CN117702790A - 一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法，所属基坑施工技术领域，包括：采用分区开挖分层冻结的方式，使开挖时第一开挖区为正常未冻结土，第一开挖区以下第二开挖区保持冻结状态，同时第二开挖区以下第三开挖区及以下为正常未冻结土，第一开挖区施工结束开始对第二开挖区施工时，第三开挖区的土体保持冻结状态，依次循环，直到开挖到基坑底部；该方法采用分区开挖结合分层冻结的方式，并同时采用两种不同结构的冻结管，在实施分段开挖的同时分层冻结，从而有效防止水从外侧进入基坑内，并防止基坑下部水的突涌；且在套管的底部设置有可控制开关的闭合装置，从而防止在抽出钻机时，地下水涌入钻孔内。

Description

一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法

技术领域

本发明属于基坑施工技术领域，具体涉及一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法。

背景技术

近年来，随着地下空间的开发，越来越多的建筑物基础建设工程都会选择人工冻结法加固土体，人工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地下工程施工的特殊施工技术；

现如今利用人工冻结技术结合基坑支护，大多是对开挖区进行整体冻结，而对于一些地下水含量比较高的地区，开挖时地下水会涌入钻孔内，影响人工冻结技术的应用，且基坑直接开挖会引起基坑周围水的迁移，水分流失过大会导致周围地基沉降。

目前，在新疆阿拉尔地区，由于地下水含量较高，导致基坑开挖困难，且该地区湿陷性较强，若直接开挖会导致基坑下部水的突涌；因此，亟需一种在对一些湿陷性较强，地下水含量较高的地区进行基坑开挖时，能够避免地下水涌入钻孔内，并有效解决因水分迁移而产生的问题的施工方法。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法，该方法采用分区开挖，分层冻结的方式，并通过人工冻结法制作冻结帷幕，解决因水分迁移而产生的问题，并同时采用两种不同结构的冻结管，在实施分段开挖的同时分层冻结，从而有效防止水从外侧进入基坑内，并防止基坑下部水的突涌；且在套管的底部设置有可控制开关的闭合装置，从而防止在抽出钻机时，地下水涌入钻孔内。

其具体技术方案为：

一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法，包括如下步骤：

S1：基坑外施工；

S2：基坑开挖前在钻机上连接第一套管，第一套管整体呈圆筒形，第一套管的下端设置一个可控的闭合装置，闭合装置跟随钻机一同进入土内，钻孔结束抽出钻机并保留第一套管，且当钻头脱离土体时立即关闭闭合装置，使闭合装置阻断地下水涌入第一套管；

S3：钻机在钻孔结束后进行测斜，测斜结束后在第一套管内插入第一冻结管，且第一冻结管内设有冷凝循环，第一冻结管的端部、中部和底部均设有套环，其中，第一冻结管的中部根据土层深度调节套环的数量，从而便于后续冷凝管的插入；

S4：第一冻结管的冻结范围需提前测定，相邻的两个第一冻结管之间的冻结范围需大于管间距，从而形成一个封闭的冻结帷幕区；

S5：启动制冷站，制冷站连接输液管，从而使低温导冷液在冷凝管内循环输入；

S6：基坑支护施工，同时进行钻孔与配置钢筋笼作业，钻孔完毕后进行测斜，然后下放钢筋笼，并开始注浆，在排桩施工时要保证腔体的垂直度满足要求，且需要达到指定深度，并超过设计冻结底层中一定深度；

S7：对预开挖区施工结束后，设置横向内撑和纵向内撑；

S8：采用分区开挖分层冻结的方式，使开挖时第一开挖区为正常未冻结土，第一开挖区以下第二开挖区保持冻结状态，同时第二开挖区以下第三开挖区及以下为正常未冻结土，第一开挖区施工结束开始对第二开挖区施工时，第三开挖区的土体保持冻结状态，依次循环，直到开挖到基坑底部；

