本实用新型涉及基础防护技术领域，尤其涉及一种土木工程基础防护系统。
背景技术：
土木工程中，基础加固极为重要。为了使建筑结构安全，常用的地基基础防护与加固措施包括密实法(碾压夯实法、重锤夯实法、机械碾压法、振动压实法、强夯法、堆载预压法、砂井堆载预压法)、换土法和加固法(化学加固法、高压旋喷法)等，常用的隧洞基础防护与加固措施包括超前加固(金属锚杆、小导管、管棚、水平旋喷、预衬砌)、正面加固(喷混凝土、玻璃纤维锚杆、临时仰拱、基脚锚杆)、涌水处理(排水坑、排水钻孔、井点或洞内降水)和围岩加固(井点或洞内降水、地表压浆、地表垂向锚杆、隔断墙)等。
但是上述防护加固方式多是在不改变基础内部结构性质的前提下，从外部对基础进行一次防护加固，前期防护加固效果较好，但随着时间推移，后期防护加固效果因基础结构性质的不同、自然因素的变化而参差不齐，难以保障基础长期稳定、安全，同时病害隐蔽性强，易由小积大造成重大事故。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种能够对土木工程基础实现控水和加固的土木工程基础防护系统。
本实用新型提供的上述土木工程基础防护系统，其包括管网结构、循环连接管、控制系统、加热装置、鼓风机和蓄电装置；管网结构用于埋设于基础中，管网结构上设有温度传感器、湿度传感器和压力传感器；管网结构包括多个中空管，多个中空管彼此连通，中空管上设有多个通孔；循环连接管的两端分别与管网结构的两端连通以形成循环气流通路；循环连接管上径向穿设有多个散热鳍片，循环连接管的底部设有收集部，收集部的侧壁倾斜以使液态水向收集部的中部汇聚，收集部的底部设有排水管；鼓风机设置在循环连接管中以用于驱动气体在循环气流通路中流动；加热装置用于加热管网结构；控制系统与加热装置、鼓风机和传感器连接，蓄电装置用于为控制系统、加热装置和传感器供电。
可选的，管网结构的横截面为环形，管网结构的轴向两端对应的与循环连接管的两端连接。
可选的，管网结构为网状。
可选的，多个中空管通过碳素纤维织网连接，中空管的材料为碳素纤维。
可选的，通孔倾斜延伸，以使中空管中气体流向与通孔中气体流向呈锐角。
可选的，管网结构上的通孔的数量自上而下逐渐增多。
可选的，循环连接管的首端通过加热管与管网结构的首端连通，加热装置与加热管连接以使热量传导至管网结构。
可选的，蓄电装置通过导线与温度传感器、湿度传感器和压力传感器连接，导线轴向穿射在多个中空管中。
可选的，基础防护系统还包括太阳能电池板，蓄电装置与太阳能电池板连接。
可选的，基础防护系统还包括照明装置，照明装置与蓄电装置连接。
本实用新型实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
土木工程基础防护系统通过对基础进行控水和加固，对荷载压缩、冻融胀缩、蓄水湿陷等破坏因素进行预防，从而实现对基础的及时防护。而且土木工程基础防护系统可以长期监测基础的温度、湿度和压力等，杜绝一次加固后期不良的情况，实现基础防护的自动化和动态化。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一实施例中土木工程基础的示意图；
图2为本实用新型实施例中循环连接管的示意图；
图3为本实用新型又一实施例中管网结构的示意图；
图4为本实用新型一实施例中限位件的示意图。
