冻结法施工在深基坑中的应用
冻结施工技术在桥梁桩基工程中的应用
冻结施工技术在桥梁桩基工程中的应用摘要：介绍了冻结法的原理及其优点，介绍了冻结法的设计步骤和方法，并结合桥梁基础的工程实例说明了冻结设计过程。
关键词：冻结施工；桥梁桩基；应用；1前言冻结技术在桥梁桩基工程中应用较晚。
冻结法的一个关键点是冻结土墙的厚度设计厚度的基本参数来评估应用冻结法和经济合理性，是冻结的核心技术设计及其合理的设计可以降低工程造价，缩短施工周期，否则将导致冻土体积急剧增加导致成本增加，或者崩溃事故引起的坑。
2冻结法简介冻结法是一种用人工制冷技术加固地层土壤的方法。
1862年，英国首次成功地采用人工地面冻结技术进行深基坑开挖。
随后，冻结法逐渐成为煤矿建设的传统方法。
1872年，德国首次应用于矿山建设。
1955年，我国采用冻结法在软含水层中修建煤矿矿井。
到2005年，在冻结方法中钻孔的竖井的竖井约为470。
总长度超过70公里。
目前，冻结法不仅用于矿山建设，还广泛应用于地基基础、基坑稳定性、隧道工程等岩土工程。
1988年，冻结法应用于丰台淮河大桥主桥码头的基础工程;1998年，冻结方法在江西省户口桥梁东塔水下桩基工程中成功应用;2001年，润扬桥南进口悬索桥的地基成功地应用于大型深基坑的施工。
这使得冻结法在复杂含水地层下建造大型桥桩的新方法。
3冻结法原理及其优点3.1冻结孔钻为了形成一个封闭的冻结环，必须在井筒或基坑周围钻出一定数量的冷冻孔，以设置底锥的冻结孔和孔中开启的夜间管道的开口。
冻结钻孔一般等距布置在井筒或开挖处，冻结钻孔圈，根据冻结深度确定一般表层土的冰冻，通常用浅厚表面两到三次冻结。
3.2冷冻循环系统冻结循环是冻结站在冻结管流动过程中产生的冷盐水，吸收周围岩层的热量，使岩土逐渐冷却和冻结。
盐水作为一种冷介质，被称为制冷剂。
盐水的冷却是通过吸收盐水的热量，当液态氨被气化，所以氨被称为制冷剂。
压缩的氨水被过热蒸汽变成液态，而热量被冷却水带走。
可看出整个制冷设备包括氨循环系统、盐水循环系统和冷却水循环系统。
国家大剧院
国家大剧院台仓基坑封水冻结施工方案北京中煤矿山工程公司二零零零年一月1 地层冻结法简介地层冻结法是兼有封水与加固地层双重作用的特殊施工工法。
它的工作原理为：在拟封水（或加固）的地层中安装冻结器，并在冻结器中循环低温冷媒剂，使周围土层冷却冻结，形成一个冻土帷幕，然后可以在冻土帷幕的围护之下安全地进行隧道、基坑等的开挖与构筑施工。
在国外，地层冻结法是富水地层中深基坑围护施工的重要工法之一，如前苏联60年代就完成了直径40m、深20m大基坑的冻结围护工程，其设计冻结壁厚度为5.6m。
在我国，冻结法是冲积层中矿山立井施工的主要方法。
单井冻结冲积层厚度已接近400m。
在市政工程中，70年代北京地铁隧道建设工程中也曾用冻结法进行深基坑的围护加固，基坑的开挖深度达28m，围堰冻结加固长度达90m。
1986年，北京中煤矿山工程公司在东海拉尔水泥厂的卸矿室及长皮带走廊施工中应用冻结法进行基坑地层加固。
卸矿室开挖断面为10.2×11.2m，深14米；长皮带走廊长为31m，宽5.4m，倾角14度。
地下水位0.9 ～ 1.5m，地下3m ～ 30m内为卵石和砂层，透水性好。
由于采用大开挖施工，冻结壁按挡土墙设计，冻土平均温度为-5℃，冻结壁厚度设计为2.4m，冻结底板厚度为4.0～5.8m。
采用人式开挖，掘、砌工期为二个半月。
1996年，在紧挨黄浦江的上海杨树浦水厂地下泵房施工中，用冻结法进行基坑维护，基坑开挖深度15米，边长26m，冻结段土层为抛石、填土、淤泥和粉质粘土。
应用表明，冻结法在富水深基坑围护施工中具有很好的适应性，极为安全可靠，且对地层和环境污染较小。
2 冻结施工方案设计原则1、国家大剧院工程对施工技术的可靠性与施工工期有着严格的要求。
其中剧院台仓是目前国内最深的基坑，其施工工作面又远在静水位以下，施工难度极大。
因此，要求对基坑四周和基底地层进行封水加固。
2、封水加固方案考虑二个。
方案一为台仓四周用连续墙围护，仓底地层用冻结法加固，连续墙的优点是可以用作永久支护的一部分；方案二是台仓四周与底部均用冻结法施工，此法的优点是围墙与底部形成一个整体，无论是施工工艺与封水（加固）的效果还是总施工工期都要优于前者，因此，本设计推荐第二种方案。
冻结法施工技术
冻结法施工技术冻结法施工技术，即是利用人工制冷的方法把土壤中的水冻结成冰形成冻土帷幕，用人工冻土帷幕结构体来抵抗水土压力，以保证人工开挖工作顺利进行.作为一种成熟的施工方法,冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设和煤矿建设中，已有100多年的历史,我国采用冻结法施工技术至今也已有40多年的历史，主要用于煤矿井筒开挖施工,其中冻结最大深度达435m,冻结表土层最大厚度达375m.经过多年来国内外施工的实践经验证明冻结法施工有以下特点：1可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其它任何方法不能相比的，对于含水量大于10％的任何含水、松散,不稳定地层均可采用冻结法施工技术；2冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件，地质条件灵活布置和调整，冻土强度可达5-10Mpa，能有效提高工效；3冻结法施工对周围环境无污染，无异物进入土壤,噪音小,冻结结束后，冻土墙融化，不影响建筑物周围地下结构；4冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业，能有效缩短施工工期。
