《樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)程》

ICS91.060.99

CCSP30/39

DB32

江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB32/TXXX—2021

樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)程

TechnicalstandardforGroundsourceheatpumpwithburiedpipe

2021-XX-XX發(fā)布2021-XX-XX實(shí)施

2020-02-21發(fā)布

江蘇省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB32/TXXX-2021

1總則

1.1.1為規(guī)范江蘇省地源熱泵樁基埋管技術(shù)應(yīng)用工程的工程勘察、測試、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收及運(yùn)行維護(hù)等技

術(shù)工作，使地源熱泵樁基埋管工程符合安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保與減排的要求，

制定本規(guī)程。

1.1.2本規(guī)程適用于江蘇省內(nèi)采用樁基埋管地源熱泵換熱系統(tǒng)的建筑工程。

1.1.3采用本規(guī)程進(jìn)行地源熱泵樁基埋管工程勘察、測試、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收及運(yùn)行維護(hù)除執(zhí)行本規(guī)程外，

尚應(yīng)符合國家和江蘇省現(xiàn)行其它標(biāo)準(zhǔn)的要求。

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2術(shù)語和符號

2.1術(shù)語

2.1.1樁基埋管換熱器Pilefoundationburiedheatexchangepipe

埋設(shè)于樁內(nèi)的密閉循環(huán)管組構(gòu)成的換熱器，根據(jù)管路安裝型式不同，常見的有垂直U型樁基埋管換熱器、

W型樁基埋管換熱器和螺旋型樁基埋管換熱器等。

2.1.2埋管樁基（能源樁）Energypile

通過在建筑樁基礎(chǔ)中埋設(shè)換熱器裝置(即樁基埋管)，進(jìn)行淺層低溫地?zé)崮芙粨Q，起到基礎(chǔ)承載和換熱的

雙重功能的樁基礎(chǔ)，也稱為能源樁。

2.1.3樁基埋管換熱系統(tǒng)Heattransfersystemofburiedpipepilefoundation

傳熱介質(zhì)通過樁基埋管換熱器與巖土體進(jìn)行熱交換的地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)。

2.1.4熱響應(yīng)測試Geo-thermalresponsetest

通過測試儀器，對地埋管換熱器或能源樁進(jìn)行一定時間內(nèi)的連續(xù)加熱或取熱，以獲得巖土體或樁基埋管

（能源樁）綜合熱物性參數(shù)的試驗(yàn)。

2.1.5荷載-溫度聯(lián)合測試Mechanical-thermotestforenergypile

在埋管樁基靜載試驗(yàn)同時進(jìn)行一定時間內(nèi)的連續(xù)加熱或取熱，以確定埋管樁基單樁熱-力耦合作用承載力

的試驗(yàn)方法。

2.1.6巖土綜合導(dǎo)熱系數(shù)Geothermalcomprehensivethermalconductivityparameteroftheearth

通過熱響應(yīng)測試得到的鉆孔埋管或埋管樁基（能源樁）穿越巖土層的綜合導(dǎo)熱系數(shù)。

2.2符號

作用和作用效應(yīng)：

Ra—單樁豎向承載力特征值(kN)；

T

Quk—根據(jù)單樁荷載-溫度聯(lián)合試驗(yàn)計(jì)入溫度作用效應(yīng)的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值()；

材料性能：

—導(dǎo)熱系數(shù)；

—樁周圍土壤的熱擴(kuò)散系數(shù)(m2/s)；

T—樁身混凝土熱膨脹系數(shù)；

cw—循環(huán)工質(zhì)的熱容(JK/(kg));

Ec—樁身混凝土彈性模量(MPa);

幾何參數(shù)：

r0—樁的半徑(m)；

n—換熱樁數(shù)量;

h—埋管樁基的有效樁長(m);

d—管材外徑或埋管樁基外徑（m）；

換熱系統(tǒng)熱量計(jì)算：

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Q0—樁基埋管換熱系統(tǒng)取熱量(kW)；

Qh—建筑設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，或由樁基埋管熱泵系統(tǒng)承擔(dān)的熱負(fù)荷()；

Qk—樁基埋管換熱系統(tǒng)釋熱量()；

Q1—建筑設(shè)計(jì)冷負(fù)荷，或由樁基埋管熱泵系統(tǒng)承擔(dān)的冷負(fù)荷()；

Q—樁基埋管換熱器最大瞬時換熱量(kW)；

q—通過熱響應(yīng)試驗(yàn)計(jì)算得到的單位延米埋管樁基換熱量(取熱量或釋熱量，W/m);

mw—循環(huán)工質(zhì)質(zhì)量流量(kg/s);

tin—循環(huán)工質(zhì)進(jìn)口溫度(K);

tout—循環(huán)工質(zhì)出口溫度();

t1—樁身傳熱達(dá)到準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的時間(s)；

T—樁身溫度變化(°C)；

—樁身附加溫度應(yīng)力(升溫受壓為正，降溫受拉為負(fù))(MPa)；

N1—熱泵機(jī)組消耗功率();

N2—樁基埋管系統(tǒng)循環(huán)水泵軸功率();

COPh—熱泵機(jī)組制熱性能系數(shù);

COPc—熱泵機(jī)組制冷性能系數(shù);

計(jì)算系數(shù)：

K—樁基安全系數(shù)；

樁身溫度應(yīng)力系數(shù)，取0.5~1.0，端承型樁以及超固結(jié)土中的摩擦型樁取高值，正常固結(jié)

—

N土中的摩擦型樁取低值;

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3勘察與測試

3.1一般規(guī)定

3.1.1樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)之前，應(yīng)對工程場地狀況以及擬建場地淺層地?zé)崮艿膽?yīng)用條件展開調(diào)

查和評估。

3.1.2工程場地狀況與環(huán)境狀況調(diào)查應(yīng)包括下列內(nèi)容：

1)場地規(guī)劃面積、形狀及地表平整度。

2)場地內(nèi)已有建筑物和規(guī)劃建筑物的占地面積及其分布，已有的、計(jì)劃修建的地下管線和地下構(gòu)筑物的

分布及其埋深。

3)場地內(nèi)已有樹木植被、池塘、排水溝及架空輸電線、電信電纜的分布及規(guī)劃綜合管線分布。

4)附近類似工程地質(zhì)條件場地的樁基工程試樁資料和單樁承載力設(shè)計(jì)參數(shù)。

3.1.3樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用條件評估的主要內(nèi)容包括：

1)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣髋c能源供應(yīng)條件、能源價格及當(dāng)?shù)卣摺?/p>

2)擬采用的淺層地?zé)崮茴愋?、品質(zhì)及其可利用熱量與利用方案。

3)淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用的環(huán)境、衛(wèi)生與安全評估。

4)建筑可利用淺層地?zé)崮軐π枨蟮谋ＷC率及補(bǔ)充能源類型。

5)淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用壽命周期維護(hù)成本、節(jié)能量與節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)用及增加投資回收周期。

