土层加固特殊方法的技术特点

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浅谈几种特殊土地基及地基处理

浅谈几种特殊土地基及地基处理

浅谈几种特殊土地基及地基处理内容摘要针对特殊的土类具有不同于一般的特殊性质,作为地基,必须对其特性采取适合的工程施工方案。

由于城镇建设的不断加速发展,从而使得土木建筑施工向各种复杂地基条件区域展开作业,特殊土地基的工程特性必须引起关注。

对软土、湿陷性黄土、膨胀土、红黏土等各种地域特殊土的重要工程特质,采取相应的地基处理方法以及工程施工要点,对促进工程建设项目正常开展具有重要意义。

关键词:软土;湿陷性黄土;膨胀土;红黏土;地基处理引言由于现场施工地域土质千差万别,因此造成许多土类生成时的条件也不同,这样的土类存在其它的介质、工程特点,这些具备特殊工程特点的土类为特殊土。

随着建设开发发展需求的不断上升,土地的需求也日益显现。

工程建设者必然要面临这些特殊的土质进行施工作业。

如何根据特殊土的特点做好土基础施工作业就是关键因素了。

本文简要分析特殊土中的软土、湿陷土、膨胀土、红黏土等地基的特点和地基处理的主要方法。

1 地基处理方法1.1 换填垫层法换填垫层法是指把土基础下面作业区域内的土层挖去,然后回填以强度较大的砂、碎石、灰土等材料,然后分层振实至设计要求的密实程度,用于地基的持力层。

换填法适用于处理浅层软弱地基。

1.2 强夯法强夯法是指要加强软弱地基的承载力,采取重锤自一定高度自由落下夯击该土层使地基快速固结的施工方案。

该方法是用起吊机器把10~40吨的重锤提升至10~40米高处使其自由下落,利用强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。

1.3 砂石桩法砂石桩地基是施工作业经常用的软土地基施工技术,采用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔,将砂或碎石挤压入孔中,形成大直径的密实桩体。

1.4 振冲法振冲法是用起重机起吊振冲器后开启潜水电机,让振冲器发出高频振动,此时打开水泵通过喷嘴喷射高压水流,振冲相结合。

这种加水振动加固地基的方法有效改变不好的土基础以满足地基的加固。

1.5 水泥土搅拌法水泥土搅拌法是指软土地基处理的一种可用方法,是将水泥用于固化剂的主剂,采用搅拌桩机把水泥灌入土体并充分拌合,让水泥与土发生系列物理化学反应,达到软土硬结因此提高土地基强度的一种施工法。

地基注浆加固技术与应用

地基注浆加固技术与应用

地基注浆加固技术与应用本文通过分析注浆加固的技术特点,分别对高压旋喷注浆法、静压注浆法的关键技术与应用问题进行探讨。

【标签】建筑;地基;注浆加固;高压旋喷;静压注浆;一、注浆加固的技术特点注浆技术是指利用液压、气压或电化学原理,通过注浆管把具有流动性、填充性、胶凝性的一种或几种浆液材料,按一定的配比注入地基土中,浆液以充填、渗透和挤密等方式挤走土粒间的水分和空气,使浆液与原来松散的土粒胶结成整体,从而提高原来土体的强度。

注浆方法按常规可以分为高压旋喷注浆法和静压注浆法两大类,这两种注浆方法都可以应用在地基加固工程中,有其各自的优缺点和适用条件。

二、高压旋喷注浆法的关键技术与应用高压旋喷注浆是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后,以高压设备使浆液成为高压流从喷嘴中喷射出来,冲击破坏土体,同时钻杆以一定速度渐渐向上提升,将浆液与土粒搅拌混合,浆液凝固后在土中形成一个固结体,固结体呈圆柱状,从而改善土的变形性质,提高地基的抗剪强度。

同时也可组成闭合的帷幕,用于截断地下水流和治理流沙。

1、主要技术参数(1)旋啧桩直径的确定直径一般为:单管法0.3m~0.8m;三重管法1.0m~2.0m;二重管法介于二者之间;多重管法可达2.0m~4.0m。

(2)桩位布置及桩间距堵水防渗工程,最好按双排或三排布孔,形成帷幕,间距为0.866R(R为旋喷桩设计直径),排距为0.75R。

加固地基,可采用矩形或梅花形布桩型式。

间距以2R~3R为宜。

(3)地基承载力的确定按复合地基进行设计计算,单桩承载力的确定,基本与钻孔灌注桩相同,但须选用比灌汴桩更高的安全度。

2、浆液材料的要求由于喷射注浆是靠高压液流的冲击力破坏土层并与土体混合构成新的固结体的,因此,对浆液的要求与静压注浆有所不同,对材料种类、粘度、颗粒大小的要求不象静压注浆那样严格。