人工冻结法在南京地铁张府园车站的应用摘要：南京地铁一期工程张府园车站南隧道盾构法施工时,洞门两侧出现大量流砂，附近区域的沉降量较大,为了确保地下管线和地面交通的正常使用和安全运行,在南京首次实施了地下工程的人工冻结法施工。
本文论述了冻结法在该工程中的冻结设计、施工工艺及对周围环境影响等问题和实际取得的效果。
关键词：冻结法，地铁，盾构引言我国冻结法现已成为成熟的凿井施工技术，但在城市岩土工程中的应用还不多。
冻结技术可在地面城市地下工程中的应用范围包括：盾构隧道盾构进墙、深层搅拌桩以及压密注浆对土体进行加固,在凿除洞门钢筋混凝土时发现洞门中心处东、西两侧有流砂涌入,迅速采用双液注浆堵水,过了两天又在有大量流砂涌入,对周围环境产生较大的影响，其中端头井东侧的沉降量增大，东部20 平方米区域下陷1.5 m 左右（图1)。
在这种情况下施工单位及时出洞土体加固、盾构隧道地下或海底对接时土体加采取措施，以保证施工以及周围环境的安全。
冻结法在地下工程施工中的应用
中的应用 [ J] . 建井技术, 2005( 4) : 38 ~ 40. [ 2] 高树峰. 冻结加固技术在城市深基 坑工程中的 应用 [ J] . 西 部
探矿工程, 2006( 4 ): 39~ 41. [ 3] 樊良本, 段继伟. 一种新 型的基 坑支护 方法 人工 冻结 法
[ J]. 浙江建筑, 2005 ( 6) : 23 ~ 24. [ 4] 汪崇鲜, 楼根达, 马玉峰. 繁华 市区含水 地层水平 冻结及暗 挖
冻结法施 工工 序是: 施 工准 备 冻 结孔 施工 ( 同时安装冻结制冷系统 ) 安装冻结盐水系统和 检测系统 冻结 试挖 掘砌施工和围护冻结 现 场监测 冻结管拔除与冻结系统拆除。
冻结法具有封水性、复原性、绕障性、强度高、适 应性强、施工方便、环保无公害等特点, 是一种技术 可靠、工艺成熟的方法。它可在密集建筑区和现有 工程建筑物下施工, 不需进行基坑排水, 可避免因抽 水引起地基沉降造成对周围建筑物的不利影响。基 坑越深、开挖体积越大, 冻结法施工越具优越性。当 挖掘深度大于 10 m、地层复杂和邻近有重要建筑物 或生命线工程而不允许降水的情况下, 冻结法则是 最好的选择。
( 3) 拔管及充填。先拔靠近槽壁且位于隧道内 的第 1排冻结管, 依次拔第 2排, 最后拔隧道两侧冻 结管, 实行边拔边充填。所有钻孔共充填了 9. 5 m3 细砂, 2. 5 t水泥。
3 应注意的问题
3. 1 应用冻结法应注意的问题 ( 1) 水质对冻结 的影响。水中含有 一定盐份
冻结法在基坑支护中存在的问题及处理
这些未 知标准没有 要求 ，而在 含水量 相对 饱和 的土层 中，冻 结 法的效率与其他支护形式相 比 ，有 比较 明显 的优 势。
在深井 、大深基 坑 中为 常见 的破坏 。主 要是 ：① 岩 土 的土
质特性 的情况没 有仔 细分析 ，对 于含有膨 胀性 的地 层土 质
１ 冻结 法原 理及 其 优越 性
１ ． １ 冻 结 法 原 理
没有引起足够 的重 视 ；②在 施工 早期 ，基 坑开挖 后冻 结 时 间不足或者冻结 的效果 不明显 ，土体 的蠕 变膨胀挤 压外壁 ；
冻结法加 固地层 ，将 低 温的制 冷介 质送 入按 照设 计 导
③在温度较低 的环 境下 ，混 凝土 的养 护时 间不足 ，在 没有 达到终强前就 已经 开始施 工 ，井 壁 的强 度达 到要 求 ；④ 由
于在钻 孔安放冷凝 管时 ，导 管插 放 的角度 和方 向不在 同一
挖 后的土体 当 中，使 地层 中 的分散 颗粒 水冻 结凝 聚 ，将 天
林 于 靖
（ 安 徽 理工 大学 土木 工程 学 院 ，安 徽 淮南
摘 要 ：介绍 了冻 结法 的施 工方 法和特 点及 其发 展现
２ ３ ２ ０ ０ １ ）
制冷介质 的吸热 ，使管 外的土 质温 度下 降 ，土体 的分散 水 逐渐凝 聚和冻结 。冷介 质在冷 却外 部 吸收热量 之后 ，溶液 温度 升高 ，通 过回路高 压泵 的循环 管道 返 回制冷设 备并 将 溶液重新冷 却 。液态 氨 ，在低 压 的环境 升温 吸收溶 液 的热 量后 ，再经加 压和 降温而 液化 ，在 冻结 管和 制冷设 备之 间 进行来 回循环 。每根冷冻制冷管周 围逐 渐形成凝 结态 的水 ， 其凝结体 的体 积 随施工 进行 而增 大 ，这些凝 结 态水 ，相 互 连通交互凝结 ，形 成严 实密 合 的冷冻墙 ，以抵 抗地 下土 体 侧 向的动载和地下水 的测压 ，使 开挖和施工能够安全进行 。
冻结法在地下工程施工中的应用浅探
建材发展导向2019年第7期冻结法在地下工程施工中的应用浅探康亚军（天津天营建筑工程设计有限公司，天津300000）摘要：城市化的建设在我国已经取得了一定的成就，随着城市化的进行，地下施工技术不断的成熟，结冻法是其中重要的辅助建筑方式之一，对地下施工具有良好的辅助作用，对工程的质量有着很好的影响。
为了能满足现在社会的需要，需要不断的对结冻施工方法应用进行探讨。
不断的改善技术加强对施工质量的检测。
关键词：冻结法；地下工程；施工中的应用1冻结法的主要内容冻结法通俗来说就是使用人工制冷的方式，把地层中的水分冻结起来，使得施工中的土壤具有一定的抗压性及稳定性，为施工的展开具有良好的条件。