3.1.4在巖溶、斷層破碎帶等特殊地質(zhì)條件地區(qū)，應(yīng)根據(jù)場地工程地質(zhì)條件論證樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)的技

術(shù)可行性。

3.2工程勘察

3.2.1樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)前，應(yīng)進(jìn)行工程場區(qū)的巖土工程勘察和熱物性勘察。

3.2.2樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)工程的巖土勘察應(yīng)同時滿足《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021和《建筑樁基技術(shù)

規(guī)范》JGJ94中相關(guān)規(guī)定。

3.2.3樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)工程熱物性勘察應(yīng)包括下列內(nèi)容：

1)工程水文地質(zhì)條件：地下水類型、地下水水位及季節(jié)性變化、地下水滲流速度與方向等；

2)地基土受溫度影響的工程性質(zhì)：變溫條件下的固結(jié)特性及強(qiáng)度等;

3)巖土熱物性試驗(yàn)和熱響應(yīng)測試。

3.2.4樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)工程的熱物性勘察勘探孔應(yīng)深入樁端平面以下不小于5m，且數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)

定：

1)樁基埋管區(qū)面積小于等于2500m2時，勘探孔數(shù)量不少于1個；

2)樁基埋管區(qū)面積大于2500m2、小于等于10000m2時，勘探孔數(shù)量不少于2個；

3)樁基埋管區(qū)面積大于10000m2時，每增加10000m2增加1個勘探孔。

3.2.5熱物性勘探孔數(shù)為1個時，宜布置在樁基埋管區(qū)的中部，大于等于2個時，應(yīng)根據(jù)樁基埋管區(qū)域平面

形態(tài)和場地狀況合理布置。

3.2.6場地初始溫度測試應(yīng)符合下列要求：

1)在地溫恢復(fù)后進(jìn)行，地溫恢復(fù)時間不少于48h；

2)測溫深度不小于樁基與土壤埋管埋設(shè)深度；

3)測溫點(diǎn)間距不大于10m；

4)測溫允許誤差為+0.2℃。

3.2.7樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)換熱能力的評估應(yīng)符合《地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》DGJ32/TJ89中的規(guī)定，可根

據(jù)式(3.2.8)評估樁基埋管系統(tǒng)換熱性能：

Q=qnh/1000(3.2.8)

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式中：Q——樁基埋管換熱器最大瞬時換熱量(kW);

q——通過熱響應(yīng)試驗(yàn)計(jì)算得到的單位延米埋管樁基換熱量(W/m);

n——換熱樁數(shù)量;

h——埋管樁基的有效樁長(m)

3.2.8勘察報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1)項(xiàng)目概況；

2)勘察工作概況；

3)擬建工程場區(qū)場地條件；

4)擬建工程場區(qū)地質(zhì)條件；

5)巖土熱物性特征與參數(shù)；

6)結(jié)論與建議。

3.3樁基埋管熱響應(yīng)測試

3.3.1樁基埋管換熱計(jì)算采用的熱物性參數(shù)及換熱性能指標(biāo)，宜通過埋管樁基的現(xiàn)場熱響應(yīng)試驗(yàn)確定。

3.3.2當(dāng)?shù)卦礋岜孟到y(tǒng)(含樁基與土壤埋管)應(yīng)用建筑面積小于5000m2時，樁基埋管熱響應(yīng)測試樁不應(yīng)少于1

個；應(yīng)用建筑面積大于等于5000m2時，樁基埋管熱響應(yīng)測試樁不應(yīng)少于2個，測試樁的位置應(yīng)考慮場地土層

分布的不均勻性。

3.3.3供暖和供冷兩用的地源熱泵樁基埋管工程，應(yīng)進(jìn)行取熱和排熱兩種條件下的熱響應(yīng)測試。

3.3.4單樁埋管熱響應(yīng)測試方法及要求應(yīng)符合本規(guī)程附錄A規(guī)定。

3.3.5埋管樁基單樁的換熱量可利用給定進(jìn)口溫度和流量條件下的熱響應(yīng)測試獲得，并應(yīng)記錄出口水溫隨時

間的變化。單位延米埋管樁基換熱量按下式計(jì)算：

mc()tt

qwwoutin(3.3.5)

h

式中：q——單位延米埋管樁基換熱量(W/m);

cw——循環(huán)工質(zhì)的熱容(JK/(kg));

mw——循環(huán)工質(zhì)質(zhì)量流量(kg/s);

tin——循環(huán)工質(zhì)進(jìn)口溫度(K)

tout——循環(huán)工質(zhì)出口溫度(K)

h——埋管樁基的有效樁長(m)。

3.4荷載-溫度聯(lián)合測試

3.4.1樁基設(shè)計(jì)等級為甲級的埋管樁基，應(yīng)進(jìn)行荷載-溫度聯(lián)合測試。

3.4.2為明確熱-力耦合作用下埋管樁基的傳熱與承載性能，應(yīng)進(jìn)行埋管樁基的荷載-溫度聯(lián)合測試。

3.4.3埋管樁基的荷載-溫度聯(lián)合試驗(yàn)方法按照本規(guī)程附錄B執(zhí)行。

3.4.4利用荷載-溫度聯(lián)合測試方法確定埋管樁基(能源樁)承載力，應(yīng)根據(jù)樁基設(shè)計(jì)確定的單樁承載力特征值

Ra和單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk，分別在設(shè)計(jì)荷載和極限荷載作用下進(jìn)行荷載-溫度聯(lián)合測試。

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3.4.5利用荷載-溫度聯(lián)合測試方法分析埋管樁基-土熱力耦合性能，應(yīng)以樁身軸線為中心，沿樁長不同深度，

沿徑向在樁土界面和周邊巖土體中安裝溫度傳感器，結(jié)合樁基載荷試驗(yàn)過程，選擇若干級荷載聯(lián)合開展熱響

應(yīng)測試，測量試驗(yàn)過程中的巖土體溫度、樁身溫度、樁身應(yīng)力(應(yīng)變)及樁頂沉降等變化。

3.4.6荷載-溫度聯(lián)合測試宜分別按測試樁排熱和取熱兩種工況進(jìn)行，樁頂荷載應(yīng)維持不變，每一種工況試驗(yàn)

持續(xù)時間不宜小于48h。且兩種工況間隔亦不宜小于48h。

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4材料

4.1.1樁基埋管及管件應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，均應(yīng)明確標(biāo)明其所用材料、公稱外徑、壁厚或管材并確保表面應(yīng)無

