靜壓樁施工對周邊環(huán)境影響及災(zāi)變控制

目錄

第1章 緒論 1

1.1 概述 1

1.2 靜壓樁施工機(jī)械 3

1.2.1 靜力壓樁機(jī)的分類 3

1.2.2 靜力壓樁機(jī)的構(gòu)造 5

1.2.3 典型靜力壓樁機(jī)介紹 7

1.2.4 靜力壓樁機(jī)的選擇 10

1.3 靜壓樁施工工藝 12

1.3.1 施工流程 12

1.3.2 施工常見問題 14

1.3.3 《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》規(guī)定 16

1.4 靜壓樁施工引起擠土效應(yīng)的工程案例 18

1.5 靜壓樁施工對周圍環(huán)境影響的研究 20

第2章 靜壓樁施工的擠土機(jī)理分析 24

2.1 靜壓樁沉樁機(jī)理綜述 24

2.1.1 黏性土中的靜壓沉樁特性 25

2.1.2 砂土中的靜壓沉樁特性 27

2.2 靜壓樁施工擠土效應(yīng)分析方法 28

2.2.1 圓孔擴(kuò)張法 28

2.2.2 應(yīng)變路徑法 29

2.2.3 有限單元法 30

2.2.4 滑移線理論 32

2.3 靜壓樁擠土問題的彈塑性分析 32

2.3.1 基本假定與基本方程 33

2.3.2 擠土問題的彈性解 34

2.3.3 擠土問題的彈塑性解 35

2.3.4 樁周土體超靜孔隙水壓力的計(jì)算 40

第3章 靜壓樁與土體接觸面的滑動摩擦試驗(yàn)研究 42

3.1 研究概要 42

3.2 試驗(yàn)方法 44

3.2.1 試驗(yàn)土樣的制備 44

3.2.2 試驗(yàn)儀器的改進(jìn) 45

3.2.3 試驗(yàn)工況及方法 45

3.3 試驗(yàn)結(jié)果 46

3.4 影響因素分析 49

3.4.1 最大摩阻力與法向應(yīng)力的關(guān)系曲線 49

3.4.2 摩阻力變化幅值與法向應(yīng)力的關(guān)系分析 50

3.4.3 瀝青涂層對摩擦性能的影響分析 51

3.4.4 時效性對摩擦性能的影響分析 52

3.5 本章小結(jié) 53

第4章 靜壓樁施工的擠土效應(yīng)研究 54

4.1 擠土效應(yīng)的試驗(yàn)研究 54

4.1.1 模型試驗(yàn)設(shè)計(jì) 54

4.1.2 數(shù)據(jù)采集 57

4.1.3 試驗(yàn)工況設(shè)計(jì) 60

4.1.4 試驗(yàn)結(jié)果及分析 62

4.2 擠土效應(yīng)的理論研究 68

4.2.1 小孔擴(kuò)張理論 68

4.2.2 工程估算公式 70

4.2.3 現(xiàn)場測試的比較與分析 73

4.3 擠土效應(yīng)的數(shù)值模擬 79

4.3.1 數(shù)值模擬在靜壓樁施工中的幾個問題 79

4.3.2 均質(zhì)土場地上靜壓沉樁過程分析 83

4.3.3 成層土與均質(zhì)土場地上靜壓沉樁過程的比較分析 87

4.3.4 靜壓樁施工過程分析 90

4.3.5 靜壓樁施工過程對周圍環(huán)境的影響分析 94

4.4 本章小結(jié) 99

第5章 靜壓樁施工擠土效應(yīng)對周圍環(huán)境影響的試驗(yàn)研究 101

5.1 試驗(yàn)?zāi)康?101

5.2 靜壓樁施工對周圍地下管線的影響 101

5.2.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 101

5.2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析 103

5.2.3 影響因素分析 105

5.3 靜壓樁施工對周圍基坑的影響 107

5.3.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 107

5.3.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析 108

5.4 道路約束下靜壓樁擠土效應(yīng)分析 110

5.4.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 110

5.4.2 試驗(yàn)過程分析 112

5.4.3 樁區(qū)-道路之間的位移分析 114

5.4.4 道路兩側(cè)的最大位移分析 116

5.4.5 道路寬度的影響分析 117

5.5 本章小結(jié) 118

第6章 靜壓樁施工引起擠土效應(yīng)的災(zāi)變控制技術(shù) 120