(1)材料应具有良好的可喷性喷射注浆的浆液是通过喷嘴喷出,所以,浆液应有较好的可喷陛,若浆液稠度过大,则可喷性差,往往会导致喷嘴及管道堵塞,同时还磨损高压泵,使喷射难以进行。

(冷冻法施工)解析

(冷冻法施工)解析

地铁施工技术交流材料冷冻法联络通道施工技术及风险控制措施一、冻结法的基本原理与特点采用冻结法对地层土体进行加固,是指利用人工制冷技术,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.其实质是利用人工制冷临时改变岩土性质以固结地层。

1、岩土冻结实质岩土冻结性质的改变,即将含水地层(松散土层或裂隙岩层)冷却至结冰温度下,使土中孔隙水或岩石裂隙水变成冰,岩土的性质发生重要变化,形成一种新的工程材料--“冻土” .2、冻土结构特点而冻土结构具有较高的强度和绝对的封水性.3、冻土结构功能冻土结构的承载功能和封水的不承载功能。

4、制冷方法其制冷技术方法,通常使用制冷设备,利用物质由液态变为气态,即气化过程的吸热现象来完成的。

4。

1、有两种类型:⑴、冷媒剂(盐水)吸热:氨 (—33.4℃);干冰(—78。

5℃);⑵、直接气化吸热:液氮(—195.8℃);干冰(—78。

5℃)4。

2、冻结系统常有两种类型:⑴、封闭系统(盐水冻结);⑵、开放系统(液氮冻结)5、冻结法的适应性冻结法加固与其它加固方法相比,其适应性更强,能够适应粘土、粉土、砂层以及砾石、卵石等任何地层。

6、冻结法的特点6。

1、冻土帷幕的变化性:⑴、冻土范围可变;⑵、冻土温度可变;⑶、冻土强度可变(强度是温度的函数)6.2、冻土帷幕的连续性:水在负温下结冰的必然性;6.3、冻土帷幕的可知性:通过温度测试可判断冻结范围、冻土强度7、冻结法施工的优点7.1、安全性好:⑴、冻土强度较高;⑵、冻土连续性可靠、封水性好7.2、适用性强:⑴、适用于几乎所有具有一定含水量的松散地层(包括岩石);⑵、复杂地质条件可行(流砂、大深度、高水压)7.3、灵活性高:⑴、冻土帷幕性状(范围、形状、温度、强度)可控8、冻结法施工缺点由于冻结法所形成的冻土帷幕其范围、温度、强度具有变化性,其冻结范围、强度随温度的变化而变化,如果供冷不足或外部热源可导致冻土帷幕性能(范围、强度)退化,安全性能降低,施工风险增大。