S9：为了利用人工冻结技术结合分区开挖，设计第二冻结管和第三冻结管，第二冻结管外侧设置保温隔热层，该保温隔热层位于第二套管和第二冻结管的间隙处；第三冻结管的下端设置一层薄的底板，底板起到隔档的作用，同时底板的上侧设置一个弧状隔板，弧状隔板起到引导的作用，从而便于冷凝管插入第三冻结管中；其中，该冷凝管形成一个U型循环，从而对导冷液进行循环利用。

另外，本发明提供的上述技术方案中的一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，在步骤S1中，首先确定基坑的东西向和南北向长度，分析该地区地形地貌，从而确定支护结构的下放位置和具体配筋。

在上述技术方案中，在步骤S3中，为了防止冻结效率过低，在方便第一冻结管插入套管的同时，尽可能减小两管之间的缝隙；

其中，第一冻结管的管径越大，其外表面与冻土单位接触面积越大，同时第一冻结管横截面积大，载冷量多，冷冻液流速低，热交换充分，故冻结速率越快，一定时间内冻结影响范围也越大。

在上述技术方案中，在步骤S3中，所述冷凝循环包括第一进液管和第一出液管，所述第一进液管连接输液管，所述第一出液管连接集液管，且输液管与导冷站相连，从而形成一个循环系统。

在上述技术方案中，在步骤S3中，为了保证冻结速率，根据实际需求选择冷凝循环为单向循环或双向循环。

在上述技术方案中，为了避免基坑开挖时发生侧滑、塌陷等问题，在施工时用阶梯法对基坑进行开挖。

在上述技术方案中，开挖到最底层时，在基坑内表面靠近排桩的一侧铺设防水层，从而有效隔绝基坑外水分进入基坑内，且防水层铺设完成的同时抽出最外层第一冻结管，冻结帷幕区正常解冻，从而实现提前解除冻结状态的目的。

在上述技术方案中，在步骤S3中，进行偏斜测定时，冻结孔平均偏斜率不得大于5%，冻结孔终孔间距不大于设计值。

在上述技术方案中，在冻结过程中，为了保护已有的冻结管不被破坏，需对冻结管与冷凝管进行打压侧漏试验，试验压力为0.8MPa，试验30min压力下降不超过0.05MPa，再持续15min压力不变为合格。

本发明的一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法，与现有技术相比，有益效果为：

1.采用分区开挖，分层冻结的方式，并通过人工冻结法制作冻结帷幕，解决因水分迁移而产生的问题，并同时采用两种不同结构的冻结管，在实施分段开挖的同时分层冻结，从而有效防止水从外侧进入基坑内，并防止基坑下部水的突涌。

2.在套管的底部设置有可控制开关的闭合装置，从而防止在抽出钻机时，地下水涌入钻孔内。

附图说明

图1为本发明的横截面剖视图；

图2为本发明的纵截面结构示意图；

图3为本发明的纵截面剖视图；

图4为本发明的第二冻结管；

图5为本发明的第三冻结管；

图6为本发明的第二冻结管和第三冻结管的组合图；

图7为本发明的外侧冻结帷幕区结构示意图；

图8为本发明的开挖区冻结支护结构示意图；

其中，图1至图8中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1-1第一套管，1-2第二套管，2-1第一冻结管，2-2第二冻结管，2-3第三冻结管，3-1第一进液管，3-2第一出液管，3-3第二进液管，3-4第二出液管，4冻结帷幕区，5排桩，6-1横向内撑，6-2纵向内撑，7开挖界限，8预开挖区，9冻结区，10防水层，11保护层，12冻结底层，13混凝土底板，14注浆花管，15螺纹连接区，16导冷液，17保温隔热层，18隔板，19闭合装置，20开挖底层

