本技术涉及建筑与能源的融合领域，具体涉及一种大直径非挤土高承载力低碳能源桩。
背景技术：
1、能源桩是一种结合地热能技术与深基础的创新技术，不仅起到传统桩基的支撑作用，还能够作为地热交换器，从土壤中吸收或释放热量。能源桩为建筑行业提供了一种有效、可持续的技术方案，不仅有助于实现碳达峰和碳中和的目标，还能够提高建筑的经济和环境效益。
2、目前，能源桩在实践中存在的主要技术问题是结构荷载与热性能之间的矛盾。例如，在传统的phc(直径300～600mm)管桩中埋设换热管并回填充填材料，该技术安装方便，施工速度快，不易损伤换热管，但同时存在桩径短，承载力低的问题，容易导致热短路和抗热效应差的问题。为了提高管桩的强度和抗热效应，往往需要添加多种试剂，配置高性能混凝土，这又与低碳环保的初衷相违背。
3、因此，本实用新型一方面以固废材料为主要原材料，在降低水泥用量的同时，通过多种激发法获得高性能胶凝材料，同时加入特制的微胶囊体，用于管桩的主体材料，使得管桩既低碳又高强还蓄热；另一方面，扩大管桩直径，新增特制桩靴，并采用钻探-沉管-注浆工艺，使得管桩整体结构既能够嵌入到软土地区，又能够适应坚硬土层，还能紧密的和周边土体融为一体(包括力学性能和热传导性能)。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种大直径非挤土高承载力低碳能源桩，本技术的能源桩采用钻探-沉管-注浆工艺使得管桩整体结构既能够嵌入到软土地区，又能够适应坚硬土层并且既低碳又高强还蓄热。
2、本技术公开了一种大直径非挤土高承载力低碳能源桩，包括：管桩、桩靴、底部密封体、盖板、端头板、注浆导管、出浆口、导热增强型注浆体、传热介质输送管道、循环泵和热交换单元；其中：
3、所述管桩包括一个或多个，多个所述管桩之间首尾连接；
4、所述注浆导管被配置在所述管桩的侧壁中并且所述管桩底部配合所述注浆导管配置有出浆口；
5、所述桩靴被配置在最底部一节所述管桩的底端，所述桩靴还包括：桩尖主体，所述桩尖主体的一端设有多个破碎尖端，另一端设有桩头端板，所述破碎尖端包括相互连接的第一尖角和第二尖角，所述第一尖角和第二尖角分别设置在桩尖主体和纵向肋板的端部，所述纵向肋板设置在桩尖主体的外侧，且其另一端与桩头端板之间间隔分布有多个切削扇环钢片；
6、所述盖板被配置在最顶部一节所述管桩的顶端，并且所述盖板上设置有孔洞，所述注浆导管从所述孔洞中穿过；
7、所述传热介质输送管道的主体部分可以布置在所述(1)管桩的内腔中，也可预埋在其侧壁中，还可以沿着其外侧的管壁布置；
8、所述传热介质输送管道的两端通过所述循环泵分别与热交换单元的两侧连接。
9、在一个优选例中，所述传热介质输送管道的主体部分所配置的位置选自下组：布置在所述管桩的内腔中、预埋在所述管桩侧壁中或沿着所述管桩外侧的管壁布置；
10、在一个优选例中，所述管桩由固废材料作为主要材料制作而成，其直径为600-1000mm，承载力500-2000吨。
11、在一个优选例中，所述注浆导管为内径15-25mm、壁厚2-8mm的管，其材料包括：铝塑管。
12、在一个优选例中，所述导热增强型注浆体的通过以下步骤制备：先将相变材料与乳化剂混合形成微乳液，再将微乳液与产脲酶的微生物菌液、含钙源和尿素的混合溶液混合制备而成。
13、在一个优选例中，所述阀门系统选自下组：四通阀、电子膨胀阀或可逆循环系统。
14、在一个优选例中，所述热交换单元是由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀和管路系统组成。
15、在一个优选例中，所述传热介质输送管道的主体部分呈螺旋型布置并通过接头固定。
16、在一个优选例中，所述管桩还包括有导热强化结构，所述导热强化结构是通过所述注浆导管注射所述导热增强型注浆体在所述管桩周围，并在其冷却后将所述管桩和泥土结合为一体所形成的结构。
17、本技术还公开了一种大直径非挤土高承载力低碳能源桩的安装方法所述方法包括以下步骤：
18、s1.钻孔-沉桩；
19、s2.接桩；
20、s3.重复s2和s3直至桩长达到设计长度或桩端有效嵌入设计地层；
21、s4.通过预埋在管桩管壁中的注浆管进行桩侧注浆；
22、s5.在清理孔底渣土后，通过管腔向孔底灌注混凝土，形成底部密封体从而完成施工；
23、s6.桩体检测；
