[发明专利]型钢冻结墙基坑组合围护方法及其结构

权利要求书

1.一种型钢冻结墙基坑组合围护方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)开挖导沟

根据施工图纸设定的开挖界限，确定冻结墙施工和型钢的插入位置，在型钢的插入位置开挖导向沟槽，保证型钢插入位置准确不发生移位，导向沟槽一般宽0.8～1.0m，深0.6～1.0m；

(2)置放导轨

将两根导轨置放于导沟的正上方，作为定位导向装置，主要用于施工导向与控制型钢插入过程中的平面位置，同时预钻冻结孔、插入型钢的孔及卸压孔；

(3)插入型钢

利用型钢自重和外部荷载，采用间隔插入式、连续插入式或组合插入式方法将型钢插入已钻好的型钢孔中，型钢插入前须清理干净其表面铁锈、灰尘及其他垃圾，并保持其表面干燥，并在型钢顶部满涂减摩料，插入过程中保持型钢的垂直度与平行度；

(4)冻结墙施工

冻结管选择在型钢插入时一起布置，或在型钢插入前布置，冻结管采取与型钢间隔设置，以防止冻结管在施工过程中遭到损坏，冻结管试漏及安装完毕后安装调试冻结系统，冻结采用间接冷却式，利用冷冻机将盐水冷却，然后将-20℃～-30℃的低温盐水由进液管、冻结管、回液管中循环，使土层冻结，形成冻结墙；

(5)施工顶圈梁

在插入型钢的位置，沿着基坑四周施工压顶梁，以提高冻结墙的整体刚度，在压顶梁上面设计制作反力架顶升装置来克服施工完毕后型钢拔除的摩阻力；

(6)冻结维护及保温

确定冻结帷幕形成并达到设计要求后，即可进入维护冻结，通过对冻结系统运行参数的调整，提高或保持盐水温度，降低或停止冻土的继续发展，维持结构施工的要求，旁通道维持冻结盐水温度控制在-22～-25℃；地面管路系统、冻结管采用聚苯乙烯泡沫塑料保温，保温厚度为50mm，保温层的外面用塑料薄膜包扎，冻结壁采取基坑随挖随喷射聚氨基甲酸脂泡沫保温，再敷以防水层；

(7)工程监测

工程监测包括：地表沉降监测，土体水平变形监测，坑底隆起变形监测，支护结构内力监测，地下水位监测，冻土压力监测，冻结管内盐水温度监测；根据工程监测反馈结果，掌握地层的变形量及变形规律以指导施工；

(8)型钢及冻结管回收

开挖结构完成后，拆除冷冻机组，搬移冷冻设备，冻土墙体解冻，土层复原后拔出型钢及冻结管，进行回收，型钢拔出后，同步用砂灌入留下的孔洞中，以减少周围土体的变形；冻结管拔出后，管孔内充填密实，进行跟踪注浆。

2.如权利要求1所述的一种型钢冻结墙基坑组合围护方法，其特征在于：导轨采用两根7.0m长H型钢制作而成，导轨间距布置为2.0m。

3.如权利要求1所述的一种型钢冻结墙基坑组合围护方法，其特征在于：所述型钢插入方式中：

间隔插入式：型钢每间隔一个冻结管插入一根；

连续插入式：采用U型钢板桩连续插入土层中；

组合插入式：H型钢与预制板桩共同组合，紧靠冻结墙，布置在开挖侧。

4.如权利要求1或3所述的一种型钢冻结墙基坑组合围护方法，其特征在于：所述型钢选自工字钢、H型钢、格构式钢架、大直径钢管或微型钢管的任意一种。

5.如权利要求1所述的一种型钢冻结墙基坑组合围护方法，其特征在于：在型钢插入前，将减摩涂料加热至完全融化，充分搅拌使其厚薄均匀后，再涂刷在型钢表面，其厚度控制在1.0mm以上，并在型钢端部加焊2块加强腹板。

6.如权利要求1所述的一种型钢冻结墙基坑组合围护方法，其特征在于：所述盐水为氯化钙或氯化钠溶液。

7.如权利要求1所述的一种型钢冻结墙基坑组合围护方法，其特征在于：所述低温盐水是指利用冷冻机将氯化钙或氯化钠溶液冷却至-20℃～-30℃制备而得。

8.一种型钢冻结墙基坑组合围护结构，其特征在于，包括有冻结墙(6)，冻结管(4)埋设于冻结墙(6)内，冻结管(4)分别与进液管(2)、回液管(3)相连，型钢(5)采用间隔插入式、连续插入式或组合插入式预先插入到冻结墙(6)内，在冻结墙(6)的外侧还设有保温层(7)，卸压孔(10)布置在冻结墙(6)的周围。