冻结法适用于井筒或地下工程掘砌施工的特殊施工技术结法既适用于松散不稳定的冲积层和裂隙发育的含水岩层，也适用于淤泥、松软泥岩以及饱和含水和水头特别高的地层。
对于土中含水率非常小或地下水流速相当大的处所不适用。
冻结法具有有效隔绝地下水；适应性强，几乎不受地层条件的限制（低含水量地层除外）；施工灵活；绿色施工，无污染；复杂地层施工经济合理等优势。
压缩制冷主要由三大循环构成：氨循环，盐水循环和冷却水循环。
这三大循环作用不一样，氨循环在制冷过程中起主导作用，盐水循环在制冷过程中起着冷量传递作用，却水循环在制冷过程中的作用是将压缩机排出过热蒸汽冷却成液态氨，以便进入蒸发器中重新蒸发。
结冻法的应用不断得到推广，使用范围不断的跨大，对于建筑行业的发展有着良好的帮助。
结冻法历史比较悠久，至今有一百多年的使用，现阶段比较成熟。
但是还是有着很大的发展空间。
2冻结法在地下工程施工中的应用2.1在交通不能阻断的地段应用道路是城市交通的必要，对于某些施工地段而言，由于建筑物或者其他的原因，道路需要保持原来的交通。
对于这些地段冻结法能较好的解决因为交通而带来施工不方便的问题。
由于这些地段交通频繁，使用混凝土直接对地面或者地层加固是行不通的，而且一般道路下边埋有光缆或者其他重要的通信或者通电输水的设备，对地面进行钻孔注浆的方法也不够全面。
井点法
井点降水法和冻结法一、井点降水法井点降水法是在基坑开挖前，在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态的方法。
井点降水法所采用的井点类型有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等。
（1）轻型井点：轻型井点是沿基坑四周每隔一定距离埋入井点管（直径38-- 51MM，长5--7M的钢管）至蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不停抽出，使原有地下水降至坑底以下。
在施工过程中要不断的抽水，直至施工完毕。
（2）喷射井点：如果仍采用轻型井点要采用多级井点，就会增加基坑挖土量、延长工期并增加设备数量，显然不经济。
因此，当降水深度超过8m时，宜采用喷射井点，降水深度可达8--20m。
喷射井点的设备，主要由喷射井管、高压水泵和管路系统组成。
（3）电渗井点：对于渗透系数很小的土（K小于0.1m/d），因土粒间微小空隙的毛细血管作用，可以采用的方法。
电渗井点是井点管作阴极，在其内侧相应地插入钢筋或钢管做阳极，通入直流电后，在电场的作用下，使土中的水流加速向阴极渗透，流向井点管。
这种方法耗电多，只在特殊情况下使用。
（4）管井井点：管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低水位。
这在地下水量大的情况下比较适用。
（5）深井井点：当降水超过15m时，在管井井点采用一般的潜水泵和离心泵满足不了降水的要求，可加大管井深度，改采用深井泵即深井井点来解决。
深井井点一般可降低水位30--40m，有的甚至可以达到100m以上。
常见的深井泵有两种类型：电动机在地面上的深井泵及深井潜水泵（沉没式深井泵）。
二、冻结法冻结法一种施工方法，最早用于俄国金矿开采，后由德国工程师用于煤矿矿井建设获得专利技术趋于成熟，现在已广泛应用于地铁、深基坑、矿井建设等工程中。
基本原理冻结技术是利用人工制冷技术，使地层中的水结冰，把天然岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地下工程的联系，以便在冻结壁的保护下进行地下工程掘砌施工的特殊施工技术。
冻结法在深基坑工程中的应用
冻结法在深基坑工程中的应用
深基坑工程应用冻结法是周广泛的，有效的，安全可靠的技术措施。
冻结法通常被认为是完成深基坑工程的理想方法。
首先，冻结法能够减少降低深基坑工程的施工难度，可以阻止地下水的侵入以及改善施工条件，减少支护负荷，提高深基坑工程的安全性。
其次，通过冻结法可以增加稳定性，减少施工负荷，使施工效率更高。
再者，冻结法也可以有效地抑制地下水渗流等，起到防护地下水的作用。
最后，冻结法有利于提高工程品质，延长使用寿命。
总之，冻结法是深基坑工程的理想方法，能够改善施工条件，提高安全性，增加可靠性，有效地保护地下水资源。
岩土工程冻结法课程学习论文-浅析岩土冻结法在城市地下工程中的应用
《岩土工程冻结法》课程报告学号班级姓名浅析岩土冻结法在城市地下工程中的应用摘要: 随着我国经济建设的发展, 富含水困难地质条件下的城市地下工程将日益增多, 为冻结法的应用提供了广阔的空间。
冻结法适宜于以及松软地层的隧道、地铁和地铁车站、排水泵房、地铁主干道间的联系通道、盾构施工的端头井施工，有着广阔的应用经济前景。
冻结法还在街区明挖施下、地下水泵站施工以及其他领域，这充分表明冻结法具有很强的拓展性。
特别是近年来，我国北京、上海、广州、天津等城市地铁建设，以及将陆续兴建的南京、深圳等16个大城市地下快速交通线路建设，为冻结法的应用开辟了广阔的前景。
岩土工程冻结法在我们的土木建设中占据着重要的地位，这项技术在国内外也日趋成熟，并且在一些施工较为困难的场所屡建奇功。
系统总结和发展已取得的理论研究成果和施工实践经验，对推动冻结法更加经济安全可靠的应用，拓宽冻结法应用领域具有长远的意义。
关键词:冻结法, ,岩土工程，应用岩土工程专业是土木工程的分支，是运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。
