[发明专利]基于水平冻结法的软土地区深大基坑土体超前加固方法

权利要求书

1.一种基于水平冻结法的软土地区深大基坑土体超前加固方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：先对施工场地进行平整，并施工基坑四周的围护结构（1），进行竖井（4）支护结构施工，竖井（4）内土体开挖；

步骤二：开挖至第一层冻结加固区（3）设计底面时，向第一层冻结加固区（3）设计底面两侧水平打入冻结管直至基坑围护结构（1）处，布置好冻结设备，继续开挖；

步骤三：重复上述步骤二，并在开挖至最后一层冻结加固区（3）底面后，布置冻结管和冻结设备，开始进行土层冻结，同时施工基坑的第一道水平支撑（7）；

S01：待第一道水平支撑（7）设置完成且第二道水平支撑（8）的下部地基土达到设计冻结厚度和冻结强度后，进行基坑内第一道水平支撑（7）的下部土体开挖，然后施工基坑的第二道水平支撑（8）；

S02：待第二道水平支撑（8）设置完成后，对其下部的第一层冻结加固区（3）土体进行解冻，拔出冻结管；

S03：待第三道水平支撑（9）的下部地基土达到设计冻结厚度和冻结强度后，继续进行基坑内第二道水平支撑（8）的下部土体开挖，然后施工基坑的第三道水平支撑（9）；

S04：循环上述步骤S02至步骤S03，直至基坑开挖到底部；

S05：解冻坑底以下冻结加固区土体，取出冻结管和冻结设备，将竖井（4）回填密实，完成基坑底板施工。

2.根据权利要求1所述的基于水平冻结法的软土地区深大基坑土体超前加固方法，其特征在于：竖井（4）支护结构施工根据开挖深度和地基土条件，采用水泥土重力式围护墙、型钢水泥土搅拌墙中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的基于水平冻结法的软土地区深大基坑土体超前加固方法，其特征在于：竖井（4）支护结构施工根据开挖深度和地基土条件，采用排桩。

4.根据权利要求1所述的基于水平冻结法的软土地区深大基坑土体超前加固方法，其特征在于：水平冻结法施工包括三个阶段：冻结站安装、水平冻结管施工、地层冻结；冻结站包括压缩机、与压缩机相连接的冷凝器和蒸发器、装设在冷凝器上的节流阀、装设在冷凝器和蒸发器之间的冷却器、盐水循环系统。

5.根据权利要求4所述的基于水平冻结法的软土地区深大基坑土体超前加固方法，其特征在于：所述盐水循环系统包括盐水箱、与盐水箱相连接的盐水泵、装设在盐水泵上的去路盐水干管，去路盐水干管上装设有配液圈、冻结器和集液圈，盐水箱一侧装设有回路盐水干管；所述去路盐水干管、回路盐水干管和冻结器进出口处安装有流量计。

6.根据权利要求5所述的基于水平冻结法的软土地区深大基坑土体超前加固方法，其特征在于：所述冻结器包括冻结管、与冻结管相连接的供液管和回液管。

7.根据权利要求6所述的基于水平冻结法的软土地区深大基坑土体超前加固方法，其特征在于：所述水平冻结管施工的工序依次为：水平冻结孔钻进→在冻结孔内设置冻结器→将不同冻结孔内的冻结器连成一个系统，并与冻结站连接。

8.根据权利要求7所述的基于水平冻结法的软土地区深大基坑土体超前加固方法，其特征在于：所述水平冻结孔钻进采用跟管钻进施工技术，水平冻结孔钻进过程中必须进行测斜和纠偏。

9.根据权利要求8所述的基于水平冻结法的软土地区深大基坑土体超前加固方法，其特征在于：单排冻结管之间的间距为1.0-2.5m，双排及双排以上的辅助冻结管之间的间距为3m，排间冻结管布设呈梅花状。

10.根据权利要求1所述的基于水平冻结法的软土地区深大基坑土体超前加固方法，其特征在于：第二道水平支撑（8）设置完成后，对于混凝土水平支撑（6），根据混凝土强度增长规律确定冻结设备停止运转时间，并自然解冻。