本文主要从理论、试验和技术三个方面对人工冻结技术在桩基工程中的应用进行分析研究。在已有理论、试验和技术的基础上分别对人工冻结技术在软弱地层、岩溶地层中的应用进行研究。根据冻结理论、温度场理论和有限元原理，结合计算机模拟技术对温度场进行模拟分析。通过实验室试验，研究泥浆的性能参数得出抗低温泥浆配方。将人工冻结施工技术与钻孔灌注桩施工技术结合，得到在软弱地层和岩溶地层中应用人工冻结技术的施工工艺。　　 理论上主要有两部分内容：人工冻结理论；人工冻结数值模拟分析。人工冻结理论主要介绍前人的研究成果，即：冻土的物理力学性质，冻土的强度和变形理论以及冻土的厚度理论。　　 人工冻结数值模拟分析以温度场理论为基础，模拟分析冻结壁形成过程中等温线的分布情况以及冻结壁达到设计要求的时间因素。在一定假设条件下通过选取具体的工程地质参数，重点分析单一冻结管作用下冻结壁的形成过程，冻结过程中冻结管循环盐水温度在-30℃时冻结壁形成的厚度以及所需的时间；得出不同时间点上冻结管周围土体中所形成的等温线云图和热梯度云图。重点分析四根冻结管共同作用下，在直径80cm的56＃桩周围形成冻结壁开始发生交圈所需多少时间。冻结壁达到设计要求0.55m，所需多少时间。得出各冻结管在土体中形成的冻结壁发生交圈时等温线的分布图和所需的时间，冻结壁达到设计要求时等温线分布图。　　 试验主要为抗低温泥浆的实验室试验。根据正交试验法，按照泥浆要求的性能参数，结合实验室泥浆试验设备把整个抗低温泥浆试验分为三个阶段。第一阶段为抗低温泥浆体系的常温试验。常温试验中根据各成分加量不同，按照正交试验的设计方法将常温试验分为9组，分别得出每组试验泥浆的比重、漏斗粘度、失水性、泥皮厚度、PH值、视粘度和动切力，对试验数据做极差，绘出泥浆配方的影响曲线和各参数对泥浆性能指标影响变化趋势图。通过对变化趋势图的分析得出常温状态下泥浆的最佳配方。第二阶段为抗低温介质在低温条件下的试验。分别取不同浓度的乙二醇、氯化钠以及乙二醇和氯化钠混合物各100ml放入冰柜降温，记录不同成分和浓度的抗低温介质凝固点，并对各介质的凝固点进行对比分析，选出优化抗低温介质。第三阶段为抗低温泥浆体系的低温试验。在第一阶段试验得出的泥浆配方中加入第二阶段得出的抗低温介质进行试验，分析试验得到的6组数据，最后得到最优抗低温泥浆配方。　　 根据上述的理论和试验结果，将人工冻结法施工技术加入钻孔灌注桩施工工艺，分别得出人工冻结技术在软弱地层和岩溶地层中应用的新型桩基施工工艺。分别对各项施工工艺的技术要求进行说明，分析各项施工工艺的具体注意事项。　　 人工冻结技术应用于具体桩基工程中的实践性、操作性受许多条件限制，如成本高、设备复杂等。因此，本篇论文只能从理论、实验室试验和人工冻结技术施工工艺的组织设计三个方面进行研究，暂时没有条件对所得到的研究成果进行具体的工程验证。　　 综上所述，本文主要从理论、试验和技术三个方面对人工冻结技术在桩基工程中的应用进行探讨。具体内容为人工冻结技术的数值模拟分析；抗低温泥浆试验研究和人工冻结技术在桩基工程中应用的施工工艺。通过研究将得出以下三点对工程建设有参考价值的成果：　　 1、在一定假设条件下，单一冻结管作用下土体中不同时间段的温度分布和热梯度分布情况以及冻结壁形成的厚度和冻结壁达到设计要求所需的时间等，为具体工程中人工冻结技术的设计，冻结壁厚度的设计和冻结时间的多少提供参考。四冻结管作用下土体中温度分布和热梯度分布情况，两相邻冻结管形成的冻结壁发生交圈的时间以及达到设计要求的冻结壁厚度和所需的时间为桩井施工时的人工冻结方案设计和温度控制等提供参考。　　 2、在抗低温泥浆试验中，最终得出的抗低温泥浆配方从试验数据上分析可知在低温状态下各项性能参数均满足要求。抗低温泥浆配方可以应用到软弱地层和岩溶地层具体桩基工程中去，具体的应用效果还要在具体工程实践中检验。　　 3、在原有钻孔灌注桩施工工艺的基础上，加入人工冻结技术，从而得到在软弱地层和岩溶地层中进行桩基工程施工新的施工工艺，对桩基工程施工工艺的发展具有创新性的意义。　　 基于以上本文要研究的内容，人工冻结技术应用在软弱地层和岩溶地层等工程地质条件比较复杂的地层中，从理论、试验和技术上讲是可行的，其无污染、操作简单、控制性好等优点使人工冻结技术在桩基工程中的应用前景非常广阔。随着人工致冷技术的不断改进，人工冻结技术的成本也在降低，随着计算机数值模拟分析技术的发展和试验水平的提高，人工冻结技术在桩基工程中将得到广泛的应用。