土木工程巖土類畢業(yè)設計外文翻譯

..__10447425XX大學畢業(yè)設計〔論文外文翻譯〔2014屆外文題目Developmentsinexcavationbracingsystems譯文題目開挖工程支撐體系的發(fā)展外文出處TunnellingandUndergroundSpaceTechnology31<2012>107–116學生XXX學院XXXX專業(yè)班級XXXXX校內指導教師XXX專業(yè)技術職務XXXXX校外指導老師專業(yè)技術職務二○一三年十二月....開挖工程支撐體系的發(fā)展1.引言幾乎所有土木工程建設項目〔如建筑物,道路,隧道,橋梁,污水處理廠,管道,下水道都涉及泥土挖掘的一些工程量。往往由于由相鄰的結構,特性線,或使用權空間的限制,必須要一個土地固定系統(tǒng),以允許土壤被挖掘到所需的深度。歷史上,許多挖掘支撐系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)出來。其中,現(xiàn)在比較常見的幾種方法是：板樁,鉆孔樁墻,泥漿墻。土地固定系統(tǒng)的選擇是由技術性能要求和施工可行性〔例如手段,方法決定的,包括執(zhí)行的可靠性,而成本考慮了這些之后,其他問題也得到解決。通常環(huán)境后果〔用于處理廢泥漿和鉆井液如監(jiān)管要求也非常被關注〔邱陽、1998。土地固定系統(tǒng)通常是建設項目的較大的一個組成部分。如果不能按時完成項目,將極大地影響總成本。通常首先建造支撐,在許多情況下,臨時支撐系統(tǒng)是用于支持在挖掘以允許進行不斷施工,直到永久系統(tǒng)被構造。臨時系統(tǒng)可以被去除或留在原處。打樁時,因撞擊或振動它們可能會被趕入到位。在一般情況下,振動是最昂貴的方法,但只適合于松散顆粒材料,土壤中具有較高電阻〔例如,通過鵝卵石的不能使用。采用打入樁系統(tǒng)通常是中間的成本和適合于軟沉積物〔包括粘性和非粘性,只要該礦床是免費的鵝卵石或更大的巖石。通常,垂直元素〔例如樁的前安裝挖掘工程和水平元件〔如內部支撐或綁回被安裝為挖掘工程的進行下去,從而限制了跨距長度,以便減少在垂直開發(fā)彎矩元素。在填充情況下,樁可先設置,從在斜坡的底部其嵌入懸挑起來,安裝作為填充進步水平元素〔如搭背或土釘。如果滯后是用來保持垂直元素之間的土壤中,它被安裝為挖掘工程的進行下去,或之前以填補位置。吉爾-馬丁等人〔2010提供了一個數(shù)值計算程序,以獲取圓形樁承受軸向載荷和統(tǒng)一標志〔如懸臂樁的單軸彎矩的最佳縱筋。他們開發(fā)的兩種優(yōu)化流程：用一個或兩個直徑為縱向鋼筋。優(yōu)化增強模式允許大量減少的設計要求鋼筋的用量,這些減少縱向鋼筋可達到50％相對傳統(tǒng)的,均勻分布的加固方案。加固樁集中縱向鋼筋最佳的位置在受拉區(qū)。除了節(jié)約鋼筋,所述非對稱加強鋼筋圖案提高抗彎剛度,通過增加轉動慣量的轉化部分的時刻。這種增加的剛性可能會在一段時間內增加的變形與蠕變相關的費用。評估相對于傳統(tǒng)的非對稱加強樁的優(yōu)點,對稱,鋼筋樁被服務的條件下全面測試來完成的,這種試驗是為了驗證結構的可行性和取得的變形的原位測量。基于現(xiàn)場試驗中,用于優(yōu)化的加強圖案的優(yōu)點澆鑄鉆出孔〔CIDH在巴塞羅那的幾個非對稱加強樁的施工過程中觀察到混凝土樁沿與測得的變形的結果在常規(guī)和描述優(yōu)化樁。