本實(shí)用新型屬于涉及一種在多年凍土地區(qū)樁基礎(chǔ)工程中可以進(jìn)行內(nèi)外部氣體交換的結(jié)構(gòu)，特別是可應(yīng)用于高等級(jí)架空輸電線路塔基的一種構(gòu)造混凝土通風(fēng)管的樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

基礎(chǔ)的穩(wěn)定性直接影響著建(構(gòu))筑物的使用年限。架空輸電線路的基礎(chǔ)穩(wěn)定性對(duì)于整體線路的穩(wěn)定性有著特別重要的作用。由于輸電線塔基開挖范圍較大，混凝土澆筑量較大的特殊性，其對(duì)周圍多年凍土的影響非常大。因此在多年凍土區(qū)進(jìn)行輸電線路塔基的建設(shè)時(shí)，最重要的任務(wù)是保證塔基和塔基周圍土體的穩(wěn)定性。在凍土地區(qū)，基礎(chǔ)的上拔荷載與周圍土體的凍脹荷載疊加對(duì)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性威脅巨大，然而凍土地區(qū)輸電線路基礎(chǔ)的抗拔失效模式，防治措施等的研究尚不完善，因此塔基的穩(wěn)定性仍然需要進(jìn)行大量的研究。

目前對(duì)于塔基穩(wěn)定性研究的結(jié)果表明，保證塔基的穩(wěn)定性，地基土要滿足以下的要求：

1.保證多年凍土較高的承載能力，必須保證凍結(jié)土體的凍結(jié)狀態(tài)；

2.采取主動(dòng)的降溫措施，防止地基及周圍土體的融化，減小工程建設(shè)活動(dòng)對(duì)多年凍土的干擾，提高多年凍土的凍結(jié)上限；

3.可以利用凍結(jié)土體的較高強(qiáng)度來減弱樁-土相互作用問題中的接觸破裂風(fēng)險(xiǎn).。

另外錐柱式樁基礎(chǔ)體量大，屬于大體積混凝土，在其混凝土施工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，水化熱積聚導(dǎo)致混凝土溫度過高，溫度越高，溫度應(yīng)力也越大，當(dāng)溫度應(yīng)力大到一定程度會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，而這種裂縫往往深度較大，對(duì)結(jié)構(gòu)的承載力有較大威脅，且在降雨過程中，雨水會(huì)通過裂縫進(jìn)入樁基礎(chǔ)內(nèi)部，導(dǎo)致周圍地基土承載力的降低。特別是在多年凍土地區(qū)，當(dāng)水分進(jìn)入樁基礎(chǔ)內(nèi)部時(shí)，水分的凍脹也會(huì)導(dǎo)致混凝土樁基礎(chǔ)裂縫變大，使其結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，直至失去承載力。

總的來說，在多年凍土區(qū)輸電線塔塔基施工過程中，利用通風(fēng)管的散熱，可以有效削減混凝土施工期水化熱導(dǎo)致的溫升，減低混凝土的最高溫度從來控制溫度裂縫的產(chǎn)生，同時(shí)可以利用青藏高原冬季較冷的空氣，使得空氣對(duì)流換熱有效的降低樁基礎(chǔ)周圍土體的溫度，對(duì)多年凍土區(qū)樁基礎(chǔ)工程中凍脹、融沉等工程問題的防治提供技術(shù)支持。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種簡(jiǎn)潔、易行的通風(fēng)管主動(dòng)冷卻地溫和混凝土水化熱的混凝土通風(fēng)管樁基結(jié)構(gòu)。利用此結(jié)構(gòu)，可以將樁基礎(chǔ)澆筑后的水化熱通過空心筒快速散去，減少樁基礎(chǔ)因水化熱散熱較慢造成的裂縫，同時(shí)在基礎(chǔ)使用過程中，可以有效的降低地基土體溫度，提高地基承載力，實(shí)現(xiàn)對(duì)多年凍土人工上限的有效提升，同時(shí)為預(yù)防和防治土體凍脹和融沉引起的工程問題提供技術(shù)支持。