作为其重要的组成部分,城市地下空间工程也是岩土工程中发展潜力较大的一个重要组成部分。
我国十分重视地下空间的开发利用。
自从上世纪60年代，我国开始利用城市地下空间并以初具规模，如北京修建地下铁路，上海建设打浦路隧道，70年代建设大量的人防工程，改革开放以来地下空间的发展更为迅速，目前我国其他一些大城市也正在进行地铁建设。
不仅如此，我国还建设了各种公路隧道、铁路隧道和海底隧道。
这些工程的建设极大的促进了我国现代化建设，但是在这过程中也遇到了大量的技术难题，复杂的地质水文条件和其他条件制约了工程建设，某一领域的单一技术手段难以解决问题，这就使这就使得大量不同领域内的技术手段在相互之间应用开来。
岩土冻结法就是其中一种，从原来的井筒建设应用中逐渐成为各种工程土层加固的很有效的手段。
在地铁，隧道，桥梁，特殊地段事故处理中，乃至水利水电工程，工厂，仓库，地下输送管道，军事工程（地下实验场、核发射井）等。
冻结法
冻结法
一种施工方法，最早用于俄国金矿开采，后由德国工程师用于煤矿矿井建设获得专利技术趋于成熟，现在已广泛应用于地铁、深基坑、矿井建设等工程中。
基本原理为将含水土体利用人工设置的冻结管，冻结管内循环冷媒剂，带走土体中热量从而形成强度高密封性好的冻土，起到承受荷载和密封防水的作用。
它的适应性强、安全可靠、无污染，目前和其他方法相比造价略高。
冻结法是在室外用热砂浆进行砌筑，砂浆不掺外加剂，砂浆有一定强度后砌体很快冻结，融化后的砂浆强度接近于零，当气温升高转入正温后砂浆的强度继续增长。
由于砂浆经冻结、融化、再硬化的三个阶段，其强度会降低，也减弱了砂浆与砖石砌体的粘结力。
结构在砂浆融化阶段的变形也较大，会严重的影响砌体的稳定性。
故规范规定下列工程不允许采用冻结法施工：（1）、空斗墙；（2）、毛石砌体；（3）、砖薄壳、双曲砖拱、筒式拱及承受侧压力的砌体；（4）、在解冻期间可能受到振动或其他动力荷载的砌体；（5）、在解冻时，砌体不允许产生沉降的结构。
冻结法主要用于冬期施工，除冻结法，冬期施工应优先采用外加剂法（掺盐砂浆法）。
冻结法的定义为：是采用不掺外加剂的砂浆砌筑墙体，允许砂浆遭受一定程度的冻结。
浅谈深基坑支护中冻土墙的可行性
浅谈深基坑支护 中冻土墙 的可行性
徐 亮 ， 杨 凌 云 ， 宋建 坤 。
（ １中国水电顾问集 团成都 院， 四川成都 ６ １ ０ ０ ７ ２ ； ２ ． 中国水利水电第十工程局有 限公 司勘测设计 院， 四川都江堰 ６ １ １ ８ ３ ０ ）
摘
要： 人 工 冻 结 法 是 开 挖 地 下 工程 的 临 时 支 护方 法 之 一 ， 由 于 基 本 不 受 支 护 范 围 和 支 护 深 度 的 限制 ， 且 能 有 效 防 止 涌 水 和 城 市 挖 掘
术 经济性与使 用性最重要 的参数 ， 若其厚度 设计不合理 ， 将 可 能导 致 冻 土体 积 大 幅度 增 加 或冻 土墙 破 裂 ， 从 而 引 起 地 下水 灾
害， 进 而 影 响 到整 个 基 坑 工 程 的 安 全 性 。外 部 土 压 力 大小 、 冻 土 的强度特 性 、 冻 土墙暴露 高度和时 间 、 冻 土 和 周 围环 境 的 温 度 状况等一些因素都会对冻土墙的设计厚度产生影响 ， 因 此 在 设 计 阶 段 要 进 行 严 密 的 力 学 分 析 计 算 和 验 证 ，充 分 考 虑 空 间 、 蠕 变、 非均质影 响等影 响因素 ， 得 到与实 际受力结果最 为接近 的 力 学 公式 ， 在必要的情况下 ． 可 以 事 先进 行 一 定 的性 质 假设 。 冻 结 法 凿 井 中 的 圆 形 冻 结 壁 和 用 于 深 基 坑 支 护 的 冻 土 墙 的 安 全 可 靠 度 是 实 际 应 用 中 的技 术 关 键 点 ， 进几 年来 ， 部 分 施 工 和 设 计 人 员 仅 仅 依 靠 增 大 安 全 系 数 的方 式 来 满 足 设 计 要 求 ， 这显然是不合理 的， 较 大 的 安 全 系 数 所对 应 的 可 靠 度 并 不 一 定 是 最 大 的 。随 着 基 坑 深 度 的不 断加 大 ， 会 出 现 各 种 各 样 的新 问 题． 因此 需 要 对 传 统 的 设 计 理 念 进 行 合 理 的更 新 ， 采 用 先 进 的 力学 特 性 分 析 方 法 ． 提 高 冻 土 墙 的 可靠 度 。
冻结技术在桥梁基础中的应用
维普资讯
２０ ０ ７年第 ｌ ２期
西部探 矿工程
２９ ０
材料 那种 附加物质 进人 地 层 ， 从这 个 意 义上 讲 ， 结 法 冻
水流速小于 １５ ／ 时 ， ． ｍ ｄ 冻结法是可行且经济 的， 流速 过大 时将 变得 不 经 济 ， 然 用 液 氮 可在 地 下 水 流 速 为 虽 ５ｍ／ ０ ｄ时形成 冻 土 墙 ， 成 本 太 高 。基 坑 底 版 以下 土 但 层性质 对冻结 深 度确 定 尤 为重 要 ， 设计 时 ， 土 墙深 度 冻 最好 深人不 透水层 ， 将冻 土 墙 与底 版 ； 不透 水 的地 层 下
泵输 送到 配液官 和各 冻结 管 内 。盐 水 在 冻结 孑 内沿 供 Ｌ 液 管流至孑 底 ， Ｌ 然后 沿 冻结 管 徐徐 上 升 ， 吸收 周 围岩 土 层 的热量后 经集液 管返 回盐水箱 ， 这种盐水 流动循 环方 式 叫做正 循环方式 ， 冻结 壁 厚 度上 下比较 均匀 ， 常 其 故
手段 。
～