實驗證據(jù)表明,非對稱地增強樁變形比觀察到在常規(guī)增強那些小。兩樁類型〔對稱和非對稱具有相同的直徑,并設計為抵抗基于極限強度設計相同的彎曲力矩;離散桿的尺寸和使用的條全數(shù)字的,導致類似的名義抗彎強度。改進后CIDH樁可以在傳統(tǒng)的分離,切,或割線樁墻系統(tǒng),其中相鄰CIDH樁組成的屏障,以挖掘工程,例如在建筑擋土墻構造之前,剪切和覆蓋,以及地下切割使用,包括建設公路,鐵路或管道。是在特性和改善地球保持系統(tǒng)的適用性與傳統(tǒng)系統(tǒng)今天是在共同使用,對于現(xiàn)場應用,施工性,結構性因素和成本的比較。最后,新的增強配置描述情況,其中中間的限制,如回接或內部支撐,在強制的彎矩符號的變化,與目前剩余的單軸。圖1.〔a明挖施工〔b建筑物擋土壁2．常見的挖掘工程支撐系統(tǒng),描述和應用本節(jié)介紹了一些現(xiàn)代化的挖掘工程支護系統(tǒng)中使用的材料和程序,并將它們與有關的典型領域的應用,結構上的考慮,而建設成本進行比較。討論了該系統(tǒng)包括鋼板樁,戰(zhàn)士梁和滯后,泥漿墻,鉆孔樁墻,最后兩個系統(tǒng)在剪切和覆蓋建筑常用。最大的實際深度的剪切和覆蓋工程〔圖1是10至12米,但深度可達30米已經(jīng)實現(xiàn)。在選擇挖掘工程支撐系統(tǒng)需要考慮的重要參數(shù)是土壤,顆粒大小,凝聚力的密度,含水表的位置〔如果有的話,內摩擦角〔對于不排水及排水條件,相鄰設施和財產(chǎn)的存在邊界,深度挖掘,耐久性要求,以及是否蓋需要為明挖系統(tǒng)。圖2.不同材質的鋼板樁2.1鋼板樁板樁墻是通過驅動或振動預制節(jié)到地面構造。雖然可用于打樁的部分〔圖2的各種材料,例如木材,鋼材,預制混凝土,但鋼板樁是最常見的。該系統(tǒng)通常是最實用的臨時挖掘工程,如果鋼板樁在使用后可除去支撐,并且很昂貴,如果鋼板樁不能恢復。這個支撐系統(tǒng)是比較容易安裝在砂質和粘質土壤,不管地下水位的深度。安裝在含卵石和較大尺寸的巖石土壤可能是非常困難的或者是不可能的。鋼板樁墻是童話靈活的橫向,使挖掘工程的只有小高峰無需錨的支持,如果相鄰的區(qū)域必須得到保護,免受結算〔的MacNab,2002;鮑爾斯,1995。鋼板樁由沖擊或振動錘打入地下。隨后的板樁部分由在每個樁條的兩側連接的關節(jié)連接到現(xiàn)有的板樁壁。一旦建成,板樁壁形成了一個不滲透的屏障。挖掘的最大深度H,可經(jīng)濟地使用這種類型的夾持系統(tǒng)通常介于5和10m發(fā)生很大變化的支持。鋼板樁的埋設,挖掘下,提供抗側向力,并從留存土壤產(chǎn)生的傾覆力矩。為鋼板樁在粒狀土,堿的埋置通常0.75小時及2小時之間變化,這取決于土壤的貫入阻力。2小時的擴展要求在具有N極松散物料上面50.10和4和0.75H代表N〔標貫擊數(shù)之間〔使用標準貫入試驗,標貫擊數(shù)確定對于更深的挖掘,可能需要錨來穩(wěn)定土壁。當與多個級別的牽索的錨固板樁壁時,開挖低于最小埋置通常為1.5-2.0米。錨定器通常用于挖掘大于10μm,且通常在大約相同的高度安裝在長的行,并在使用時,通常是隔開2?4μm的垂直和1.5?5μm的水平。當不再需要該鋼板樁,可以提取,通常用作臨時保持結構。如果使用錨定件時,它們從板樁斷開,并留在原地。