本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

根據(jù)本實(shí)用新型提供的一個(gè)實(shí)施例，本實(shí)用新型提供了一種帶有內(nèi)外部通風(fēng)管的混凝土樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)輸電線錐柱式樁基，所述輸電線錐柱式樁基基體埋設(shè)于多年凍土區(qū)地表下，輸電線錐柱式樁基上部設(shè)于地表上；沿輸電線錐柱式樁基中心設(shè)有連通通風(fēng)管的中心管；輸電線錐柱式樁基周壁上貫穿有若干層上下分布且與中心管相連通的通風(fēng)管，地表上的輸電線錐柱式樁基上設(shè)有與中心管相連通的地表通風(fēng)管，地表通風(fēng)管管口上設(shè)有帽檐，在對(duì)應(yīng)地表通風(fēng)管管口下方分別設(shè)有接水槽。

進(jìn)一步，在所述地表下的輸電線錐柱式樁基底部設(shè)有樁基基座，通風(fēng)管分布至樁基基座上，且樁基基座上的通風(fēng)管長(zhǎng)度大于上層輸電線錐柱式樁基上的通風(fēng)管長(zhǎng)度。

進(jìn)一步，所述通風(fēng)管沿輸電線錐柱式樁基中心呈十字分布，且底部通風(fēng)管穿過樁基基座穿入地基土中。

進(jìn)一步，所述通風(fēng)管和地表通風(fēng)管均水平向設(shè)置。

進(jìn)一步，所述地表通風(fēng)管管外包覆有保溫層。

進(jìn)一步，所述地表通風(fēng)管采用波紋金屬管。

進(jìn)一步，所述接水槽與帽檐下方設(shè)置的滴水導(dǎo)流管相對(duì)應(yīng)。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于：

該結(jié)構(gòu)充分利用混凝土樁基礎(chǔ)本身，加入通風(fēng)管的構(gòu)造措施，可以減輕混凝土水化熱積聚造成的樁基礎(chǔ)的破壞和水化熱對(duì)周圍多年凍土的入侵。

利用通風(fēng)管的工作原理可以加快深部土體的熱交換過程。

通過在側(cè)面外置管道出入口界面設(shè)置帽檐和滴水措施，可減小空氣冷凝水對(duì)地基的入侵。

伸出地面的通風(fēng)管選用易于更換的波紋金屬管，其外部包裹一定厚度的隔熱材料，提高了該工程措施的耐久性和服役年限可在混凝土樁基礎(chǔ)施工期有效削減水化熱產(chǎn)生的升溫，減低混凝土的最高溫度，是混凝土樁基礎(chǔ)施工期溫控防裂的一種措施。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的預(yù)留孔道的混凝土通風(fēng)管樁基礎(chǔ)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的預(yù)留孔道的混凝土通風(fēng)管樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。

圖中：1.帽檐；2.接水槽；3.滴水導(dǎo)流管；4.地表通風(fēng)管；5.保溫層；6.通風(fēng)管；7.輸電線錐柱式樁基；8.樁基基座；9.中心管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，該帶有內(nèi)外部通風(fēng)管的混凝土樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)輸電線錐柱式樁基7，輸電線錐柱式樁基7基體埋設(shè)于多年凍土區(qū)地表下，輸電線錐柱式樁基7上部設(shè)于地表上；沿輸電線錐柱式樁基7周壁上貫穿有若干層上下分布且延伸出其側(cè)壁的通風(fēng)管6，輸電線錐柱式樁基7中心設(shè)有連通通風(fēng)管6的中心管9，樁基內(nèi)部設(shè)計(jì)通風(fēng)管6作為構(gòu)造措施。地表上的輸電線錐柱式樁基7上設(shè)有與中心管9相連通的地表通風(fēng)管4，地表通風(fēng)管4管口上設(shè)有帽檐1，在對(duì)應(yīng)地表通風(fēng)管4管口下方分別設(shè)有接水槽2，接水槽2與帽檐1下方設(shè)置的滴水導(dǎo)流管3相對(duì)應(yīng)。

在地表下的輸電線錐柱式樁基7底部設(shè)有樁基基座8，通風(fēng)管6分布至樁基基座8上，且樁基基座8上的通風(fēng)管6長(zhǎng)度大于上層輸電線錐柱式樁基7上的通風(fēng)管6長(zhǎng)度。

