盾构切削大直径钢筋混凝土群桩的理论与实践2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 绪论1

1.1 盾构的起源及发展1

1.2 盾构技术在我国的应用5

1.3 盾构切削大直径钢筋混凝土桩问题的提出6

参考文献7

第2章 盾构切桩工程案例8

2.1 盾构切桩工程案例调研8

2.2 盾构切桩工程详例介绍11

2.2.1 沈阳地铁1号线盾构切削桥梁桩基11

2.2.2 上海轨道交通7号线盾构切削工业厂房桩基12

2.2.3 上海轨道交通10号线盾构切削简支梁桥桩基14

2.2.4 天津地铁9号线盾构被动切削房屋桩基16

2.2.5 上海轨道交通9号线盾构切削简支梁桥桩基17

2.2.6 广州地铁3号线盾构切削居民楼桩基18

2.3 调研案例与苏州工程切桩的比较分析19

2.4 本章小结21

参考文献21

第3章 盾构的刀盘、刀具与切削（掘削）23

3.1 盾构的刀盘与刀具23

3.1.1 刀盘23

3.1.2 刀具24

3.2 盾构切刀切削25

3.2.1 切刀的种类及功能25

3.2.2 切削机理26

3.2.3 刀具磨损27

3.3 盾构滚刀掘削29

3.3.1 滚刀的种类及功能29

3.3.2 掘削机理30

3.3.3 刀具磨损30

3.4 刀盘选型原则与切削刀具的配置原理30

3.4.1 刀盘选型原则30

3.4.2 刀具配置原理31

参考文献32

第4章 盾构切削钢筋混凝土桩的可行性34

4.1 盾构切削钢筋混凝土桩的特性34

4.1.1 切刀切削钢筋混凝土桩的特性34

4.1.2 滚刀切削钢筋混凝土桩的特性35

4.2 切削钢筋混凝土桩刀具的选择36

4.2.1 切削钢筋混凝土桩的边界（围岩）条件36

4.2.2 刀具配置具体目标36

4.2.3 刀具选型36

4.3 盾构切削钢筋混凝土桩可能存在的问题38

参考文献40

第5章 刀刃与钢筋混凝土的相互作用及切削机理研究41

5.1 刀刃切桩的适应性分析与选型41

5.2 切削仿真有限元基础42

5.2.1 LS-DYNA动力学软件简介42

5.2.2 动态接触算法43

5.2.3 单点高斯积分与沙漏控制44

5.2.4 显式求解方法与时步控制45

5.3 刀刃切削钢筋机理46

5.3.1 钢筋本构模型46

5.3.2 钢筋切屑分离准则47

5.3.3 切削钢筋细观模型建立48

5.3.4 负前角刀刃切削钢筋的机理分析49

5.4 三维刀刃动态切削钢筋仿真52

5.4.1 仿真模型建立52

5.4.2 典型刀刃动态切削钢筋过程及特征53

5.4.3 前角对切削钢筋的影响规律56

5.4.4 刃角和刃宽对切削钢筋的影响规律56

5.5 刀刃切削混凝土机理59

5.5.1 混凝土的本构模型59

5.5.2 切削混凝土细观模型建立62

5.5.3 负前角刀刃切削混凝土的机理分析63

5.6 三维刀刃动态切削混凝土仿真64

5.6.1 典型刀刃动态切削混凝土分析64

5.6.2 前角对切削力的影响规律66

5.6.3 刃角和刃宽对切削力的影响规律66

5.7 本章小结67

参考文献68

第6章 新型刀具的切桩性能与磨损机理研究70

6.1 新型切桩刀具研发70

6.2 新型刀具切削钢筋的力学特征与规律分析71

6.2.1 热力耦合分析方法71

6.2.2 切削钢筋模型建立72

6.2.3 切削钢筋效果与动态过程分析73

6.3 切深和切速对切削钢筋的影响规律76

6.3.1 切深对切削钢筋的影响规律76

6.3.2 切速对切削钢筋的影响规律77

6.4 新型刀具切削混凝土的力学特征与规律分析78

6.4.1 动态切削全过程分析78

