[发明专利]一种鳞片式抗冻胀桩基础

说明书

本发明涉及一种鳞片式抗冻胀桩基础，包括桩基本体（1）和在深度方向上逐层均布在桩基本体（1）外壁上的鳞片（2），每个鳞片（2）内侧面与桩基本体（1）外壁之间通过位于中心的固定链杆（3）和位于周边的数根弹簧（4）实现连接，相邻鳞片（2）之间设有挡土胶片（5）；所有鳞片（2）的分布范围对应埋设土体的冻深范围。本发明采用主动利用冻拔力的设计思想，通过一种仿生鳞片结构，进行力的分解和转化，有效减小了切向冻胀力对桩基的冻拔作用，提高了电杆的抗拔稳定性。本发明具有良好的整体性，便于工程化生产和机械化施工，能够有效降低施工周期和经济成本，可提高季节冻土区输电线路工程的可靠性和经济性。

技术领域

本发明涉及多年冻土区桩基础技术领域，尤其涉及一种鳞片式抗冻胀桩基础。

背景技术

我国是冻土分布大国，季节冻土区约占陆地面积的53%。冻土中由于冰的存在其物理力学性质在冻融过程中会发生复杂的变化。季节冻土在冻结过程中由于土体中自由水结冰后体积发生膨胀，会使得土体产生冻胀变形。若冻胀变形受到束缚，则会对约束产生约束力或称为冻胀力。作用于埋置在冻土中的建筑物的冻胀力可分为切向冻胀力和法向冻胀力。对于建设于季节冻土区的建筑物，如对冻胀力预估不足或没有采取处置措施则会使建筑物受到不均匀荷载，对各种工程建筑稳定性产生影响。

随着我国经济社会的不断发展，广阔的季节冻土区和多年冻土区修建了大量的输电线路工程，如青藏直流输电线路工程途径长区域的季节冻土区和多年冻土区，河西走廊季节冻土区域也修建了数条特高压输电线路，以及大量的支线线路。这些线路修建后冻土条件不可避免的要发生变化，而这种变化不可避免的对线路基础的稳定性产生影响。输电线路属于典型的点线工程，每一个点或线的安全都关系到整个线路的安全和稳定运营。

输电线路中电杆基础属于轻型基础，在土体冻胀过程中作用于电杆与土体接触面的切向冻胀力对电杆稳定性的影响巨大。由于土体冻胀过程中的冻拔作用使得接触失稳破坏的案例在输电线路工程和交通工程中广泛存在。以往对于冻拔破坏的处置方法包括：基础周围土体换填，将周围土体换填为非冻胀敏感性土体；增加基础埋置深度或在基础端部设置扩大头等。上述方法发挥了一定的作用，但受地域、施工条件等因素的影响较大，其施工方法大幅增加了施工成本且无法工厂化生产。

综上所述，现有技术的缺点包括：1、被动式处置冻拔力，应对策略落后，保持桩基础稳定性的效果差。2、扩大基础几何尺寸，工序复杂，对施工现场影响大，不利于机械化工厂化施工，施工效率低且成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种鳞片式抗冻胀桩基础，以实现增强桩基础稳定性、降低经济成本的目的。

为解决上述问题，本发明所述的一种鳞片式抗冻胀桩基础包括桩基本体和在深度方向上逐层均布在所述桩基本体外壁上的鳞片，每个所述鳞片内侧面与所述桩基本体外壁之间通过位于中心的固定链杆和位于周边的数根弹簧实现连接，相邻所述鳞片之间设有能够随所述鳞片的转动而伸长或缩短的挡土胶片；所有所述鳞片的分布范围对应埋设土体的冻深范围。

优选的，该桩基础还包括设在所述鳞片外侧面中心的定位环以及与所述定位环配合使用的定位直杆，所述定位环凸出于所述鳞片的外侧面，处于同一轴线上的所有所述定位环对齐，能让所述定位直杆统一穿过。

优选的，每层所述鳞片沿所述桩基本体周向布置，层与层之间的所述鳞片上下对齐。

优选的，所述鳞片为防腐处理的聚合物板或钢板。

优选的，所述挡土胶片为波纹橡胶片。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明采用主动利用冻拔力的设计思想，通过一种仿生鳞片结构，进行力的分解和转化，有效减小了切向冻胀力对桩基的冻拔作用，提高了电杆的抗拔稳定性。本发明具有良好的整体性，便于工程化生产和机械化施工，能够有效降低施工周期和经济成本，可提高季节冻土区输电线路工程的可靠性和经济性。

附图说明