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內容簡介

在城市盾構掘進施工中，常會遇到地中障礙物。其中，樁基就是*典型的一種障礙物。在能確保樁所支撐的建（構）築物安全和滿足功能的條件下，盾構直接切樁通過是*理想的選擇。《盾構切削大直徑鋼筋混凝土群樁的理論與實踐》呈現給讀者的正是盾構切削大直徑鋼筋混凝土橋樁的研究成果和成功案例。《盾構切削大直徑鋼筋混凝土群樁的理論與實踐》共13章，從理論分析、現場切樁試驗和工程驗證等角度，詳細地論述瞭盾構切削“鋼筋”“混凝土”機理、新型刀具的研發及配置、盾構切削鋼筋混凝土樁模式、盾構機改造方法、現場盾構切削鋼筋混凝土樁試驗以及盾構切削蘇州廣濟橋14根大直徑鋼筋混凝土橋樁過程，*後介紹研究開發的與切樁密切相關的壁後注漿、渣土改良等內容。

目錄

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 盾構的起源及發展 1
1.2 盾構技術在我國的應用 5
1.3 盾構切削大直徑鋼筋混凝土樁問題的提齣 6
參考文獻 7
第2章 盾構切樁工程案例 8
2.1 盾構切樁工程案例調研 8
2.2 盾構切樁工程詳例介紹 11
2.2.1 瀋陽地鐵1號綫盾構切削橋梁樁基 11
2.2.2 上海軌道交通7號綫盾構切削工業廠房樁基 12
2.2.3 上海軌道交通10號綫盾構切削簡支梁橋樁基 14
2.2.4 天津地鐵9號綫盾構被動切削房屋樁基 16
2.2.5 上海軌道交通9號綫盾構切削簡支梁橋樁基 17
2.2.6 廣州地鐵3號綫盾構切削居民樓樁基 18
2.3 調研案例與蘇州工程切樁的比較分析 19
2.4 本章小結 21
參考文獻 21
第3章 盾構的刀盤、刀具與切削（掘削） 23
3.1 盾構的刀盤與刀具 23
3.1.1 刀盤 23
3.1.2 刀具 24
3.2 盾構切刀切削 25
3.2.1 切刀的種類及功能 25
3.2.2 切削機理 26
3.2.3 刀具磨損 27
3.3 盾構滾刀掘削 29
3.3.1 滾刀的種類及功能 29
3.3.2 掘削機理 30
3.3.3 刀具磨損 30
3.4 刀盤選型原則與切削刀具的配置原理 30
3.4.1 刀盤選型原則 30
3.4.2 刀具配置原理 31
參考文獻 32
第4章盾構切削鋼筋混凝土樁的可行性 34
4.1 盾構切削鋼筋混凝土樁的特性 34
4.1.1 切刀切削鋼筋混凝土樁的特性 34
4.1.2 滾刀切削鋼筋混凝土樁的特性 35
4.2 切削鋼筋混凝土樁刀具的選擇 36
4.2.1 切削鋼筋混凝土樁的邊界（圍岩）條件 36
4.2.2 刀具配置具體目標 36
4.2.3 刀具選型 36
4.3 盾構切削鋼筋混凝土樁可能存在的問題 38
參考文獻 40
第5章刀刃與鋼筋混凝土的相互作用及切削機理研究 41
5.1 刀刃切樁的適應性分析與選型 41
5.2 切削仿真有限元基礎 42
5.2.1 LS-DYNA動力學軟件簡介 42
5.2.2 動態接觸算法 43
5.2.3 單點高斯積分與沙漏控製 44
5.2.4 顯式求解方法與時步控製 45
5.3 刀刃切削鋼筋機理 46
5.3.1 鋼筋本構模型 46
5.3.2 鋼筋切屑分離準則 47
5.3.3 切削鋼筋細觀模型建立 48
5.3.4 負前角刀刃切削鋼筋的機理分析 49
5.4 三維刀刃動態切削鋼筋仿真 52
5.4.1 仿真模型建立 52
5.4.2 典型刀刃動態切削鋼筋過程及特徵 53
5.4.3 前角對切削鋼筋的影響規律 56
5.4.4 刃角和刃寬對切削鋼筋的影響規律 56