不需要用于臨時服務〔通常為24個月或更小的長期保護免受腐蝕的錨。潛在的障礙使用該系統(tǒng)包括難以獲取,安裝下面相鄰的財產(chǎn),對鄰近結構和土壤振動的效果回接許可,并在下面的公用事業(yè)級的存在。2.2．保衛(wèi)樁和滯后性保衛(wèi)樁和滯后可用于臨時或永久建筑〔圖3;往往這個系統(tǒng)是為地球保留〔的MacNab,2002;鮑爾斯,1995最經(jīng)濟的選擇。這個保衛(wèi)樁〔垂直支撐構件,有時也被稱為''保衛(wèi)梁''通常由型鋼和從表面在1.5-3.0周一中心間距安裝。落伍者包括已安裝在保衛(wèi)樁之間的橫梁,軸承的型鋼的翼緣水平構件〔通常為木材板的。因此,在滯后成員的水平土壓力軸承被轉移到保衛(wèi)樁。該系統(tǒng)通常用在地下水位是建議挖掘工程下方或可以在經(jīng)濟上支取脫水。這個系統(tǒng)被廣泛應用在具有足夠的內聚力,以中和挖掘工程后立即保持其穩(wěn)定的土壤。該樁驅動或無聊之前,在挖掘工程之前確定,以避免地面以下實用程序的位置。挖掘和滯后的安裝是分階段使不超過約:0.80-1.30米挖掘工程的是不支持在任何時間。淺層挖掘〔小于約5米的深度可以使用懸臂式鋼保衛(wèi)樁樁結合木材滯后板安裝為挖掘工程進展予以支持。保衛(wèi)樁可驅動與傳統(tǒng)的打樁設備,雖然這可能是嘈雜和振動會干擾附近的土壤和結構。另外,保衛(wèi)樁樁可以通過降低一成一堆以前在無聊地為保衛(wèi)樁樁全長孔安裝,具體可以被放置到錨樁的部分,將延長低于出土的水平。更深的挖掘〔大于約5微米一般要求保衛(wèi)樁樁被支撐在其高度,以防止過度的水平運動和構件后面的土壤相應的結算。該支撐可能會利用對角線〔耙括號來完成。提供暢通無阻的挖掘,內部〔耙括號可以通過回接錨所取代。回接的多層次允許進行更深入的挖掘。圖3.士兵樁和滯后2.3．泥漿墻泥漿墻在低于地下水位挖掘軟土的領域非常有用。泥漿壁涉及窄溝槽式發(fā)掘,約600-900毫米的厚度,即延長挖掘工程類似如下的挖掘工程以上的高度的距離。的鋼筋混凝土墻由首先將膨潤土,水和適當?shù)奶砑觿┑幕旌衔铩卜Q為''''漿液進入溝槽,因為它是挖掘形成。將漿料泵中,用于保持所述溝槽穩(wěn)定的,也就是說,防止塌落或崩落〔參見圖4。墻壁是構建在6-9米段在穩(wěn)定土壤,或許在不穩(wěn)定的土壤為2米至防止崩落或下滑。此前混凝土澆筑,制作鋼筋籠放置在挖掘,泥漿填充溝里面。具體是由下向上灌入,取代的膨潤土泥漿,其被泵出并循環(huán)使用。管理漿量,混凝土澆筑中可能發(fā)生的段。可替代的〔主鏈段可首先構建,隨后剩余的〔次要的段;段延伸的壁的整個深度。分開的各個凝固階段,暫時隔離接頭必須被使用。泥漿墻通常是留在原處,并作為永久性地下結構體系的組成部分。然而,泥漿墻的施工要求相對較重的設備與鋼板樁或鉆孔樁墻系統(tǒng)相比。與漿料的使用和回收相關的成本保護環(huán)境可能使系統(tǒng)的吸引力。成本比以前所討論的,這主要是由于一個現(xiàn)場膨潤土廠成本的其他系統(tǒng)為高。圖4.典型的連續(xù)墻施工程序〔a直線溝槽開挖〔b膨潤土泥漿的位置〔c放置籠到溝槽〔d混凝土和泥漿的回收安置〔e開挖和安裝搭背2.4．鉆孔樁墻鉆孔樁墻使?jié)沧@孔的孔〔CIDH序列的使用混凝土樁在相對深基坑的應用程序〔圖5。