【技术实现步骤摘要】
本技术涉及软基坑施工结构，具体涉及人工冻结法软基坑施工结构。
技术介绍
1、冻结法是利用人工制冷技术，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井筒或地下工程掘砌施工的特殊施工技术。
2、冻结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。冻结壁是一种临时支护结构，永久支护形成后，停止冻结，冻结壁融化。岩土工程冻结制冷技术通常利用物质由液态变为气态，即汽化过程的吸热现象来完成，其制冷系统多以氨作为制冷介质，使氨由液态变为气态，再由气态变为液态，如此循环进行。冻结法具有以下优点：1、有效隔绝地下水；2、适应性强，几乎不受地层条件的限制(低含水量地层除外)；3、施工灵活；4、绿色施工，无污染；5、复杂地层施工经济合理。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本技术提出了人工冻结法软基坑施工结构，通过人工冻结技术，将基坑中高含水量淤泥质软土人工冻结为人工冻土，既可显著提高土体强度，保证基本整体安全稳定性，又可有限控制基坑周围发生渗漏破坏，实现一举两得，工程效益比显著，实现了绿色低碳施工，减小基坑开挖对临近建筑的不利影响，优化工程投资及运行管理维护费用。
2、本技术采用的技术方案为：
3、人工冻结法软基坑施工结构，包括有冷环境保护结构、面层支护冻结系统、次层冻结支撑系统及底层冻结支撑系统；所述次层冻结支撑系统布置在所述底层冻结支撑系统的顶部，所述面层支护冻结系统与所述次层冻结
4、所述冷环境保护结构为采用保温材料制做而成的施工工棚结构；
5、所述面层支护冻结系统包括有支护结构、面层制冷源、面层冷媒循环管、面层冻结管、面层冻结土层及面层开挖土层，支护结构布置在面层冻结土层和面层开挖土层的衔接界面位置，面层冻结管布置在面层冻结土层及支护结构的内侧，面层制冷源通过面层冷媒循环管与面层冻结管连接；
6、所述次层冻结支撑系统包括有次层制冷源、次层冷媒循环管、次层冻结管、次层冻结土层、次层支撑结构及次层开挖土层，次层开挖土层布置在所述面层开挖土层的下部，次层冻结土层与次层开挖土层的外侧面衔接，次层冻结管布置在次层冻结土层的内部，次层支撑结构布置在次层开挖土层的空间内，次层支撑结构的两端与次层冻结土层的外侧面连接，次层制冷源通过次层冷媒循环管与次层冻结管连接，次层冻结管布置在所述面层冻结管的下部，次层冻结土层与所述面层冻结土层的底部连接，所述支护结构布置在次层冻结土层和次层开挖土层的衔接界面之间，次层冻结管布置在所述支护结构之间；
7、所述底层冻结支撑系统包括有底层制冷源、底层冷媒循环管、底层侧向冻结管、底层坑脚冻结管、底层坑底冻结管、坑底侧向冻结土层、坑底冻结土层、底层支撑结构及坑底开挖土层；坑底开挖土层布置在所述次层开挖土层的下部，坑底侧向冻结土层布置在所述次层冻结土层的下部，坑底冻结土层与坑底侧向冻结土层连接，坑底侧向冻结土层、坑底冻结土层分别布置在所述支护结构的底部两侧，底层侧向冻结管布置在坑底侧向冻结土层及所述支护结构的内侧，底层坑脚冻结管、底层坑底冻结管均布置在坑底冻结土层的内部，底层坑脚冻结管布置在坑底冻结土层的外侧壁附近，底层坑底冻结管布置在坑底冻结土层的中部，底层支撑结构布置在坑底开挖土层的空间内，底层支撑结构与坑底侧向冻结土层的外侧壁连接，底层支撑结构布置在所述次层支撑结构的下部，底层制冷源通过底层冷媒循环管分别与底层侧向冻结管、底层坑脚冻结管及底层坑底冻结管连接；所述面层制冷源、次层制冷源及底层制冷源均布置在所述冷环境保护结构的下部。
8、进一步地，所述支护结构采用混凝土钻孔灌注桩。
9、进一步地，所述面层制冷源及次层制冷源均采用液氮制冷设备，所述面层冷媒循环管及次层冷媒循环管均采用保温管设备，所述面层冻结管及次层冻结管均采用钢管；所述次层支撑结构采用钢结构顶撑。
10、进一步地，所述面层支护冻结系统、次层冻结支撑系统及底层冻结支撑系统均设置有两个以上。
11、本技术的有益效果是：
12、1、本技术通过人工冻结技术，将基坑中高含水量淤泥质软土人工冻结为人工冻土，既可显著提高土体强度，保证基本整体安全稳定性，又可有限控制基坑周围发生渗漏破坏。
13、2、本技术做到了技术与经济效益的最佳结合，实现了绿色低碳施工，减小了基坑开挖对临近建筑的不利影响，优化了工程投资及运行管理维护费用。
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1.人工冻结法软基坑施工结构，其特征在于：它包括有冷环境保护结构(1)、面层支护冻结系统(2)、次层冻结支撑系统(3)及底层冻结支撑系统(4)；所述次层冻结支撑系统(3)布置在所述底层冻结支撑系统(4)的顶部，所述面层支护冻结系统(2)与所述次层冻结支撑系统(3)的顶部连接，所述冷环境保护结构(1)布置在所述面层支护冻结系统(2)的上部；
2.根据权利要求1所述的人工冻结法软基坑施工结构，其特征在于：所述支护结构(21)采用混凝土钻孔灌注桩。
3.根据权利要求1所述的人工冻结法软基坑施工结构，其特征在于：所述面层制冷源(22)及次层制冷源(31)均采用液氮制冷设备，所述面层冷媒循环管(23)及次层冷媒循环管(32)均采用保温管设备，所述面层冻结管(24)及次层冻结管(33)均采用钢管；所述次层支撑结构(35)采用钢结构顶撑。
4.根据权利要求1所述的人工冻结法软基坑施工结构，其特征在于：所述面层支护冻结系统(2)、次层冻结支撑系统(3)及底层冻结支撑系统(4)均设置有两个以上。
【技术特征摘要】
1.人工冻结法软基坑施工结构，其特征在于：它包括有冷环境保护结构(1)、面层支护冻结系统(2)、次层冻结支撑系统(3)及底层冻结支撑系统(4)；所述次层冻结支撑系统(3)布置在所述底层冻结支撑系统(4)的顶部，所述面层支护冻结系统(2)与所述次层冻结支撑系统(3)的顶部连接，所述冷环境保护结构(1)布置在所述面层支护冻结系统(2)的上部；
2.根据权利要求1所述的人工冻结法软基坑施工结构，其特征在于：所述支护结构(21)采用混凝土钻孔灌注桩。
【专利技术属性】
技术研发人员：黄朝煊，王鑫，张林，袁文喜，孙杭洋，吴哲，
申请(专利权)人：浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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