（） １氨循环 系 统 ： 气态 氨 在 压缩 机 中被压 缩 到 ０ ８ ． １２ ａ 温度升 高到 ８ ℃～ １ ０ ， 于 过热 蒸汽 状 ． ＭＰ ， ０ ２℃ 处
态高温 高压 的氨气 经 管路 进人氨 油分离 器 ， 除去从压 缩 机 中带来 的油脂 后 进 人 冷凝 器 ， １℃ ～ ２℃ 冷却 水 在 ６ ０ 的淋 洗下 被 冷却 到 ２ ℃ ～２ ℃而 变成 液 态氨 （ ０ ５ 多余 液
压 缩机 中重 新被压 缩 ， 氨制 冷循环 图见 图 ２ 。
新工艺新技术新应用
新工艺新技术新应用本工程需要采用新技术、新材料、新工艺才能实现工程项目的综合目标。
只有通过技术创新和推广应用，才能优质高效地完成项目，降低工程造价、加快工程进度、保证工程的过程精品，完全实现设计风格和建筑物的使用功能。
投标人将全过程、全方位广泛应用科技成果，计划将建设部推广的十项新技术全部应用到本工程的建设上。
除此之外，投标人还将结合本工程的施工实践，努力探索新的施工技术，总结新的施工工艺，应用新的建筑材料。
在本工程中，深基坑支护技术是至关重要的。
由于建筑物大部分结构处于地下，平均埋深约为26米，局部达到41米深，且地下水位较高，开挖12米后即遇上层潜水层，因此，护坡降水方案的成功与否是本工程能否顺利完成的关键。
投标人拟采用混凝土灌注桩支护技术、地下连续墙技术、和土钉护坡技术和基坑工程信息化施工技术等。
通过上述综合技术的优化组合和合理应用，可确保基础工程施工的顺利完成。
投标人采用旋挖钻机成孔，其施工速度是普通反循环钻机施工效率之七倍，特别是在砂卵石层更具优越性，不需要循环泥浆，可使施工操作面整洁，具有很好的环保特点。
压力分层型锚杆技术可很好的解决承载力不足之问题，具有降低成本作用。
内支撑法可保证台仓基坑在土方开挖时不穿插进行锚杆施工，减少工期，同时可节省造价。
在台仓四角采用钢支支撑，防止连续墙侧向位移，达到基坑支护安全稳定之目的。
4、在台仓范围内采用深基坑承压水减压井和回灌井降水技术，可以有效地降低承压水水头，为深基坑的开挖和施工创造良好的条件，而且经济实惠。
在歌剧院台仓基坑支护和开挖方案中，优先选择这一施工技术。
5、冻结法施工技术是一种具有封闭地下水和加固地层双重作用的特殊方法，非常适用于承压水深基坑维护施工，安全可靠，对地层和环境污染很小。
特别是对于卵石层进行冻结后，冰冻层不会出现冻涨融沉现象，因此适合歌剧院台仓的基坑支护和开挖，能有效地为施工创造条件。
6、压力灌浆技术同样具有封闭地下水和加固地层双重作用的施工方法，在承压水深基坑维护施工中同样具有很好的适应性和安全可靠性。
总结人工冻结法原理和特点
总结人工冻结法原理和特点冻结法是一种使用人工制冷的方法，将待开挖的地下空间周围的土地中的水冻结为冰，并且与土体胶结在一起，形成一个按照设计轮廓的冻土墙或密闭的冻土体，用于抵抗土压力，隔绝地下水并在冻土墙的保护下，进行地下工程施工的一种岩土特殊施工方法。
作为一种成熟的施工方法，冻结法施工技术，在国际上，被广泛应用于城市建设和煤矿建设中。
我国采用冻结法施工技术至今已有四十多年的历史，早先一般应用于竖井工程，后来冻结法工艺被广泛应用于我国特大城市的城市地铁工程施工中，由于如今超级高层建筑和地下工程的不断增多，冻结法施工在深基坑支护中也开始了广泛的应用。
1、使用人工冻结法进行地下工程施工的基本原理和特点人工冻结法施工是利用人工制冷技术，使地层中的水变成冰，然后把岩土变成冻土，使其增加强度还有稳定性，隔绝地下水与地下工程之间的联系，从而方便在冻结壁的保护下进行地下工程的施工的技术。
冻结壁是一种临时支护的结构，永久支护形成后，停止冻结，冻结壁就会融化。
岩土工程的冻结还有制冷技术通常情况下，都是利用物质由液态变为气态，就是液体气化过程中吸收热的现象来完成的。
使用冻结法进行地下工程施工适用于各类地层，特别是在，城市地下管线密布施工条件困难地段的施工，经过多年来国内外施工的实践经验证明使用冻结法进行地下工程施工有以下特点：1.1、冻结法进行地下工程施工可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其他任何方法不能相比的，对于含水量大于10%的任何含水松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术。
1.2、冻结法进行地下工程施工时，冻土帷幕的形状和强度，可视施工现场条件，地质条件灵活布置和调整，冻土强度一般可达五到十兆帕，能够有效的提高工效。
1.3、使用冻结法进行地下工程施工比较环保对周围环境无污染，没有异物进入土壤中，噪音比较小，冻结结束之后，冻土墙会融化掉，不会影响建筑物周围地下的结构。
1.4、使用冻结法进行地下工程施工由于其便捷性，能够有效地缩短施工的工期，从而可以降低建筑成本。
冻结法围护结构
冻结法围护结构19世纪50年代冷冻机的发明，为人工冻结技术（简称冻结法）用于特殊条件（深基坑、深矿井、高含水量和流砂地层中地铁、地下隧道和输水管线建筑等）施工开辟了枭女。
该项技术的应用起源于欧洲。
1862年英国首先利用该项技术成功地进行了深基坑开挖围护、1883年德国用于煤矿矿井建设、1888年美国用于煤矿矿井开挖，1952至1981年间，北美用人工冻结法凿井逾29个，1979年美国用于地下核电厂基坑施工和直径40m、深16m的烟囱基础施工。
本世纪70～80年代原苏联用于地铁、矿井和其他工业建筑达200余例（包括莫斯科、列宁格勒、基辅等城市地铁进站大厅35个、隧道建设35个），用于最深矿井最深处开挖围护已达800m，用于高138.5m、重27000t大楼基坑开挖支护等。