此開挖支護方法一般用于當駕駛兵樁或鋼板樁是困難的,因為現(xiàn)有的巖石土壤,這里使用的相鄰地下空間回接錨不因現(xiàn)有結構〔如墻基,隧道,污水管允許或者沒有法律權限由相應的業(yè)主,或永久性開挖支撐系統(tǒng)是需要的。該系統(tǒng)的其他重要優(yōu)勢包括對齊的更大的靈活性,并支持一個覆蓋在城市明挖施工的潛力。〔的MacNab,2002;鮑爾斯,1995。對于這種開挖支護方法,旋轉鉆孔樁技術通常采用。這種技術允許最大直徑樁,并通過特別致密堅硬巖層允許樁施工。在某些情況下,鉆井流體〔如膨潤土或聚合物懸浮液或套管可能需要維持穩(wěn)定的軸。旋轉螺旋鉆樁可在直徑從350至2400毫米〔或更大;共同直徑是350?1500毫米。樁超過50米的長度就可以實現(xiàn)。鋼筋籠可能需要搭接拼接事先安置在鏜孔樁的地方長度超過鋼筋,可用長度。鉆孔可使用連續(xù)飛行螺旋推運器,它帶有土壤的表面,當螺旋推運器旋轉,并允許該孔被鉆出,同時套管,而不需要鉆孔流體來完成。鉆孔可以在沒有套管進行,在這種情況下,膨潤土〔或聚合物的漿液可能需要維持穩(wěn)定的軸。一旦鉆孔完成后,將漿料通過用混凝土填充所述軸移動;漿料被回收并在隨后的通孔重復使用。還有目前使用三種不同的鉆孔樁墻選項：分隔樁,咬合樁和樁相切〔圖5。分居樁可用于加固不穩(wěn)定或積極滑動在沒有必要的防滲臉粘性土存款或發(fā)掘,而割線和切線樁墻,可用于粘性或粒狀土挖掘。割線樁墻適合于城市環(huán)境與密集的發(fā)展。割線樁墻使用測序建設,打造環(huán)環(huán)相扣鋼筋混凝土樁建成。該系統(tǒng)提供了一個連續(xù)的混凝土面板具有優(yōu)良的水密性。當割線樁墻作為永久基礎墻的高層建筑,上面與下面的樁建設列的排列必須考慮和提供這個接口來傳遞力的細節(jié),因為它是在案件漿墻壁。行業(yè)標準公差是±3英寸〔±75毫米為中心的在樁的頂部的位置和0.5％〔1200,從垂直偏差。然而,使用模板可以定期獲得±1中心位置英寸〔±25毫米,采用功能強大的設備〔如鮑爾BG40鉆機可以達到0.2-0.3％垂直度在100英尺〔30米的孔深度。實際井眼定位和傾斜度可以使用各種技術〔如傾斜儀和聲納技術進行驗證。圖5.〔a正割墻施工〔b放置籠到溝槽切線樁墻系統(tǒng)是類似的割線樁墻系統(tǒng)在所有方面只是將樁被設計成觸摸,而不是彼此相交。因為這是沒有必要鉆透先前放置的樁,施工時間縮短。然而,均勻的混凝土面不產(chǎn)生用此方法。這種類型的墻不能作為防水層,但有效的保持土壤。如果地下水位是挖掘的基礎上,規(guī)定將用于脫水或排水。當后要支持的挖土是一致的并沒有必要從施工現(xiàn)場的獨立〔不接觸CIDH混凝土樁,單行限制地下水都可以使用。該系統(tǒng)使地下水進入現(xiàn)場的出土部分,從而防止積聚在墻后水壓力。以允許相鄰的樁,從而避免了使用主樁或滯后之間的土壤拱起,相鄰的樁之間的中心到中心的間距一般不應超過樁直徑約2倍。結構鋼的形狀可以被用作一個替代CIDH混凝土樁。由于樁間土的空白被開挖過程中暴露出來,這個選項適用于公司,以僵硬的粘性土壤。當使用時,該方法將是更經(jīng)濟的,比切線樁墻系統(tǒng)更快。每壁單位長度所需的抗彎強度是根據(jù)土壤和開挖深度的類型,這決定了樁徑和允許間距。3．改進通過非對稱配筋鉆孔樁墻常規(guī)鉆孔樁壁可用于在寬范圍內的高度的,所有類型的土壤中,上面和下面的地下水位,并靠近屬性的線條和約束市區(qū)。