5.5 刀刃切削混凝土機理 59
5.5.1 混凝土的本構模型 59
5.5.2 切削混凝土細觀模型建立 62
5.5.3 負前角刀刃切削混凝土的機理分析 63
5.6 三維刀刃動態切削混凝土仿真 64
5.6.1 典型刀刃動態切削混凝土分析 64
5.6.2 前角對切削力的影響規律 66
5.6.3 刃角和刃寬對切削力的影響規律 66
5.7 本章小結 67
參考文獻 68
第6章 新型刀具的切樁性能與磨損機理研究 70
6.1 新型切樁刀具研發 70
6.2 新型刀具切削鋼筋的力學特徵與規律分析 71
6.2.1 熱力耦閤分析方法 71
6.2.2 切削鋼筋模型建立 72
6.2.3 切削鋼筋效果與動態過程分析 73
6.3 切深和切速對切削鋼筋的影響規律 76
6.3.1 切深對切削鋼筋的影響規律 76
6.3.2 切速對切削鋼筋的影響規律 77
6.4 新型刀具切削混凝土的力學特徵與規律分析 78
6.4.1 動態切削全過程分析 78
6.4.2 混凝土和刀具應力分析 79
6.4.3 切削力分析 79
6.5 切深對切削混凝土的影響規律 80
6.6 切樁刀具磨損機理與類型判彆 81
6.7 本章小結 82
參考文獻 83
第7章 切樁主力刀具配置與掘削參數控製的理論探析 84
7.1 切樁主力刀具的布置及數量 84
7.1.1 布置方法比選 84
7.1.2 刀間距初步方案 84
7.1.3 軌跡布刀數量和相位角的設置 86
7.2 刀盤切樁受力計算模型 86
7.2.1 數學模型建立 86
7.2.2 刀具切深的確定 87
7.2.3 計算程序編製 90
7.3 推力扭矩的特徵與影響因素 91
7.3.1 切樁刀數和推力扭矩的變化特徵 91
7.3.2 樁身寬度對推力扭矩的影響 93
7.3.3 樁基偏移距離對推力扭矩的影響 94
7.4 不平衡力和傾覆力矩的特徵與影響因素 95
7.4.1 計算方法 95
7.4.2 切削中部樁和側部樁的變化特徵 96
7.4.3 樁身寬度和偏移距離的影響 97
7.5 切削參數設置和控製建議 98
7.6 本章小結 99
參考文獻 100
第8章切樁盾構設備的適應性改造 101
8.1 所用盾構機改造前情況 101
8.2 刀盤、刀具改造加強 103
8.2.1 切樁主力刀具配置 103
8.2.2 其他切樁刀具的設計及布置 103
8.2.3 加強改造後的刀盤、刀具裝配圖 105
8.3 螺鏇輸送機改造 105
8.3.1 改造方案探討 105
8.3.2 改造實施具體方案 106
8.4 其他改造措施 107
8.5 刀盤剛度加強與檢算 108
8.6 本章小結 109
第9章盾構切削大直徑鋼筋混凝土樁基試驗 111
9.1 現場試驗方案 111
9.1.1 試驗的必要性及意義 111
9.1.2 試驗總體方案比選 111
9.1.3 試驗研究內容 112
9.1.4 試驗樁布置及約束 112
9.1.5 切削工況設計 114
9.2 試驗現象和結果 114
9.2.1 各工況實際實施情況 114
9.2.2 試驗過程及現象 115
9.2.3 試驗結果統計 122
9.3 切削混凝土分析 122
9.3.1 中心小貝殼刀切削混凝土效果 122
9.3.2 正麵大貝殼刀切削混凝土效果 123
9.3.3 混凝土脊量測與閤理刀間距分析 124
9.4 切削鋼筋分析 126
9.4.1 斷筋長度統計 126
9.4.2 鋼筋斷口形態分析 126
9.4.3 混凝土包裹對斷筋長度的影響 128
9.5 切削參數分析 129
9.5.1 切削參數統計 129
9.5.2 推力和扭矩變化特徵 131