具体实施方式

下面结合具体实施案例和附图1-8对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

第一步，基坑外施工，基坑开挖深度为10m，人工冻土区总深度为15m，冻结壁为1.5m，冻结孔间距为0.8m，且冻结孔均匀布置。选用XY-2型垂直钻机，电机功率22KW，东西向和南北向同时施工，采用钻孔进行钻进工艺时，首先确定基坑东西向和南北向长度，分析该地区地形地貌，从而确定支护结构的下放位置和具体配筋，并在支护结构外进行钻孔施工，且本基坑在开挖前在钻机上连接第一套管1-1，第一套管1-1下端设置一个可控的闭合装置19，该装置跟随钻机一同进入土内，钻孔结束抽出钻机并保留套管，且当钻头脱离土体时就立即关闭闭合装置19，使闭合装置19阻断地下水涌入套管。

钻机在钻孔结束之后进行测斜，以套管代替测斜管，采用灯光进行测斜，且有必要时采用陀螺测斜仪进行测斜。测倾结束后在套管内插入第一冻结管2-1，为了防止冻结效率过低，在方便第一冻结管2-1插入套管的同时，尽可能减小两管之间的缝隙，由于施工时需要的导冷液16含量较多，为了避免能量损失，提高冻结效率，本发明在第一冻结管2-1内设置一个冷凝循环，冷凝循环包括第一进液管3-1和第一出液管3-2，第一进液管3-1连接输液管，第一出液管3-2连接集液管，输液管连接外部制冷站，从而形成一个冷凝循环。

具体地，需提前在冻结管的端部、中部和底部设置套环，套环的直径略大于进液管和出液管的直径，冻结管的中部根据实际土层深度调节套环数量，从而便于冷凝管的插入。

需注意的是，冻结管的冻结范围需提前测定，两管之间的冻结范围大于管间距，从而形成一个封闭的冻结帷幕区4，同时冻结区9与钢筋混凝土排桩5施工区之间有间隔，进而避免冻结范围过大而给后续的钢筋混凝土排桩的钻孔施工带来阻碍，冻结帷幕设置的目的是避免基坑外部水流入基坑内，避免因水分迁移过大导致地基沉降，造成安全隐患；同时，冻结孔在冻结完成后，用于后期冻胀释放和溶沉注浆。

进一步的，在冻结施工完成后，通过检验，启动制冷站，制冷站连接出液管，从而使低温导冷液16在冷凝管内循环输入，并通过测定冻结壁的温度和厚度，当其达到要求后，再进行基坑钢筋混凝土排桩5施工，同时冻结壁的深度需达到基坑开挖底部。

具体地，在开挖区附近设置容积不小于25立方的储备槽车，用来储备导冷液16，从而防止导冷液16供应中断。

第二步，基坑支护施工，如图2所示，按照基坑工程实际要求开挖钻孔，根据基坑受力特性制作钢筋笼，钻孔与配置钢筋笼同时进行，需注意，排桩5钻进深度一般为基坑开挖深度的1.5倍，但由于在对地下水含量较高的地区进行开挖，因此为了加强支护的稳定性，避免发生管涌、突涌、隆起等一系列开挖问题，需提高排桩5钻进深度，当钻孔完毕后进行测斜，再下放钢筋笼，开始注浆。

具体地，为了提高支护稳定性，桩直径与桩间距需严格控制，本发明的基坑采用桩直径1m，桩间距1.5m，外侧冻结区9冻结帷幕不影响钢筋混凝土桩的施工，同时为了维护基坑稳定性，对预开挖区8施工结束后，设置横向内撑6-1和纵向内撑6-2，且为了避免基坑开挖时发生侧滑，塌陷等问题，施工时采用阶梯法对基坑进行开挖。

具体地，预开挖区8下面是冻结区9。

第三步，基坑分区开挖，如图2-3所示，分区开挖开始对第一开挖区开挖时，第二开挖区保持冻结状态，第一开挖区施工结束，其它施工条件已经具备开始对第二开挖区施工时，第二开挖区解除冻结状态，同时第三开挖区开始保持冻结状态，第三开挖区以下此时未进行人工冻结，从而极大节约导冷液16。