鉆孔樁墻不會對目前具有沖擊或振動打入樁或使用泥漿的環(huán)境或結算并發(fā)癥。相對于鋼板樁和樁士兵和滯后系統(tǒng),鉆孔樁墻有被用來作為永久地下室墻壁稍加修改,從而避免了需要臨時開挖支撐〔的MacNab,2002部分優(yōu)勢。由于其通用性,降低建設成本將使鉆孔樁墻更具吸引力。近年來,一種新的方法來加固的鋼筋混凝土矩形截面的設計的最佳配比已經(jīng)開發(fā)出來,實現(xiàn)了鋼鐵的數(shù)量和建筑成本顯著降低〔埃爾南德斯-蒙特斯等,2004,2005;阿舍姆等,2006;埃爾南德斯-蒙特斯等,2008;Lee等,2009。前面工作的主要貢獻是承認,也許是第一次,加固方案的一個無限數(shù)字可以提供部分具有足夠的強度,這方面的知識使得工程師能夠選擇加固的最佳組合考慮結構性和非結構性〔如建筑相關的問題。在參照承受軸向載荷和力矩的組合列的設計中,這些最近的發(fā)展有實際上受限的應用,而廣為人知的傳統(tǒng)方法〔適用于與傳統(tǒng)的對稱加固例保持主導地位。這是預期在需要對稱的加固,例如當負逆轉下風或地震發(fā)生。圖7.西班牙巴塞羅那施工樁〔a傳統(tǒng)的加固〔b使用單桿加固優(yōu)化直徑〔c使用兩個鋼筋直徑優(yōu)化加固。然而,用于大地保留結構元件不大可能遇到彎矩的顯著逆轉。在這些情況下,相比于常規(guī)加強部使用非對稱布置的縱向鋼筋賦予大量節(jié)省。圓形橫截面組成的墻墩的分析和設計是由吉爾-馬丁等人近期解決?！?0XX。這些元件經(jīng)受軸向載荷〔壓縮或拉伸的組合和彎曲力矩,使它們非常適合于最佳化。傳統(tǒng)上,縱筋為一個圓形的橫截面并包括相同直徑〔英鎊的多個間隔開的桿周圍的部分的圓周上,通過所需要的蓋的距離從部件的表面均勻地分段〔見圖6。當然,傳統(tǒng)的鋼筋配置,非常適合成員體驗的軸向載荷力矩〔N-M的要求,在三維空間〔一個N-M相互作用的表面內鋪設近似對稱的,即,MH=常數(shù),其中h是角度對MX軸的MX-我的飛機。與此相反,如圖所示由Gil-Martin等人。〔20XX,其中N-M的要求缺乏這種對稱性,主要優(yōu)點可以通過使用非均勻鋼筋混凝土圓形碼頭〔見圖7來實現(xiàn)。在某些類型的工程建設,如保留了圓形橋墩支撐墻壁,與非對稱配筋這種新型樁有一個直接的應用。該系統(tǒng)的專利在西班牙〔恩里克埃爾南德斯-蒙特斯等人,2010。對鉆孔灌注樁樁墻的新的改進的理論基礎在吉爾-馬丁等人的解釋?！?0XX。我們的目標是,通過一個迭代過程,最大限度地位于所述樁的拉伸區(qū)域中的加強件的桿臂。這使得相應的減少的需要提供抗彎強度張力鋼筋量,在很大程度上消除了縱筋在壓縮區(qū)。新的優(yōu)化過程中已被應用到兩個加強配置：僅使用一個桿的直徑或使用兩個桿直徑為縱筋。加固圍繞周邊的間距也變化,以濃縮受拉鋼筋從中性軸盡可能遠,同時提供鋼的最小量別處限制蠕變和收縮的影響。該程序引入了一個額外的安全系數(shù)考慮到施工過程中引入的不確定性,如在定位鋼筋籠的錯誤。4．案例研究–西班牙構建非對稱橋墩加固前面已經(jīng)介紹了如何將傳統(tǒng)堆砌的墻壁可以用鋼材的對稱位置來構建。在本節(jié)中關于性能和鋼的非對稱安置的成本的影響進行了研究。還提出了一個案例研究傳統(tǒng)和是非對稱鋼筋樁施工后獲得1年變形測量。圖8.在對稱和非對稱地增強樁原位拼接圖9使用中央繪酒吧作為安裝協(xié)議的一部分,一個是非對稱加固樁。