本世纪中期瑞士、比利时、意大利、奥地利、挪威、西班牙、芬兰、澳大利亚、法国、荷兰、加拿大、日本和我国相继日本开展了人工冻土充分运用研究，受到广泛的重视。
日本从1962年开始使用该项技术，随后20年中约有250个人工冻结工程，其中通过河流、铁路和其它构筑物下的遂道工程、通过河流、铁道和公路下所的压入工程、支承明挖的墙体工程、与盾构建筑有关的工程和其它工程分别占10.4%、9.8%、9.8%、66.9%和3.1%。
我国人工冻结法的运用从1955年开始，已有40年的历史，主要多用于大口径矿井井筒建设，已完成400多个冻结井筒施工，最大深度达435m，累计冻结凿井长度已达66kam，积累了历练丰富的施工经验和建立了完整的技术装备。
近年来，煤炭科学研究总院科研工作北京建井研究所成功地进行了东海拉尔卸矿室和斜皮带走.廊的冻结设计和施工，卸矿室断面为10.2m×11.2m，深14m;皮带走廊稳定度长度为31m，截面为5.4m×4.2m，最深处为11.4m。
此外，有关区县还成功地用于江苏省南通钢厂地下旋流沉淀池、上海市地铁旁通道施工的地层加固、上海地铁体育馆段盾构出口拆除工程、上海地铁长沙路泵站地下施工和安徽凤台准河大桥主桥墩基础等工程施工中。
冻结法在基坑支护工程中的应用研究
要求；现有制冷水平冻结盐水温度可达一３５℃，采用液氮快速冻 结技术时其制冷温度可达一１８０℃左右；此外，冻结钻进技术及装 备可施工８００ ｍ深冻结孔，钻孑Ｌ偏斜率为Ｏ．３％～０．５％，冻结管
由于开挖范围较大，加之工程地质及水文地质条件复杂，则基底 封水方案的可靠性也是影响冻结工法成败的重要因素之一。因 此，必须对施工场地内的水文地质资料进行详细的勘测研究，选
工业出版社，１９９８．３４７—３５９． ［３］李钟．深基坑支护技术现状及发展趋势（一、二）［Ｊ］．基坑与
边坡工程，２００１，４（１）：４２—４５．
在冻土墙设计方面必须根据具体条件确立合理可靠的设计准则。
Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｓｕｐｐｏｒｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
我国冻结法施工、设计及科研水平已进入世界先进水平，具 备大型深基坑冻结施工的设计和作业能力；国内大的冻结专业化
中布置冷却水管，以尽快降低内衬混凝土的水化热温升。 ５）坑底部封水性差。冻结法凿井的井筒的下部封水，主要依
公司的现有装备制冷能力能够胜任大型深基坑中冻结制冷站的 靠隔水的岩层或冻实井筒封堵井筒的下部出水，深基坑工程中，
ｉｓ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ．Ｗａｓｔｅ ｅｘｐａｎｄｅｄ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｍｉｘｅｄ ｌｉｇｈｔ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｆｏａｍｅｄ ｌｉｇｈｔ ｓｏｉｌ ａｒｅ ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ．ｗｈｉｃｈ ｈａｖｅ、＾，ｉｄｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｉｎ ｃｉｖｉｌ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｉｇｈｔ ｓｏｉｌ，ｖｃｓｓｔｅ ｅｘｐａｎｄｅｄ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｍｉｘｅｄ ｌｉｇｈｔ ｓｏｉｌ，ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ
深基坑开挖方案
深基坑开挖方案深基坑是指深度超过6米、体积较大、深度与宽度比大于1:10的基坑。
在建筑工程中，深基坑常常是用来做地下停车场、地下商场、地下机房、地下库房等。
深基坑在施工过程中需要进行开挖，因此开挖方案是很重要的一个环节。
本文将从以下几个方面介绍深基坑开挖方案。
一、开始前的准备工作在进行深基坑开挖前，需要进行许多准备工作。
首先需要对工程现场进行勘察，确定地下水位和土层情况。
其次需要设计基坑的结构和支护方案。
在设计支护方案时需要考虑许多因素，例如土质、地下水、车辆和行人的荷载等等。
最后，需要进行地面和地下管线的处理，以保证施工安全。
二、主要的开挖方法深基坑的开挖方法有很多，以下介绍几种常用的方法：1. 钻孔法：通过钻孔进行开挖，适用于小面积且需要深度超过10米的基坑，如在城市区域中建设地下车库。
2. 爆破法：适用于沙土、卵石等比较松散的土壤。
爆破会产生噪音和震动，所以需要考虑周边的环境和建筑物的安全。
3. 挖掘法：适用于需要深度不超过10米的基坑，如建设地下商场或地下室等。
4. 冻结法：通过使用冷却剂使土壤冻结，然后进行开挖。
这种方法适用于需要深度超过20米的基坑，且在融化时不会影响周边的建筑和道路。
三、支护方案深基坑开挖后需要进行支护，以保证基坑的稳定。
支护方案根据工程情况的不同而有所不同，以下是几种常用的支护方案：1. 桩墙支护：适用于土壤较硬的情况。
该方案是在深基坑开挖时沿基坑周边打桩，并在桩之间钢筋型钢或混凝土板墙进行支撑。