6.4.2 混凝土和刀具应力分析79

6.4.3 切削力分析79

6.5 切深对切削混凝土的影响规律80

6.6 切桩刀具磨损机理与类型判别81

6.7 本章小结82

参考文献83

第7章 切桩主力刀具配置与掘削参数控制的理论探析84

7.1 切桩主力刀具的布置及数量84

7.1.1 布置方法比选84

7.1.2 刀间距初步方案84

7.1.3 轨迹布刀数量和相位角的设置86

7.2 刀盘切桩受力计算模型86

7.2.1 数学模型建立86

7.2.2 刀具切深的确定87

7.2.3 计算程序编制90

7.3 推力扭矩的特征与影响因素91

7.3.1 切桩刀数和推力扭矩的变化特征91

7.3.2 桩身宽度对推力扭矩的影响93

7.3.3 桩基偏移距离对推力扭矩的影响94

7.4 不平衡力和倾覆力矩的特征与影响因素95

7.4.1 计算方法95

7.4.2 切削中部桩和侧部桩的变化特征96

7.4.3 桩身宽度和偏移距离的影响97

7.5 切削参数设置和控制建议98

7.6 本章小结99

参考文献100

第8章 切桩盾构设备的适应性改造101

8.1 所用盾构机改造前情况101

8.2 刀盘、刀具改造加强103

8.2.1 切桩主力刀具配置103

8.2.2 其他切桩刀具的设计及布置103

8.2.3 加强改造后的刀盘、刀具装配图105

8.3 螺旋输送机改造105

8.3.1 改造方案探讨105

8.3.2 改造实施具体方案106

8.4 其他改造措施107

8.5 刀盘刚度加强与检算108

8.6 本章小结109

第9章 盾构切削大直径钢筋混凝土桩基试验111

9.1 现场试验方案111

9.1.1 试验的必要性及意义111

9.1.2 试验总体方案比选111

9.1.3 试验研究内容112

9.1.4 试验桩布置及约束112

9.1.5 切削工况设计114

9.2 试验现象和结果114

9.2.1 各工况实际实施情况114

9.2.2 试验过程及现象115

9.2.3 试验结果统计122

9.3 切削混凝土分析122

9.3.1 中心小贝壳刀切削混凝土效果122

9.3.2 正面大贝壳刀切削混凝土效果123

9.3.3 混凝土脊量测与合理刀间距分析124

9.4 切削钢筋分析126

9.4.1 断筋长度统计126

9.4.2 钢筋断口形态分析126

9.4.3 混凝土包裹对断筋长度的影响128

9.5 切削参数分析129

9.5.1 切削参数统计129

9.5.2 推力和扭矩变化特征131

9.5.3 与切深和刀盘转向的关系133

9.6 刀具损伤分析134

9.6.1 刀具损伤数量及形式134

9.6.2 刀具损伤分布规律135

9.6.3 刀刃防崩损改进与防护136

9.7 试验桩变形与钢筋受力分析137

9.7.1 试验桩变形监测137

9.7.2 试验桩钢筋受力分析139

9.8 刀具立体布局优化与群刀切削仿真实验140

9.8.1 分次切筋理念与刀具立体布局优化方案140

9.8.2 超前贝壳刀立体布局方案切桩仿真试验141

9.9 本章小结144

第10章 盾构切削大直径群桩的控制措施与施工实践146

10.1 盾构切削14根大直径桩基的风险点与可行性分析146

10.1.1 盾构切削大直径群桩的风险点分析146

10.1.2 刀具切削群桩的磨损量预测148

10.1.3 工程可行性分析150

10.2 桥梁结构的承载力检算与加固151

10.2.1 分析思路和检算方法151

10.2.2 检算结果及分析152

10.2.3 1＃桥墩加固方案比选154

10.2.4 1＃桥墩加固具体施工措施155

10.3 隧道管片衬砌的附加应力计算与配筋增强159