其中，1、基础本体；2、管网结构；3、循环连接管；4、加热装置；5、蓄电装置；6、传感器组件；7、中空管；8、散热鳍片；9、收集部；10、排水管；11、鼓风机；12、碳素纤维织网；13、加热管；14、太阳能电池板；15、照明装置；16、外卡环；17、内卡环；18、连接杆。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面将对本实用新型的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1和图2所示，本实用新型提供了一种土木工程基础防护系统，其包括管网结构2、循环连接管3、控制系统(未示出)、加热装置4、鼓风机11、蓄电装置5和传感器组件6。管网结构2用于埋设于基础1中，传感器组件6设置于管网结构2上，传感器组件6中集成有温度传感器、湿度传感器和压力传感器。管网结构2包括多个中空管7，多个中空管7彼此连通，中空管7上设有多个通孔。循环连接管3的两端分别与管网结构2的两端连通以形成循环气流通路。循环连接管3上径向穿设有多个散热鳍片8，循环连接管3的底部设有收集部9，收集部9的侧壁倾斜以使液态水向收集部9的中部汇聚，收集部9的底部设有排水管10。鼓风机11设置在循环连接管3中以用于驱动气体在循环气流通路中流动。加热装置4用于加热管网结构2。控制系统与加热装置4、鼓风机11和传感器6连接，蓄电装置5用于为控制系统、加热装置4和传感器6供电。
在本实施例中，温度传感器、湿度传感器和压力传感器可以对基础1的温度、湿度和压力信息进行检测。当基础1的温度、湿度或压力值超出控制系统所设定的阈值范围，控制系统可以控制加热装置4和鼓风机11开启。加热装置4将蓄电装置5的电能转化为热能，并且加热装置4可以对管网结构2中的空气加热。鼓风机11会驱动管网结构2内的气体流动，从而将管网结构2中的被加热装置4加热的空气驱散到整个管网结构2中。一方面，源源不断的热空气被鼓风机11驱散到整个管网结构2中，使得整个管网结构2的温度升高，进而使管网结构2周围土体的温度升高，加快土体中孔隙水的蒸发。另一方面，部分水蒸气会通过中空管7的通孔进入到管网结构2中，水蒸气会随管网结构2中的气流向循环连接管3流动，并且水蒸气会在循环连接管3的散热鳍片8处冷凝成液态水，液态水沿着循环连接管3的管壁和散热鳍片8流动，并(沿着收集部9的倾斜侧壁)汇集到循环连接管3底部的收集部9中，液态水可以从收集部9底部的排水管10流出(排水管10可以与基础1周围的水渠或者排水通道连通，以避免液态水重新渗入到基础1中)，从而加快土体中孔隙水的排出；而未冷凝的气体会继续在管网结构2和循环连接管3中进行循环流动。又一方面，即使管网结构2和循环连接管3中可能产生负压，但是管网结构2的通孔会吸收土体中的水蒸气等气体，维持相对恒压的状态。而且管网结构2实际上还相当于基础1的加强筋，实现对基础1的加固。
在本实施例中，土木工程基础防护系统通过对基础1进行控水和加固，对荷载压缩、冻融胀缩、蓄水湿陷等破坏因素进行预防，从而实现对基础1的及时防护。而且土木工程基础防护系统可以长期监测基础1的温度、湿度和压力等，杜绝一次加固后期不良的情况，实现基础1防护的自动化和动态化。
在本实施例中，为提高土木工程基础防护系统的管理效率，优选将控制系统、加热装置4和蓄电装置5设置在机箱中，并将机箱设置在基础1上。当然，为防止加热装置4对周围的装置造成影响，可以在加热装置4上设置隔热材料层。
在本实施例中，可以将温度传感器、湿度传感器和压力传感器连接(例如胶接)为传感器组件6，以方便对三种传感器的统一安装和维护。
如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，管网结构2的横截面为环形，管网结构2的轴向两端对应的与循环连接管3的两端连接。在本实施例中，基础1的一部分位于管状的管网结构2内部，另一部分位于管状的管网结构2外部。以所以管网结构2对基础1实现了加筋强化，提高了基础抗变能力。
如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，管网结构2为网状，管网结构2的延伸方向垂直于基础1的顶面。在本实施例中，网状的管网结构2延伸的范围可以很广，扩大了三种传感器可以分布的范围。