2. 土钉墙支护：适用于土层薄而坚硬的情况。
在施工过程中，钢筋网被固定在土墙上，并用土钉使其与土壤相互结合，以增强土壤的稳定性。
3. 圆筒支护：适用于地下水较少，为草地或堆石地等土质较软的情况。
圆筒支护是将深度合适的钢筒置于坑内，然后在内部注水把圆筒压到稳定位置。
4. 计算机模拟支护：适用于土质较松的情况。
利用计算机模拟地下水流动和土壤变形情况来制定合理的支护方案。
结束语开挖深基坑是一项复杂的工程，需要进行充分的规划和准备。
复杂地质构造竖井井筒冻结法施工
复杂地质构造竖井井筒冻结法施工：复杂地质构造竖井井筒冻结法施工近年来，人们越来越重视对地下空间的开发和利用，但由于地下空间各种复杂的工程地质和水文地质条件，如软土、含水不稳定层、流砂、高水压及高地压地层等，在这种复杂环境下施工，常规施工方法不能维持周围土体稳定，而要采用一些特殊的施工方法，冻结法就是其中之一。
另外，我国经济发达地区且地质条件好的煤田，绝大部分已得到充分开发，其中不少煤田已经枯竭，需要开发深厚表土所覆盖下的煤田。
但这些矿井大多都要穿过400~800m的深厚表土层，在这种复杂的地质条件下，用常规的建井技术已经不可能，必须考虑采用特殊的凿井技术，即竖井井筒冻结法凿井技术。
由于冻结法（特别是竖井井筒冻结法）在复杂地质施工中的普遍应用，它的施工技术要点及难点也成为研究的主要课题。
一、冻结法的施工工艺冻结法施工技术在国际上已有一百多年的应用历史，在城市土木工程的应用始于1886年瑞典斯德哥尔摩24m的人行隧道的建设。
在西欧、前苏联、日本等科技发达国家，该技术已是城市建设中一项成熟的施工技术和施工方法。
如比利时的布鲁塞尔某深基坑外围尺寸为37×81m，采用冻结法施工效果较好，又如东京地下快速公路十号及十一号隧道，瑞士阿尔堡勃恩隧道，杜塞尔多夫隧道均采用先冻结后开挖的施工方法，原西德的海尔纳东部泵站建筑基坑，苏联莫斯科地铁车站的开挖，也均采用冻结法施工技术施工。
代写论文我国采用冻结法技术施工煤矿井筒自1955年开始，至今有40多年的历史，共用冻结法施工煤矿井筒430余个。
其中冻结最大深度435m，冻结表土层最大厚度375m，冻结法技术已是我国煤矿井筒施工中成熟、可靠的特殊施工方法之一。
进入70年代，冻结法技术开始在城市建设基坑开挖及路桥施工中推广应用。
如北京地铁车站的护坡工程、沈阳地铁试验井开挖、内蒙海拉尔水泥厂地下皮带走廊施工、南通钢厂沉淀池施工，凤台大桥主桥墩开挖上海过江隧道出口、地铁车站、泵站施工等均是采用冻结法技术施工，效果很好。
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冻结法施工在深基坑中的应用
摘要：冻结排桩法的基本思路是以含水地层冻结形成的冻结惟幕墙为基坑的封水结构，以排桩及内支撑系统为抵抗水土压力的受力结构，充分发挥各自的优势特点。
在施工深、大基坑时，采用排桩作为结构支撑体系工艺成熟，冻结帷幕具有良好的封水性能，两种技术的结合不仅解决了基础维护结构的受力间题而且解决了封水间题，施工可操作性强。
两种技术的结合既是优势互补，又是一种大胆的技术创新。
关键词：深基坑；冻结排桩；围护结构
1 引言
土层冻结技术源于天然冻结现象，是人工制冷使地层中的水结冰，将天然含水土层变成冻结，形成冻结帷幕，增加强度和稳定性并隔绝地下水，方便地下工程开挖掘砌。
1862年英国威尔士的建筑基础施工中首次成功使用人工制冷加固土壤；1880年德国工程师F. H. Poetch提出人工冻结法原理，并于1883年在德国阿尔巴里煤矿中采用冻结法建造井筒，随后该方法被广泛应用到世界许多国家的地铁隧道、基坑边坡、矿井市政等工程中，成为岩土工程施工的重要方法之一。
我国冻结法应用也有50多年历史，主要是用人工制冷技术暂时加固不稳定地层和隔绝地下水，目前也用于一些深基坑工程和地铁隧道工程。
目前，国内外冻结围护技术在基坑支护工程中的应用大致可分为以下5种方式。
(1)冻结围护技术作为服务于其他主工法的措施性工程的应用：冻结法具有封水性能好、适应性强、与混凝土壁等有极好的粘结性。
冻结法优良的防水性能使得它既可以作为主工法应用也可以作为其他工法的辅助工法的应用。
(2)冻结围护技术同其他工法的配合应用方式：冻结技术可以和旋喷法、注浆法、排桩法、地下连续墙技术等结合应用，使各种工法的优势互补，扬长避短。
(3)冻结围护技术作为预防已有建筑地基变形的预防性工程的应用：主要是在地层中形成密封的冻结壁，使土层的局部区域得到预加固，土层强度和刚度得以提高，可大大减少基坑开挖过程中已有建筑物地基基础的变形。
(4)冻结壁作为基坑工程的主要围护和承载结构的应用方式：其特点是所设计的冻结壁作为主要的承载结构物，要求在整个施工期都必须满足强度和变形的要求，在实际工程中多采用逆作法。
(5)冻结围护技术也可以作为事故处理方法的应用，尤其是在防水方面具有独特的优势。
2 深基坑冻结排桩技术
在现代深基坑工程中，围护结构体系的成败关系整个工程的命脉。
冻结排桩围护结构体系是一种全新的深基坑维护结构技术，其设计思想是：排桩加内支撑作为受力围护结构，同时人工冻结排
桩外侧四周土层形成冻结壁用于止水。
其工法特点是：充分利用人工冻结壁良好的封水性能、钻孔灌注桩易于嵌岩施工、内支撑结构受力体系明确易控制等优点，排桩的外荷载为水土压力和冻胀力，整体围护结构体系清晰明了、封水性能好、易于施工和保证质量。
充分发挥两种技术优势，是排桩内撑围护结构与冻结工法的有机结合，也是岩土工程领域的一项技术创新。
