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3的散热功率，确定热棒3的直径、热棒3中散热片的散热面积、热棒3的埋入长度 W及数量。
[0020] 其中：混凝±的绝热溫升可按下式计算《大体积混凝±施工规范》 (GB50496-2009)：
(1-1) 式中：了狂）一混凝±龄期为拥的绝热溫升rc); 岛S-每kg水泥28d的累积水化热（J/kg) r-每m3混凝上的胶凝材料用量化g/m3 ); r-混凝±的比热，一般为0. 92~1. 0 (kj/(kg? °C); 卢一混凝±的重力密度，2400~2500 (kg/m3 ); ? -与水泥品种、诱注溫度等有关的系数=0. 362,0. 3~0. 5(d1);f一混凝±龄期（d)。
[0021] 热管热通量计算《冻±地区建筑地基基础设计规范》（JGJ118-2011)
(1-2) 径，一为热管热通量； 了,一为混凝上粧基内部溫度； 写一为热管工作期间内气溫的平均值； 技f一为冷凝段换热热阻； A-为混凝上换热热阻；
(1-3) -冷凝器的有效散热面积，m2; 龍.一冷凝器的放热系数W/r.m2。 阳02引 础=2.75 + 1 5!v。； (1-4) 炎一为平均风速。
[0023] 为简化计算，仅采用混凝±粧基热阻和冷凝器放热热阻进行计算。
[0024] 用圆柱体热阻公式可W得到混凝上热阻的解析解：
(1-5) 为蒸发段长度，即混凝±粧长； .沮一热管外直径； 沪'.一混凝上粧半径； 油一混凝±导热系数； 《冻±地区建筑地基基础设计规范》（JGJ118-2011) 混凝±灌注粧总热量：因混凝±水化热时，内部溫度时刻处于变化中，因此取平均溫度 计算总热量：
取一混凝上粧基体积扣3)。
[00巧]通过上述计算若^径：则热管将混凝±中热量完全释放。
[0026] 樹根据设计要求绑扎钢筋笼，完毕后，将套管2固定于钢筋笼中设计要求位置； (4)将热棒3置于套管2中，并按所确定的热棒3埋入长度固定完毕后，吊装钢筋笼至钻 孔灌注粧基坑1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±诱注至钻孔灌 注粧基坑1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天后抽出热棒3,并按常规方法进行后续施工。
[0027]其中： 热棒3为金属管材，其内部冷却液为液氮。
[0028] 热棒3与套管2之间填充有导热油。
[0029] 混凝±粧基热管计算算例 设有一直径1. 2m，长度10m的混凝±钻孔灌注粧，埋于多年冻±中，冻±溫度-1. 5°C， 混凝±诱筑期最高溫度为50°C，混凝±导热系数i=2. 33w/(m?°C)，混凝±比热容护 =0.9化J/kg.r，入模溫度为15C，大气溫度-1C，风速妒=5.0m/s;热管工作时间lOd，热 管蒸发段10m，热管外径为89mm，冷凝段长度4m，有翅片部分长度3. 6m，翅片宽度23mm，间距
单圈翅片面积A=互开（的.5。- 44 52)=l%97.3S(mnf') ?^二心1+ 2开如=3日日xl3白97.3自+2x3.1斗1自X斗斗5x斗0日0二5.2己7 (m2) eh=2.75 + 1.5lv°-" =4.833 (w/(m''* °C ))
,C /w) ~ = 0.0225(°c/w) 91 百.21x3目00x2斗X10二793.33(MJ) 混凝±灌注粧总热量： 挤=c(7； -了。/ 巧pr= 0.%(56.47 /2)x2400X开X日.6S:10 = 735.7 (MJ) 通过上述计算则有径，^ &说明选取热管管径、翅片等参数较为合适本工程。
【主权项】
1. 一种多年冻土区降低钻孔灌注粧混凝土水化热的方法，包括以下步骤： ⑴在多年冻土区进行施工，并根据设计要求开挖钻孔灌注粧基坑（1); ⑵按常规方法计算钻孔灌注粧所需混凝土的水化热放热量，并按常规方法计算所需热 棒（3)的散热功率，确定所述热棒（3)的直径、所述热棒（3)中散热片的散热面积、所述热棒 (3)的埋入长度以及数量； ⑶根据设计要求绑扎钢筋笼，完毕后，将套管（2)固定于所述钢筋笼中设计要求位置； ⑷将所述热棒（3 )置于所述套管（2 )中，并按所确定的所述热棒（3 )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（1)中； ⑶根据设计标号要求配制、搅拌掺加有防冻剂的混凝土，并将该混凝土浇注至所述钻 孔灌注粧基坑（1)内，浇注完毕立即先覆盖薄膜，然后覆盖草帘或保温材料进行保温； (6) 7天后抽出所述热棒（3)，并按常规方法进行后续施工。2. 如权利要求1所述的一种多年冻土区降低钻孔灌注粧混凝土水化热的方法，其特征 在于：所述热棒（3)为金属管材，其内部冷却液为液氮。3. 如权利要求1所述的一种多年冻土区降低钻孔灌注粧混凝土水化热的方法，其特征 在于：所述热棒（3)与所述套管（2)之间填充有导热油。
【专利摘要】本发明涉及一种多年冻土区降低钻孔灌注桩混凝土水化热的方法，该方法包括以下步骤：⑴在多年冻土区进行施工，并根据设计要求开挖钻孔灌注桩基坑；⑵按常规方法计算钻孔灌注桩所需混凝土的水化热放热量，并按常规方法计算所需热棒各参数；⑶根据设计要求绑扎钢筋笼，完毕后，将套管固定于钢筋笼中设计要求位置；⑷将热棒置于套管中，并按所确定的热棒埋入长度固定完毕后，吊装钢筋笼至钻孔灌注桩基坑中；⑸根据设计标号要求配制、搅拌掺加有防冻剂的混凝土，并将该混凝土浇注至钻孔灌注桩基坑内，浇注完毕立即先覆盖薄膜，然后覆盖草帘或保温材料进行保温；⑹抽出热棒并按常规方法进行后续施工。本发明可缩短冻土回冻时间、施工简便。
【IPC分类】E02D5/38, E02D3/11
【公开号】CN105113489
【申请号】CN201510511828
【发明人】宁作君, 盛煜, 李静, 胡晓莹, 王生廷, 冯子亮
【申请人】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月20日