软土冻结状态下桩基施工工艺探讨-论文.pdf

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1、安徽建筑2014年第4期(总198期)软土冻结状态下桩基施工工艺探讨DiscussiononConstructionTechnologyofPileFoundationunderArtificialFrozen郝延周(河南城建学院土木工程学院，河南平顶山467036)摘要：在软土层中设计钻孔灌注桩时桩基成孔受到塌孔、缩颈等孔内事故频发的影响，严重影响桩基础的质量。土层在冻结状态下强度大大提高，采用人工冻结技术，使土层中形成圆柱状冻结壁，在其中进行钻孔。文章主要探讨人工冻结条件下在软土地层中桩基的施工工艺．工程实践证明该施工工艺具有良好的施工效果。关键词：软土层

2、；人工冻结；钻孔；桩基施工中图分类号：TU471．7；TU473．1文献标识码：B文章编号：1007—7359(2014)o4—0109—020引言土层冻结状态下桩基施工的关键技术是冻结技术。土层冻结的优劣决定着桩基施工的各个阶段。人工冻结地层中的桩基施工图1人工冻结条件下正循环钻机成孔设计为正循环钻孔灌注桩施工，即在原钻孔灌注桩施工工艺的基础上加^^工冻结技术，得出在软弱地层中桩基施工工艺。岩土工1人工冻结法施工技术程与基随着^工冻结技术的应用和发展，其应用适应性强、隔水性能础好、无污染、无噪音、工艺简单等特点在基础开挖、成井等工程领域处理中显示出明显的优：

3、势。冻结法施工技术的基本原理是应用人工制冷技术在有一定含水量和地下水的地层中循环制冷介质，吸收地层中的热量，使地层中水和周围土颗粒温度不断降低，达到冰点而冻结，形成高强度、弹性大和抗渗性好的冻结体，在这种高强度和隔水眭能好的冻土图2人工冻结条件下下放预制的钢筋笼墙体保护下进行钻孔灌注桩施工，从而避免由于软弱地层带来许多复杂的工程地质问题。a1冻结原理冻结法施工技术的基本原理是应用人工制冷技术在有一定含2软弱土层工程性状分析水量和地下水的地层中循环制冷介质，吸收地层中的热量，使地层中水和周围土颗粒温度不断降低，达到冰点而冻结，形成高强度、软土是地下水位线以下饱和

4、状态的土，含水率较高，液性指数弹I生大和抗渗陛好的冻结体。在这种高强度和隔水性能好的冻土>0．75，处于软塑和流塑状态匡，灵敏度较高，土受到扰动后强度完墙体保护下进行钻孔灌注桩施工，从而避免由于软弱地层和岩溶全丧失。在软弱土层中进行桩基施工时，由于桩基受复杂工程地质地层等带来许多复杂的工程地质问题。条件的影响，在这种地层进行桩基施工时经常会出现涌水、塌孔、在原有桩基施工工艺的基础上加入人工冻结技术，将软土中缩径等孔内事故，且出现频率较高，处理难度很大，最终导致孔壁的自由水在低温环境中产生冻结，从而降低软土的渗透性，提高软质量不高，桩体出现严重缺陷。因此，采用将

5、软弱地层冻结加固，使土的强度。即在设计桩基位置的周围，根据人工冻结设计要求的冻软弱地层在冻结条件下降低孔内事故。结管数量进行锵L。在钻孔内安放冻结管，组装好制冷设备后开启人工制冷设备。制冷设备中冷却的低温盐水在冻结管内不停的循安3冻结环境下桩基施工工艺环，循环过程中由于冻结管与周围土体存在的温度梯度使冻结管徽的表面与冻结管周围土体进行热交换。通过不断吸收地层中的热建量，使具有一定含水率的土体发生冻结形成冻土。低温盐水不断循筑收稿日期：2014—05—22环，冻土的厚度不断增厚，最终与相邻近的冻结管周围形成的冻结作者简介：郝延周(1982-)，男，河南平顶山人，

6、毕业于中国地质大学，硕士；助教，主要从事岩土工程方面的教学工作。体相交，从而形成—连续的冻结壁。圜2014年第4期(总198期)安徽建筑虽灌注施工工艺见图3，人工冻结条件下混凝土灌注施【I艺见图4。4工程应用某工程场地为古河道河漫滩，地势较低洼，为第四纪河湖相沉积()层，根据钻孑L揭露该场地的工程地厨睛况如下：①层为灰黄色粉质粘土，厚度1．Bm～3．1m，湿，可塑软塑，含少量植物根系；②层为灰色淤泥质土，厚度3．8m6．4m，软塑，压缩f生高，含少量钙质结核；③层为灰色粘土，厚度Z3m43m，软塑，中等压缩陛，含少量钙图3人工冻结条件下混凝土灌注质结核；④层为

7、砂质粉土，厚2m3．6m，含石英长石，中密，中等压缩陛；机组系统hIl一—／基(罢为灰色粉砂层，厚103m16．4m，密实，土质均匀，士l生良好-J(见表1)。该工程软土的物理性质指标表1未冻结区域}根据以上地质条件选择桩作为基础，桩基础设计为钻孔灌注桩，鼍冻f域桩长lO．6m—l5-8m，桩径1．2m，桩数38根，持力层没计在第⑤层密土实的粉砂中。但在钻孔灌注柚沲=I==中出现坍塌、缩孔等问题，桩孔质工图4人工冻结条件下桩基成桩量达=要求，桩就去保证。因此，采用人工：劫日同技术，程与冻结壁呈封闭状态，冻结具有一定的强度时抵抗桩基钻孔灌首先在3桩进行了试验，在

8、以柚为圆心距离栅1．Tm处等间距布基础