軟地盤基深基坑圍護結(jié)構(gòu)凍結(jié)排樁法施工技術總結(jié)

凍結(jié)排樁技術在深基坑中的應用引言土層凍結(jié)技術源于天然凍結(jié)現(xiàn)象，是人工制冷使地層中的水結(jié)冰，將天然含水土層變成凍結(jié)，形成凍結(jié)帷幕，增加強度和穩(wěn)定性并隔絕地下水，方便地下工程開挖掘砌。1862年英國威爾士的建筑基礎施工中首次成功使用人工制冷加固土壤；1880年德國工程師F.H.Poetch提出人工凍結(jié)法原理，并于1883年在德國阿爾巴里煤礦中采用凍結(jié)法建造井筒，隨后該方法被廣泛應用到世界許多國家的地鐵隧道、基坑邊坡、礦井市政等工程中，成為巖土工程施工的重要方法之一。我國凍結(jié)法應用也有50多年歷史，主要是用人工制冷技術暫時加固不穩(wěn)定地層和隔絕地下水，目前也用于一些深基坑工程和地鐵隧道工程。目前，國內(nèi)外凍結(jié)圍護技術在基坑支護工程中的應用大致可分為以下5種方式。(1)凍結(jié)圍護技術作為服務于其他主工法的措施性工程的應用：凍結(jié)法具有封水性能好、適應性強、與混凝土壁等有極好的粘結(jié)性。凍結(jié)法優(yōu)良的防水性能使得它既可以作為主工法應用也可以作為其他工法的輔助工法的應用。(2)凍結(jié)圍護技術同其他工法的配合應用方式：凍結(jié)技術可以和旋噴法、注漿法、排樁法、地下連續(xù)墻技術等結(jié)合應用，使各種工法的優(yōu)勢互補，揚長避短。(3)凍結(jié)圍護技術作為預防已有建筑地基變形的預防性工程的應用：主要是在地層中形成密封的凍結(jié)壁，使土層的局部區(qū)域得到預加固，土層強度和剛度得以提高，可大大減少基坑開挖過程中已有建筑物地基基礎的變形。(4)凍結(jié)壁作為基坑工程的主要圍護和承載結(jié)構(gòu)的應用方式：其特點是所設計的凍結(jié)壁作為主要的承載結(jié)構(gòu)物，要求在整個施工期都必須滿足強度和變形的要求，在實際工程中多采用逆作法。(5)凍結(jié)圍護技術也可以作為事故處理方法的應用，尤其是在防水方面具有獨特的優(yōu)勢。深基坑凍結(jié)排樁技術在現(xiàn)代深基坑工程中，圍護結(jié)構(gòu)體系的成敗關系整個工程的命脈。凍結(jié)排樁圍護結(jié)構(gòu)體系是一種全新的深基坑維護結(jié)構(gòu)技術，其設計思想是：排樁加內(nèi)支撐作為受力圍護結(jié)構(gòu)，同時人工凍結(jié)排樁外側(cè)四周土層形成凍結(jié)壁用于止水。其工法特點是：充分利用人工凍結(jié)壁良好的封水性能、鉆孔灌注樁易于嵌巖施工、內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)受力體系明確易控制等優(yōu)點，排樁的外荷載為水土壓力和凍脹力，整體圍護結(jié)構(gòu)體系清晰明了、封水性能好、易于施工和保證質(zhì)量。充分發(fā)揮兩種技術優(yōu)勢，是排樁內(nèi)撐圍護結(jié)構(gòu)與凍結(jié)工法的有機結(jié)合，也是巖土工程領域的一項技術創(chuàng)新。凍結(jié)排樁技術施工工序排樁凍結(jié)工法的原理是利用排樁支護結(jié)構(gòu)擋土，人工凍結(jié)帷幕擋水形成臨時支護結(jié)構(gòu)保護基坑開挖。即在基坑開挖之前，根據(jù)基坑開挖深度利用鉆孔灌注樁技術超前施工一排灌注樁，并用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁把排樁頂端固定在一起使排樁形成支撐結(jié)構(gòu)體系，同時在排樁外側(cè)施工一排凍結(jié)孔，利用人工凍結(jié)技術形成凍結(jié)圍護結(jié)構(gòu)帷幕封堵基坑側(cè)面來水。為了預防凍結(jié)帷幕底部不因坑底繞流水沖刷而破壞，可視地層情況采取局部注漿、延伸凍結(jié)帷幕深度等保護措施。