損傷與劃痕，且應(yīng)有生產(chǎn)廠家合格證和第三方質(zhì)量檢驗(yàn)報告。

4.1.2樁基埋管管材及管件應(yīng)符合以下規(guī)定：

1)樁基埋管管材及管件應(yīng)符合《地源熱泵系統(tǒng)用聚乙烯管材及管件》CJ/T317相關(guān)規(guī)定。管材宜采用PE80

或PE100的聚乙烯管，管件與管材應(yīng)為相同材料。

2)管材的公稱壓力及使用溫度應(yīng)滿足工程要求，且管材的公稱壓力不小于1.0MPa。樁基埋管外徑及壁厚

可按《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50366的規(guī)定選用。

3)樁基埋管管材及管路設(shè)計(jì)使用壽命應(yīng)滿足地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使用年限，且不應(yīng)少于50年。

4)樁基埋管管路最小彎曲半徑應(yīng)符合表4.1.2的規(guī)定。

表4.1.2換熱管路最小彎曲半徑

安裝溫度(℃)PE100/PE100RV管最小彎曲半徑PE-Xa管最小半徑

2020d10d

1035d15d

050d25d

注：d為管材外徑

4.1.3管材運(yùn)輸前應(yīng)包裝并加保護(hù)帽，保護(hù)帽應(yīng)在換熱管和系統(tǒng)連接時去除。

4.1.4換熱管在運(yùn)送、搬運(yùn)及存儲過程中應(yīng)采用裝卸設(shè)備，小心輕放，采用柔韌性好的皮帶、吊帶和吊繩進(jìn)

行裝卸，換熱管不得被擠壓、重摔、拖拽等。

4.1.5換熱管應(yīng)儲存在現(xiàn)場的干燥通風(fēng)地段，不得在陽光下暴曬，擺放應(yīng)有序，管路存放應(yīng)有隔離措施，且

不應(yīng)與地面直接接觸和被污染。

4.1.6樁基埋管內(nèi)介質(zhì)應(yīng)以水為首選，也可選用符合下列要求的其它介質(zhì)：

1)安全，腐蝕性弱，與埋管管材無化學(xué)反應(yīng)，泄露不會污染環(huán)境；

2)較低的冰點(diǎn)；

3)良好的傳熱特性，較低的摩擦阻力；

4)易于購買、運(yùn)輸和儲藏。

4.1.7在有可能凍結(jié)的地區(qū)，傳熱介質(zhì)應(yīng)添加防凍劑，添加防凍劑后的傳熱介質(zhì)的冰點(diǎn)宜比設(shè)計(jì)最低運(yùn)行水

溫低3℃～5℃;防凍液的選取應(yīng)符合《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50366的規(guī)定，樁基埋管換熱系統(tǒng)的

金屬部件應(yīng)與防凍液兼容。

4.1.8現(xiàn)場灌注樁混凝土設(shè)計(jì)宜使用高導(dǎo)熱的材料?；炷凉橇铣龖?yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010

的規(guī)定外，其導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)大于1.5W/(m·k)。

4.1.9預(yù)制管樁、鋼管樁的制作、起吊、運(yùn)輸、堆放按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94中的規(guī)定執(zhí)行。

4.1.10金屬水平集管宜采用成品保溫管材。樁基埋管換熱系統(tǒng)采用的金屬管道內(nèi)壁應(yīng)有防銹蝕特性。

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5設(shè)計(jì)

5.1一般規(guī)定

5.1.1地源熱泵樁基埋管技術(shù)一般適宜于鉆孔灌注樁、預(yù)制混凝土空心樁、鋼制空心樁等樁型。預(yù)制混凝土

空心樁、鋼制空心樁端部應(yīng)選擇閉口型樁尖封閉。

5.1.2埋管樁基的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94中的規(guī)定。

5.2埋管樁基設(shè)計(jì)

5.2.1埋管樁基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)樁基設(shè)計(jì)條件及上部荷載要求，進(jìn)行承載能力計(jì)算、穩(wěn)定性驗(yàn)算、樁基變形

計(jì)算及耐久性設(shè)計(jì)。應(yīng)符合《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007的相關(guān)規(guī)定。

5.2.2對設(shè)計(jì)等級為甲級的建筑樁基，應(yīng)考慮荷載-溫度的耦合效應(yīng)對埋管樁基結(jié)構(gòu)的影響。

5.2.3埋管樁基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，采用的作用效應(yīng)組合與相應(yīng)的抗力應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)確定樁數(shù)和布樁時應(yīng)采用傳至承臺底面的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合；相應(yīng)的抗力應(yīng)采用考慮溫度變化影響的

基樁或復(fù)合基樁承載力特征值。

2)計(jì)算荷載作用下的樁基沉降和水平位移時，應(yīng)采用荷載效應(yīng)和樁身溫度作用效應(yīng)準(zhǔn)永久組合；計(jì)算水

平地震作用、風(fēng)載作用下的樁基水平位移時，應(yīng)采用水平地震作用、風(fēng)荷效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。

3)驗(yàn)算坡地、岸邊建筑樁基的整體穩(wěn)定性時，應(yīng)采用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合；抗震設(shè)防區(qū)，應(yīng)采用地震作用

效應(yīng)和荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，以及采用考慮溫度效應(yīng)的巖土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。

4)在計(jì)算樁基結(jié)構(gòu)承載力、確定尺寸和配筋時，應(yīng)采用傳至承臺頂面的荷載效應(yīng)和樁身溫度作用效應(yīng)基

本組合。當(dāng)進(jìn)行承臺裂縫控制驗(yàn)算時，應(yīng)采用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合；當(dāng)進(jìn)行樁身裂縫控制驗(yàn)算時，應(yīng)采用荷載

效應(yīng)和樁身溫度作用效應(yīng)準(zhǔn)永久組合。

5)對樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震驗(yàn)算時，其承載力特征值調(diào)整系數(shù)(γRE)應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011取值。

5.2.4群樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用部分樁基埋管時，宜考慮埋管樁基與其它工程樁基的不同工作性能組合，進(jìn)行埋管

樁基-工程樁基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)相互作用分析。

5.2.5考慮溫度作用時，樁身最大附加溫度應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：

NTTEc(5.2.5)

式中：——樁身附加溫度應(yīng)力(升溫受壓為正，降溫受拉為負(fù))(MPa)；

T——樁身溫度變化(℃)；

T——樁身混凝土熱膨脹系數(shù)，取溫度為20℃時的值；

Ec——樁身混凝土彈性模量(MPa);

N——樁身溫度應(yīng)力系數(shù)，取0.5~1.0，端承型樁以及超固結(jié)土中的摩擦型樁取高值，正常固結(jié)土

中的摩擦型樁取低值。

5.2.6考慮荷載-溫度耦合效應(yīng)的埋管樁基豎向極限承載力特征值Ra，根據(jù)單樁豎向荷載-溫度聯(lián)合試驗(yàn)確定的

T

單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk，按下式計(jì)算：

QT

Ruk(5.2.6)

aK

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T

式中:Quk——根據(jù)單樁荷載-溫度聯(lián)合試驗(yàn)計(jì)入溫度作用效應(yīng)的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)；