土石混合地基的处理与加固技术

土石混合地基的处理与加固技术

土石混合地基的处理与加固技术地基工程是建筑施工的关键环节之一,而土石混合地基是一种常见的地基类型。

它由土壤和石块混合而成,具有一定的复杂性和不均匀性,因此在施工中需要采取相应的处理与加固技术来保证地基的稳定性和承载力。

一、地基处理针对土石混合地基的处理,首先需要进行地质勘察和分析,以确定其地质构造、地下水位和土质特性等因素,为后续工程处理提供必要的依据。

接下来,对土石混合地基进行清理、压实和平整处理,以便于后续的加固工作。

清理是指将地基表面的杂物、残渣等清理干净,确保后续处理的质量。

压实是通过使用振动压路机等设备,将地基中的土石混合物压实,使其具备一定的密实度和稳定性。

平整处理是指将地基表面进行平整,消除高低起伏,为接下来的工作打下基础。

二、加固技术1. 桩基加固桩基加固是一种常见的土石混合地基加固技术。

通过打入钢筋混凝土桩或木桩等,将地基的承载力传递到较深处的坚硬土层或岩层上。

这种加固技术能够增加地基的稳定性和承载力,适用于土石混合地基存在沉降和不均匀沉降的情况。

2. 增浓加固增浓加固是在土石混合地基中注入适量的水泥浆液或土浆,通过浆液的固结作用,改善地基的强度和稳定性。

这种加固技术适用于土石混合地基的土壤含水量较高、塑性较大的情况。

3. 土工格栅加固土工格栅加固是一种利用土工格栅材料将土石混合地基进行加固的技术。

土工格栅材料具有较高的抗拉强度和刚度,能够在土壤中形成一种多层结构,增加地基的承载力和稳定性。

这种加固技术适用于土石混合地基需要提高整体强度和稳定性的情况。

4. 土工布加固土工布加固是通过铺设土工布在土石混合地基表面,形成一种隔水、增强和固结的屏障,增加地基的稳定性和承载力。

这种加固技术适用于土石混合地基中存在较严重的土壤流失和侵蚀情况。

加固技术的选择需要根据具体工程的情况,包括土石混合地基的特点、荷载条件和地质环境等因素进行综合分析。

不同的加固技术可以结合使用,以充分发挥各种技术的优势,最大限度地提升地基的稳定性和承载力。

浅谈软土地基的特点与加固方法

浅谈软土地基的特点与加固方法
的 危 害 , 起 我 国 各 级 公 引 路 部 门 的 高 度 重 视 , 研 、 计 、 工 等 单 科 设 施 位 也 经 过 多 年 努 力 , 实 践 中摸 索 了不 少 在 对 策 , 取 得 了可 喜 的 成 绩 。 通 部颁 布 了 并 交 《公 路 软 土 地 基 路 堤 设 计 与 施 工 技 术 规 范 》 使 我 国公 路 软 基 无论 在 设 计 方 面 或 施 , 工 方 面 , 现 了 有 章 可 循 的 局 面 。 公路 软 出 《 土 地 基 路 堤 设 计 与 施 工 技 术 规 范 》 软 土 对 的 定 义 为 滨 海 、 沼 、 地 、 滩 沉 积 的 天 湖 谷 河 然 含 水 量 高 孔 隙 比 大 , 缩 性 高 、 剪 强 压 抗 度 低 的细 粒 土 。 据 工 程 实 际 经验 , 根 我们 可 以 得 出结 论 , 了上 述 特 征 指标 外 , 除 还应 根 据 液 限 指 标 和 稠 度 等 来 综 合 判 别 确定 。 软 土 地 基 的 特 点 是 强 度低 、 固结 慢 、 变形 大 ; 在软 土 地 基 上 修 筑 高 等 级 公 路 最 突 出的 问 题 是 稳 定 与 沉 降 变 形 。 土 地 基 对 道 路 还 软 有 一种 影 响 , 即其 含 水 量 较 大 不 能 达 到 较 好 的压 实要 求 和 其 它 技 术 标 准 。
工 程 技 术
S1C &TCN LG C NE EHOO Y E
浅 谈 软 土地 基 的 特 点 与 加 固方 法
余 新 勤 ( 饶平县公 路 工程公 司 广东饶 平 5 7 0) 1 0 5
