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1、冷却管在大体积砼中的应用-工程事故分析冷却管在大体积砼中的应用摘要：本文以空中华西村工程4m厚筏板大体积砼施工为背景， 对冷却管在大体积砼施工中应用进行论述。关键词：空中华西村；大体积砼；冷却管1、工程概况“空中华西村”工程位于有“天下第一村”之称的江阴市华西村中 心广场西南，北望华西塔群，西邻村中小河，用地基本呈矩形，地势 平坦。“空中华西村”项目是集酒店式公寓及附属公共配套设施于一体 的超高层综合体。建筑总高328.0 米,规划用地面积28406.24m2，总 建筑面积达212987.42m2。其中地上总建筑面积192376.8m2,地下建 筑面积20610.62m2。本工程由3个60层高
2、253.8m）的外围筒体和1 个72层（高328m）的外围筒体构成，中央筒体顶部设有一个直径 50m的球体。3个外围筒体主要功能为公寓式酒店，每12层连接层 作为设备层及会所，中央筒用于垂直交通，可直接通往顶部球体。球 体直径50m共4层，包括华西文化展厅、旋转餐厅、普通餐厅及顶 部观光层。本工程建成后将成为华西村的标志性建筑，同时也是中国 农村的标志建筑。本工程主体部位基础采用桩筏复合基础，筏板基础厚4m，面积 约6535m2，混凝土方量约为26100m3。筏板基础施工时，不留施工 缝，一次连续分层浇注。2、冷却管设计本工程筏板结构断面尺寸达4m,砼浇注后由于水泥水化热的影 响，砼内部温度急
3、剧上升，若内部温度与表面温差过大，将对砼产生 较大的拉应力，极易引起砼开裂。施工中采取优化配合比、埋设冷却 管、降低入模温度、表面采用聚苯乙烯泡沫板养护等措施控制有害裂 缝的产生。施工中为了持续补偿或削减混凝土的收缩，有效达到抗裂防渗的 目的，每方混凝土中掺加33kgSY-G膨胀剂。SY-G膨胀剂在温度大 于80C情况下会失效，为了进一步降低中心温度峰值，避免膨胀剂 失效，在筏板基础中设置上下两层冷却水管。另外超厚大体积混凝土 内部基本处于绝热状态，降温速率明显降低，CCTV实测结果显示降 温速率约为0.2C/d。本工程筏板基础施工时，江阴地区夜间温度低 于20C，在中心温度降不下去的情况下，
4、为了避免与大气温差过大 造成裂缝，表面需要一直进行保温养护。设置上下两层冷却管，可以 通过控制通水量，主动控制混凝土内部的降温速率，缩短保温养护的 时间，避免影响后续施工。冷却管采用DN65薄壁焊接钢管，冷却管进出水口均设在板面上 方，在筏板基础底板中设置上下两层冷却水管。冷却水管离筏板边间 距为2100，管间水平间距也为2100，竖向间距1300。冷却水管位置 设在筏板基础的中部钢筋上，即筏板基础的第五层和第六层钢筋网片 上（ 钢筋网片），用型钢支撑固定，不得直接摆放在钢筋网片上。203、冷却管施工为了保证底板砼质量，要求在冷却管进出水口处焊接100x100x4 止水钢板。冷却管穿过地下室集
5、水井部位，在集水井边上也焊接 100x100x4止水钢板。冷却管进出水口处，埋木盒子，在冷却水管用 完后，将盒子凿除，冷却水管割断，用钢板满焊在冷却水管上，将冷 却水管封堵，然后将此部位用掺膨胀剂的细石砼灌实。在每个回路的冷却管安装完成后，应及时试压，保证试压时的压 力大于工作压力，仔细检查管子是否有渗漏水情况。冷却水通水控制原则：一是根据混凝土测温记录的温差来控制是 否通水及通水流量，通水水量以温差控制在2024C之间，温差大， 增加流量，温差小，减小流量；二是以混凝土降温速度控制在1.5C /d2C/d来控制通水量，以保持在1.5C/d为宜，降温慢，增加流量； 降温快，减小流量。在实际施工