Ra——單樁豎向承載力特征值(kN)；

K——安全系數(shù)，取K=2.0。

5.2.7根據(jù)荷載-溫度聯(lián)合測試確定考慮溫度作用效應(yīng)的埋管單樁極限承載力，測試樁數(shù)量不宜少于2根，試

驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)對測試樁宜進(jìn)行不少于1次溫度循環(huán)的荷載-溫度聯(lián)合試驗(yàn)，應(yīng)符合本規(guī)程附錄B的規(guī)定，且取熱工況

樁身進(jìn)口溫度保持在設(shè)計(jì)溫度最低值或相對于地基初始溫度降低10℃；排熱工況樁身進(jìn)口溫度保持在最大升

溫狀態(tài)，維持不小于12h后，進(jìn)行單樁載荷試驗(yàn)，換熱持續(xù)時間不低于48h；

2)樁基荷載-溫度聯(lián)合測試除應(yīng)符合本規(guī)程附錄B的規(guī)定外，尚應(yīng)符合《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106

的相關(guān)規(guī)定。

5.3樁基埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.3.1樁基埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行建筑物全年動態(tài)負(fù)荷分析，并對土壤熱平衡進(jìn)行分析計(jì)算，優(yōu)化設(shè)計(jì)與

運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)地下巖土熱平衡，最小計(jì)算周期宜為1年；計(jì)算周期內(nèi)，地源熱泵系統(tǒng)總釋熱量宜與總吸熱

量不平衡率不宜大于10%。當(dāng)?shù)卦礋岜孟到y(tǒng)總釋熱量與總吸熱量不平衡率大于10%時，宜增設(shè)輔助熱源或冷

卻塔。

5.3.2樁基埋管換熱系統(tǒng)的規(guī)格與數(shù)量應(yīng)根據(jù)建筑樁基布置與數(shù)量、換熱器承擔(dān)的建筑冷熱負(fù)荷、場地水文

地質(zhì)工程地質(zhì)條件、巖土體熱物性及熱泵機(jī)組性能等參數(shù)確定。也可按《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50366

附錄B的方法進(jìn)行計(jì)算。

5.3.3當(dāng)樁內(nèi)埋管折算換熱量不能滿足建筑物冷熱負(fù)荷時，宜采用土壤鉆孔埋管補(bǔ)充。土壤鉆孔埋管應(yīng)滿足

《地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》DGJ32/TJ89的規(guī)定，且土壤孔與埋管樁基的間距宜不小于4.5m。

5.3.4埋管樁基的間距應(yīng)充分考慮換熱需要。采用螺旋型埋管的樁間距不宜小于5.5m，采用垂直U型埋管的

樁間距不宜小于4.5m。

5.3.5樁基埋管換熱器應(yīng)根據(jù)換熱效率等因素確定埋管型式。埋管樁基為預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁時，宜采用垂

直U型埋管型式;埋管樁基為灌注樁時，宜采用螺旋型埋管型式;螺旋型埋管施工確有難度時，宜采用垂直U

型埋管型式。采用垂直U型埋管型式時，宜優(yōu)先采用雙U型埋管型式。

5.3.6樁基埋管換熱器管內(nèi)流體應(yīng)保持紊流流態(tài)，根據(jù)樁基換熱能力和系統(tǒng)運(yùn)行能耗綜合考慮管內(nèi)流速控制。

5.3.7水平環(huán)路集管距地面不宜小于1.5m，且應(yīng)在凍土層以下0.6m。水平環(huán)路集管敷設(shè)坡度不應(yīng)小于0.2%，

以滿足樁基埋管換熱器排氣與強(qiáng)化換熱要求。樁埋管環(huán)路兩端應(yīng)分別與供、回水環(huán)路集管相連接，且宜同程

布置。每對供、回水環(huán)路集管連接的樁埋管環(huán)路數(shù)宜相等。供、回水環(huán)路集管間距不應(yīng)小于0.6m。

5.3.8樁基埋入承臺時，換熱管路的設(shè)計(jì)長度應(yīng)計(jì)入承臺的高度尺寸。

5.3.9樁基埋管外的管路設(shè)計(jì)布置以及循環(huán)水泵、熱泵機(jī)組選型設(shè)計(jì)等應(yīng)滿足《地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》

DGJ32/TJ89的規(guī)定。

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6施工

6.1一般規(guī)定

6.1.1樁基埋管工程施工的前期準(zhǔn)備工作應(yīng)符合《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94及《地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》

DGJ32/TJ89中有關(guān)規(guī)定。

6.1.2樁基埋管工程的施工組織方案應(yīng)包含樁內(nèi)埋管的專項(xiàng)施工組織內(nèi)容。

6.1.3當(dāng)室外環(huán)境溫度低于0℃時，不宜進(jìn)行樁基埋管換熱器的施工。

6.1.4換熱管路安裝前應(yīng)對換熱管外觀、標(biāo)簽和證書進(jìn)行檢查。

6.1.5換熱器管路安裝前、換熱管路與環(huán)路集管裝配完成后、埋管換熱系統(tǒng)全部安裝完成后，都應(yīng)對管道進(jìn)

行帶壓沖洗，沖洗壓力不小于1.0MPa，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)埋管樁基澆筑達(dá)到7d齡期后，或預(yù)制空心樁、鋼管樁內(nèi)埋管插入完成后，應(yīng)進(jìn)行第一次管道沖洗；

2)樁基埋管與環(huán)路水平埋管連接完成，在與分、集水器連接之前，應(yīng)進(jìn)行第二次管道沖洗；

3)環(huán)路水平管道與分、集水器連接完成后，地源熱泵換熱系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行第三次管道沖洗。

6.1.6樁內(nèi)埋管換熱器連接應(yīng)符合以下規(guī)定：

1)換熱器連接應(yīng)采用熱熔或電熔連接。聚乙烯管道連接應(yīng)符合《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》CJJ

101的有關(guān)規(guī)定。

2)樁基埋管換熱器的U型彎管接頭，宜選用定型的U型彎頭成品件或利用成品彎頭熱熔對焊制作，不宜

采用直管道煨制彎頭。

3)樁基埋管換熱器U型埋管的組對長度應(yīng)滿足與環(huán)路集管連接的要求，組對好的U型埋管的兩開口端部

應(yīng)及時密封。

4)換熱管除連接彎頭外，豎直換熱管應(yīng)采用整根管材。若采用分段連接，應(yīng)用直接頭連接，并對連接后

的換熱管進(jìn)行水壓試驗(yàn)，檢驗(yàn)連接效果，有損壞時應(yīng)及時替換。

6.2預(yù)制空心樁、鋼管樁基埋管施工

6.2.1豎直U型埋管應(yīng)在混凝土預(yù)制空心樁成樁后立即安裝。U型管內(nèi)宜注水帶壓下管，并應(yīng)沿深度按不大

于2.0m間距安裝定位支架以保證U型管兩支管處于分開狀態(tài)。

6.2.2換熱管下管完成后應(yīng)機(jī)械灌漿封井，灌漿回填料應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件確定，回填料宜采用膨潤土和細(xì)砂(或