10.3.1 切桩后桩端与管片相对位置分析159

10.3.2 计算断面选取160

10.3.3 附加应力计算160

10.3.4 管片受力和配筋计算分析161

10.4 盾构切削穿越大直径桩基施工控制技术163

10.4.1 刀盘切削关键技术163

10.4.2 穿桩施工辅助技术166

10.4.3 工程管理措施168

10.4.4 其他应考虑的问题169

10.5 双线切削穿桩施工总体情况171

10.5.1 工程实施总体效果171

10.5.2 左、右线切桩历时与切削参数统计171

10.6 左线切削5排7根大直径桩基的实施过程与效果173

10.6.1 切削3＃桥台3-1、3-2排桩施工情况173

10.6.2 切削2＃桥墩2-1、2-2排桩施工情况176

10.6.3 切削1＃桥墩1-1排桩施工情况179

10.7 右线切削7排7根大直径桩基的实施过程与效果180

10.7.1 切削3＃桥台3-3、3-4排桩施工情况180

10.7.2 切削2＃桥墩2-3、2-4排桩施工情况183

10.7.3 切削1＃桥墩1-2排桩施工情况184

10.7.4 切削0＃桥台0-1、0-2排桩施工情况186

第11章 盾构切削大直径群桩的实测分析188

11.1 钢筋收集与切筋效果分析188

11.1.1 受切钢筋和混凝土的理论量188

11.1.2 钢筋收集方式与排出量统计188

11.1.3 钢筋长度统计分析190

11.1.4 钢筋形态统计分析191

11.2 刀具损伤分析与磨损系数回归193

11.2.1 各类刀具损伤现象193

11.2.2 刀具磨损量统计及其规律195

11.2.3 超前贝壳刀磨损系数196

11.2.4 正面大贝壳刀磨损系数197

11.3 切桩推力扭矩的变化规律及影响因素197

11.3.1 切桩过程中推力变化规律197

11.3.2 切桩过程中扭矩变化规律201

11.3.3 刀盘前注入添加剂对推力扭矩的影响205

11.3.4 刀盘正反转对推力扭矩的影响207

11.3.5 盾构停机对推力扭矩的影响分析209

11.3.6 刀具损伤对推力扭矩的影响209

11.4 桥梁墩台三维变形监测统计与规律分析211

11.4.1 桥梁墩台三维变形监测方案211

11.4.2 各墩台三维变形监测数据统计212

11.4.3 盾构切桩对桥梁墩台变形的影响分析213

11.4.4 墩台三维变形历时曲线及其规律215

11.4.5 桥梁安全性评估220

11.5 隧道管片变形及结构安全性研究220

11.5.1 管片三维变形监测及分析220

11.5.2 管片椭圆度变化规律分析223

11.5.3 管片错台数据统计及分析225

11.5.4 隧道结构安全性评估226

11.6 隧道管片变形及结构安全性研究226

第12章 盾构切削钢筋混凝土桩的辅助技术228

12.1 新型壁后注浆材料228

12.1.1 新型浆液原材料及浆液性能指标要求229

12.1.2 新型浆液组成材料的功能分析230

12.1.3 新型浆液试验与结果分析230

12.1.4 新型浆液的应用245

12.2 新型土体改良泡沫剂248

12.2.1 泡沫的作用248

12.2.2 泡沫剂开发248

12.2.3 泡沫改良土体试验249

12.2.4 泡沫改良土体现场应用253

12.3 本章小结254

参考文献255

第13章 结语256

13.1 可供参考的研究成果256

13.2 存在的问题及改进建议257

13.2.1 合金刀刃崩损较多问题257

13.2.2 刀具不等量磨损问题258

13.2.3 切桩连续作业以致温度过高问题259

13.3 切桩有风险，切桩需谨慎260

13.4 展望261