凍結(jié)帷幕形成后，可在排樁支撐結(jié)構(gòu)和凍結(jié)帷幕的保護下進行基坑開挖。為了保護凍結(jié)墻體，增加封水深度減少基底涌水量和壓力，通過凍結(jié)孔外側(cè)設置的多個注漿孔在一定標高范圍內(nèi)形成注漿帷幕。同時考慮到凍結(jié)過程中凍結(jié)體積膨脹會產(chǎn)生一定的凍脹力，為降低凍脹力對排樁結(jié)構(gòu)的影響，在凍結(jié)孔外側(cè)距其中心一定位置處插花布設多個卸壓孔。其施工工序見圖1。局部注漿局部注漿排樁施工凍結(jié)孔施工壓頂梁施工人工制冷形成凍結(jié)帷幕基坑分層開挖凍結(jié)帷幕維護圖1凍結(jié)排樁施工工序凍結(jié)排樁技術的特點深基坑凍結(jié)排樁技術是排樁內(nèi)支撐圍護結(jié)構(gòu)與凍結(jié)工法的有機結(jié)合，其特點為：床(1灰)罪排樁作稠為結(jié)構(gòu)些支撐體型系，凍堡結(jié)帷幕蔥作為封覆水結(jié)構(gòu)注，分工紋明確。侍(2升)得凍結(jié)帷雁幕封水逆嚴密可換靠，確然保基坑水干挖施垮工。掙(3宿)腿排樁加遞內(nèi)支撐茄結(jié)構(gòu)施夏工簡單咬，結(jié)構(gòu)技受力清探楚，實瓜施過程蝶中質(zhì)量搶容易控榜制。守(4瀉)廳凍結(jié)圍呢護結(jié)構(gòu)害厚度與冬強度可貨以控制便，可以掉形成任忠意的連圖續(xù)凍結(jié)涉圍護結(jié)紙構(gòu)，具囑有靈活墻性。草(5瓜)漲比其他文地層加淚固方法萌可靠，李對地層仔的污染臟小。題凍結(jié)圍圓護結(jié)構(gòu)他的變形滿分析叛凍結(jié)圍呆護結(jié)構(gòu)勞的兩種費變形方緒式：照凍結(jié)圍佛護結(jié)構(gòu)碰的豎直耳方向變警形特點筑凍結(jié)圍納護結(jié)構(gòu)蛛豎向位家移場主黑要呈斜細直線，行下部位年移小，餐上部位圣移大，冰因此抗勻傾覆穩(wěn)坡定性是程凍結(jié)圍攻護結(jié)構(gòu)圖設計的者主要依悶據(jù)，當瓦坑底以渡卜土層學為軟粘零土時，猴凍結(jié)深庸度應深象入坑窯底刪0.5密~1蓬h酬以下。針凍結(jié)圍飽護結(jié)構(gòu)態(tài)具有一戲定的剛定性，其盯變形主稻要受控啟于傾覆喂力矩。家圖湊2譯的實測動曲線反宣映了豎照直方向昌上的變羅形特點居?？紙D沫2士凍結(jié)圍睬護結(jié)構(gòu)鴨豎直方次向變形仍曲線籠凍結(jié)圍畢護結(jié)構(gòu)翁的水平缺方向變帆形特點黑凍結(jié)圍肝護結(jié)構(gòu)肝跨中部盤位的位育移最大見，在拐隸角處位袋移基本宴為零，用向兩側(cè)黎逐漸減抽小。凍波結(jié)圍護織結(jié)構(gòu)水浪平位移使場曲線訂從上向?qū)⑾轮饾u端平緩，扔整個墻鞋體的變窩形呈曲索面形狀晚，最大騰位移發(fā)成生在墻貢跨中的評上端。盟圖峰3藝表示凍轎結(jié)圍護顛結(jié)構(gòu)上度端表面愛水平位數(shù)移變形鋸的曲線吹。愁圖兆3進凍結(jié)圍判護結(jié)構(gòu)紀水平方據(jù)向變形沙曲線副凍結(jié)排永樁技術廊的施工貪要點迅在深基如坑凍結(jié)約排樁施繞工中需寬要注意驅(qū)的要點派：徑(1宰)午在凍結(jié)攏過程中珍土的體兆積膨脹族將對排齊樁產(chǎn)生睡較大的偉水平凍凳脹壓力鮮，對周餓邊的建涉筑物也寫有一定迅的影響步。獨么(2佛)旺排樁靠捏基坑內(nèi)岡側(cè)在基次坑開挖缺過程中匹與空氣婚接觸后逆，溫度好將急劇焰上升；楚而另外引一側(cè)與賢凍結(jié)圍繞護結(jié)構(gòu)位體接觸扶溫度非預常低，倉排樁因搜兩側(cè)巨紅大溫差隙將產(chǎn)生杜的溫度豬應力。趙(3參)同凍結(jié)圍戰(zhàn)護結(jié)構(gòu)忍體達到頃設計厚遵度后，昨如何對衣其進行嚼有效控腸制從而赤避免產(chǎn)伶生更大賽的凍脹躁力約。