CN2589513Y - 应用于永久冻土地带的热管基础桩 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种应用于永久冻土地带基建施工的基础桩，具体涉及热管基础桩。它包括混凝土桩体(1)和纵向钢筋(10)，它还包括吸热板(3)、热管(4)和环状钢筋(2)，吸热板(3)纵向设置在混凝土桩体(1)的桩体表面上，环状钢筋(2)盘绕在混凝土桩体(1)的柱体表面和吸热板(3)的外表面上，热管(4)由蒸发段(4－1)和冷凝段(4－2)组成，蒸发段(4－1)和冷凝段(4－2)不在一条直线上，蒸发段(4－1)和冷凝段(－2)所成的夹角在95°～150°之间，热管(4)的蒸发段(4－1)纵向设置在吸热板(3)的内表面。本实用新型将热管与传统的钢筋混凝土基础桩结合在一起，在本实用新型周围逐渐形成一个冻土层。本实用新型具有结构简单，使用寿命长、不产生腐蚀、冷却效果好、便于施工等优点。

Description

应用于永久冻土地带的热管基础桩
技术领域：本实用新型涉及应用于永久冻土地带基建施工的基础桩，具体涉及热管基础桩。
背景技术：在北方寒冷地区或高原地区基建施工经常会遇到永久冻土地带，在这些地区永久冻土地带的地表附近还有一层融冻层，该层随季节或气温的变化在一年内周期性地融化和冻结。在永久冻土带基建施工时遇到的最大问题是融冻层周期性的融化和冻结所引起的基础的冻涨，动摇了基础的稳固性，另外，由于地面建筑物的热量传入地下，使融冻层向下延伸，也动摇了基础的稳定和牢固。据日本朝仓书店1979年10月出版的大岛耕一、松下正、村上正秀合著的《ヒ-トパイプ工学》一书中第241页至243页记载，美国阿拉斯加的输油管线工程，在桩基坑中，应用了钢/氨热管，其结构特点是：钢筒制成的基础桩埋入土中，钢筒内填土，紧靠钢筒的内壁设置两支热管，热管垂直向上伸出基础桩外，露出地面的那部分热管带纵向散热片，该基础桩利用了热管的“二极管”单向导热性，自动将基础桩附近地下的热量吸收、传导、散发到空气中，从而使热管附近的冻土层不随气温的升高而周期性地融化，确保基础桩的稳定和牢固。但是该种结构对于在永久冻土带修建铁路或大型建筑物来说，是不能直接采用的，因为该种填土结构的基础桩既使在冻结的情况下也难以承受较大的载荷，尤其是动载荷，而且热管直立向上，该结构难以在桩柱上面安放钢轨或承重墙，热管的下端与土壤直接接触，需要解决热管表面与土壤间的防腐蚀问题。
实用新型内容：为了克服现有技术不适用于大型建筑物和铁路的缺陷，提供一种能承受动载荷和重载荷的热管基础桩，本实用新型是通过下述方案予以实现的，一种应用于永久冻土地带的热管基础桩，它包括混凝土桩体1、环状钢筋2、纵向钢筋10，它还包括吸热板3和热管4，吸热板3纵向设置在混凝土桩体1的桩体表面上，环状钢筋2盘绕在混凝土桩体1的柱体表面和吸热板3的外表面上，热管4由蒸发段4-1和冷凝段4-2组成，蒸发段4-1和冷凝段4-2不在一条直线上，蒸发段4-1和冷凝段4-2所成的夹角在95°～150°之间，热管4的蒸发段4-1纵向设置在吸热板3的内表面，热管4的蒸发段4-1与吸热板3的内表面紧密接触，环状钢筋2与吸热板3满焊在一起。本实用新型将热管与传统的钢筋混凝土基础桩结合在一起，利用热管的单向导热性，由埋在地下的蒸发段4-1将混凝土桩体1周围土壤中的热量吸走，通过冷凝段4-2散发到空气中，使土壤温度不断降低，在本实用新型周围逐渐形成一个冻土层，或使原来就有的冻土层温度更低，尽管气候周期性变化，本实用新型恒定保护在稳固的永久冻土层中，本实用新型不仅适用于永久冻土带的建筑物和铁路，而且适用于气候稍暖，仅有融冻层的地区的建筑物和铁路的基础中，由于本实用新型中热管4不与土壤接触，可避免热管表面的腐蚀，本实用新型具有结构简单，使用寿命长、冷却效果好、便于施工的优点。
附图说明：图1是本实用新型实施方式一的结构示意图，图2是图1的A-A剖面图，图3是实施方式二中混凝土桩体1横截面结构示意图，图4是实施方式二中冷凝段4-2的结构示意图。
具体实施方式一：下面结合图1和图2具体说明本实用新型，它由混凝土桩体1、纵向钢筋10、吸热板3、至少一根热管4、环状钢筋2组成，吸热板3纵向设置在混凝土桩体1的桩体表面上，环状钢筋2盘绕在混凝土桩体1的柱体表面和吸热板3的外表面上，热管4由蒸发段4-1和冷凝段4-2组成，蒸发段4-1和冷凝段4-2不在一条直线上，蒸发段4-1和冷凝段4-2所成的夹角在95°～150°之间，热管4的蒸发段4-1纵向设置在吸热板3的内表面，热管4的蒸发段4-1与吸热板3的内表面紧密接触，环状钢筋2与吸热板3满焊在一起。混凝土桩体1为圆柱形，吸热板3的内表面与混凝土桩体1的表面紧密接触，蒸发段4-1与吸热板3之间设置导热扩大区4-3，导热扩大区4-3由焊道堆积构成，冷凝段4-2的表面上设置环状散热片4-4。
具体实施方式二：下面结合图3和图4具体说明本实施方式，本实施方式与实施方式一的不同点是，混凝土桩体1为横截面是方形或长方形的柱体，冷凝段4-2的表面上设置纵向散热片4-5。其它组成和连接关系与实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与实施方式一的不同点是，在混凝土桩体1的表面上与热管4对称的位置设置一根与热管4相同的热管11。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与实施方式一的不同点是，热管4的蒸发段4-1和冷凝段4-2所成的夹角在100°～120°之间。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

