[发明专利]一种用于冻土区主动冷却的可伸缩钢管螺旋桩基础及使用方法

权利要求书

1.一种用于冻土区主动冷却的可伸缩钢管螺旋桩基础，其特征在于：其包括支撑螺旋桩、用于为所述支撑螺旋桩提供冷却风的送风系统、设置在所述支撑螺旋桩的上端部并用于缓冲塔基础因发生季节性融沉或冻拔而位置变化的可调节支撑机构、为所述可调节支撑机构提供动力的液压调节系统、以及设置在所述支撑螺旋桩的上部用于对所述可调节支撑机构进行限位的固定系统；在冻土层中安装有用于检测其内部温度变化的温度传感器，所述温度传感器作为信号输入端连通用于控制所述送风系统、所述可调节支撑机构、以及所述液压调节系统的控制系统；所述支撑螺旋桩包括钢管(7)、设置在钢管(7)下端部外周侧的叶片(10)；所述送风系统包括为所述钢管(7)提供冷却风的进风管(18)和出风管(15)以及为所述进风管(18)提供冷却风的送风机(14)，所述进风管(18)在所述钢管(7)的连通位置低于所述出风管(15)在所述钢管(7)的连通位置；所述可调节支撑机构安装在所述钢管(7)的上端，其包括由所述钢管(7)上端内部的密封板(7a)和钢管(7)上部的端板(2)围成的腔体、在所述腔体内限位安装有连杆(1)和活塞(3)；所述端板(2)的中心位置开设有与所述连杆(1)密封接触配合的开孔；所述活塞(3)的外周侧通过密封环(4)和支撑件(5)密封安装在所述腔体内，并将所述腔体分为上腔体(3a)和下腔体(3b)；所述液压调节系统包括液压泵(11)、用于分别连通所述上腔体(3a)和所述下腔体(3b)的输油管(9)、三位五通中封阀(13)、以及油箱(12)；所述钢管(7)的上端部设置有用于对所述连杆(1)进行限位的所述固定系统；所述固定系统包括固定在所述钢管(7)上并外含螺纹的固定座(22)、插设在所述固定座(22)内的固定连杆(20)、在所述固定连杆(20)上并位于所述钢管(7)内的一端部安装有摩擦片(21)、以及与所述固定座(22)螺纹连接的螺母套(19)；所述固定系统还包括安装在所述钢管(7)的上端部并用于对调节所述摩擦片(21)对所述连杆(1)进行限位固定的智能紧固系统(23)，所述智能紧固系统(23)包括设于所述摩擦片(21)上与所述连杆(1)接触面上的压力传感器(24)、用于带动所述螺母套(19)进行转动的伺服发动机(25)、用于接收所述压力传感器(24)发射转动信号并据此驱动所述伺服发动机(25)的控制系统；其中所述伺服发动机(25)通过转轴(26)带动齿轮(27)进行转动，所述齿轮(27)通过传送履带(28)带动螺母套(19)转动；在所述智能紧固系统(23)的外部设置有以便拆卸检查的薄壁方形壳体。

2.根据权利要求1所述的用于冻土区主动冷却的可伸缩钢管螺旋桩基础，其特征在于：所述送风系统、所述可调节支撑机构、以及所述液压调节系统均通过太阳能供电设备提供电能或者通过输电线路提供。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的用于冻土区主动冷却的可伸缩钢管螺旋桩基础的使用方法，其特征在于：

首先，通过所述送风机(14)为所述进风管(18)提供冷却风，其中冷却风将所述钢管(7)内的热量通过出风管(15)排出大气环境中，由于所述进风管(18)在所述钢管(7)的连通位置低于所述出风管(15)在所述钢管(7)的连通位置，从而便于将冷却空气排出，提高空气流速，便于稳定季节性冻土土质的温度，减轻熔融沉陷的影响；

当地环境气温升高时，季节性冻土地区土质处于持续性熔融沉陷状态，埋设在季节性冻土层中支撑螺旋桩会出现沉陷情况，其中控制器根据接收埋设在支撑螺旋桩周围温度传感器测量信号进行驱动液压调节系统为位于钢管(7)上端部安装的可调节支撑机构提供液压动力，其通过液压泵(11)为输油管(9)为下腔体(3b)输入液压油(6)，而所述上腔体(3a)通过另一输油管(9)将其内的液压油(6)输出给油箱(12)，从而调节所述连杆(1)向所述钢管(7)升起，最后利用所述连杆(1)的固定系统的位置进行限位固定，从而保持整体的支撑螺旋桩的水平高度不变，其中在所述固定系统中的智能紧固系统(23)中，所述伺服发动机(25)通过传送履带(28)带动螺母套(19)转动；

当地环境气温降低时，季节性冻土地区土质处于持续性冻拔状态，埋设在季节性冻土层中支撑螺旋桩会出现拔起情况，其中控制器根据接收埋设在支撑螺旋桩周围温度传感器测量信号进行驱动液压调节系统为位于钢管(7)上端部安装的可调节支撑机构提供液压动力，其通过液压泵(11)为输油管(9)为上腔体(3a)输入液压油(6)，而所述下腔体(3b)通过另一输油管(9)将其内的液压油(6)输出给油箱(12)，从而调节所述连杆(1)向所述钢管(7)下降，最后利用所述连杆(1)的固定系统的位置进行限位固定，从而保持整体的支撑螺旋桩的水平高度不变。