[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

说明书

本发明公开了一种用于冻土区主动冷却的可伸缩钢管螺旋桩基础，其包括支撑螺旋桩、用于为支撑螺旋桩提供冷却风的送风系统、设置在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、为可调节机构提供动力的液压调节系统、以及设置在支撑螺旋桩的上部用于对可调节支撑机构进行限位的固定系统。本申请中可以根据冻土层的变化情况调节螺旋桩长度和主动冷却装置降低冻土温度，减小螺旋桩基础冻拔或沉降对上层建筑物的影响，且利用智能紧固系统自主紧固，保障整体结构的稳定性；本申请中在桩顶施工标高有误差时可以通过液压系统调节，适合应用在地形有起伏难控制桩顶标高的地区，进而增大钢管螺旋桩基础适用范围。

技术领域

本发明涉及冻土地区输电线路杆塔基础技术领域，尤其涉及一种用于冻土区主动冷却的可伸缩钢管螺旋桩基础。

背景技术

为了解决东地区的能源短缺和环境污染，促进西部地区的经济发展，国家加大了对与西部地区的能源互联基础建设，因此越来越多的输电线路工程在高原冻土地区开展，季节性冻土地区的冻土层会随着气温的增加而熔融，或随着气温的降低而冻结，导致输电杆塔基础发生融沉或冻拔现象，极大的影响了输电铁塔的稳定性，给人民生命财安全以及社会经济的发展带来极大的威胁。

目前，季节性冻土地区基础主要处置方式为保护和破坏，然而，对于季节性冻土来说，夏天季节冻结层和季节融化层融化时，冰层及冰透镜体分布的不均匀，会引起土层不均匀沉降以及冻胀现象。传统的保护措施如热棒、保温板、保护坡等不能达到有效的控制基础融沉以及冻拔问题，采用挖除加换填的方式能有效地控制冻土基础的沉降以及冻拔，但是这种施工方式会对冻土区脆弱的生态环境造成严重的破坏。然而，螺旋桩基础施工时则无需开挖工程，因此，针对季节性冻土的特点，设计了一种钢管螺旋桩结构，在土体不发生扰动的前提下，提高螺旋桩基础的抗融沉和冻胀的能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于冻土区主动冷却的可伸缩钢管螺旋桩基础，解决在冻土区中螺旋桩基础发生抗融沉和冻胀而易影响电线路杆塔基础稳定的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种用于冻土区主动冷却的可伸缩钢管螺旋桩基础，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、所述调节支撑机构、以及所述液压调节系统的控制系统。

进一步的，所述支撑螺旋桩包括钢管、设置在钢管下端部外周侧的叶片。

再进一步的，所述送风系统包括为所述钢管提供冷却风的进风管和出风管以及为所述进风管提供冷却风的送风机，所述进风管在所述钢管的连通位置低于所述出风管在所述钢管的连通位置。

再进一步的，所述可调节支撑机构安装在所述钢管的上端，其包括由位于所述钢管上端内部的密封板和端板围成的腔体、在所述腔体内限位安装有连杆和活塞；所述端板的中心位置开设有与所述连杆密封接触配合的开孔。

再进一步的，所述活塞的外周侧通过密封环和支撑件密封安装在所述腔体内，并将所述腔体分为上腔体和下腔体。

再进一步的，所述液压调节系统包括液压泵、用于分别连通所述上腔体和所述下腔体的输油管、三位五通中封阀、以及油箱。

再进一步的，所述钢管的上端部设置有用于对所述连杆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上并外含螺纹的固定座、插设在所述固定座内的固定连杆、在所述固定连杆上并位于所述钢管内的一端部安装有摩擦片、以及与所述固定座螺纹连接的螺母套。