24、s7将传热介质输送管道与循环泵和阀门系统连接后，接入到热交换单元；
25、s8.安装盖板。
26、在一个优选例中，所述步骤s7和s8之间进一步包括：向管桩的腔体内注入蓄热液。
27、在一个优选例中，所述步骤s2进一步包括：将可扩大-可收缩的钻头与长螺旋钻杆连接后通过大直径管桩的内腔进入待沉桩地层；驱动钻杆进行钻孔，在土压力的作用下钻头扩大造成钻孔成孔孔径大于管桩外径，保证管桩在零沉桩阻力或较小沉桩阻力的作用下跟随钻头同步下沉；钻孔产生的残渣土通过管桩内腔的长螺旋钻杆上的螺旋叶片带出至地面。
28、在一个优选例中，所述步骤s3进一步包括：将上、下两节管桩之间通过焊接的方式连接，并进行密闭性处理；上、下两节管桩之间的注浆导管通过高强度铝塑管进行连通。
29、在一个优选例中，所述步骤s8包括：把所述盖板置于管桩顶部，将其与管桩接触部位密封；把桩内已布置过的管道穿过(4)盖板的预留孔，并对所述预留孔进行密封
30、在另一方面，本技术还公开了一种高性能混凝土制备方法，其特征在于，所述高性能混凝土由固废材料作为主要材料制作而成，包括：把含有活性硅、铝质的工业材料，先经过碱激发法、热激活法、机械激活法、微生物激活法、电化学激活法和湿热处理法中的一种或几种处置方法，制备成高性能胶凝材，再基于该胶凝材料配置成高性能混凝土。
31、在一个优选例中，所述方法，进一步包括：在高性能胶凝材料中添加微胶囊材料，所述微胶囊材料是先将相变材料与乳化剂混合形成微乳液，再将微乳液与产脲酶的微生物菌液、含钙源和尿素的混合溶液混合制备而成。
32、本实用新型的优点包括；
33、(1)以固废材料为主要材料，通过激发，并添加特制微胶囊材料，形成低碳高强的管桩主体，这可以有效协调管桩热传导与高承载力之间的矛盾，具有经济适用，低碳减排的优势。
34、(2)采用特制桩靴，并采用钻探-沉管-注浆工艺，使得本实用新型的能源桩对地下岩土体具有强适应性，既可充分借助周围岩、土体强度，提高成桩的承载力，又能充分和周边岩土体进行热交换。
35、(3)通过在管桩周围形成导热强化结构，从而在一方面通过导热强化结构把热量从土体传入桩再传给传热系统。另一方面使得整个管桩和土地强有力的结合在一起了，提高了整个桩的承载力。
36、本技术的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本技术所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本技术上述
技术实现要素：
中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均应该视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征a+b+c，在另一个例子中公开了特征a+b+d+e，而特征c和d是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征e技术上可以与特征c相组合，则，a+b+c+d的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而a+b+c+e的方案应当视为已经被记载。
1.一种大直径非挤土高承载力低碳能源桩，其特征在于，包括：管桩、桩靴、盖板、端头板、注浆导管、出浆口、传热介质输送管道、循环泵和热交换单元；其中：
2.根据权利要求1所述的一种大直径非挤土高承载力低碳能源桩，其特征在于，所述管桩直径为600-2000mm，承载力为500～2000吨。
3.根据权利要求1所述的一种大直径非挤土高承载力低碳能源桩，其特征在于，多个所述管桩之间通过端头板焊接连接并进行密闭性处理，从而使得所述管桩在0.5mpa压力下的漏失率小于1％。
4.根据权利要求1所述的一种大直径非挤土高承载力低碳能源桩，其特征在于，所述管桩的管路通过阀门系统与所述热交换单元连接，所述阀门系统选自下组：四通阀、电子膨胀阀或可逆循环系统。
5.根据权利要求1所述的一种大直径非挤土高承载力低碳能源桩，其特征在于，所述热交换单元是由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀和管路系统组成。
6.根据权利要求1所述的一种大直径非挤土高承载力低碳能源桩，其特征在于，所述传热介质输送管道的主体部分呈螺旋型布置并通过接头固定。