分区开挖，用h₁、h₂、h₃…h_n来表示冻结流程，其中h表示冻结高度，下标表示冻结次序。用H₁、H₂、H₃…H_n来表示开挖流程，其中H代表开挖高度，下标代表开挖次序。对于正式开挖且不包括预实验时，H₁+H₂+H₃…+…H_n的开挖高度之和等于开挖区总高度。

开挖前进行预开挖与预冻结实验，同时试验区与正式开挖区在环境因素中保持一致，设计冻结区9h₁，它位于第一开挖区H₁的下端，冻结完成之后进行开挖，开挖到H₁底端时，h₁仍未解冻，需注意，此时需要计算出从h₁冻结到h₁完全解冻的时间T，根据H₁的施工进度，推算出T时间内正常开挖高度H。然后根据H设计开挖区H₂。按照正常施工流程，开挖H₂所用的时间T₁，加上h₂冻结的时间T₂，它们的总和小于等于T，这个以施工进度来定。同时，H₂的开挖高度必须小于H，需注意，h_n的冻结时长T₂需要提前进行测定，本次试验的最终目的是H₁施工结束开始对H₂进行施工时，h₁区刚好或快要解除冻结状态，同时h₂ 区刚好完成冻结。为了不影响施工进度的前提下降低施工难度，进行实验时需要不断调整H_n和h_n的高度，直到在保持上述要求的前提下，两者高度相等。

基坑开挖之前，等间距开挖钻孔，需注意，钻孔时一定要注意孔间距，在保证不发生穿孔的前提下，进行全区域冻结，进行全区域冻结的目的是防止地下水突涌入基坑内；钻孔之后进行测斜，为避免发生上述相同问题，套管随钻机一同进入孔内，同时抽出钻机保存套管。需注意，为了保证冻结速率，冷凝管可采用单向循环和双向循环，本发明实例中的基坑采用单向循环，具体以开挖现场情况而定。

对于开挖区，设置开挖界限7，开挖界限7是螺纹连接区15所在的位置，也就是施工过程中H₁底端所在的位置，当开挖到这个位置时，设置带活接口的套管与冻结管，开挖区套管与冻结区9套管用螺纹进行连接，冻结管同样以螺纹来进行连接。开挖结束去掉套管与冻结管，抽出冷凝管。

节点的作用及操作步骤：

首先，第二套管1-2的外形和功能与第一套管1-1相似，只是隔段设置了接口，例如开挖H₁段时，H₁开挖结束去掉H₁上端冻结管。第二套管1-2里面是第二冻结管2-2，注意，为了利用人工冻结技术结合分区开挖，为此设计了两种不同的冻结管，第一种是第二冻结管2-2，它的外侧设置保温隔热层17，它位于第二套管1-2和第二冻结管2-2的间隙处，套有保温隔热层17的冻结管无法进行人工冻结。例如开挖H₁时，H₁已经解除冻结状态，同时如果此时H₁处于冻结状态的话，还需要进行破冰处理，影响施工进度。第二种是第三冻结管2-3，它的外端不设置保温隔热层17，它的下端设置了一层薄的底板，底板是起到一个隔挡的作用，同时底板的上侧设置一个弧状隔板18，底板是避免冷凝管插入螺纹连接区15以下，弧状隔板18是起到一个引导的作用，方便冷凝管插入冻结管中，同时形成一个U型冷凝循环，第二进液管3-3连接输液管，第二出液管3-4连接集液管，输液管连通外界导冷站，对导冷液16进行循环利用。在开挖结束抽出钻机，保留套管然后插入冻结管时，需注意，为了避免地下水进入到冻结管中，最下层套管底端仍然有一个闭合装置19，它可以根据外界开关控制其闭合，钻机脱离土体时立即闭合。

