摘要：本文以空中華西村工程4m厚筏板大體積砼施工為背景，對冷卻管在大體積砼施工中應用進行論述。
　　關鍵詞：空中華西村；大體積砼；冷卻管
　　
　　ResearchonApplicationsofCoolingPipeinMassConcreteConstruction
　　DingWei，LangZhanpeng，FuYi
　　（CSCEC-PAULYY.ConstructionCompanyLimited,Beijing，100023，China）
　　Abstract：Inthispaper,theconstructionof4mthickraftofmassconcreteinkongzhonghuaxivillageprojectistakenasthebackgroundtoillustrateapplicationsofcoolingpipeinmassconcreteconstruction.
　　Keywords:kongzhonghuaxivillageproject;massconcrete;coolingpipe
　　1、工程概況
　　“空中華西村”工程位于有“天下第一村”之稱的江陰
　　市華西村中心廣場西南，北望華西塔群，西鄰村中小河，   
　　用地基本呈矩形，地勢平坦。“空中華西村”項目是集酒
　　店式公寓及附屬公共配套設施于一體的超高層綜合體。
　　建筑總高328.0米，規劃用地面積28406.24m2，總建
　　筑面積達212987.42m2。其中地上總建筑面積192376.8m2
　　，地下建筑面積20610.62m2。本工程由3個60層
　　（高253.8m）的外圍筒體和1個72層（高328m）的外圍
　　筒體構成，中央筒體頂部設有一個直徑50m的球體。3個
　　外圍筒體主要功能為公寓式酒店，每12層連接層作為設
　　備層及會所，中央筒用于垂直交通，可直接通往頂部球體。
　　球體直徑50m共4層，包括華西文化展廳、旋轉餐廳、普
　　通餐廳及頂部觀光層。本工程建成后將成為華西村的標志
　　性建筑，同時也是中國農村的標志建筑。
　　本工程主體部位基礎采用樁筏復合基礎，筏板基礎厚4m，面積約6535m2，混凝土方量約為26100m3。筏板基礎施工時，不留施工縫，一次連續分層澆注。
　　2、冷卻管設計
　　本工程筏板結構斷面尺寸達4m，砼澆注后由于水泥水化熱的影響，砼內部溫度急劇上升，若內部溫度與表面溫差過大，將對砼產生較大的拉應力，極易引起砼開裂。施工中采取優化配合比、埋設冷卻管、降低入模溫度、表面采用聚苯乙烯泡沫板養護等措施控制有害裂縫的產生。
　　施工中為了持續補償或削減混凝土的收縮，有效達到抗裂防滲的目的，每方混凝土中摻加33kgSY-G膨脹劑。SY-G膨脹劑在溫度大于80℃情況下會失效，為了進一步降低中心溫度峰值，避免膨脹劑失效，在筏板基礎中設置上下兩層冷卻水管。另外超厚大體積混凝土內部基本處于絕熱狀態，降溫速率明顯降低，CCTV實測結果顯示降溫速率約為0.2℃/d。本工程筏板基礎施工時，江陰地區夜間溫度低于20℃，在中心溫度降不下去的情況下，為了避免與大氣溫差過大造成裂縫，表面需要一直進行保溫養護。設置上下兩層冷卻管，可以通過控制通水量，主動控制混凝土內部的降溫速率，縮短保溫養護的時間，避免影響后續施工。
　　冷卻管采用DN65薄壁焊接鋼管，冷卻管進出水口均設在板面上方，在筏板基礎底板中設置上下兩層冷卻水管。冷卻水管離筏板邊間距為2100，管間水平間距也為2100，豎向間距1300。冷卻水管位置設在筏板基礎的中部鋼筋上，即筏板基礎的第五層和第六層鋼筋網片上（��20鋼筋網片），用型鋼支撐固定，不得直接擺放在鋼筋網片上。
　　                             
　　                                                                圖1：下層冷卻管布置圖
　　                                                
　　                                                                                    圖2：上層冷卻管布置圖
　　3、冷卻管施工