6.1 災(zāi)變控制原理 120

6.2 災(zāi)變控制方法 121

6.2.1 設(shè)計(jì)階段 121

6.2.2 施工前 122

6.2.3 施工期間 126

6.3 監(jiān)測方案及預(yù)警機(jī)制 129

6.3.1 土體位移監(jiān)測 129

6.3.2 孔隙水壓力監(jiān)測 132

6.3.3 周圍建筑物監(jiān)測 132

6.3.4 預(yù)警機(jī)制 134

第7章 預(yù)制自排水樁的抗擠土效應(yīng)研究 137

7.1 基于災(zāi)變控制的設(shè)計(jì)思想 137

7.2 預(yù)制自排水樁的抗擠土機(jī)理 138

7.2.1 沉樁時擠土應(yīng)力計(jì)算 138

7.2.2 擠土范圍分析 139

7.2.3 擠土破壞原因分析 139

7.2.4 自排水樁沉樁時間間隔的計(jì)算思路 140

7.3 預(yù)制自排水樁的排水計(jì)算及分析 141

7.3.1 計(jì)算假定 141

7.3.2 預(yù)制自排水樁排水計(jì)算 142

7.3.3 固結(jié)時間計(jì)算 143

7.3.4 計(jì)算實(shí)例 143

7.4 預(yù)制自排水樁的沉樁排水試驗(yàn)研究 145

7.4.1 室內(nèi)排水試驗(yàn)研究 145

7.4.2 現(xiàn)場排水試驗(yàn)研究 150

7.5 預(yù)制自排水樁的承載力試驗(yàn)研究 152

7.5.1 樁身承載力試驗(yàn)研究 152

7.5.2 單樁豎向承載力試驗(yàn)研究 155

7.6 預(yù)制自排水樁的沉樁工藝 160

7.7 預(yù)制自排水樁的經(jīng)濟(jì)性分析 161

7.8 預(yù)制自排水樁的可行性分析 162

7.8.1 與國內(nèi)研究比較 162

7.8.2 技術(shù)熟練程度 163

7.8.3 社會經(jīng)濟(jì)效益分析 164

7.8.4 創(chuàng)新之處 164

7.8.5 存在問題與改進(jìn)意見 165

7.9 本章小結(jié) 166

第8章 靜壓樁的設(shè)計(jì)介紹 167

8.1 目的 167

8.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 167

8.3 靜壓樁設(shè)計(jì)的規(guī)定及釋義 174

8.3.1 一般規(guī)定 174

8.3.2 靜壓樁的種類、連接及選用 177

8.3.3 樁基計(jì)算 180

參考文獻(xiàn) 186

索引 191 2100433B

本書是一部關(guān)于靜壓樁施工環(huán)境問題的著作。全書共分8章，首先，在介紹靜壓樁施工擠土機(jī)理的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了靜壓樁與土體接觸面的滑動摩擦特性，靜壓樁施工的擠土效應(yīng)及其對周圍工程環(huán)境的影響；然后，介紹靜壓樁施工擠土效應(yīng)的災(zāi)變控制技術(shù)，并基于災(zāi)變控制的設(shè)計(jì)思想，提出一種新型樁基——預(yù)制自排水樁，并分析該樁的抗擠土效應(yīng)；最后，針對現(xiàn)有國家規(guī)范不足，為從源頭上避免或減少擠土效應(yīng)，介紹靜壓樁的設(shè)計(jì)。書中提供的豐富數(shù)據(jù)可用于相似工程，具有較高的實(shí)用價值。

本書以南京、蘇州城市軌道交通盾構(gòu)掘進(jìn)施工過程中遇到的土工環(huán)境問題為背景，以軟弱土層或復(fù)合地層、盾構(gòu)隧道、樁基、淺基、管線等為研究對象，采用理論研究、實(shí)測分析、室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值仿真相結(jié)合的研究方法，全面闡述了盾構(gòu)施工對周邊復(fù)雜環(huán)境(軟弱地層、淺埋、建筑構(gòu)筑物密集)的影響規(guī)律和鄰接施工災(zāi)變控制技術(shù)。全書共分十章，包括地下工程的發(fā)展和環(huán)境巖土問題，盾構(gòu)隧道施工對周邊環(huán)境影響的基本理論，盾構(gòu)始發(fā)與接收端頭加固技術(shù)研究，盾構(gòu)隧道施工數(shù)值理論及方法，盾構(gòu)隧道施工對周圍土體變形、淺基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、緯七路高架橋樁基及地下管線的影響研究，地下工程環(huán)境災(zāi)變與控制技術(shù)。

