人工凍結(jié)的應(yīng)用和研究是以天然凍結(jié)條件下凍土的物理力學(xué)性質(zhì)研究為基礎(chǔ),隨著人工凍結(jié)鑿井逐步發(fā)展起來的。凍結(jié)法是利用人工制冷技術(shù),使地層中的水凍結(jié),把天然巖土變成凍土,增加其強度和穩(wěn)定性,隔絕地下水與地下工程的聯(lián)系,以便在凍結(jié)壁的保護下進行隧道、立井和地下工程的開挖與襯砌施工技術(shù)。其實質(zhì)是利用人工制冷技術(shù)臨時改變巖土的狀態(tài)以固結(jié)地層。
1862年,英國首次在南威爾士的建筑基坑中使用了凍結(jié)法;
1880年,德國工程師F.H.Poetch在國際上首次提出并獲得人工
凍結(jié)法專利;
1962年,日本從開始在巖土工程中應(yīng)用人工地層凍結(jié)技術(shù),隨后
20年中約施工了250個凍結(jié)工程;
20世紀70~80年代,前蘇聯(lián)應(yīng)用凍結(jié)法施工城市地鐵、礦井和其
它工業(yè)建筑的大型工程達200余項。
凍結(jié)法的優(yōu)點:
1 安全可靠性好,可有效的隔絕地下水;
2 適應(yīng)面廣。適用于任何含一定水量的松散巖土層,在復(fù)雜水文
地質(zhì)如軟土、含水不穩(wěn)定土層、流砂、高水壓及高地壓地層條
件下凍結(jié)技術(shù)有效、可行;
3 靈活性好?梢匀藶榈乜刂苾鼋Y(jié)體的形狀和擴展范圍,必要時
可以繞過地下障礙物進行凍結(jié);
4 可控性較好。凍結(jié)加固土體均勻、完整;
5 污染性小。 “綠色”施工方法,符合環(huán)境巖土工程發(fā)展趨勢;
6 經(jīng)濟上合理。
凍結(jié)法的缺點:
1 凍脹和融沉;
2 對土體加固為臨時性質(zhì),不能長期起作用。