Claims (5)

1、一种应用于永久冻土地带的热管基础桩，它包括混凝土桩体(1)和纵向钢筋(10)，其特征在于它还包括吸热板(3)、至少一根热管(4)和环状钢筋(2)，吸热板(3)纵向设置在混凝土桩体(1)的桩体表面上，环状钢筋(2)盘绕在混凝土桩体(1)的柱体表面和吸热板(3)的外表面上，热管(4)由蒸发段(4-1)和冷凝段(4-2)组成，蒸发段(4-1)和冷凝段(4-2)不在一条直线上，蒸发段(4-1)和冷凝段(4-2)所成的夹角在95°～150°之间，热管(4)的蒸发段(4-1)纵向设置在吸热板(3)的内表面，热管(4)的蒸发段(4-1)与吸热板(3)的内表面紧密接触，环状钢筋(2)吸热板(3)满焊在一起。
2、根据权利要求1所述的应用于永久冻土地带的热管基础桩，其特征是混凝土桩体(1)为圆柱形，吸热板(3)的内表面与混凝土桩体(1)的表面紧密接触，蒸发段(4-1)与吸热板(3)之间设置导热扩大区(4-3)，导热扩大区(4-3)由焊道堆积构成，冷凝段(4-2)的表面上设置环状散热片(4-4)。
3、根据权利要求1所述的应用于永久冻土地带的热管基础桩，其特征是混凝土桩体(1)为横截面是方形或长方形的柱体，冷凝段(4-2)的表面上设置纵向散热片(4-5)。
4、根据权利要求1所述的应用于永久冻土地带的热管基础桩，其特征是在混凝土桩体(1)的表面上与热管(4)对称的位置设置一根与热管(4)相同的热管(11)。
5、根据权利要求1所述的应用于永久冻土地带的热管基础桩，其特征在于热管(4)的蒸发段(4-1)和冷凝段(4-2)所成的夹角在100°～120°之间。
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