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静钻根植能源桩技术及其应用研究

桩基工程；静钻根植能源桩；施工工艺；热力试验；能效比；桩身轴向附加应力；桩侧附加摩阻力；NP点

能源桩作为一种浅层地温能利用的建筑节能技术，是建筑运行阶段减少碳排放的主要途径之一。针对传统能源桩施工工艺的不足，结合静钻根植桩的特点，提出了静钻根植能源桩（static drilling rooted geothermal energy pile，SDRGEP）技术及其施工工艺。结合实际工程，开展静钻根植能源桩的短期工况和长期工况热力试验，分析桩身温度变化、制热能效比（coefficient of performance，COP）、桩身轴向附加应力和桩侧附加摩阻力等变化规律。试验结果表明，桩身温度随时间逐渐升高，而COP值随时间的推移逐渐降低，稳定后趋于一恒值。桩身轴向附加应力和桩侧附加摩阻力的发挥性状受桩顶、桩端约束条件的制约。短期工况试验中，桩身轴向附加应力呈中间大两头小的分布形式，桩侧附加摩阻力分布存在一个零点（null point，NP）；长期工况下，桩身轴向附加应力呈现两端大、中间小的分布形式，桩侧附加摩阻力分布规律与时间、温度和约束条件等因素有关，桩身从一个零点逐渐演变为3个零点。因此，试验结果与桩的服役状态和施工工艺密切相关，能为能源桩技术进一步推广应用提供理论依据。