9.5.3 與切深和刀盤轉嚮的關係 133
9.6 刀具損傷分析 134
9.6.1 刀具損傷數量及形式 134
9.6.2 刀具損傷分布規律 135
9.6.3 刀刃防崩損改進與防護 136
9.7 試驗樁變形與鋼筋受力分析 137
9.7.1 試驗樁變形監測 137
9.7.2 試驗樁鋼筋受力分析 139
9.8 刀具立體布局優化與群刀切削仿真實驗 140
9.8.1 分次切筋理念與刀具立體布局優化方案 140
9.8.2 超前貝殼刀立體布局方案切樁仿真試驗 141
9.9 本章小結 144
第10章 盾構切削大直徑群樁的控製措施與施工實踐 146
10.1 盾構切削14根大直徑樁基的風險點與可行性分析 146
10.1.1 盾構切削大直徑群樁的風險點分析 146
10.1.2 刀具切削群樁的磨損量預測 148
10.1.3 工程可行性分析 150
10.2 橋梁結構的承載力檢算與加固 151
10.2.1 分析思路和檢算方法 151
10.2.2 檢算結果及分析 152
10.2.3 1#橋墩加固方案比選 154
10.2.4 1#橋墩加固具體施工措施 155
10.3 隧道管片襯砌的附加應力計算與配筋增強 159
10.3.1 切樁後樁端與管片相對位置分析 159
10.3.2 計算斷麵選取 160
10.3.3 附加應力計算 160
10.3.4 管片受力和配筋計算分析 161
10.4 盾構切削穿越大直徑樁基施工控製技術 163
10.4.1 刀盤切削關鍵技術 163
10.4.2 穿樁施工輔助技術 166
10.4.3 工程管理措施 168
10.4.4 其他應考慮的問題 169
10.5 雙綫切削穿樁施工總體情況 171
10.5.1 工程實施總體效果 171
10.5.2 左、右綫切樁曆時與切削參數統計 171
10.6 左綫切削 5排7根大直徑樁基的實施過程與效果 173
10.6.1 切削3#橋颱3-1、3-2排樁施工情況 173
10.6.2 切削2#橋墩2-1、2-2排樁施工情況 176
10.6.3 切削1#橋墩1-1排樁施工情況 179
10.7 右綫切削7排7根大直徑樁基的實施過程與效果 180
10.7.1 切削3#橋颱3-3、3-4排樁施工情況 180
10.7.2 切削2#橋墩2-3、2-4排樁施工情況 183
10.7.3 切削1#橋墩1-2排樁施工情況 184
10.7.4 切削0#橋颱0-1、0-2排樁施工情況 186
第11章 盾構切削大直徑群樁的實測分析 188
11.1 鋼筋收集與切筋效果分析 188
11.1.1 受切鋼筋和混凝土的理論量 188
11.1.2 鋼筋收集方式與排齣量統計 188
11.1.3 鋼筋長度統計分析 190
11.1.4 鋼筋形態統計分析 191
11.2 刀具損傷分析與磨損係數迴歸 193
11.2.1 各類刀具損傷現象 193
11.2.2 刀具磨損量統計及其規律 195
11.2.3 超前貝殼刀磨損係數 196
11.2.4 正麵大貝殼刀磨損係數 197
11.3 切樁推力扭矩的變化規律及影響因素 197
11.3.1 切樁過程中推力變化規律 197
11.3.2 切樁過程中扭矩變化規律 201
11.3.3 刀盤前注入添加劑對推力扭矩的影響 205
11.3.4 刀盤正反轉對推力扭矩的影響 207
11.3.5 盾構停機對推力扭矩的影響分析 209
11.3.6 刀具損傷對推力扭矩的影響 209
11.4 橋梁墩颱三維變形監測統計與規律分析 211
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