冻结法在基坑支护中存在的问题及处理.pdf

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1、第41卷第1期Vol.41，No.12015年2月SichuanBuildingMaterialsFebruary，2015冻结法在基坑支护中存在的问题及处理林于靖(安徽理工大学土木工程学院,安徽淮南232001)摘要:介绍了冻结法的施工方法和特点及其发展现制冷介质的吸热,使管外的土质温度下降,土体的分散水状,对冻结法在基坑支护中冻结钻孔时水土渗水、管壁坑逐渐凝聚和冻结。冷介质在冷却外部吸收热量之后,溶液壁破裂、土体施工前后冻结融沉问题和多发事故进行了整温度升高,通过回路高压泵的循环管道返回制冷设备并将理和总结,并对

2、冻结法在施工期间遇到的一些问题提供可溶液重新冷却。液态氨,在低压的环境升温吸收溶液的热行的解决方案,为基坑工程冻结法施工提供一些依据。量后,再经加压和降温而液化,在冻结管和制冷设备之间关键词:基坑支护;冻结法;坑壁破坏;融沉;质量进行来回循环。每根冷冻制冷管周围逐渐形成凝结态的水,控制其凝结体的体积随施工进行而增大,这些凝结态水,相互中图分类号:TU473．2文献标志码:B连通交互凝结,形成严实密合的冷冻墙,以抵抗地下土体文章编号:1672-4011(2015)01-0065-02侧向的动载和地下水的测压,使开挖和施

3、工能够安全进行。DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.01.0321．2冻结法优越性对于地下工程的施工,工程地质和水文地质的评估和0前言解析应该作为安全设计中最为重要的,因为很多地下工程随着地下工程的迅猛发展,基坑技术也愈发成熟,基的设计和施工都必须依赖于地质勘察说明书,从在地下的坑支护也进入了深度高、难度大的阶段,在一些滨海地区,安全系数和土样的环境数据未知的情况下,冻结法可以在地基的含水量高,淤泥质土和流沙使土质体的支护环境变这些未知的含水土层中作为支护方法。冻结法对于土质的得愈发恶

4、劣,寻求高效稳定的支护手段是今后的发展方向。含水量标准没有要求,而在含水量相对饱和的土层中,冻在近几年,随着大面积工程的基坑开挖,使支护的成本比结法的效率与其他支护形式相比,有比较明显的优势。早期支护更加高昂,而安全系数并未有很明显地改变,尽2冻结法在施工中的问题及解决措施管联合的支护形式能够弥补单独支护的不足,但是成本相对较高,施工条件的限制是困扰人们的一大问题。于是一2．1冻结土外壁破裂种新型环保的支护手段被逐渐推广而用于地下工程当中,对于地层所处较深的膨胀性黏土层的冻结外部坑壁发即冻结法。冻结法为一种有效的方案

5、,但是随着冻结法在生破坏,在地下工程中存在着很严重的安全问题,尤其是基坑工程中被逐渐广泛应用,但是在基坑工程中,也伴随在深井、大深基坑中为常见的破坏。主要是:①岩土的土着一些新的问题和潜在的安全问题存在。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;1．1冻结法原理③在温度较低的环境下,混凝土的养护时间不足,在没有冻结法加固地层,将低温的制冷介质送入按照设计导达到终强前就已经开始施工,井壁的

6、强度达到要求;④由挖后的土体当中,使地层中的分散颗粒水冻结凝聚,将天于在钻孔安放冷凝管时,导管插放的角度和方向不在同一然岩土中的颗粒水凝聚而逐渐形成有一定耐受力的冰墙,个平面,导致在冷凝冻结成壁后,出现冷冻墙形状和厚度在导挖土体周围,封闭而介质连续的冻土在冷凝中逐渐成不均匀,冻结后产生的内张力和不均匀的外应力使冷冻壁型,对土体在施工期间的弹性模量和土体应力情况有了改的伸缩量不同,因而在冻土壁产生弯矩造成壁破坏。善,对土体的力学性能如抗剪强度、抗压强度和稳定持续2．2冻结管壁破坏性进行了优化,以抵抗土体侧向的动载和土体

7、中不均匀力冷凝管在冷冻墙中是受三相应力,在早期的开挖时,导致的侧向压缩,并将地层中的水与导挖土层剥离开,最冻结壁受力处于平衡,冷凝管在冷凝降温过程中的盐溶液后在封闭冻土墙支护下进行施工跟进与长期维护土壁的施由于降温速度快,管壁在这过程中急剧收缩,沿管的纵向工。产生应力,在热量吸收和释放过程中管壁的应力出现失衡,在筒井挖掘前,从地表按照其外部以设计的间距的同再加上疲劳应力作用下导致管壁破坏。圆弧心,等距离地向地下进行钻孔,孔间距为扩散半径的在冻结过程中,管的端部冻结,而其他部位的冷凝之1．4倍,钻孔深度应该浸盈在非透水

8、的土层,紧接着向每个后,冷凝的延迟使管壁在温度差异下、在土体不同温度的成型钻孔中下放冷凝用的钢制管做为深部密闭的制冷导体。膨胀性下会产生剪应力。在黏土层、砂层与硬石层介面之在上部装载冷凝机械及做好人工准备,利用氨的制冷特性,间,由于热应力所产生的形变差,在土层交界面处的冷凝并将其作为环保的冷凝剂,将冷氯剂(一般采用氯化钙盐溶管壁最容易发生破裂。