摘 要; 本文通过 结合 潮州港进港 公路新 建工 程的施 工实践 , 绍 公 路 款 土 路 基 施 工 的 几 种 常 用 加 固及 处 理 方 法 , 介 以供 同行 参 考 借 鉴 。 关 键 词 : 路 工 程 软 基 处 理 施 工技 术 公 中 图分 类 号 : 1 1 U4 6. 文 献标 识码 : A 文章 编 号 : 7 -3 9 ( 0 1 0 () 0 -0 1 2 7 l 2 1 ) 1a一0 4 6 7 1 随着 公路 与城市道 路的迅 速发 展 , 软 基 处 理 问题 变 得 越 来 越 常 见 , 越 来 越 不 也 可避 免 。 其 为 我 国沿 海 地 区 , 部 分 的海 尤 大 岸 线 为 淤 泥 质 海 岸 , 积 层 厚 。 的 类 别 多 沉 土 为淤 泥 、 泥 质 粘 土 , 南 方 少 数 地 区 还 有 淤 在 淤 泥 混 砂 层 。 软 土 地 基 上 修 筑 路 基 若 不 在 加 处 理 或 处 理 不 当 , 往 会 发 生 路 基 失 稳 往 或 过 量 沉 陷 导 致 公 路 破 坏 或 不 能 正 常 使 用 。 本项 目工 程 沿 线 局 部 路 段 上 部 一 定 如 范 围 内存 在 较 厚 层 流 塑 状 淤 泥 软 土 层 , 属 海 相 沉 积 物 , 敏 度 测 试 经 验 值 在 3~7之 灵 间 , 合 淤 泥 土 的 物 理 力 学 特性 考 虑 , 综 在工 程 所 在地 区抗 震 设 防 烈 度 为 7 的 条 件 下 , 度 土 层 可 能 引起 轻 微 一 中 等 软 化 变 形 , 泥 淤 土会 丧 失 原 有 的 力 学 强 度 , 产生 失 稳 沉 陷 , 是 工 程 建 设 中 抗 震 不 稳 定 土 层 , 宜 作 为 不 浅 基或 桩 基 持 力 层 , 进行 软 土 地 基 处 理 。 需 0 5 深 0.m ~1 O 路 堤 填筑 前 , . m, 5 . m。 宜用 砂 3 软 土地基加 固处 理应考虑 的因素 砾 回 填成 盲沟 , 埋 设 孔 管 , 须 用 良好 的 3. 若 必 1路 基 状 况 过 滤材料保护 。 在 路 基 加 固 中 , 软 土 层 浅 而 薄 的情 在 2. 换 填 法 2 况下 , 用 简单 的表 层处 理 法 。 要 的构 造 常 重 对 经过 单 个 鱼 塘 且软 土 层厚 度 ≤3 m路 物 基 础 常 用 开 挖 换 填 法 或 水 泥 搅 拌 桩 法 。 段 采 用 换 填 法 。 基 础 地 面 以 下 不 太 深 的 若 软 土 层 厚 且 无 砂 层 的 情 况 , 排 水 距 离 将 因 定 范 围内 的 软 弱 土 层挖 去 , 后 以 质 地 长 , 结 沉 降 需 很 长 时 间 , 度 也 不 增 长 。 然 固 强 坚硬 、 度 较 高 、 能 稳 定 、 有 抗 侵 蚀性 因此 , 降处 理 常 用 粒 料 桩法 。 浅 层部 位 强 性 具 沉 在 的 砂 砾 、 性 土 等 材 料 分 层 充 填 , 同 时 用 堆 积 有 4 砂 并 m以上 厚度 砂 层 , 下 为 软 弱粘 土 以 人 工 或 机 械 分 层 压 实 , 之 达 到 要 求 的 密 层 的 情 况 。 般 来 说 , 定 不 成 问 题 , 使 一 稳 只需 实 度 , 为 良好 的 地 基 。 填 法 适 用于 浅 层 沉 降 处 理 , 用 其 他 方 法 ( 强夯 法 ) 成 换 常 如 。 地 基 处 理 , 括 淤 泥 、 泥 质 土 、 散 素 填 3. 包 淤 松 2道路性 质 土、 杂填 士 、 已完 成 自重 固结 的 回 填土 等地 我 们 知 道 , 路 等 级 愈 高 , 整 度 愈 重 道 平 基 处 理 以 及暗 塘 、 洪 、 沟 等 浅 层 处 理和 要 , 暗 暗 愈需 要 采 取 有 效 的 沉 降处 理措 施 。 级 等 低 洼 区 域 的 填 筑 。 填 法 还 适 用 于 一 些 地 较 低 时 , 先 铺 简 易 路 面 , 沉 降 结 束 后 , 换 可 待

深层搅拌法加固地基处理

深层搅拌法加固地基处理

深层搅拌法加固地基处理0.前言第二次世界大战后,美国首先研制成功水泥深层搅拌法,所制成的水泥土桩称为就地搅拌桩。

1953年,日本从美国引进水泥深层搅拌法。

1967年日本和瑞典分别开始研制喷石灰粉的深层搅拌施工方法,并获得成功,并于20世纪70年代应用于实践。

我国于1977年由原冶金部建筑研究总院和交通部水运规划设计院引进,开发水泥深层搅拌法,并很快在全国得到推广使用,成为软土地基处理的一种重要手段。

深层搅拌加固法处理软土技术发展至今已成为软土地基处理中应用最为普遍的一种地基处理方法,并具有广阔的发展前景。

深层搅拌技术的发展主要得益于如下特点:施工工艺简单,机械化程度高,处理效果显著;与其他桩基相比,人员设备简单,耗用材料单一,施工速度快,且处理后很快投入使用,综合造价低;施工现场无噪音,无振动,对环境无污染,成为城市建筑地基处理的首选方案;施工质量易于保证,处理效果易于检测,如出现不合格桩,补救措施简单易行。