如图1和图3所示，在本实用新型的一个实施例中，多个中空管7通过碳素纤维织网12连接，中空管7的材料为碳素纤维。在本实施例中，碳素纤维具有高强度、耐高温、耐高压、耐摩擦、耐腐蚀、导热、超轻、性质稳定和环保等特点，可良好的适应各种复杂的使用环境。碳素纤维织网12的强度大，不易损坏，可以作为管网结构2的加强结构，以使管网结构2对基础1的加强效果更佳。碳素纤维制成的中空管7具有优秀的导热性，可以加快热空气向土体传导。碳素纤维制成的中空管7结构强度大，可以改良基础1的结构，提高基础抗变能力，防止基础发生荷载压缩破坏。碳素纤维制成的中空管7还耐腐蚀，有助于延长基础防护系统的使用寿命。
在本实用新型的一个实施例中，通孔上设有滤网。滤网可以将基础1中的土粒阻隔在管网结构2之外，既防止土粒封堵在通孔处，还可以保证水蒸气可以进入到管网结构2的内部。
在本实用新型的一个实施例中，通孔倾斜延伸，以使中空管7中气体流向与通孔中气体流向呈锐角。在本实施例中，在鼓风机11的作用下，中空管7中气体的流速较高，会使通孔的朝向基础1的一侧产生低压，进而使基础1中的水蒸气被抽吸到中空管7中，加快基础1中水蒸气的排出。
在本实用新型的一个实施例中，管网结构2的通孔的数量自上而下逐渐增多。在本实施例中，通常基础1中的水分(除原有的孔隙水之外，还包含后期渗入到基础1中的水)会逐渐汇聚到基础1的下方，所以基础1中的水分自上而下逐渐增多。相应的，自上而下逐渐增多的通孔可以使更多的水蒸气进入到管网结构2中，提升对基础1的控水效果；而且由于管网结构2上部的通孔数量较少，还可以尽量避免土粒进入到管网结构2中。
如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，循环连接管3的首端通过加热管13与管网结构2的首端连通，加热装置4与加热管13连接以使热量传导至管网结构2。在本实施例中，加热管13与循环连接管3之间可以通过隔热材料连接，以防止热量传导到循环连接管3中影响冷凝效果。而且将鼓风机11设置在循环连接管3中，既可以及时将热空气驱散到管网结构2中，避免热空气对循环连接管3导热；也避免了热空气对鼓风机11加热；还可以使循环连接管3中的低温气体对鼓风机11进行降温。同时加热管13也可以包裹隔热材料，以避免热量散失。加热管13的材料可以优选碳素纤维，导热性好，耐高温且强度大。加热装置4为电加热装置4，例如加热装置4的电热丝可以缠绕在加热管13上进行加热，加热装置4的电热丝也可以穿设在加热管13中进行加热。
在本实用新型的一个实施例中，蓄电装置5通过导线与温度传感器、湿度传感器和压力传感器连接，导线轴向穿射在多个中空管7中。
在本实施例中，可以在管网结构2上设置多个温度传感器、湿度传感器和压力传感器(即设置多个传感器组件6)，从而对基础1进行全面监测。传感器组件6可以设置在中空管7的连接部位，从而为传感器组件6提供足大够的安装面和足够强的支撑基础。
在本实施例中，将导线穿设在管网结构2内，可以避免导线受到腐蚀或者挤压而破坏。如图4所示，同时为避免导线封堵管网结构2的通孔，可以在导线上安装多个限位件。限位件包括外卡环16、内卡环17和多个连接杆18，外卡环16和内卡环17通过连接杆18连接。外卡环16抵靠在中空管7的内壁上，内卡环17套接在导线上，所以限位件可以将导线限制在中空管7的中心位置，既保证了气体顺畅的流通，又避免了导线封堵中空管7的通孔。
如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，土木工程基础防护系统还包括太阳能电池板14，蓄电装置5与太阳能电池板14连接。在本实施例中，蓄电装置5可以将太阳能电池板14转化的电能进行储存，并供给其他装置使用，可以减少土木工程基础防护系统对基础1周围电力系统的用电消耗。另外，可以增加太阳能电池板14和蓄电装置5的数量，从而可以为加热装置4提供更多的电能。
