了诸多因素，与现实中的试验条件不尽相同，故通常作为印证试验结果的手段，不作为主要研究途径。能量桩研究涉及诸多变量，室内模型试验可以较为容易地实现，故室内模型试验是较为常见的研究方式。现场原位试验的结果最为直观可靠，但受限于场地、环境、季节等因素，目前针对能量桩的现场原位试验数量较少，每一次的能量桩原位试验都十分珍贵。
能源桩热-力学性能研究及应用
能源桩热 - 力学性能研究及应用
摘要：能源桩可兼作结构承重构件和地源热泵热交换构件，节省了浅层地热能开发和利用的土地和安装成本。梳理了能源桩的发展现状，缺少系统可靠的热-力学性能研究成为能源桩主要的发展阻碍。分析了能源桩热-力耦合的工作机理，总结了数值模拟分析的类型、假定和桩土本构模型，得出结论：温度作用越大和约束越强，能源桩热-力学响应越大；响应最大点接近距桩底1/3L处；需考虑温度作用产生的负摩阻力对桩承载力的影响。同时，分析了能源桩未来研究的重点和展望。
关键词：能源桩；热-力学性能；数值模拟分析；本构模型
1.引言
中国于“十三五（2016-2020年）”首次将地热能纳入国家发展规划[1]。与化石燃料燃烧和传统空气热源泵相比，地源热泵系统可减少碳排放和环境污染。传统的地源热泵系统使用的地源换热器是埋在水平沟槽或垂直钻孔中的封闭热吸收管，根据需要通过循环热吸收管中的防冻液，将浅层地热能从地热源转移到地面（冬季），或将地面热能贮存在地热源（夏季）[2]。然而，除了用于固有结构目的外，安装地源热泵系统需要额外的钻孔和开挖，而大面积的额外土地使用和高昂的安装成本使得这项技术难以推广使用。
能源桩是地源热泵系统中的一项新应用，它将地热换热器整合到基础结构中。与传统的地源热泵系统相比，能源桩既作为结构构件又可作为热交换构件，因此不需要为了安装地源热泵系统而额外钻孔或开挖，节省了土地成本和安装成本[2]。由于混凝土良好的导热性、热容量和耐久性，能源桩具有较高的能量交换效率和较长的使用寿命。能源桩于1980年代起源于奥地利，并已在瑞士、日本、美国和英国等多个国家成功实施。在中国，能源桩缺少相关的研究及设计方法，因此并未得到广泛运用。 2.能源桩研究及应用进展
能源桩发展的首要障碍是缺少有针对性的传热效率研究、热-力学研究和经济性分析。投资者担心初始投资高而无法获得足够效益，因此，能源桩的可行性分析有待进一步研究。另外，国内缺少一个正式的能源桩设计规范，实际工程通常是基于少量的经验并做保守设计，部分能源桩的安全系数甚至达到普通桩的两倍[3]。这主要是因为温度作用对能源桩受力性能的影响缺少系统可靠的研究。能源桩和土在受热或冷却时分别发生膨胀或收缩，由于上部结构和周围土体的约束，引起桩体的附加热应力和相应的变形。这将改变桩-土相互作用，导致负侧摩阻力和不均匀沉降等不利因素。
电力工程桩基础技术研究 彭顺龙
电力工程桩基础技术研究 彭顺龙
摘要：近几年，随着我国电力工程建设的不断发展，提升我国电力工程的施工质量已经成为我国电网建设面临的一个重大问题，而基础施工是工程中最重要的一个环节，其施工技术对送电线路工程施工质量起着决定性的作用。本文分析了电力工程桩基础技术。
关键词：电力工程；桩基础技术；方法；
选择合理的灌注桩施工方法，对整个工程施工质量、安全、进度以及成本都有着直接的作用。因此，掌握桩基础的施工技术成为控制施工质量的关键。
一、重要性
桩基础是一种常用的深基础形式，当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基的承载力不能满足设计要求时，往往采用桩基础。桩基础由桩身和承台组成，桩身全部或部分埋入土中，顶部由承台梁连接成一体，在承台上建造建筑物或构筑物。桩型与工艺选择应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层情况、地下水位、施工机械、施工环境、施工经验、制桩材料等进行选择。当遇到下列情况之一时,电力工程各类建(构)筑物应当进行地基处理:①天然地基承载力或变形不能满足工程要求;②地震区存在液化土层的地基,不能满足抗液化要求;③发现地基有暗沟、隐埋的湖塘、土洞或溶洞。不进行处理或处理不当,将会造成建(构)筑物沉降过大或严重不均匀下沉,导致建筑物裂缝甚至破坏,严重影响电力工程安全使用。建(构)筑物的地基当需要处理时必须正确处理,不做处理或处理不当将会造成严重后果。
二、桩基础分类
桩可按荷载原理、材料形状(或断面)、大小、性能及桩端支承情况等分类。1、按材料可分为木桩、钢筋混凝土桩、钢桩及组合材料桩等，其中钢筋混凝土桩又可分为普通钢筋混凝土桩；预应力钢筋混凝土桩；预应高强度混凝土桩；钢筋混凝土桩使用最广泛。2、按桩的使用功能可分类竖向抗压桩、竖向抗拨桩、水平受荷桩、复合受荷桩。3、按成桩方法可分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。4、按承载性能分为摩擦型桩和端承型桩，摩擦型桩又可分为摩擦桩和端承摩擦桩；端承型桩又分为端承桩和摩擦端承桩。5、按桩径大小分为小桩(d≤250mm)、中等直径桩(250mm）。
能量桩储热技术材料选取研究
第３０卷第６期 ２０１３年１２月 吉林建筑工程学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｊｉｌｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．３０ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２０１３
能量桩储热技术材料选取研究术
赵嵩颖 蒋大伟※ 宋晓东△
（１：吉林建筑大学市政与环境３－程学院，长春１３０１１８；２：吉林大学建设工程学院，长春１３００２６）
摘要：本文将以能量桩为研究对象，在满足力学要求的前提下，选取储热材料，通过对桩基混凝土的优化配比，既而 得到高强度、高储热性能的能量桩． 关键词：能量桩；储热材料；材料选取 中图分类号：ＴＵ ８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９—０１８５（２０１３）０６—００３２—０４
Ｔｈｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ａｂｏｕｔ Ｈｅａｔ
Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ ｐｉｌｅ
ＺＨＡＯ Ｓｏｎｇ—ｙｉｎｇ 一，ＪＩＡＮＧ Ｄａｗｅｉ ，ＳＯＮＧ Ｘｉａｏ—ｄｏｎｇ
（１：Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉｌｉｎ Ｊｉａｎｚｈｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ，Ｃｈｉｎａ １３０１ １８； ２：Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ，Ｃｈｉｎａ １３００２６）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｉｌｌ ｔａｋｅ ｅｎｅｒｇｙ ｐｉｌｅ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ，ａｎｄ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｒｅｍｉｓｅ， ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｓｔｏｒｉｎｇ ｈｅａｔ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ，ｔｈｅｎ ｇｅｔ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｈｉｇｈ ｈｅａｔ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｐｉｌｅ．