以呼和浩特地铁1号线为依托，基于自主研发的冻融循环试验装置，针对基坑土体的温度分布、表面土体冻胀量、地下连续墙受力与变形特性进行室内试验，采用数值仿真分析了不同风速、含水率及温度下基坑的受力与变形特性。研究结果表明：基坑周围土体在从5℃到-30℃的降温过程中呈现双向冻结特征，靠近地下连续墙一定范围内土体最大冻结深度可达18.2 m（即基坑底面向下1.09 m）;基坑土体及地下连续墙的最大变形随着冻融循环次数的增加而增大，并在6个冻融循环周期内趋于稳定，末次冻融周期地表隆起量最大可达首次冻结时的3.85倍；水平冻胀力沿地下连续墙大致呈抛物线型分布，最大冻胀力出现在地下连续墙的中部，在-30℃时可达775.8 kPa;风速对基坑土体热交换有显著影响，在风速为0～0.4 m·s-1时风速和基坑水平土压力线性相关，风速为0.4～2.5 m·s-1时土压力波动增长，风速大于2.5 m·s-1后土压力基本稳定；在风速为0～0.4 m·s-1时风速和地表变形线性相关，风速为0.4～2.5 m·s-1

针对青藏铁路电气化施工的实际情况,研发一种接触网基坑挖掘装备,依托普通60 t路用平板车为载体,成形整机放置在平板车上,结构尺寸符合铁路机车限界。该装备的钻杆回转半径不小于3.65 m,采用PLC模块数据检测处理技术,检测成形基坑姿态及坑深等数据;发动机和油路具有预热系统,整机具有防寒措施;能够在多年冻土复杂路基地质条件下进行基坑成形作业。本文对该装备的设计方案及思路进行探讨。

哈尔滨地区一年内温差巨大,该地区的冻融冻胀效应对深基坑支护结构的稳定性影响严重。对哈尔滨某深基坑进行监测与分析,结果表明:冻融冻胀对深基坑变形影响显著。土壤处于融化期时,沉降量增大。支护结构在最低温时平移最快。冻融冻胀对距离阴角越近的土体影响越小。基于Prandtl Reuss塑性理论的土体塑性变形模型可用来预估深基坑地表沉降速率与沉降量。研究成果可为类似工况的深基坑工程提供参考,对深基坑变形采取预防措施。

结合一个具体的工程算例,对一种防护网与液氮冻土墙复合基坑的支护结构进行了温度场、位移场和应力场的数值分析,比较了低温盐水冻结和液氮冻结两种情况下温度场演变规律的差异,同时判断了该新型支护结构的安全性,主要得出:液氮冻结形成所需冻土帷幕的时间要比盐水冻结早许多;液氮冻结的冻结效果优于盐水冻结,所形成的冻土帷幕强度比盐水冻结大;计算出来的位移场值均很小;其主应力最小值也都很小,最大值为0.92 MPa;最大剪应力为0.17 Mpa;计算得出拉、压、剪应力值的安全系数均远大于2.由此最终得出的结论为:该工法安全可靠,可为今后类似工程提供重要的参考依据.

以深季节冻土地区越冬深基坑为研究对象,采用物理模型试验方法,研究了深基坑在冻融过程中的冻胀力的变化特征.结果表明:深基坑在冻结过程中,冻结深度和冻胀力均随着时间的增加而增大,但不同深度处的水平冻胀力增长幅度差异明显.在冻结结束后的融化阶段,基坑底部的冻胀力仍保持增大趋势,而基坑上部的冻胀力先小幅的增大,随后缓慢的减小.基坑在冻结阶段中沿桩底部至顶部,冻胀力经历了减小-增大-减小的阶段,冻结过程中,基坑底部位置冻胀力急速增加,试验测得冻胀力达到了42kPa,对应基坑原型后为840kPa,远大于《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ 118—2011中挡土墙水平冻胀力设计值,甚至达到现行规范给定设计土压力的4倍.

严寒冻土区桩锚支护过程中的基坑受冻胀作用而导致基坑产生变形甚至发生坍塌事故屡屡发生,对基坑进行及时、准确的监测分析,采取相应防治措施,能有效降低发生事故的风险。通过采用全过程实时监测的方式,以长春市地铁2号线西兴站装配式车站工程深基坑为工程背景,根据严寒冻土区基坑冬季受力特点并结合工程地质条件研究了施工现场周围土体的沉降、支护体系的受力变形以及基坑外地下水的变化特征,分析了土体冻胀以及冻融循环对基坑稳定的影响。

滨洲铁路位于我国东北严寒地区,对其进行电气化改造,需要在冻土地段开挖支柱基坑或桥涵基坑。在工期要求较紧的情况下,如何保证基坑的开挖质量,此文通过探讨,提出开挖基坑的工序流程、开挖要求和施工安全防护措施。以此保证开通运营后的行车安全。

冻土区域是电力工程建设的难点,也是电力事业今后发展的重点。本文依据冻土区域输电线路基础施工经验,在阐述冻土和冻土地基特点的基础上,说明了冻土区域输电线路基础施工中基坑开挖、玻璃钢模板安装、混凝土浇筑、热棒安装、冻土回填、观测桩设置等关键环节的技术要点,希望对提升输电线路工程冻土区基础施工质量有所帮助。在完成输电线路工程冻土区基础施工任务的前提下,促进输电线路和电力工程建设更好、更快地发展。

作为我国第一条高寒地铁,哈尔滨地铁的修建对我国冻土地区地铁施工有着重大意义。明挖深基坑工程容易受地理环境的影响,尤其是冻融现象。本文通过对哈尔滨市地铁一号线烟厂站基坑围护结构水平位移的分析,阐述了冻土地区深大基坑的施工方式以及基坑围护结构受冻土影响的变化规律,这对我国今后冻土施工具有一定的借鉴意义。研究显示,影响基坑安全的因素有:冻融现象、钢支撑架设、地面堆载、基坑开挖深度,其中冻融现象是影响季节性冻土地区深基坑安全性的重要因素。

季节性冻土区深基坑支护冻胀影响问题常常由于温差不大、冻融时间较短容易被忽略,但某些特殊情况下冻胀影响产生的基坑坍塌事故却屡见不鲜。对基坑边坡冻胀机理及计算方法进行了总结描述,结合北京某深基坑支护工程,通过对2011～2012年冬季冻胀影响过程的监测与相应处理措施实施效果分析,总结了桩锚支护结构体系的冻胀影响因素,提出了相应注意事项、预防及处理措施。