U型能量桩与混凝土桩抗震性能对比分析*

赵 敏，黄会杰，郑永辉

(西安工业大学 建筑工程学院，西安 710021)

能量桩技术，是基于桩基基础和传统地埋管地源热泵系统发展起来的，通过在桩基中埋设U型管或W型管，实现桩体与土体冷热交换，获取低温位的地热能，从而减少对传统化石能源的消耗，既有实现潜层地热能冷热交换功能,又有满足支持上部建筑荷载功能。德国的法兰克福主塔美茵塔、奥地利某康复中心与我国南京朗诗国际街区及世博园的世博轴都曾使用这一技术，但总体而言能量桩技术还处在前期研究阶段且国内外建筑实际应用并不普遍。文献[1]研究能量桩桩体位移在多次温度循环下的影响，其结果显示经过每次冷热循环后能量桩桩体发生沉降且随着冷热循环次数的增加沉降不断加大，制冷工作时荷载对桩顶产生影响更大。文献[2]研究W型、螺旋型与U型等不同埋管形式下能量桩的热力学特性，施加热荷载时桩体埋设方式为W型的能量桩热效应最为突出，同时其水平方向的土压力和能量桩桩端阻力变化最大，在施加冷荷载时桩体发生明显沉降。文献[3-5]进行现场试验，结果显示施加不同温度荷载引起的桩体热胀冷缩直接影响桩土相对位移，使得能量桩的侧阻力、负摩阻力和轴力分布等与常规桩有明显区别，由于现场试验条件较难以控制、复杂程度高和试验代价较大等，许多学者采用模型试验与数值模拟分析相结合的方法研究能量桩的工作特性及影响因素。……