水泥)的混合漿或?qū)Ｓ霉酀{材料，導(dǎo)熱系數(shù)不宜低于鉆孔外巖土體的導(dǎo)熱系數(shù)。

6.3混凝土灌注樁基埋管施工

6.3.1混凝土灌注樁的施工要求按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94中規(guī)定執(zhí)行。

6.3.2換熱管路綁扎安裝前后，應(yīng)在管內(nèi)注水保壓，換熱管路安裝應(yīng)避免機(jī)械損壞和焊接損傷。

6.3.3樁基鋼筋籠采用焊接連接時，應(yīng)對換熱管采取有效的防高溫保護(hù)措施，宜采用耐火材料對鋼筋籠焊接

連接段的換熱管進(jìn)行包裹保護(hù)。

6.3.4換熱管管腳以及換熱管路之間的間距宜不小于200mm。

6.3.5換熱管在灌注樁鋼筋籠內(nèi)側(cè)安裝時，綁扎材料宜采用塑料扎帶，且綁扎間距不宜大于500mm，應(yīng)符合

下列規(guī)定：

1)換熱管用扎帶順鋼筋籠內(nèi)側(cè)豎向主筋扎緊扎順，防止彎折、變形。

2)螺旋型埋管安裝時，螺旋段管路綁扎在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，直管段管路綁扎在鋼筋籠外側(cè)，并沿主筋扎緊扎

順。樁端處換熱管路的直管段和螺旋段應(yīng)用90°彎頭連接。

3)混凝土澆筑導(dǎo)管樁內(nèi)下放時應(yīng)避免碰撞換熱管路，混凝土澆筑宜緩慢，導(dǎo)管提升應(yīng)緩慢勻速。

6.3.6換熱管在灌注樁鋼筋籠外側(cè)安裝時，換熱管路綁扎材料宜采用塑料扎帶，且綁扎間距不宜大于500mm，

應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)換熱管用扎帶在鋼筋籠外側(cè)順豎向主筋與箍筋的節(jié)點(diǎn)處扎緊扎順，防止彎折、變形。

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2)螺旋型埋管安裝時，螺旋段管路綁扎在鋼筋籠外側(cè)，直管段管路綁扎在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，并沿主筋扎緊扎

順。樁端處換熱管路的直管段和螺旋段應(yīng)用90°彎頭連接。

6.3.7換熱管路不綁扎垂直下放時，應(yīng)利用混凝土導(dǎo)管在鋼筋籠內(nèi)下放，過程中應(yīng)避免換熱管與鋼筋籠的碰

撞。同時應(yīng)有換熱管與混凝土導(dǎo)管的分離措施，混凝土導(dǎo)管提升時，應(yīng)勻速緩慢，避免換熱管上浮。

6.3.8鋼筋籠頂部的換熱管路應(yīng)加裝金屬套管保護(hù)，長度應(yīng)不小于2.0m，出露樁頂以上長度應(yīng)不小于1.5m。

6.3.9樁身混凝土澆筑應(yīng)采用泵送自密實(shí)混凝土，混凝土澆筑完成后應(yīng)檢查換熱管路的最終位置。

6.3.10當(dāng)灌注樁較長，鋼筋籠與換熱管采用同步分段綁扎時，樁孔位現(xiàn)場的鋼筋籠和換熱管路應(yīng)同步連接、

同步下放。

6.3.11現(xiàn)場灌注大直徑摩擦型樁基埋管時，宜采取樁端注漿等措施保障樁基承載力。

6.4環(huán)路集管施工

6.4.1在灌注樁樁頭浮漿去除、基坑開挖、破樁過程中以及承臺施工中，應(yīng)對混凝土鑿除范圍內(nèi)的換熱管路

加裝金屬套管保護(hù)，樁頂標(biāo)高以下不宜小于0.5m，標(biāo)高以上不宜小于1.5m。

6.4.2在破樁后和水平環(huán)路集管鋪設(shè)前應(yīng)對換熱管路進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

6.4.3樁基埋管換熱系統(tǒng)的環(huán)路集管施工按以下要求進(jìn)行:

1)集管溝槽開挖應(yīng)根據(jù)表層土性和地下水位埋深合理確定開挖方案，開挖深度大于2m時，應(yīng)采取必要防

護(hù)措施，防止溝壁滑塌；

2)采用雙U型換熱管路時，環(huán)路集管與換熱管路連接前應(yīng)進(jìn)行管路組對檢驗(yàn)；

3)承臺鋼筋綁扎前應(yīng)將換熱管路從承臺側(cè)面位置引出，引出后管路應(yīng)沿承臺邊緣溝槽鋪設(shè)，不應(yīng)有折斷、

扭結(jié)等現(xiàn)象，轉(zhuǎn)彎處應(yīng)光滑，且應(yīng)采取固定措施。承臺鋼筋綁扎應(yīng)避免破壞管路，防止石塊等重物撞擊破壞

管路。

4)埋管與環(huán)路集管裝配安裝完成后，應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，確認(rèn)無泄漏后再澆筑混凝土或回填；

5)環(huán)路集管鋪設(shè)前，溝槽底部應(yīng)鋪設(shè)20mm~30mm厚的細(xì)砂；管道兩側(cè)和上部在回填前宜采用中粗砂充

填、覆蓋，管道上部覆蓋厚度不小于管徑。溝槽所用回填土應(yīng)細(xì)小、松散、均勻，且不含石塊及土塊等雜物。

回填土應(yīng)采用人工逐層均勻壓實(shí)，每層厚度不宜大于0.3m?；靥钔翍?yīng)與管道外壁緊密接觸，且不得損傷管道；

6)環(huán)路集管穿越基礎(chǔ)底板時，應(yīng)采用金屬套管進(jìn)行保護(hù)，金屬套管埋入鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)部分應(yīng)沿套管縱

向設(shè)置止水鋼板，并對換熱管和套管之間的間隙進(jìn)行灌漿處理。

6.4.4承臺混凝土應(yīng)一次澆注完成，澆筑過程不宜過快，防止換熱管路破損。樁體及其主筋埋入承臺的長度

應(yīng)符合設(shè)計(jì)及相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。

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7檢測與驗(yàn)收

7.1一般規(guī)定

7.1.1樁基常規(guī)檢測包括單樁豎向抗拔、豎向抗壓、水平靜載試驗(yàn)及樁身完整性檢測，按《建筑基樁檢測技

術(shù)規(guī)范》JGJ106中的規(guī)定執(zhí)行。

7.1.2樁基埋管管路系統(tǒng)連接完成后，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

7.1.3埋管樁基的管路材料、質(zhì)量檢測項(xiàng)目和方法應(yīng)符合《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50366和《埋地

聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)范》CJJ101等技術(shù)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。

7.2樁基埋管管路水壓試驗(yàn)

7.2.1樁基埋管施工，應(yīng)分階段對管道進(jìn)行水壓試驗(yàn)；管道系統(tǒng)施工完成后，應(yīng)對系統(tǒng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，檢查

