一种多年冻土区降低钻孔灌注桩混凝土水化热的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种降低混凝±水化热的方法，尤其设及一种多年冻±区降低钻孔灌 注粧混凝±水化热的方法。
【背景技术】
[0002] 在多年冻±区，年平均气溫低于o°c，在地下一定深度形成多年不化的冻±层，被 称为多年冻±。在冬夏交替过程中，夏季融化的冻±只能到达一定深度，地面融化±层到冻 ±顶部距离称为冻±上限，一般深度为2m左右，却在年际变化中基本维持稳定。正是由于 多年冻±的存在，导致地下水空间分布特征和一般地区存在根本性差异，降水、地表水等下 渗的水分只能到达冻±层顶部，而难W向冻±内部扩散，保持冻±的稳定性。
[0003] 我国的冻±面积约占国±面积的22%，约215万平方公里，主要分布在青藏高原、 东北大小兴安岭、天山和阿尔泰山等地区，随着我国经济建设的发展，西部大开发战略的加 速实施，在多年冻±区进行了一系列的国家重大工程项目，如青藏公路、青藏铁路、青藏输 变电线路、东北的哈大高速铁路等。
[0004] 钻孔灌注粧是多年冻±区的桥涵、隧道等工程普遍采用的基础形式。钻孔灌注粧 不受地基岩石性质和地下水条件的限制，可就地取材，可W建造大直径粧，施工方法和施工 机具简单。但对多年冻上环境下的混凝上灌注粧来说，混凝上诱筑后，水泥水化热的作用使 得粧周围冻±吸热溫升，部分冻±融化，热物性参数发生变化，导致地基承载力下降。因此 混凝±材料成为影响粧基质量的重要因素。而混凝±材料从早期微观结构的形成到硬化后 力学性能的好坏一直伴随着溫度的变化。很多研究者对多年冻上区粧基的溫度场W及粧基 回冻过程进行了研究.结果表明，冻±区灌注粧基础施工会带来一定热量，地溫场将发生 相应变化，破坏冻±的稳定冻结状态，尤其是混凝±灌注粧的水化热会给稳定的冻±带来 很大的热扰动。水化热对冻±粧基溫度场有极大影响，不同入模溫度下粧基回冻时间、承载 力、粧与冻±的相互作用方面有很大不同。因此，如何平衡混凝±水化热造成的冻±溫升， 寻找降低混凝±灌注粧水化热的方法是降低对冻±热扰动的有效方法。 阳〇化]通过研究发现，为了减少粧基溫度场的热扰动，应尽量减少混凝±水化热对粧基 周围±体的影响，减小融化圈的范围。可W采取在混凝±中渗入一定数量的矿物质渗和料， 减少水泥用量，降低水化热。由于在多年冻±区进行混凝±施工，是在负溫条件下进行的， 因此如何保证混凝±的低水化热并且在负溫条件下强度保持稳定增长达到设计要求，是重 点研究的方向。研究表明，渗入防冻剂是保证混凝±负溫下性能的重要手段在很低的溫度 下（-5°C~-20°c)混凝±如果不渗入防冻剂其强度发展缓慢，28d时抗压强度很低，胶结料 几乎没有水化。但是如果在正溫下进行一段时间的预养护，再置于低溫下继续水化，则可 W不同程度减少强度损失。渗混合材负溫防冻剂混凝±强度发展表明，可W满足混凝±早 期强度要求，又能较大幅度提升混凝±后期强度。青藏铁路多年冻±区粧基础施工混凝± 的溫度控制问题中，在寒季低溫、负溫环境下，可通过对原材料进行预热，加强保溫、保湿养 护，应用低溫、早强复合外加剂等措施保障混凝±的施工质量和早期强度；在暖季，粧基础 的入模溫度控制能在一定程度上减少对粧周围多年冻上的热扰动，缩短粧同冻上的回冻时 间。
[0006]上述方法可一定程度解决工程问题，但是混凝±钻孔灌注粧深入地下冻±，低溫 条件下既要强度增长，且要减少水化热，所W上述方法并没有在根本上解决混凝±强度与 低水化热之间的矛盾问题，所W既要保证混凝上灌注粧的强度又要保证水化热对冻上的最 低热扰动是工程建设中亟待解决的重要难题之一。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种缩短冻±回冻时间、施工简便的多年冻± 区降低钻孔灌注粧混凝±水化热的方法。
[0008]为解决上述问题，本发明所述的一种多年冻±区降低钻孔灌注粧混凝±水化热的 方法，包括W下步骤： (1)在多年冻±区进行施工，并根据设计要求开挖钻孔灌注粧基坑； 似按常规方法计算钻孔灌注粧所需混凝±的水化热放热量，并按常规方法计算所需热 棒的散热功率，确定所述热棒的直径、所述热棒中散热片的散热面积、所述热棒的埋入长度 W及数量； 樹根据设计要求绑扎钢筋笼，完毕后，将套管固定于所述钢筋笼中设计要求位置； (4)将所述热棒置于所述套管中，并按所确定的所述热棒埋入长度固定完毕后，吊装所 述钢筋笼至所述钻孔灌注粧基坑中； 脚根据设计标号要求配制、揽拌渗加有防冻剂的混凝±，并将该混凝±诱注至所述钻 孔灌注粧基坑内，诱注完毕立即先覆盖薄膜，然后覆盖草帘或保溫材料进行保溫； 做7天后抽出所述热棒，并按常规方法进行后续施工。
[0009] 所述热棒为金属管材，其内部冷却液为液氮。
[0010] 所述热棒与所述套管之间填充有导热油。
[0011] 本发明与现有技术相比具有W下优点： 1、本发明利用热棒技术，通过将混凝±内部因水化热产生的热量及时扩散到外部空气 中、将外界冷源交换到混凝±中来达到降溫目的，不但有效保证了混凝±的强度，而且降低 了水化热对粧基周边冻±的热扰动，缩短冻±回冻时间，同时，热棒也可对粧基强度起到增 强作用。
[0012]2、本发明在混凝±中预先埋入比热棒直径稍大套管，并将热棒插入套管中，且热 棒与套管之间填充有导热油，因此，热棒在早期将混凝±中热量排除后，可将热棒拔出循环 利用。
[0013]3、本发明施工简便，可在保证工程正常进行的情况下有效减少施工工期，适用于 在多年冻±区推广使用。
【附图说明】
[0014] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0015] 图1为本发明的热棒降溫纵剖面示意图。
[0016] 图2为本发明的热棒降溫横剖面示意图。
[0017] 图中：1-钻孔灌注粧基坑 2-套管 3-热棒。
【具体实施方式】
[0018] 如图1、图2所示，一种多年冻±区降低钻孔灌注粧混凝±水化热的方法，包括W 下步骤： (1)在多年冻±区进行施工，并根据设计要求开挖钻孔灌注粧基坑1。
[0019] 似按常规方法