2.1 冻结排桩技术施工工序
排桩冻结工法的原理是利用排桩支护结构挡土，人工冻结帷幕挡水形成临时支护结构保护基坑开挖。
即在基坑开挖之前，根据基坑开挖深度利用钻孔灌注桩技术超前施工一排灌注桩，并用现浇钢筋混凝土梁把排桩顶端固定在一起使排桩形成支撑结构体系，同时在排桩外侧施工一排冻结孔，利用人工冻结技术形成冻结围护结构帷幕封堵基坑侧面来水。
为了预防冻结帷幕底部不因坑底绕流水冲刷而破坏，可视地层情况采取局部注浆、延伸冻结帷幕深度等保护措施。
冻结帷幕形成后，可在排桩支撑结构和冻结帷幕的保护下进行基坑开挖。
为了保护冻结墙体，增加封水深度减少基底涌水量和压力，通过冻结孔外侧设置的多个注浆孔在一定标高范围内形成注浆帷幕。
同时考虑到冻结过程中冻结体积膨胀会产生一定的冻胀力，为降低冻胀力对排桩结构的影响，在冻结孔外侧距其中心一定位置处插花布设多个卸压孔。
其施工工序见图1。
2.2 冻结排桩技术的特点深基坑冻结排桩技术是排桩内支撑围护结构与冻结工法的有机结合，其特点为：
(1)排桩作为结构支撑体系，冻结帷幕作为封水结构，分工明确。
(2)冻结帷幕封水严密可靠，确保基坑干挖施工。
(3)排桩加内支撑结构施工简单，结构受力清楚，实施过程中质量容易控制。
(4)冻结围护结构厚度与强度可以控制，可以形成任意的连续冻结围护结构，具有灵活性。
(5)比其他地层加固方法可靠，对地层的污染小。
2.3 冻结围护结构的变形分析冻结围护结构的两种变形方式：
(1)冻结围护结构的竖直方向变形特点冻结围护结构竖向位移场主要呈斜直线，下部位移小，上部位移大，因此抗倾覆稳定性是冻结围护结构设计的主要依据，当坑底以卜土层为软粘土时，冻结深度应深入坑底0.5~1h以下。
冻结围护结构具有一定的刚性，其变形主要受控于倾覆力矩。
图2的实测曲线反映了竖直方向上的变形特点。
(2) 冻结围护结构的水平方向变形特点冻结围护结构跨中部位的位移最大，在拐角处位移基本为零，向两侧逐渐减小。
冻结围护结构水平位移场曲线从上向下逐渐平缓，整个墙体的变形呈曲面形状，最大位移发生在墙跨中的上端。
图3表示冻结围护结构上端表面水平位移变形的曲线。
2.4 冻结排桩技术的施工要点
在深基坑冻结排桩施工中需要注意的要点：
(1)在冻结过程中土的体积膨胀将对排桩产生较大的水平冻胀压力，对周边的建筑物也有一定的影响。
(2)排桩靠基坑内侧在基坑开挖过程中与空气接触后，温度将急剧上升；而另外一侧与冻结围护结构体接触温度非常低，排桩因两侧巨大温差将产生的温度应力。
(3)冻结围护结构体达到设计厚度后，如何对其进行有效控制从而避免产生更大的冻胀力。
(4) 基坑开挖暴露后，冻结围护结构在夏季易融化，需要较大功率电源供电，并需采取保温措施。
(5)岩土力学基本理论的不成熟，设计计算所采用的数学力学模型岩土体的实际应力—应变状态常存在着较大的差距，必须加强工程监测，通过信息化施工及时发现间题，保证工程安全。
3 深基坑冻结排桩工程实例
润扬长江大桥于2000年10月20日开工建设，跨江连岛，北起扬州，南接镇江，全长35.66公里，主线采用双向6车道高速公路标准，设计时速100公里，工程总投资约53亿元，工期5年，2005年10月1日前建成通车。
润扬大桥连接京沪、宁沪、宁杭三条高速公路，并使这三条高速公路和312国道、同三国道主干线、上海至成都国道主干线互连互通，成为长三角地区又一重要的路网枢纽。
鉴于地质水文条件复杂，该项工程经过专家组对众多投标方案如沉井、地下连续墙、冻结、地下连续墙加冻结、排桩加冻结等方案的反复论证，最终确定采用排桩冻结基坑围护方案进行基坑施工。
排桩冻结法施工方案基本思路是以人工制冷冻结含水地层，形成冻结帷幕墙体作为基坑的封水防渗结构，以排桩及内支撑系统抵抗水土压力。
冻结排桩法是一种全新的基坑施工工法，应用于桥梁基础工程，在国内属于首次，尚未检索到国外使用该工法进行敞开式、大面积、深基坑施工的实例。
润扬长江公路大桥南锚旋基础工程的基坑平面为矩形，尺寸为70.5mc×52.5m×29m，采用冻结排桩围护结构，冻结帷幕封水，排桩内支撑结构挡土受力，解决基坑围护的挡土止水间题。
围护结构采用直径为1.50m钻孔灌注桩排桩，桩长35m，横桥向间距为1.70m，纵桥向为1.725m，嵌入基岩约6m。
排桩外侧布设冻结孔、注浆孔和卸压孔。
冻结孔形成等效厚度为1.3m的冻结帷幕，平均温度为零下7摄氏度，距离排桩中心1.4m，冻结管长40m。
注浆孔布置在冻结孔外侧，距离冻结孔中心0.6m。
卸压孔直径为0.25 m，深度为25 m距冻结孔中心为1.30 m，每个冻结孔对应布置两个卸压孔，横向间距为0.85 m，纵向间距为0.86 m，布置在注浆孔外侧，降低冻结帷幕产生的冻胀力。
4 结语
排桩冻结法作为一种新的支护方案，通过润扬大桥的实践证明可以用于深基坑支护设计。
深基坑冻结排桩围护新技术在润扬大桥南锚锭基础工程中应用取得圆满成功，是我国岩土工程基础施工法的一个技术创新。
该方法使结构物深基础嵌岩问题变得简单易行，这是地下连续墙、沉井等施工方法难以逾越的。
排桩冻结法深基坑与其它类型深基坑力学作用的主要的区别是冻结后岩土体由于体积膨胀会产生冻胀力，冻胀力的大小与地层岩性、含水量、地层埋深、冻结孔间距、冻结液温度控制及冻结时间等因素有关，冻胀力的监测与控制是支护设计中必须关注的重要间题。
通过工程实践，仍有一些需要解决的技术难题，例如如何有效地控制冻结墙体厚度；如何降低冻胀力对结构的影响；研究新的卸压手段等。