6、时，用测温仪测进水口和出水口水温， 以观测降温效果和控制降温速度。由于冷却水管管径较大，且分布间距较大，冷却水又是冷水，为 了防止由于通水量过大造成砼内部温度不均匀，从而导致砼产生沿冷 却水管径向的收缩裂缝，在通水过程中，要严格控制通水量，宁小勿 大，任何人在未经技术部测温数据指导下擅自加大通水量。本供水系统取水点为周边自然河水，由业主以前预留的潜水泵进 行供水，每根DN159主管分8个支管进行供水。根据平面布置图，冷却管道整个系统主要分为16个回路，每个 回路长度约为450750m，每个回路出水口流量要求约18m3/h。按8 个分回路合为一个回路加压供水计算，可选用壹台功率为7.5kw，扬
7、程30m，流量50m3/h的单级加压泵来保证不间断供水，即整个系统 共需两台。另外在加压泵出水口处设止回阀及闸阀，以满足实际现场 使用水量的调节。4、冷却管实施效果冷却管降温效果计算：水的比热：=4.2xl03J/KgC ；水的密度=1.0xl03Kg/m3,砼的比热 为：=0.96103J/KgC；冷却管的公称口径为65mm,壁厚4.0,每小时 通水量18m3。地下室底板混凝土埋设2层冷却管，冷却管相临间距为2.1米。 每层共布置8个回路。4m厚底板混凝土体积为26100m3，每个回路 平均布置，每个回路砼为1631m3。混凝土由于冷却管作用的降温计算式中:-冷却管中水每天流量进出水口处的温
8、差水的比热混凝土的体积混凝土的密度混凝土的比热经实际测量出水口与入水口水温平均温差为3.0C，带入公式理论计算，由冷却管通水带走的热量使得混凝土中心温度每天下 降1.4C，与实测的中心温度下降速度较接近。10#测温点位于筏板中心，19#测温点区域的冷却管在6月1日前 未通水。取这4个点的实际测温结果进行对比分析，中心温度一龄期 曲线如图4所示（测温点编号后数据为本测温点的最高温度）。由图4可以看出，初凝后通水的10#测温点中心温度的峰值基本 出现在4.5d龄期，未通水的19#点温度峰值出现在6d龄期，4d龄期 以后温度增长已经较缓，13d龄期温度增长迅速，与理论计算前3 天水化热占总水化热的7
9、0%相符。4.5d龄期以后，10#点在冷却管作用下，中心温度已在下降，平 均降温速率为2.0C/d。19#点4d龄期中心温度为75.4C，5d龄期中 心温度为75.8C，6d龄期中心温度达到峰值76.0C, 6d以后中心温 度也开始缓慢下降，到5月28日时，中心温度仍有74.4C，平均降 温速率为0.4C/do江阴地区，5月份夜间温度低于20C,如将表面保温板掀开散热, 容易造成表面温度与大气温度相差较大，产生裂缝。因此在筏板中心 温度未降下来的情况下，表面需要一直进行保温养护。本工程采用冷 却管通水，可以主动控制中心温度以1.52C/d的速度下降，缩短了 保温养护时间，加快了施工进度。5、结
10、论本工程通过设置双层冷却管，降低了混凝土中心温度峰值，中心 温度最高为76C。冷却管的最重要作用是通过控制通水量，主动控 制降温速率。施工过程中，通过实测设置了冷却管的砼降温速率是未 设置冷却管的45倍，有限的缩短了保温养护时间，保障了工期， 降低了各项管理费用，取得了良好的经济效益。参考文献：1杨嗣信，侯君伟.高层建筑施工手册第二版M,北京：中国建筑工业出版社，2001.YangSixin， HouJunwei.ConstructionmanualofHigh-RiseBuilding(thesecondedition) M.Beijing:ChinaArchitecture&BuildingPress,2001.(inChinese)2建筑施工手册(第四版)编写组.建筑施工手册(第四版)M.北京：中国建筑工业出版社，2003.ArchitectureConstructionManual ( TheFourthEdition ) PreparedbytheGroup.Architectureconstructionmanual (thefourthedition) M.Beijing:ChinaArchitecture&BuildingPress,2003.(inChinese)