如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，土木工程基础防护系统还包括照明装置15，照明装置15设置在基础1上方，照明装置15与蓄电装置5连接。在本实施例中，当本实用新型的基础1是用于公路、铁路或者隧道等的基础1，照明装置15可以对基础1周围进行照明，方便巡检人员对道路沿线检测。当然，照明装置15可以通过声光控制开关控制开启。
在本实用新型的一个实施例中，土木工程基础防护系统还可以包括微型计算机，微型计算机与卫星通信装置信号连接。卫星通信装置可以将微型计算机上报的基础1的温度、湿度和压力等信息及时传递给远程控制中心。远程控制中心可以依据上述信息，对基础1实施相应的措施，将病害降至最小程度。从而使土木工程基础防护系统实现报警、防灾控制的一体化，提高突发事故的应对能力和土木工程的智慧化水平。
要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所实用新型的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种土木工程基础防护系统，其特征在于，包括管网结构(2)、循环连接管(3)、控制系统、加热装置(4)、鼓风机(11)和蓄电装置(5)；
所述管网结构(2)用于埋设于基础(1)中，所述管网结构(2)上设有温度传感器、湿度传感器和压力传感器；所述管网结构(2)包括多个中空管(7)，多个所述中空管(7)彼此连通，所述中空管(7)上设有多个通孔；所述循环连接管(3)的两端分别与所述管网结构(2)的两端连通以形成循环气流通路；所述循环连接管(3)上径向穿设有多个散热鳍片(8)，所述循环连接管(3)的底部设有收集部(9)，所述收集部(9)的侧壁倾斜以使液态水向所述收集部(9)的中部汇聚，所述收集部(9)的底部设有排水管(10)；所述鼓风机(11)设置在所述循环连接管(3)中以用于驱动气体在所述循环气流通路中流动；所述加热装置(4)用于加热所述管网结构(2)；所述控制系统与所述加热装置(4)、所述鼓风机(11)和所述传感器(6)连接，所述蓄电装置(5)用于为所述控制系统、所述加热装置(4)和所述传感器(6)供电。
2.根据权利要求1所述的土木工程基础防护系统，其特征在于，所述管网结构(2)的横截面为环形，所述管网结构(2)的轴向两端对应的与所述循环连接管(3)的两端连接。
3.根据权利要求1所述的土木工程基础防护系统，其特征在于，所述管网结构(2)为网状。
4.根据权利要求1所述的土木工程基础防护系统，其特征在于，多个所述中空管(7)通过碳素纤维织网(12)连接，所述中空管(7)的材料为碳素纤维。
5.根据权利要求1所述的土木工程基础防护系统，其特征在于，所述通孔倾斜延伸，以使所述中空管中气体流向与所述通孔中气体流向呈锐角。
6.根据权利要求1所述的土木工程基础防护系统，其特征在于，所述管网结构(2)上的所述通孔的数量自上而下逐渐增多。
7.根据权利要求1所述的土木工程基础防护系统，其特征在于，所述循环连接管(3)的首端通过加热管(13)与所述管网结构(2)的首端连通，所述加热装置(4)与所述加热管(13)连接以使热量传导至所述管网结构(2)。
8.根据权利要求1所述的土木工程基础防护系统，其特征在于，所述蓄电装置(5)通过导线与所述温度传感器、所述湿度传感器和所述压力传感器连接，所述导线轴向穿射在多个所述中空管(7)中。
9.根据权利要求1所述的土木工程基础防护系统，其特征在于，所述基础防护系统还包括太阳能电池板(14)，所述蓄电装置(5)与所述太阳能电池板(14)连接。
10.根据权利要求1所述的土木工程基础防护系统，其特征在于，所述基础防护系统还包括照明装置(15)，所述照明装置(15)与所述蓄电装置(5)连接。
技术总结