[发明专利]冻土区域分区控温桩基、群桩系统及设计方法、施工方法

权利要求书

1.冻土区域分区控温桩基，其特征在于，包括

第一控温体（1）：沿桩基（3）中心线设置，并至少从桩基（3）顶面延伸至桩基（3）底面；

第二控温体（2）：沿桩基（3）外壁环绕设置，并至少从桩基（3）的地面分界面延伸至桩基（3）底面；

控温系统（4）：用于调整所述第一控温体（1）和所述第二控温体（2）温度，所述第一控温体（1）至少具有升温功能，所述第二控温体（2）具有升温和降温功能，形成分区控温结构；

温度监测系统（5）：包括若干成列埋设的测温传感器（52），所述温度监测系统（5）与所述控温系统（4）联动控制。

2.如权利要求1所述的冻土区域分区控温桩基，其特征在于，所述第一控温体（1）包括管件和/或电加热结构，所述第二控温体（2）包括管件，所述控温系统（4）包括工质供应装置（41）和电控系统（43），所述工质供应装置（41）连接制热制冷装置（42）。

3.如权利要求2所述的冻土区域分区控温桩基，其特征在于，所述第一控温体（1）包括主管（11）和至少一根支管（12），所述主管（11）沿桩基（3）中心线延伸至桩底，所述支管（12）底部与所述主管（11）连通，所述支管（12）顶部位于地面以上的桩基（3）上；所述第二控温体（2）螺旋盘绕于桩基（3）钢筋笼。

4.如权利要求3所述的冻土区域分区控温桩基，其特征在于，所述支管（12）沿所述主管（11）周向螺旋盘绕设置。

5.如权利要求3所述的冻土区域分区控温桩基，其特征在于，所述支管（12）为多根时，所有所述支管（12）环绕所述主管（11）排列，所述支管（12）为直管或螺旋型管道。

6.冻土区域分区控温群桩系统，其特征在于，包括如权利要求1-5任意一项所述的冻土区域分区控温桩基（3），至少两根桩基（3）排列组合形成群桩结构，所述群桩结构作为一个控温单元，所述控温单元外围冻土内设置若干第三控温体（6），若干所述第三控温体（6）环绕所述控温单元设置，形成至少一层外控温壁（7），所述第三控温体（6）具有降温功能。

7.如权利要求6所述的冻土区域分区控温群桩系统，其特征在于，所述控温单元的中心区域和/或相邻桩基（3）之间设置若干所述第三控温体（6），形成内控温壁（8），所述外控温壁（7）和所述内控温壁（8）之间形成桩基（3）养护区域。

8.如权利要求7所述的冻土区域分区控温群桩系统，其特征在于，所述第一控温体（1）、第二控温体（2）和第三控温体（6）可同步控温。

9.如权利要求1-5任意一项所述的冻土区域分区控温桩基的设计方法，其特征在于，包括如下设计步骤：

步骤1：结构设计：根据桩基（3）应用工程需求及施工条件，确定包括桩基（3）结构参数；

步骤2：成桩工艺设计：根据冻土区域相关地勘资料，结合桩基（3）混凝土材料配比，确定包括控温温度和控温时间的成桩工艺参数；

步骤3：成桩方案设计：结合步骤1确定在桩基（3）浇筑前的钢筋笼结构设置方案，结合步骤2确定在桩基（3）浇筑后的分区分阶段控温养护方案，组合形成桩基（3）成桩方案。