地表通風(fēng)管4與通風(fēng)管6管壁垂直設(shè)置，地表通風(fēng)管4管外包覆有保溫層5。

圖2出示了具有主動(dòng)冷卻的內(nèi)部預(yù)留孔道的混凝土通風(fēng)管樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的通風(fēng)管6以及地表外設(shè)通風(fēng)管結(jié)構(gòu)。通風(fēng)管6沿輸電線錐柱式樁基7中心呈十字分布，且底部通風(fēng)管6穿過樁基基座8穿入地基土中。圓柱形高強(qiáng)度空心筒穿過樁基礎(chǔ)本身延伸到土體內(nèi)部，在土中埋設(shè)一定長(zhǎng)度。通風(fēng)管6和地表通風(fēng)管4均水平向設(shè)置。

該結(jié)構(gòu)中，地表通風(fēng)管4采用波紋金屬管。

本結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施為，在錐柱式樁基礎(chǔ)施工過程中，提前預(yù)埋圓柱形高強(qiáng)度空心筒(紙筒，PVC管等)，形成底部、中部、上部十字形的通風(fēng)管，通風(fēng)管由若干個(gè)管道形成，一條豎向的通風(fēng)管在錐柱式樁基礎(chǔ)的柱身中心部位，兩條在錐柱式樁基礎(chǔ)底部擴(kuò)展基礎(chǔ)內(nèi)部，豎向通風(fēng)管與中部若干條通風(fēng)管相連且上部側(cè)向有與外接相連的兩條外置管道，外置管道預(yù)埋在錐柱式樁基頂部的側(cè)面，其管口設(shè)有帽檐，帽檐可阻止外部雨水的入侵，同時(shí)能夠隨時(shí)消散基礎(chǔ)內(nèi)部的熱量。預(yù)埋的圓柱形高強(qiáng)度空心筒可以有效削減混凝土水化熱，有助于地基土體與大氣的氣體交換，將地基土中的熱量不斷散發(fā)出去而使地基土溫度降低，在多年凍土區(qū)使用可有效的提高周圍地基土多年凍結(jié)土體的人為上限；減低混凝土的最高溫度，以防止混凝土施工期溫控裂縫的產(chǎn)生。

本實(shí)用新型的原理是，在錐柱式樁基礎(chǔ)內(nèi)部設(shè)置通風(fēng)管，通風(fēng)管的直徑以及基礎(chǔ)的承載能力確定，在不影響承載能力的情況下選擇較大的直徑。同時(shí)可依據(jù)該地的風(fēng)速資料，在最大風(fēng)向方向設(shè)置水平向的兩根地表通風(fēng)管伸出地面，可有效利用煙囪工作原理調(diào)節(jié)熱交換過程。在水平向出入口設(shè)置帽檐和滴水導(dǎo)流槽設(shè)施，滴水導(dǎo)流槽下可設(shè)置混凝土接水槽，目的為減小空氣中冷凝水對(duì)多年凍土地基的侵?jǐn)_。伸出地面部分的通風(fēng)管材料選取易于更換的波紋金屬管，外部包裹一定厚度的阻熱材料。

該結(jié)構(gòu)設(shè)置在樁基礎(chǔ)內(nèi)部，在樁基礎(chǔ)的混凝土施工過程中，高強(qiáng)度空心筒可以有效地減緩混凝土水化熱產(chǎn)生的升溫，減小混凝土樁基礎(chǔ)因?yàn)樗療釋?dǎo)致的溫度裂縫的產(chǎn)生。在樁基礎(chǔ)工作期間，冬季可利用外界較冷的氣溫通過豎向通風(fēng)管增強(qiáng)對(duì)地基土體的主動(dòng)降溫。本結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)對(duì)多年凍土區(qū)高等級(jí)輸電線塔基的有效降溫，內(nèi)設(shè)通風(fēng)管可加速大氣同多年凍土的熱交換，提高多年凍土的人為上限，增強(qiáng)塔基的穩(wěn)定性和地基承載力，減少塔基上拔可能性和工程凍害。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。