《超深等厚度水泥土攪拌墻技術與工程應用實例》以大量翔實的實際工程為背景,詳細介紹了等厚度水泥土攪拌墻作為基坑超深隔水帷幕、內插型鋼作為圍護結構等形式的設計計算方法、施工工藝、施工與控制以及墻體強度和抗?jié)B效果,可為類似工程提供參考。全書共分為5章,包括緒論、等厚度水泥土攪拌墻承載特性與設計方法、TRD工法等厚度水泥土攪拌墻施工與環(huán)境影響控制、等厚度水泥土攪拌墻的強度與抗?jié)B性能、工程應用實例。
《超深等厚度水泥土攪拌墻技術與工程應用實例》可供從事地下工程、巖土工程技術人員和科研人員學習參考,也作為高等院校相關專業(yè)師生參考用書。
隨著沿江沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)城市土地資源日益緊缺,城市建設進入全新縱向立體化開發(fā)階段,現(xiàn)階段淺層地下空間的開發(fā)日趨飽和,深大地下空間開發(fā)成為土體資源利用的必然趨勢;與此同時中心城區(qū)建筑物密集、管線繁多、地鐵隧道縱橫交錯,環(huán)境條件日趨復雜敏感,深大地下空間開發(fā)難度大、風險高。以上海、天津、武漢、南京為代表的沿江沿海地區(qū)含水層深厚、水量豐富、水頭壓力高、滲透性強,對地下工程安全影響顯著。長時間大面積開敞抽降地下水將引起周邊地面大范圍沉降,影響周邊建(構)筑物的安全,深大地下空間開發(fā)面臨嚴峻的深層地下水控制問題。城市地下空間開發(fā)中對深層地下水通常采取隔斷控制措施,常規(guī)的水泥土攪拌樁僅適用于軟土層,隔水深度有限;而混凝土地下連續(xù)墻作為隔水帷幕,造價高,且墻幅接頭易滲漏。因此對安全高效、節(jié)能降耗的深層地下水控制新技術研發(fā)有著迫切的工程需求。
超深等厚度水泥土攪拌墻技術(TRD工法)的研發(fā),為深大地下空間開發(fā)中深層地下水控制提供了一種安全可靠且節(jié)能降耗的技術手段,成為超深隔水帷幕發(fā)展的新方向。該技術通過將鏈鋸型刀具插入地基至設計深度后,在全深度范圍內對成層地基土整體上下回轉切割噴漿攪拌,并持續(xù)橫向推進.構筑成上下強度均一、連續(xù)無縫的高品質等厚度水泥土攪拌墻。該技術自2009年引進國內后,經(jīng)過多年的吸收、創(chuàng)新和實踐,形成了適應國內多種復雜地質條件和作業(yè)工況的國產(chǎn)化施工裝備和關鍵技術,目前已在上海、天津、武漢、南京、杭州、南昌等十余個地區(qū)近百項工程中應用,水泥土墻體最大實施深度達到65m,適用軟土、硬土、卵礫石和軟巖等多種地層。等厚度水泥土攪拌墻技術也形成了行業(yè)標準《渠式切割水泥土攪拌墻技術規(guī)程》JGJ/T303-2013,相關的關鍵設計方法和施工技術也納入了多項國家、行業(yè)和地方標準,為該技術在國內的推廣應用提供了很好的指南。
國內地質條件復雜,等厚度水泥土攪拌墻的應用形式多樣,為了更全面系統(tǒng)地反映該技術在全國各地區(qū)的應用情況和實施效果,作者基于超深等厚度水泥土攪拌墻技術在上海、天津、武漢、南京等地區(qū)大量工程中的設計實踐和在工程實踐中提煉出的若干科研課題的研究成果,在總結大量成功案例的基礎上形成本書。全書主要內容包括等厚度水泥土攪拌墻承載特性與設計方法、施工與環(huán)境影響控制、強度與抗?jié)B性能及工程應用實例四部分。在承載特性與設計方法方面,結合室內試驗和數(shù)值模擬,系統(tǒng)地分析了等厚度型鋼水泥土攪拌墻的承載變形特性、型鋼和水泥土的相互作用模式及水泥土抗剪承載特性等,從而提出了等厚度水泥土攪拌墻內插型鋼作為隔水擋土復合圍護結構以及作為超深隔水帷幕的設計計算方法及構造措施。在施工與環(huán)境影響控制方面,基于等厚度水泥土攪拌墻技術在國內多種地質條件和城市敏感環(huán)境條件下的成功實踐,系統(tǒng)地闡述了等厚度水泥土攪拌墻的施工工藝、施工與控制以及超深墻體施工環(huán)境影響控制。在強度與抗?jié)B性能方面,通過多種復雜地層條件下等厚度水泥土攪拌墻的室內試驗和現(xiàn)場檢測成果的統(tǒng)計分析,詳細闡述了水泥土墻體的強度、抗?jié)B性能和實施效果。在工程實例方面,詳細介紹了上海、天津、南京和南昌地區(qū)多個地質條件、環(huán)境條件或等厚度水泥土攪拌墻應用形式各具特點的基坑工程設計和實施情況。
本書的編寫得到相關人士的大力幫助,常林越博士參與了部分資料的整理和全書的校對工作,邸國恩、譚軻、黃炳德、翁其平、陳永才、胡耘、沈健、談永衛(wèi)、李青參與了部分設計資料和計算結果的整理工作。本書中相關成果得到國家“十二五”科技支撐項目(2012BAJOIB02)和上海市多項科技支撐計劃的資助,并得到上海市基礎工程集團有限公司、上海工程機械廠有限公司、上海廣大基礎工程有限公司、上海智平基礎工程有限公司、上海市機械施工集團有限公司、上海遠方基礎工程有限公司和上海建工七建集團有限公司等單位工程技術人員的幫助,在此表示衷心的感謝!