管道通暢性和氣密性。不得以氣壓試驗(yàn)代替水壓試驗(yàn)。

7.2.2樁基埋管系統(tǒng)安裝完成后，應(yīng)進(jìn)行流量、壓力測試并符合下列規(guī)定：

1)根據(jù)樁基埋管換熱器的規(guī)格大小，對地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行整體或者部分的流量測試。

2)測試得到的系統(tǒng)壓降應(yīng)和設(shè)計(jì)值比較。當(dāng)流速超過系統(tǒng)設(shè)計(jì)流速時，應(yīng)測量最小流速及水頭損失。測

得數(shù)據(jù)和相同流速下的設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，以排查堵塞或彎折的管路。

3)水頭損失測量應(yīng)通過壓力測量設(shè)備測得。

7.2.3水壓試驗(yàn)宜采用手動泵緩慢升壓，升壓過程中應(yīng)隨時觀察與檢查，不得有滲漏。

7.2.4水壓試驗(yàn)壓力應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)當(dāng)工作壓力不大于1.0MPa時，試驗(yàn)壓力應(yīng)為工作壓力的1.5倍，且不應(yīng)小于0.6Mpa；

2)當(dāng)工作壓力大于1.0MPa時，試驗(yàn)應(yīng)為工作壓力加0.5MPa。

7.2.5樁基埋管的水壓試驗(yàn)步驟應(yīng)滿足《地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》DGJ32/TJ89有關(guān)要求，還應(yīng)符合以下要求：

1)空心樁換熱管路下孔前應(yīng)做第一次水壓試驗(yàn)，在試驗(yàn)壓力下穩(wěn)壓不少于15min，穩(wěn)壓后壓力降不應(yīng)大于

3%，且無滲漏，將其密封后，在有壓狀態(tài)下插入孔內(nèi)，完成回填之后保壓1h。灌注樁換熱管路在鋼筋籠綁扎

完成前或垂直下管前，應(yīng)做水壓試驗(yàn)，在試驗(yàn)壓力下穩(wěn)壓不少于15min，穩(wěn)壓后壓力降不應(yīng)大于3%，且無泄

漏，即為合格。密封保存后帶壓下放鋼筋籠，完成混凝土澆筑。

2)埋管樁基樁頭破除且樁頂標(biāo)高以上金屬套管切除后，應(yīng)進(jìn)行沖洗和水壓試驗(yàn)。應(yīng)采用1.0MPa水壓沖洗

管路至無泥沙等雜物后再進(jìn)行第二次水壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)壓力下，穩(wěn)壓時間應(yīng)不少于15min。穩(wěn)壓后壓力降不

大于3%，且無滲漏，即認(rèn)為合格。

3)樁內(nèi)埋管與環(huán)路集管裝配完成后，在地下室底板裝飾層施工前應(yīng)進(jìn)行第三次水壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)壓力下，

穩(wěn)壓時間應(yīng)不少于30min，穩(wěn)壓后壓力降應(yīng)不大于3％，且無滲漏，即認(rèn)為合格。

4)環(huán)路集管與分集水器連接完成后，在地下室底板裝飾層施工前應(yīng)進(jìn)行第四次水壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)壓力下，

穩(wěn)壓時間應(yīng)不少于2h，且無滲漏，即認(rèn)為合格。

5)樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)工程安裝完畢，且沖洗、排氣及回填、澆筑完成后，應(yīng)進(jìn)行第五次水壓試驗(yàn)。

在試驗(yàn)壓力下，穩(wěn)壓時間應(yīng)不少于12h，穩(wěn)壓后壓力降應(yīng)不大于3%，且無滲漏，即認(rèn)為合格。

7.3樁基埋管換熱系統(tǒng)的驗(yàn)收

7.3.1樁基埋管換熱系統(tǒng)安裝完成后，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場專項(xiàng)檢驗(yàn)，并提供檢驗(yàn)報告。檢驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)符合以下規(guī)定：

1)管材、管件等材料應(yīng)符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；

2)管路的連接方式和安裝位置、換熱管間距、換熱管長度及與樁頂樁底間距、換熱管與鋼筋籠綁扎應(yīng)符

合設(shè)計(jì)要求；

3)混凝土預(yù)制空心樁、鋼管樁的回填料及其配比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；

4)管路熱熔連接應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；

5)水壓試驗(yàn)應(yīng)合格；

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6)各環(huán)路流量應(yīng)平衡，且應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求；

7)防凍劑和防腐劑的特性及濃度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；

8)循環(huán)水流量及進(jìn)出水溫差均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

7.3.2管路系統(tǒng)安裝完畢后，應(yīng)按《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50243的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行管路沖洗，

沖洗可結(jié)合水壓試驗(yàn)進(jìn)行。水壓試驗(yàn)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求及本規(guī)程第7.2節(jié)的規(guī)定進(jìn)行。待以上工序全部合格后再

循環(huán)運(yùn)行2h以上，且在水質(zhì)正常后才能與機(jī)組連接。

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8運(yùn)行維護(hù)

8.1一般規(guī)定

8.1.1樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行、調(diào)試、監(jiān)控和管理應(yīng)符合《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50366和

《地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行管理規(guī)程》DGJ32/TJ141中的規(guī)定。

8.1.2應(yīng)根據(jù)全年土壤熱平衡模擬計(jì)算結(jié)果或往年運(yùn)行實(shí)測結(jié)果制定地源熱泵系統(tǒng)全年運(yùn)行預(yù)案，進(jìn)行土壤

熱平衡控制，并保證熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

8.1.3當(dāng)系統(tǒng)按部分負(fù)荷運(yùn)行時，樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)能分組控制，與地源熱泵主機(jī)相對應(yīng)實(shí)行部分負(fù)

荷下的分組交替運(yùn)行。

8.1.4受地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行影響范圍內(nèi)的巖土體，宜定期監(jiān)測巖土體溫度、地下水位、水質(zhì)、地基沉降等變

化。

8.2運(yùn)行監(jiān)測與維護(hù)

8.2.1樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)的總分集水器的各支路上應(yīng)分別設(shè)置供回水溫度傳感器、供回水壓力傳感器。

運(yùn)行過程中應(yīng)監(jiān)測換熱系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)包括下列內(nèi)容：

1)地源側(cè)供/回水溫度、流量及壓力；

2)用戶側(cè)供/回水溫度、流量及壓力。

8.2.2宜在樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用建筑范圍內(nèi)、外分別設(shè)置土壤溫度監(jiān)測孔，監(jiān)測孔數(shù)量宜根據(jù)樁基埋

管地源熱泵系統(tǒng)的規(guī)模、布置方式確定，單項(xiàng)工程監(jiān)測孔數(shù)量不宜小于3個。單個監(jiān)測孔內(nèi)測點(diǎn)布置不宜少