　　為了保證底板砼質量，要求在冷卻管進出水口處焊接100×100×4止水鋼板。冷卻管穿過地下室集水井部位，在集水井邊上也焊接100×100×4止水鋼板。冷卻管進出水口處，埋木盒子，在冷卻水管用完后，將盒子鑿除，冷卻水管割斷，用鋼板滿焊在冷卻水管上，將冷卻水管封堵，然后將此部位用摻膨脹劑的細石砼灌實。
　　在每個回路的冷卻管安裝完成后，應及時試壓，保證試壓時的壓力大于工作壓力，仔細檢查管子是否有滲漏水情況。
　　冷卻水通水控制原則：一是根據混凝土測溫記錄的溫差來控制是否通水及通水流量，通水水量以溫差控制在20～24℃之間，溫差大，增加流量，溫差小，減小流量；二是以混凝土降溫速度控制在1.5℃/d～2℃/d來控制通水量，以保持在1.5℃/d為宜，降溫慢，增加流量；降溫快，減小流量。在實際施工時，用測溫儀測進水口和出水口水溫，以觀測降溫效果和控制降溫速度。
　　由于冷卻水管管徑較大，且分布間距較大，冷卻水又是冷水，為了防止由于通水量過大造成砼內部溫度不均勻，從而導致砼產生沿冷卻水管徑向的收縮裂縫，在通水過程中，要嚴格控制通水量，寧小勿大，任何人在未經技術部測溫數據指導下擅自加大通水量。
　　本供水系統取水點為周邊自然河水，由業主以前預留的潛水泵進行供水，每根DN159主管分8個支管進行供水。
　　根據平面布置圖，冷卻管道整個系統主要分為16個回路，每個回路長度約為450～750m，每個回路出水口流量要求約18m3/h。按8個分回路合為一個回路加壓供水計算，可選用壹臺功率為7.5kw，揚程30m，流量50m3/h的單級加壓泵來保證不間斷供水，即整個系統共需兩臺。另外在加壓泵出水口處設止回閥及閘閥，以滿足實際現場使用水量的調節。
　　
　　
　　                                        
　　
　　　　　　
　　圖3：冷卻管施工圖片
　　4、冷卻管實施效果
　　冷卻管降溫效果計算：
　　水的比熱：=4.2×103J/Kg℃；水的密度=1.0×103Kg/m3,砼的比熱為：
　　=0.96103J/Kg℃；冷卻管的公稱口徑為65mm，壁厚4.0，每小時通水量18m3。
　　地下室底板混凝土埋設2層冷卻管，冷卻管相臨間距為2.1米。每層共布置8個回路。4m厚底板混凝土體積為26100m3，每個回路平均布置，每個回路砼為1631m3。
　　混凝土由于冷卻管作用的降溫計算
　　
　　式中:-冷卻管中水每天流量
　　—進出水口處的溫差
　　—水的比熱
　　—混凝土的體積
　　—混凝土的密度
　　—混凝土的比熱
　　經實際測量出水口與入水口水溫平均溫差為3.0℃，帶入公式
　　
　　
　　理論計算，由冷卻管通水帶走的熱量使得混凝土中心溫度每天下降1.4℃，與實測的中心溫度下降速度較接近。
　　10#測溫點位于筏板中心，19#測溫點區域的冷卻管在6月1日前未通水。取這4個點的實際測溫結果進行對比分析，中心溫度—齡期曲線如圖4所示（測溫點編號后數據為本測溫點的最高溫度）。
　　
　　
　　
　　　　
　　圖4：10#、19#測溫點中心溫度—齡期曲線
　　由圖4可以看出，初凝后通水的10#測溫點中心溫度的峰值基本出現在4.5d齡期，未通水的19#點溫度峰值出現在6d齡期，4d齡期以后溫度增長已經較緩，1～3d齡期溫度增長迅速，與理論計算前3天水化熱占總水化熱的70%相符。
　　4.5d齡期以后，10#點在冷卻管作用下，中心溫度已在下降，平均降溫速率為2.0℃/d。19#點4d齡期中心溫度為75.4℃，5d齡期中心溫度為75.8℃，6d齡期中心溫度達到峰值76.0℃，6d以后中心溫度也開始緩慢下降，到5月28日時，中心溫度仍有74.4℃，平均降溫速率為0.4℃/d。
　　江陰地區，5月份夜間溫度低于20℃，如將表面保溫板掀開散熱，容易造成表面溫度與大氣溫度相差較大，產生裂縫。因此在筏板中心溫度未降下來的情況下，表面需要一直進行保溫養護。本工程采用冷卻管通水，可以主動控制中心溫度以1.5～2℃/d的速度下降，縮短了保溫養護時間，加快了施工進度。
　　5、結論
　　本工程通過設置雙層冷卻管，降低了混凝土中心溫度峰值,中心溫度最高為76℃。冷卻管的最重要作用是通過控制通水量，主動控制降溫速率。施工過程中，通過實測設置了冷卻管的砼降溫速率是未設置冷卻管的4～5倍，有限的縮短了保溫養護時間，保障了工期，降低了各項管理費用，取得了良好的經濟效益。
　　
　　參考文獻：
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