隨著地下空間往深層發(fā)展,超深等厚度水泥土攪拌墻技術的應用將越來越廣泛,并可推廣至水利工程、地基加固工程、環(huán)境工程等領域。希望本書能給廣大工程技術人員提供參考,能對我國等厚度水泥土攪拌墻技術的推廣與發(fā)展起到推動作用。由于作者水平有限,書中疏漏和不當之處在所難免,敬請廣大讀者不吝指正。
第1章 緒論
1.1 城市深大地下空間發(fā)展
1.1.1 地下空間開發(fā)趨勢
1.1.2 深大地下空間開發(fā)中的地下水控制
1.2 等厚度水泥土攪拌墻技術簡介
1.3 施工裝備的研發(fā)與發(fā)展
1.4 國內外工程應用狀況
第2章 等厚度水泥土攪拌墻承載特性與設計方法
2.1 概述
2.2 等厚度型鋼水泥土攪拌墻承載變形特性
2.2.1 計算原理與模型
2.2.2 型鋼一水泥土承載變形特性
2.3 等厚度水泥土攪拌墻設計計算
2.3.1 型鋼水泥土攪拌墻設計計算
2.3.2 超深隔水帷幕設計
2.4 試成墻試驗
2.4.1 試成墻試驗的目的和要求
2.4.2 試成墻實例
2.5 設計實例
第3章 TRD工法等厚度水泥土攪拌墻施工與環(huán)境影響控制
3.1 概述
3.2 施工工藝
3.2.1 施工流程
3.2.2 施工準備
3.2.3 施工工藝
3.3 施工與控制
3.3.1 墻體垂直度和切割行進控制
3.3.2 切割箱刀具選用和刀具優(yōu)化組合
3.3.3 漿液配制及工藝參數(shù)控制
3.3.4 成墻工序控制
3.3.5 噴漿成墻控制
3.3.6 嵌巖切割行進控制
3.3.7 先后施工墻體及轉角墻體搭接控制
3.3.8 切割箱起拔控制
3.3.9 型鋼插入與回收控制
3.3.10 墻體施工全過程質量控制
3.4 墻體施工環(huán)境影響控制
3.4.1 墻體施工對周邊環(huán)境影響實測
3.4.2 墻體施工影響控制措施
第4章 等厚度水泥土攪拌墻的強度與抗?jié)B性能
4.1 概述
4.2 上海地區(qū)水泥土攪拌墻的強度與抗?jié)B性能
4.3 天津、武漢、南京地區(qū)水泥土攪拌墻的強度與抗?jié)B性能
4.4 南昌、淮安、蘇州地區(qū)水泥土攪拌墻的強度與抗?jié)B性能
第5章 工程應用實例
5.1 上海國際金融中心工程
5.1.1 工程概況
5.1.2 基坑支護設計概況
5.1.3 等厚度水泥土攪拌墻設計
5.1.4 試成墻試驗
5.1.5 實施效果
5.2 上海白玉蘭廣場工程
5.2.1 工程概況
5.2.2 基坑支護設計概況
5.2.3 等厚度水泥土攪拌墻設計
5.2.4 試成墻試驗
5.2.5 實施效果
5.3 江蘇南京河西生態(tài)公園工程
5.3.1 工程概況
5.3.2 基坑支護設計概況
5.3.3 等厚度水泥土攪拌墻設計
5.3.4 實施效果
5.4 天津中鋼響螺灣工程
5.4.1 工程概況
5.4.2 基坑支護設計概況
5.4.3 等厚度水泥土攪拌墻設計
5.4.4 試成墻試驗
5.4.5 實施效果
5.5 上海奉賢中小企業(yè)總部大廈工程
5.5.1 工程概況
5.5.2 基坑支護設計概況
5.5.3 等厚度水泥土攪拌墻設計
5.5.4 試成墻試驗
5.5.5 實施效果
5.6 江西南昌綠地中央廣場工程
5.6.1 工程概況
5.6.2 基坑支護設計概況
5.6.3 等厚度水泥土攪拌墻設計
5.6.4 試成墻試驗
5.6.5 實施效果
參考文獻