具体地，除了第一开挖区H₁段，其它部分均采用第三冻结管2-3，同时第二冻结管2-2和第三冻结管2-3在长度上是相同的，这也是上述进行预开挖实验的原因。

具体地，保温隔热层17选用聚苯乙烯、聚乙烯、聚氨酯中的一种。

施工预开挖区8时，也就是H₁段之前，提前对H₁下端冻结区9，也就是h₁段进行冻结，冻结方式是H₁段用第二冻结管2-2，下部h₁段采用第三冻结管2-3，冷凝管通入到h₁下端，形成一个冷凝循环，H₁开挖结束，先抽出冷凝管，再去掉H₁段套管和冻结管，同时抽出H₂处第三冻结管2-3，换成第二冻结管2-2，插入冷凝管，冷凝管刚好通入到h₂的底端，然后启动制冷站，开始对h₂处进行冻结，冻结完成开始对H₂开挖时，h₁刚好解冻，然后对H₂进行开挖，开挖方法与上述H₁相同。如此循环往复，直至开挖到最底层，为了防止基坑因稳定性不足而塌陷，开挖时采用阶梯型开挖。

第四步，如图3所示，开挖到最底层时，在基坑内表面靠近排桩5的那一侧铺设隔水层，为了防止土层腐蚀防水层10，在防水层10与钢筋混凝土排桩5的表面设置保护层11，根据基坑开挖深度铺设防水层10，防水层10铺设完成的同时抽出最外层第一冻结管2-1，冻结帷幕区4正常解冻，铺设防水层10的目的是有效隔绝基坑外水分进入基坑内，在不影响施工的前提下，提前铺设防水层10，可以使外侧提前解除冻结状态，从而极大的节约导冷液。

具体地，对冻结底层12进行施工时，由于需要铺设混凝土底板13，此时以最底层r为例，r代表冻结区9，位置位于冻结底层12的下端，在开挖完底层H_n-1，此时H_n仍处于冻结状态，开始对r所在的区域进行冻结时，抽出H_n的第三冻结管2-3换成第二冻结管2-2，r所在区域的冻结管，除长度以外，其它均与上述第三冻结管2-3相同，冷凝管通入到r的底端形成一个冷凝循环。开始开挖时，r需要持续冻结。H_n开挖完成，r结束导冷液的输入，但仍保持冻结状态，此时铺设混凝土底板13，同时抽出冻结管，套管和冷凝管，先对钻孔进行注浆，再对混凝土底板13进行注浆，注浆花管14的数量随基坑东西向和南北向的长度而定。基坑混凝土底板13达到设计强度后割除坑内暴露的冻结管，对于埋在混凝土底板13中的冻结管要用水泥砂浆填充。注浆花管14布置间距设置为800mm，同时加固后土体承载力值不得低于0.8MPa。采用间歇注浆的方法，注浆压力控制在0.8~1MPa，避免影响钢筋混凝土底板13下部土层的稳定性。对于混凝土底板13，采用开挖深度为300mm的早强混凝土C30，内部配置钢筋网作为临时支护结构。同时，本基坑开挖到开挖底层20。

与现有的深基坑水平冻结封底技术相比，本发明的施工方法采用分层冻结、竖向、间隔设置的多个冻结管路的方式实现坑底的水平冻结工程，提高了冻结管路的安装精度，且所形成的冻结底板稳定性更好，该施工方法可操作性强，且占地面积小，适用于施工场地受限且地下水含量较高的基坑工程。

具体地，冻结管选用直径为125mm不锈钢管，冷凝管选用直径为55mm的不锈钢管。

如表1所示，根据不同导冷液的体积浓度、质量浓度和冰点选择不同的导冷液。

表1

施工时结合实际地貌，根据不同需求使用不同制冷液，在暖季使用水，在寒季可选择乙醇、乙二醇、丙二醇、氯化钙溶液和氯化钠溶液等，具体根据实时温度环境进行选择。

在本发明的实施例中，冻结管路内循环的低温流体最终稳定温度不高于-35℃，使得冻结管周围产生冻土并形成冻结帷幕，另外，为了提高冻结速率和施工进度，冷凝管可分为单向循环和双向循环。

