◊ En premier lieu on détermine par des essais la résistance qu'aura le sol, suivant son état de contrainte et la température qui y sera appliquée (par exemple 5MPa pour un sable argileux).
◊ On y applique ensuite un coefficient de sécurité de 2 à 3 (on aura donc une résistance pour le calcul de 2MPa).
◊ On en déduit alors l'épaisseur de glace qu'il faut avec un calcul géotechnique “ classique ”¹ .
◊ On effectue ensuite en parallèle un calcul de thermodynamique permettant de déterminer la durée qu'il faut pour congeler le sol ainsi que la puissance nécessaire pour arriver à cet objectif dans le délai désiré.
◊ Il est très important de faire attention aux apports de chaleur d'éléments extérieurs, tels que la proximité d'une bouche de métro ou de tunnels existants.

◊ Les circulations intempestives d'eau dans le sol posent des problèmes au niveau de la congélation. On peut y remédier en y injectant de la bentonite ou un coulis de ciment afin de ralentir les mouvements d'eau dans la zone de travail.

◊ En ce qui concerne le gonflement des sols, il est important de noter que l'argile retient plus l'eau qu'un sable propre et gonflera donc plus. Notons qu'en grande profondeur, les gonflements sont moins importants au vu des pressions en jeu, mais il y aura une augmentation de contraintes. Dans les terrains ouverts (graviers, sables propres) le soulèvement est moindre.

◊ Il convient d'apporter une attention particulière au choix des matériaux pour les tubes congélateurs. En effet, pour bien résister au froid, il est conseillé d'utiliser un matériau à résilience élevée (bas taux de carbone pour les aciers). Il est également conseillé d'utiliser des tubes congélateurs sans soudure, la marque Vallourec© étant la plus utilisée.
◊ Notons que les soudures sont à éviter pour ne pas avoir de chocs thermiques.
◊ Les tubes peuvent être en cuivre, en acier (inoxydable pour la saumure). Il ne faut pas que l'épaisseur des tubes soit trop importante afin de limiter le gradient de température et ainsi éviter les fissures, cela s'étant déjà produit sur certains chantiers.
◊ Pour éviter les problèmes de fuites, une solution trouvée par SOLETANCHE BACHY est de mettre un premier tube en acier pour protéger le tube congélateur. Ainsi, après le forage, on introduit le premier tube, puis le tube congélateur. On injecte ensuite de la bentonite pour remplir le vide. Cette solution a été trouvée pour prévenir les fuites, évitant l'obligation d'effectuer un forage supplémentaire et une congélation à l'azote liquide en cas de problème. L'autre avantage apporté par cette solution est la possibilité de récupérer les tubes congélateurs une fois le chantier terminé.

◊ Le fluage mécanique a une place non négligeable dans le dimensionnement. Le problème ne vient pas du manque de résistance, vu la sécurité prise, mais d'une diminution de la section excavée après creusement. En effet, entre le moment où la paroi est creusée et le moment où le revêtement de l'ouvrage est mis en place, la glace flue et peut engendrer une diminution notable des dimensions internes de la section. Il est donc préférable de bien se renseigner sur le comportement au fluage du sol gelé. Remarquons que plus la température sera basse, moins le fluage sera important.
◊ Notons également qu'auparavant, les entreprises mettaient une épaisseur d'environ 5 cm de béton en plus, qu'elles négligeaient, considérant que le béton au contact du sol gelé avait une moindre résistance. Après essais (notamment ceux réalisés par Sotraisol), il a été démontré qu'il n'en était rien si l'on plaçait un minimum d'isolation² ..