1.应用特点和适用范围深层搅拌法加固软土技术是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处直接将软土和固化剂强制拌和,使软土硬结而形成强度较高的补强桩体,使补强桩体和桩间天然地基共同组成承载力较高、压缩性较低的复合地基。

目前常用的深层搅拌桩桩径多数为500mm,加固深度从数米到数十米不等。

可用于增加软土地基承载力,减少沉降量和提高边坡的稳定性。

常用于建(构)筑物地基、大面积的码头、公路和坝基加固及地下防渗墙等工程,处理后的复合地基承载力可达200kPa,甚至更高。

2.加固原理及影响因素2.1 软土与水泥采用机械搅拌加固的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应。

主要表现为:2.1.1 水泥的水解水化反应,形成凝胶体和水泥杆菌结晶体。

2.1.2 粘土颗粒与水泥水化物的作用。

当水泥的各种水化物生成后,有的自身硬化,形成水泥骨架,有的则与周围具一定活性的粘土颗粒发生离子交换、团粒化作用、硬凝反应等,生成新的化合物,从而提高水泥土的强度。

岩土工程地基处理的常用方法及应用分析

岩土工程地基处理的常用方法及应用分析

岩土工程地基处理的常用方法及应用分析岩土工程中,地基处理是指为了加强或改善地基性质和承载能力而采取的各种措施。

地基处理是地基工程的重点,其目的是使地基达到满足设计要求的性能。

地基处理方法主要有加固、加密、排水、注浆、灌浆、钻孔加固、土石方填筑等。

下面将详细介绍各种方法的应用及分析。

1.加固方法加固方法是指通过加强地基的内部结构,增加其抗剪和承载能力,来达到加固地基的目的。

常见的加固方法主要有挖孔加固、桩基础加固、地下连续墙加固、预应力锚杆加固、钢筋混凝土加固等。

其中,挖孔加固是一种有效的加固手段,适用于一些特殊的场合,具有施工简便、经济实用等特点。

特别是对于地质较为复杂或潜在安全隐患较大的地区,挖孔加固是一种比较常见的加固方法。

通过对挖孔壁面钢筋混凝土衬砌,可增强墙壁的抗侧力能力,从而提高了整个地基的稳定性。

桩基础加固又称桩基加固,是一种较为常见的地基处理方法。

它通过在地下深挖一些钢筋混凝土桩或钢筋混凝土灌注桩,直接将荷载传递到较为坚硬的地层,来加固地基。

桩基础加固的主要优势在于能承载较大的荷载,同时还能保证地基的安全稳定。

另外,地下连续墙加固、预应力锚杆加固以及钢筋混凝土加固等方法在不同的岩土地质中均有着较为广泛的应用。

这些加固方法较为适用于处理较大的荷载或在复杂地质状况下处理地基问题。

2.加密方法加密地基处理方法是指在原有地基基础上,通过填充新的土质物或改进原有土体的结构,提高地基的承载力和均布特性。

其中,加密的手段主要有土石方填筑、加碎石填充、振动加密等。

土石方填筑通常适用于在较为宽阔的场地中,根据不同的情况来进行填筑。

在土石方填筑时,需要注意对于填筑后的石块物料进行排水处理,防止因位移而导致地基失稳的情况。

加碎石填充和振动加密是土石方填筑的常见替代方法,主要适用于较为狭窄或处于城市建设的场地。

通过这些方法可以提高地基的稳定性,并且在施工操作上也更为方便快捷。

3.排水方法排水是一种重要的地基处理方法,它主要通过改善地基内部的水分状况,提高砂土、粘性土和砂砾混合土的承载力和稳定性。

一般软弱地基土层的加固原理处理方法类型

一般软弱地基土层的加固原理处理方法类型

一般软弱地基土层的加固原理处理方法类型一、一般软弱地基土层的加固原理软弱地基土层是指土质松软、承载力低、压缩性高的地层,常常由淤泥、粘土、泥炭等组成。

对于建筑和道路等工程来说,软弱地基是一种常见的地质问题,需要进行加固处理以提高其承载力和稳定性。

加固原理主要是通过增加地层强度、提高地层刚度、降低地层压缩性等手段,以达到提高地基承载力和稳定性的目的。

具体的加固方法可以根据不同的工程需求和地质条件进行选择。