具体地，在第一步中，在冻结帷幕形成的过程中，同时开展排桩5施工，且使得冻结壁帷幕最终包裹排桩5底部的厚度超过1m，从而形成连续封闭的整体支护结构，保证其防水效果。

具体地，在第二步中，施工钢筋混凝土排桩5时，要根据不同的成桩方式合理选用不同的施工机械，在已确定的桩点施工钻孔成桩。

具体地，在第三步中，打钻过程中如果实际钻孔困难，进度缓慢，钢筋混凝土排桩5达到设计强度时，冻结管钻孔仍未完全施工完，而施工工期紧时，可以考虑分区域开挖，基坑开挖与钻孔作业同时进行。

具体地，在第四步中，开挖至基坑底部开始浇筑混凝土底板13时，要时刻关注冻结底层12的发展情况，保证施工安全，同时混凝土底板13与钢筋混凝土排桩5的接缝处要做好防水措施。开挖至基坑底部后，绑扎待施工钢筋混凝土底板13的钢筋并预留多个注浆花管14，注浆花管14竖直设置，且注浆花管14底部插入底部冻结土的深度为0.8m，相邻两根注浆花管14水平间距不超过3.6m。对冻结系统进行回收时，可采用人工解冻或自然解冻的方式恢复地下水的正常流通，所述应先拔出冷凝管，再拔出冻结管，最后拔出套管时要对冻结孔进行人工回填，完成外侧冻结区9的整个施工作业。

在本发明的实施例中，进行偏斜测定时，冻结孔平均偏斜率不得大于5%，冻结孔终孔间距不大于设计值，否则予以补孔，冻结深度要满足设计要求，下管长度不小于设计冻结孔深度；同时冻结孔施工过程中使用灯光经纬仪进行终孔和成孔测斜并及时绘制冻结孔偏斜平面图。

在本发明的实施例中，冻结系统在地面进行配组，丈量全长并做好记录，下管时清除管内异物，便于冷凝管的放置，保持清洁，试压封口后，及时将套管周围的空隙用土填实，防止泥浆串孔。在打钻过程中要实时监测钻孔的偏斜度，以保证竖向冻结系统成孔质量。隔水层由厚度为200mm的沥青-聚氨酯复合材料制成。混凝土灌注排桩5成孔施工，施工时进行泥浆护壁，防止成孔坍塌。

在本发明的实施例中，在抵抗土层腐蚀性方面，一些金属材料比其它材料更具优势。镀锌钢是一种经过镀锌处理的钢材，具有良好的耐腐蚀性，且它在盐渍土环境中表现良好，并且成本相对较低。因此套管与保护层11的材料，均使用镀锌钢。为了保证钻孔质量，现场铺设简易泥浆沟槽，基坑混凝土底板13达到设计强度后割除坑内暴露的冻结管，埋在混凝土底板13中的要用水泥浆填充。同时在割除下部的冻结管之时，必须要保证管内的导冷液16被排出，防止因导冷液16的外漏对已有的防水层10造成侵蚀。

在本发明的实施例中，钢筋混凝土排桩5施工时要保证墙体的垂直度满足要求，相邻两幅桩体冻结帷幕间接缝要具有良好的封水效果；排桩5要施工到指定深度，要超过设计冻土体底板中一定深度。同时要注意保护已有的冻结管不被破坏。要对冻结管与冷凝管进行打压试漏，满足要求方可进行下一步施工。同时施工前要向有关单位检查冻结范围内的动水流，并采取相应措施，尽可能减小动水流对施工的影响。

在本发明的实施例中，钻进施工时，应按照基坑开挖深度和土层的需要，及时的增加和减少钻铤，要求做到匀速进行钻进，同时合理掌握钻头的转速和压力。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：基坑外施工；

S2：基坑开挖前在钻机上连接第一套管，第一套管整体呈圆筒形，第一套管的下端设置一个可控的闭合装置，闭合装置跟随钻机一同进入土内，钻孔结束抽出钻机并保留第一套管，且当钻头脱离土体时立即关闭闭合装置，使闭合装置阻断地下水涌入第一套管；