么桂(4)跟乓基坑開奇挖暴露哈后，凍姑結(jié)圍護泛結(jié)構(gòu)在絹夏季易唐融化，渾需要較轟大功率勺電源供外電，并辱需采取和保溫措委施。灣(5蝕)裙巖土力膊學基本桐理論的尿不成熟欄，設計勤計算所工采用的聚數(shù)學力陪學模型戴巖土體媽的實際套應悼力磚—繪應變狀茶態(tài)常存產(chǎn)在著較村大的差國距，必捷須加強以工程監(jiān)號測，通礦過信息士化施工鄰及時發(fā)捧現(xiàn)間題褲，保證隱工程安軍全?；忌罨訉鼋Y(jié)排替樁仙工程實拔例警X聚X設長江大念橋塑于奇200錫0走年覽1寒0煤月倆2絨0慧日開工預建設，綠跨江連斑島，北鳴起揚州壇，南接辦鎮(zhèn)江，機全末長絲35.號6閘6清公里，旗主線采擴用雙范向毫6銷車道高照速公路愈標準，反設計時份速醋10罵0選公里，鄰工程總租投資槽約級5爛3擔億元，震工慨期搞5陽年呢，由200棒5蛾年歡1昂0寒月遷1碎日前建陪成通車跳。后X蹤X港大橋連誕接三X優(yōu)X瑞、柜X宗X塵、毛X隔X神三條高殲速公路怕，并使襯這三條潮高速公投路鞠和敢31凍2纏國道、醬同三國踢道主干慣線毫、艘X腳X報至樹X陳X臂國道主撥干線互手連互通勝，成為廳長三角刮地區(qū)又旨一重要悼的路網(wǎng)阿樞紐。凡鑒于地候質(zhì)水文亮條件復層雜，該獸項工程享經(jīng)過專壤家組對激眾多投居標方案谷如懇沉井、攀地下連逢續(xù)墻、棕凍結(jié)、寫地下連軟續(xù)墻加東凍結(jié)、駁排樁加聯(lián)凍結(jié)等疾方案的昨反復論涌證，最繁終確定熊采用排燥樁凍結(jié)邪基坑圍大護方案效進行基支坑施工引。排樁掙凍結(jié)法堆施工方垮案基本亡思路是笛以人工沒制冷凍辭結(jié)含水礎地層，茄形成凍術結(jié)帷幕纖墻體作躲為基坑已的封水屢防滲結(jié)唇構(gòu)，以吳排樁及幼內(nèi)支撐住系統(tǒng)抵膛抗水土衡壓力。飾凍結(jié)排峽樁法是折一種全飲新的基敏坑施工脖工法纏，應用券于橋梁腥基礎工東程，在耍國內(nèi)屬好于首次鑒，尚未封檢索到召國外使低用該工醫(yī)法進行惕敞開式月、大面左積、深坡基坑施戰(zhàn)工的實量例。編X微X騰長江公桌路大橋數(shù)南錨旋崖基礎工樹程的基語坑平面誤為矩形抓，尺寸屬為米70.差5mc流×美52.際5m料×減29賣m蘋，采用肯凍結(jié)排迅樁圍護吐結(jié)構(gòu)，繞凍結(jié)帷董幕封水潤，排樁謹內(nèi)支撐劃結(jié)構(gòu)擋臨土受力終，解決樸基坑圍用護的擋派土止水接間題。慮圍護結(jié)桑構(gòu)采用牛直徑強為勺1.5顏0氏m課鉆孔灌僚注樁排賢樁，樁顆長帽35次m可，橫橋蜂向間距外為看1.7化0注m售，縱橋澤向挖為蠶1.7膜25挺m辟，嵌入絹基巖胖約拒6映m起。排樁越外側(cè)布螺設凍結(jié)晨孔、注腳漿孔和炊卸壓孔鄭。凍結(jié)列孔形成握等效厚寇度鳳為綿1.3站m嶄的凍結(jié)缸帷幕，坑平均溫絡度為零真下煩7排攝氏度嫁，距離聾排樁中獻心帝1.4魚m勢，凍結(jié)葉管封長懶40棍m償。注漿饑孔布置練在凍結(jié)振孔外側(cè)末，距離沸凍結(jié)孔云中剪心海0.6前m辜。卸壓郊孔直徑斷為腸0.2時5幅m揪，深度料為牧25陜m萌距凍結(jié)底孔中心氧為旁1.3爪0衰m慶，每個丸凍結(jié)孔墊對應布所置兩個鮮卸壓孔妄，橫向派間距彎為元0.8啟5珠m怖，縱向昂間距攤為益0.8崗6磨m估，布置拌在注漿櫻孔外側(cè)林，降低升凍結(jié)帷活幕產(chǎn)生游的凍脹睜力。摘結(jié)武污欲語章排樁凍乒結(jié)法作郊為一種倒新的支嘆護方案添，通芹過答X億X咬大橋的延實踐證露明可以鑰用于深棕基坑支陷護設計配。深基儲坑凍結(jié)區(qū)排樁圍吐護新技艙術奮在亂X誰X決大橋南婚錨錠基訪礎工程球中應用鍬取得圓簽滿成功撇，是我聽國巖土到工程基華礎施工譜法的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