于3個，測點(diǎn)的分布密度應(yīng)反映不同深度地層的溫度分布特征及變化情況。土壤溫度監(jiān)測深度不宜小于埋管

樁基深度。

8.2.3建筑面積大于等于20000m2的公共建筑以及建筑面積大于等于50000m2的居住小區(qū)，采用樁基埋管地

源熱泵系統(tǒng)時應(yīng)設(shè)置建筑設(shè)備管理系統(tǒng)進(jìn)行智能化監(jiān)控管理。

8.2.4地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行過程中應(yīng)對埋管樁基的受力和沉降進(jìn)行長期監(jiān)測，評估系統(tǒng)運(yùn)行對埋管樁基承載性

能的影響。埋管樁基的監(jiān)測應(yīng)符合《建筑變形測量規(guī)范》JGJ8的相關(guān)要求。

8.2.5應(yīng)對樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)長期運(yùn)行引起的樁周巖土體年平均地溫值的變化趨勢進(jìn)行評定，分析溫度

變化對地質(zhì)環(huán)境的影響。當(dāng)年平均場地土壤溫度值達(dá)到或超過限定值時，應(yīng)發(fā)出預(yù)警。

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附錄A樁基埋管熱響應(yīng)試驗(yàn)

A.1一般規(guī)定

A.1.1埋管樁基熱響應(yīng)試驗(yàn)應(yīng)在樁基施工完成，場地巖土溫度恢復(fù)后進(jìn)行，試驗(yàn)期間，加熱功率應(yīng)保持恒定。

A.1.2埋管樁基熱響應(yīng)試驗(yàn)中，樁基內(nèi)埋管方式、長度、回填方式、管內(nèi)換熱介質(zhì)流速等，應(yīng)與方案設(shè)計(jì)一

致。

A.1.3熱響應(yīng)現(xiàn)場應(yīng)具備穩(wěn)定電源等可靠的試驗(yàn)條件，對測試設(shè)備進(jìn)行外部連接時，應(yīng)遵循先接水后通電的

原則。

A.1.4測試儀器與埋管樁基的連接長度不宜大于3m，且應(yīng)采取保溫措施，保溫宜采用致密性閉孔橡塑材料，

厚度不應(yīng)小于20mm。

A.1.5樁基埋管熱響應(yīng)試驗(yàn)過程應(yīng)遵守國家和地方有關(guān)安全、防火、環(huán)境保護(hù)方面的規(guī)定。

A.1.6初始平均溫度的測試應(yīng)采用布置溫度傳感器的方法。測點(diǎn)的布置宜在樁埋管換熱器埋設(shè)深度范圍內(nèi)，

且間隔不宜大于10m；以各測點(diǎn)實(shí)測溫度的算術(shù)平均值作為埋管樁基的初始平均溫度。

A.2單樁埋管熱響應(yīng)測試(TRT)

A.2.1單樁埋管換熱器熱響應(yīng)測試時，測試樁應(yīng)達(dá)到傳熱準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)要求，該時間段內(nèi)的測試數(shù)據(jù)在后續(xù)實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)處理時應(yīng)舍棄，達(dá)到傳熱準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)時間可按下式估算：

5r2

t0(A.2.1)

1

式中：t1——樁身傳熱達(dá)到準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)時間(s)；

r0——樁的半徑(m)；

——樁周圍土壤的熱擴(kuò)散系數(shù)的參考值(m2/s)。

A.2.2當(dāng)樁徑大于1000mm，且熱交換管設(shè)在樁的中心時，可利用鉆孔埋管的熱響應(yīng)測試的方法測試樁的混

凝土導(dǎo)熱系數(shù)。測得的混凝土導(dǎo)熱系數(shù)可用于計(jì)算樁的熱阻或樁傳熱分析。

A.2.3單樁埋管熱響應(yīng)測試開始時間宜在樁身混凝土澆筑完成21d后，或打入樁靜置7d后。

A.2.4在澆筑混凝土前，可在樁頂0.5m以下的鋼筋籠上安裝溫度傳感器。澆筑完混凝土后，溫度傳感器連續(xù)

3d的溫度讀數(shù)的差別不超過0.5℃時，可進(jìn)行熱響應(yīng)測試。

A.2.5在測試樁施工中，應(yīng)以樁身軸線為中心，沿徑向在樁中心、樁土界面和周邊巖土地基中安裝溫度傳感

器，在熱響應(yīng)測試中，應(yīng)讀取各測點(diǎn)的溫度隨時間的變化值，測試時間宜按式A.2.1計(jì)算。埋管單樁和場地

巖土的綜合熱傳導(dǎo)系數(shù)可根據(jù)測試結(jié)果，利用A.5.2式計(jì)算。

A.2.6根據(jù)埋管單樁的熱響應(yīng)測試數(shù)據(jù)，當(dāng)樁長與樁徑之比不小于40時，可采用線熱源或柱熱源分析方法計(jì)

算獲得樁身熱阻和巖土地基熱阻或?qū)嵯禂?shù)；當(dāng)樁長與樁徑之比小于40時，不宜采用線熱源和柱熱源模型，

可采用有限元或有限體積等數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行反分析。

A.2.7在一定循環(huán)工質(zhì)、特定進(jìn)口流量與溫度條件下的換熱功率，可在埋管單樁上進(jìn)行換熱量測試獲得。該

換熱量僅用于可行性研究和初步設(shè)計(jì)論證，不應(yīng)作為單樁埋管換熱器工程設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)。

A.3單樁埋管熱響應(yīng)試驗(yàn)方法及技術(shù)要求

A.3.1單樁熱響應(yīng)試驗(yàn)應(yīng)遵循以下步驟：

1)測試巖土初始溫度；

2)平整試驗(yàn)場地，提供水、電接駁點(diǎn)；

3)測試儀器與樁內(nèi)埋管連接；

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4)水、電等外部設(shè)備連接完畢后，對測試設(shè)備及外圍設(shè)備的連接進(jìn)行檢查；

5)對樁內(nèi)換熱管道進(jìn)行清洗、排氣；

6)啟動測試設(shè)備，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后開始讀取、記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)；

7)試驗(yàn)結(jié)束后，做好樁內(nèi)埋管的保護(hù)工作。

A.3.2單樁熱響應(yīng)試驗(yàn)應(yīng)符合以下要求：

1)測試樁的深度應(yīng)與實(shí)際工程樁的深度相一致。

2)試驗(yàn)期間，加熱功率應(yīng)保持恒定；

3)樁基埋管換熱器內(nèi)的流體流速應(yīng)確保流體處于紊流狀態(tài)，流速宜控制在0.3m/s；

4)單樁熱響應(yīng)試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)應(yīng)包括循環(huán)水流量、加熱功率、進(jìn)出水水溫，數(shù)據(jù)采集的時間間隔不大于5min；