S3：钻机在钻孔结束后进行测斜，测斜结束后在第一套管内插入第一冻结管，且第一冻结管内设有冷凝循环，第一冻结管的端部、中部和底部均设有套环，其中，第一冻结管的中部根据土层深度调节套环的数量，从而便于后续冷凝管的插入；

S4：第一冻结管的冻结范围需提前测定，相邻的两个第一冻结管之间的冻结范围需大于管间距，从而形成一个封闭的冻结帷幕区；

S5：启动制冷站，制冷站连接输液管，从而使低温导冷液在冷凝管内循环输入；

S6：基坑支护施工，同时进行钻孔与配置钢筋笼作业，钻孔完毕后进行测斜，然后下放钢筋笼，并开始注浆，在排桩施工时要保证腔体的垂直度满足要求，且需要达到指定深度，并超过设计冻结底层中一定深度；

S7：对预开挖区施工结束后，设置横向内撑和纵向内撑；

S8：采用分区开挖分层冻结的方式，使开挖时第一开挖区为正常未冻结土，第一开挖区以下第二开挖区保持冻结状态，同时第二开挖区以下第三开挖区及以下为正常未冻结土，第一开挖区施工结束开始对第二开挖区施工时，第三开挖区的土体保持冻结状态，依次循环，直到开挖到基坑底部；

S9：为了利用人工冻结技术结合分区开挖，设计第二冻结管和第三冻结管，第二冻结管外侧设置保温隔热层，该保温隔热层位于第二套管和第二冻结管的间隙处；第三冻结管的下端设置一层薄的底板，底板起到隔档的作用，同时底板的上侧设置一个弧状隔板，弧状隔板起到引导的作用，从而便于冷凝管插入第三冻结管中；其中，该冷凝管形成一个U型循环，从而对导冷液进行循环利用。

2.根据权利要求1所述的一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法，其特征在于，在所述步骤S1中，首先确定基坑的东西向和南北向长度，分析该地区地形地貌，从而确定支护结构的下放位置和具体配筋。

3.根据权利要求1所述的一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法，其特征在于，在所述步骤S3中，为了防止冻结效率过低，在方便第一冻结管插入套管的同时，尽可能减小两管之间的缝隙；

其中，第一冻结管的管径越大，其外表面与冻土单位接触面积越大，同时第一冻结管横截面积大，载冷量多，冷冻液流速低，热交换充分，故冻结速率越快，一定时间内冻结影响范围也越大。

4.根据权利要求1所述的一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述冷凝循环包括第一进液管和第一出液管，所述第一进液管连接输液管，所述第一出液管连接集液管，且输液管与导冷站相连，从而形成一个循环系统。

5.根据权利要求4所述的一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法，其特征在于，在所述步骤S3中，为了保证冻结速率，根据实际需求选择冷凝循环为单向循环或双向循环。

6.根据权利要求1所述的一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法，其特征在于，为了避免基坑开挖时发生侧滑、塌陷等问题，在施工时用阶梯法对基坑进行开挖。

7.根据权利要求1所述的一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法，其特征在于，开挖到最底层时，在基坑内表面靠近排桩的一侧铺设防水层，从而有效隔绝基坑外水分进入基坑内，且防水层铺设完成的同时抽出最外层第一冻结管，冻结帷幕区正常解冻，从而实现提前解除冻结状态的目的。

8.根据权利要求1所述的一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法，其特征在于，在步骤S3中，进行偏斜测定时，冻结孔平均偏斜率不得大于5%，冻结孔终孔间距不大于设计值。

9.根据权利要求1所述的一种用于深基坑排桩联合人工冻结防水施工方法，其特征在于，在冻结过程中，为了保护已有的冻结管不被破坏，需对冻结管与冷凝管进行打压侧漏试验，试验压力为0.8MPa，试验30min压力下降不超过0.05MPa，再持续15min压力不变为合格。