本書可供城市軌道交通盾構(gòu)法隧道工程施工、科研、設(shè)計(jì)與建設(shè)管理技術(shù)人員參考，亦可作為高等院校教師、研究生學(xué)習(xí)參考。

前言

1 緒論

1.1 概述

1.2 地下工程的發(fā)展

1.3 地下工程引起的環(huán)境巖土工程問題

2 盾構(gòu)隧道施工對周邊環(huán)境影響的基本理論

2.1 盾構(gòu)隧道近距離施工問題

2.2 地層變位理論

2.3 盾構(gòu)隧道施工對地表影響的理論研究

2.4 盾構(gòu)隧道施工對淺基礎(chǔ)影響的理論研究

2.5 盾構(gòu)隧道施工對樁基礎(chǔ)影響的理論基礎(chǔ)

2.6 盾構(gòu)隧道施工對地下管線影響的理論基礎(chǔ)

3 盾構(gòu)始發(fā)與接收端頭加固技術(shù)研究

3.1 盾構(gòu)始發(fā)與接收作業(yè)

3.2 盾構(gòu)隧道端頭加固方式的綜合比較

3.3 加固土體穩(wěn)定性研究

3.4 軟土地區(qū)盾構(gòu)隧道端頭有富含水層時加固范圍的確定

3.5 不同地層和周邊環(huán)境條件下端頭加固方式的總結(jié)

4 盾構(gòu)隧道施工數(shù)值分析理論及方法

4.1 盾構(gòu)隧道施工三維非線性有限元模擬方法

4.2 MIDAS/GTS巖土與隧道結(jié)構(gòu)有限元分析軟件

4.3 Plaxis3DTunnel三維隧道分析軟件

5 盾構(gòu)隧道施工對周圍土體變形的影響研究

5.1 工程概況

5.2 現(xiàn)場實(shí)測分析研究

5.3 盾構(gòu)推進(jìn)對周圍土體變形的影響規(guī)律數(shù)值分析

5.4 本章小結(jié)

6 盾構(gòu)隧道施工對淺基礎(chǔ)的影響研究

6.1 盾構(gòu)隧道施工地表變形對淺基礎(chǔ)的危害

6.2 盾構(gòu)開挖對鄰近建筑物影響的預(yù)測

6.3 現(xiàn)場實(shí)測分析研究

6.4 盾構(gòu)隧道施工對淺基礎(chǔ)影響的數(shù)值模擬分析

6.5 本章小結(jié)

7 盾構(gòu)隧道施工對樁基礎(chǔ)的影響研究

7.1 數(shù)值分析與離心機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證

7.2 盾構(gòu)隧道施工對單樁工作性狀的影響分析

7.3 盾構(gòu)隧道施工對單樁工作性狀的單因素影響分析

7.4 盾構(gòu)隧道施工對群樁的影響分析

7.5 本章小結(jié)

8 盾構(gòu)隧道施工對緯七路高架橋樁基的影響研究

8.1 工程概況

8.2 盾構(gòu)隧道施工對高架橋樁基的影響分析

8.3 盾構(gòu)推進(jìn)影響因素敏感性分析

8.4 本章小結(jié)

9 盾構(gòu)隧道施工對地下管線的影響研究

9.1 盾構(gòu)隧道施工對地下管線影響的數(shù)值模擬分析

9.2 剛性接口地下管線性狀的影響因素分析

9.3 本章小結(jié)

10 地下工程環(huán)境災(zāi)變與控制技術(shù)

10.1 地下工程中的環(huán)境巖土工程問題

10.2 盾構(gòu)隧道施工引起周圍環(huán)境災(zāi)變的控制技術(shù)

參考文獻(xiàn) 2100433B