馬德里和巴塞羅那之間的高速鐵路線在20XX的建設,對于剪切和覆蓋建設在巴塞羅那的會議期間,得到與非對稱鋼筋樁最初的實踐經(jīng)驗。五個碼頭采用非對稱分布鋼筋與許多傳統(tǒng)鋼筋碼頭建成,超過500米的伸展在巴塞羅那。開挖深為10米,并使用分離的橋墩分別為18米長,1.20米直徑為支撐,并在間隔的中心1.40米。圖。圖1a示出了非對稱加強樁構成的區(qū)域的橫截面。設計彎矩為1592千牛米,軸向力約為零。鋼筋被指定為B-500-S,它具有500兆帕的特性屈服強度。混凝土被指定為C-30,其具有30MPa的特征抗壓強度。利用縱向鋼筋的傳統(tǒng)布局設計所需20條直徑為25mm〔20英鎊25,用8毫米直徑300mm環(huán)形箍。傳統(tǒng)的縱筋〔20英鎊25的總面積為9817平方毫米或毛截面面積的1.25％。橫截面示出常規(guī)的和優(yōu)化的桿位置示于圖7。表3總結了條形組合物,縱筋的面積,并且抗折強度為傳統(tǒng)的和優(yōu)化的樁。如表3所示,可以節(jié)省在縱筋的量的44％時,使用了兩種不同的鋼筋直徑,如圖達到了。圖7c,即使同時提供增加了10％,在設計彎曲強度與常規(guī)設計〔圖7a相比較。考慮到每一堆的全球成本,采用非對稱鋼筋樁引入節(jié)省,除了挖掘成本所有費用項目〔鋼材,籠,運輸和時間設置的籠中孔的制造和混凝土。在案例研究中,總共節(jié)省了建筑圍護結構的總成本的13％已經(jīng)實現(xiàn)。由于加強件通常鋼筋樁柱的極性對稱,瞬間阻力僅略有變化與對樁的中心軸保持架的旋轉;這種效應通常是被忽視的,而籠應在鉆出的孔為中心,沒有注意的是考慮到鋼筋籠的角度取向的控制。在非對稱地增強樁的情況下,然而,需要裝配和安裝過程中,以控制的角度取向,以確保預期的加強件被放置在樁的拉伸區(qū)。為確?，F(xiàn)場酒吧妥善安置,執(zhí)行協(xié)議,建立了使用在巴塞羅那實地考察。涂料被施加到位于所述濃縮拉鋼筋的中心桿〔參見圖9,或在兩根桿最接近中心中的一個偶數(shù)濃酒吧,視覺差異的情況。在巴塞羅那的現(xiàn)場研究中使用的六個樁檢測的評價與非對稱與傳統(tǒng)鋼筋樁相關的側向變形。三個儀表樁用傳統(tǒng)的加固和三有非對稱配筋。每個儀表堆有兩個載附于樁,截然相反的縱向鋼筋管道內傾角。測斜儀探頭,以測量樁的變形范圍內的后裔。一旦已獲得了從垂直在樁深度在角度變化時,橫向位移可以通過積分來計算。在測試過程中,測量得到每0.5米的深度,在每個管道。測量結果表明,后混凝土保護層樓板的安置非對稱鋼筋樁的水平位移很小〔約2.5毫米與經(jīng)歷了由常規(guī)的〔約3.5毫米的位移比較。圖。兩樁柱11地塊變形測量開挖后執(zhí)行2個月后1年。圖10.極限彎矩強度的變化作為一個函數(shù)在大約碼頭軸線的鋼筋籠的非對稱,旋轉誤差樁圖11.兩樁變形測量5．為提高鉆孔樁墻替代部分懸臂式支護系統(tǒng)抵抗側向荷載完全通過下面開挖埋設樁〔見圖12A;足夠的埋置深度是需要抵抗側向力,并從留存地球產(chǎn)生的時刻。隨著開挖深度超過約3-5米〔即地下室的建筑物開挖的情況下超過一層,經(jīng)濟方面的考慮,通常需要提供水平限制在一個或多個中間深處。的約束可以由內部支撐的挖掘中完成〔在淺挖掘更深的挖掘或對角線耙括號例如水平支桿或使用回接入大地保留〔參見圖12b。中間水平的限制減少所需