二、一般软弱地基土层的处理方法类型1.换填法:将软弱地层中的部分或全部土层挖出,换填为强度高、稳定性好的材料,如砂石、碎石、水泥等。

这样可以提高地层的承载能力,减少沉降量。

2.排水固结法:在软弱地层中设置排水通道,通过施加预压荷载或采用真空吸水等方式,使地层中的水分排出,从而使地层固结硬化。

该方法适用于含水量较高的松软地层。

3.振密法:通过振动或挤压等方式,使软弱地层变得更加密实,以提高其承载力和稳定性。

该方法适用于颗粒较大的砂石类软土地层。

4.化学加固法:将化学浆液注入软弱地层中,通过化学反应将土颗粒胶结在一起,以提高地层的强度和稳定性。

常用的化学浆液有水泥浆、丙烯酸盐等。

5.土工合成材料法:在地层中铺设土工合成材料,如土工格栅、土工织物等,以提高地层的整体性和稳定性。

该方法适用于各种类型的软弱地层。

6.灌浆法:将水泥浆、粘土浆等材料注入软弱地层中,通过浆液的凝固和硬化作用,提高地层的强度和稳定性。

该方法适用于各种类型的软弱地层。

7.加筋法:在地层中埋设强度高、稳定性好的材料,如钢筋、钢丝等,以提高地层的承载能力和稳定性。

该方法适用于各种类型的软弱地层。

8.桩基法:通过在地层中打桩,将荷载传递到深部的坚实土层中,以提高地层的承载能力和稳定性。

该方法适用于各种类型的软弱地层。

9.热处理法:将软弱地层加热至一定温度,通过热处理使土颗粒重新排列和硬化,以提高其承载力和稳定性。

该方法适用于粘性土等软弱地层。

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土层加固特殊方法的技术特点
土层加固特殊方法——冻结法主要是利用人工制冷技术,使地层十层中的自由水冻结,并将土层中矿物质颗粒胶结成致密整体冻土,使土的强度和稳定性增强,并具有止水的性能。

标签土层;加固;特殊;方法;技术
人工利用冷冻方法有目的地为建设施工服务。

从近代,煤炭建设者们将人工冻结技术应用于矿山井筒开挖建设,从20世纪80年代中期开始,冻结围护技术逐渐从矿山建设推广到各类市政工程的应用中,在北京、上海、广州以及南京的城市地铁施工中,采用冻结技术成功的完成了一些隧道建设施工。

1 冻结法的概念及主要技术特点
1.1 冻结法的概念
冻结法主要是利用人工制冷技术,使地层十层中的自由水冻结,并将土层中矿物质颗粒
胶结成致密整体冻土,使土的强度和稳定性增强,并具有止水的性能。

对地下土层实施冻结是通过冻结管来完成的。

将冻结管放置在土层内,冻结管内的冷冻媒流入进管和回管,通过与地层进行冷、热交换,将冷量传递给周围地层,而将地层中热量带走,由此使冻结管周围地层由近向远不断降温,逐渐使地层中的水变成冰,把原来松散或有空隙的土层矿物颗粒通过冰胶结在一起,形成不透水的冻土柱。

若干个这样的冻结管排列起来,通过冻结管内的冷媒不断循环,使这些冻结管周围土都冻成冻土柱。

随着冻土柱半径不断扩展,相邻冻土柱就会相连形成冷冻墙。

2 冻结法施工技术的分类
在地下工程施工中有竖向开挖施工,也有水平或者斜向开挖施工,根据地下工程的开挖需要,可以将冻结法分为垂直冻结技术、水平冻结技术和斜式冻结技术三种。

2.1 竖向冻结主要用来隔绝来自侧向的地下水以及抵御侧向的土压力,例如:矿山中开凿竖井筒、深基坑施工中的支护工程等均属于竖向孔冻结技术。

2.2 水平冻结技术主要用来隔绝来自上部和侧向的地下水以及抵御上部和侧向的土压力,例如:城市地下铁道的隧道施工等。

2.3 斜式冻结技术主要用来隔绝来自上部和侧向的地下水以及抵御土上部
和侧向的土压力,例如:城市倾斜隧道或者是地铁之间倾斜连接通道等隧道施工。

3 岩土冻结方法
在工程施工中,人为地对岩土实施冻结的方法主要有低温盐水法和液氮法这两种方法。

3.1 低温盐水法。

低温盐水法又称为间接冻结法,是以氨、氟利昂或其他物质作为制冷工质,经过制冷压缩机对制冷工质进行压缩、节流膨胀的反复循环做功,将盐水降至负温,由负温盐水作为传递冷量的媒介,将冷量传递给需要冻结的岩土层,达到冻结局部岩土的目的。