5)樁基埋管換熱器的出口水溫穩(wěn)定后，該溫度宜與巖土初始平均溫度相差5℃以上，且維持時間應(yīng)不少于

12h，排熱試驗(yàn)時出口水溫不宜高于33℃，取熱試驗(yàn)時出口水溫不宜低于4℃。

A.3.3熱響應(yīng)試驗(yàn)前應(yīng)盡量減少對測試樁周巖土體初始地溫的影響，重新進(jìn)行熱響應(yīng)試驗(yàn)時應(yīng)在樁周巖土溫

度恢復(fù)后進(jìn)行。

A.4測試精度要求

A.4.1溫度測量允許誤差為±0.2℃。

A.4.2流量測試允許誤差為±1%。

A.4.3功率測量允許誤差為±1%。

A.4.4埋管深度測量允許誤差為±0.5%。

A.5試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

A.5.1試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)提取試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算單樁和巖土綜合導(dǎo)熱系數(shù)。

A.5.2單樁綜合導(dǎo)熱系數(shù)可采用參數(shù)估計(jì)法或斜率法計(jì)算。斜率法計(jì)算公式：

Q

(A.5.2)

s4KH

式中：s——單樁綜合導(dǎo)熱系數(shù)w/(mk)；

Q——樁內(nèi)埋管換熱器換熱功率(w)；

K——樁內(nèi)埋管近出水平均溫度與時間對數(shù)關(guān)系線性擬合直線的斜率；

H——樁內(nèi)埋管的深度(m)。

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附錄B荷載-溫度聯(lián)合測試方法

B.0.1測試宜結(jié)合建筑樁基單樁靜載試驗(yàn)同步進(jìn)行。進(jìn)行埋管樁基荷載—溫度聯(lián)合測試的基樁應(yīng)在施工時按

設(shè)計(jì)要求安裝換熱管及溫度、應(yīng)變等傳感器，沿樁身布設(shè)的傳感器應(yīng)采取有效措施固定在測試樁鋼筋籠上。

B.0.2換熱管穿出樁時應(yīng)采取保護(hù)措施，可采用倒L型鋼套管對換熱管路進(jìn)行保護(hù)，換熱管應(yīng)從樁身側(cè)面穿

出，且鋼套管穿出樁身側(cè)面位置與樁頂承壓面的距離不宜小于1.0m。

B.0.3樁身溫度傳感器布設(shè)的豎向間距不宜大于5.0m，且每一個測溫?cái)嗝娌灰松儆?個。應(yīng)變傳感器布設(shè)的

豎向間距不宜大于5.0m，且每一個監(jiān)測斷面不宜少于3個，其中2個應(yīng)為沿樁身豎向布置，1個應(yīng)為水平向

布置。

B.0.4分析荷載與溫度聯(lián)合測試對巖土體溫度場的影響，宜在距試樁中心4m內(nèi)或樁與樁間距布設(shè)測溫探孔3

個，并在豎向布設(shè)溫度傳感器，布設(shè)間距宜按B.0.3要求執(zhí)行。

B.0.5靜載試驗(yàn)步驟應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)試驗(yàn)加載裝置宜采用液壓千斤頂。當(dāng)采用多臺千斤頂加載時，應(yīng)并聯(lián)同步工作，且符合下列規(guī)定：

a)采用千斤頂型號、規(guī)格應(yīng)相同；

b)千斤頂?shù)暮狭χ行耐ㄟ^試樁中心。

2)荷載測量可用放置在千斤頂上的荷重傳感器直接測定當(dāng)通過并聯(lián)于千斤頂油路的壓力表或壓力傳感器

測定油壓并換算荷載時，應(yīng)根據(jù)千斤頂率定曲線進(jìn)行荷載換算。荷重傳感器、壓力傳感器或壓力表的準(zhǔn)確度

優(yōu)于或等于0.5級。試驗(yàn)用壓力表、油泵、油管在最大加載時的壓力不應(yīng)超過規(guī)定壓力的80%。

3)每級荷載加載后維持1h，按5、10、15、30、45、60min測讀樁頂沉降量，即可施加下一級荷載；對最

后一級荷載，加載后沉降測讀方法及穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)按慢速荷載法執(zhí)行。

4)卸載時每級維持15min，測讀時間為第5、15min，即可卸下一級荷載。卸載至零后應(yīng)測讀穩(wěn)定的殘余

沉降量，維持時間為2h，測讀時間為5、15、30min，以后每隔30min測讀一次。

5)沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每小時內(nèi)沉降量不得超過0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次(從分級荷載施加后的第30min

開始，按1.5h連續(xù)三次每30min的沉降量觀測值計(jì)算)。

6)當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，抗壓靜載試驗(yàn)可終止加載：

a)某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下的沉降量的5倍，且沉降總量超過40mm；

b)某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下的沉降量的2倍，且24h尚未達(dá)到建筑基樁檢

測技術(shù)規(guī)范》JGJ106附錄B.1.5第5款相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；

c)已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載值且樁頂沉降達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；

d)荷載-沉降曲線呈緩變型時，可加載至樁頂總沉降量60mm~80mm，當(dāng)樁端阻力尚未充分發(fā)揮時，可加

載至樁頂累計(jì)沉降量超過80mm。

7)當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，抗拔靜載試驗(yàn)可終止加載：

a)在某級荷載作用下，樁頂上拔量大于前一級上拔荷載作用下的上拔量5倍；

b)按上拔量控制，累計(jì)樁頂上拔量超過100mm；

c)按鋼筋抗拉強(qiáng)度控制，鋼筋應(yīng)力達(dá)到鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，或某根鋼筋拉斷；

d)對于工程樁驗(yàn)收檢測，達(dá)到設(shè)計(jì)或抗裂要求的最大上拔量或上拔荷載值。

B.0.6荷載-溫度聯(lián)合測試步驟應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)試樁分級加載應(yīng)符合《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106的規(guī)定，考慮溫度變化對單樁承載性能的影響，

加載反力裝置能提供的最大反力宜適當(dāng)提高至預(yù)估最大試驗(yàn)荷載的1.5倍。

2)分級荷載加載下樁頂沉降測試應(yīng)符合《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106的相關(guān)規(guī)定。沉降穩(wěn)定后對樁

身進(jìn)行熱響應(yīng)測試，換熱過程中應(yīng)維持樁頂荷載不變，樁頂沉降的測試記錄和沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)按《建筑基樁檢

測技術(shù)規(guī)范》JGJ106的要求執(zhí)行。

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3)樁身埋設(shè)有溫度和應(yīng)變測試傳感器，熱響應(yīng)測試開始前和試驗(yàn)過程中應(yīng)持續(xù)采集樁身各測點(diǎn)的溫度值

和應(yīng)變值；測試樁基周圍有測溫探孔時應(yīng)同步進(jìn)行溫度測試。

4)熱響應(yīng)測試結(jié)束后應(yīng)對試樁進(jìn)行卸載，卸載分級與操作控制要求按《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106

的規(guī)定執(zhí)行，并應(yīng)同步測試卸載過程