间接冻结法是由氟利昂(或氨)循环系统、盐水循环系统、冷却水循环系统三大循环系统构成,使用低温盐水法制冷通常可获得-20℃~-35℃的低温盐水。

3.2 液氮法。

液氮法又称为直接冻结法,主要采用液氮作为冷源物质。

液氮在1个标准大气压下的蒸发温度为-196℃,因此,采用液氮法制冷可获得-196℃低温盐水。

采用液氮进行冻结土壤具有快速和便利的优点
4 冷冻方式的选择
低温盐水法和液氮法两种方法既可独立应用,也可组合应用,在工程实践中具体选择采用何种形式的冷冻方式需要根据施工现场的环境、支护的要求、工程施工的工期要求以及资金情况等诸多因素来确定。

由于低温盐水法和液氮法分别在设备器材要求、用电要求、冷冻速度、现场的操作管理复杂程度和所需要的投入费用等方面差异较大,因此,需要进行认真比较后根据实际情况来选择。

5 冻结法技术主要特点
地地空间施工方法主要有暗挖法(即新奥法)、逆作法、盾构法、非开挖埋管技术等,冻结法仅仅是地下工程施工方法中的其中一种比较特殊的施工方法。

由于城市建设规模的扩大,地下建设所面临的地质环境越来越复杂,对地下施工技术的要求也越来越高,冻结法施工具有加固效果可靠、封水性能良好、适应广泛、应用灵活等种种优点,使得这些年来冻结法在城市地下施工中逐渐显现出其特有的生命力,这主要体现在以下几个方面:
5.1 冻结法加固岩土能增加土体的强度和稳定性。

地层经过冻结之后,受冻的地层抗压强度明显提高,根据实验冻土瞬时极限抗压强度可达到2~10MPa。

5.2 冻结法加固岩土具有良好的止水性能。

岩土经冻结后,土中矿物质颗粒胶结成致密的整体冻土,冻土具有很好的封水效果,可保证开挖工作面在不渗、不漏的无水条件下作业;并且其适应性也很强,这种方法可以适用于多种地层和各种复杂的地下工程,尤其适用于含水量大、地质软弱、采用其他方法加固有困难的地层或难于施工的地下工程。

5.3 冻结法回固岩土具有良好的整体性能。

在冷冻之前,地下土中矿物质颗粒是分散的、相互关联性差的土层,不具备抵御侧压力和止水的能力;但岩土经过冻结之后,在冻结体内部不会存在缝隙,并形放是一个完整的支护体。

冻结体是一个整体,在冻结体的遮护下,可以保证隧道掘进和基坑开挖过程施工的安全。

5.4 冻结法特别适合在含水量大的软弱地层中采用。

在城市中进行地厂工程施工,常会遇到含水量较高的软弱地层,采用其他方法来加固土体难于奏效。

另外,城市地区周边情况复杂,原有的建筑物以及光缆、电缆管线的阻碍影响了其他方案的采用。

而采用冻结法的一个前提就是土壤中需要具有一定的含水量,土中的一定量的含水率也是保证冻结效果的前提,一旦土壤的颗粒与土中的自由水经过冻结,冻土就形成了一个整体,它就具有一定的抗压强度和阻水的能力。

5.5 采用冻结法对周围环境没有污染。

采用钢筋混凝土支护桩、岩土锚杆需要浇筑大量的护壁桩,并在地层中设置大量的土锚杆,基础施工结束之后,这些钢筋混凝土支护桩和土锚杆将失去作用而成为多余的弃物,影响今后的地下管道以及地下构筑物的建设和施工;而采用化学浆液加固法更会影响周围环境。

冻结法实施过程中对土体进行冷冻,施工结束后对土体进行解冻,解冻后的土壤仍然恢复到原来的状态,不会对周围的环境产生污染,这一点是其他任何方法无法与之相比的。

参考文献:
[1]宁仁岐.建筑施工技术.北京:高等教育出版社,2002.
[2]张厚先.建筑施工技术.北京:机械工业出版社,2004.。

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