具体描述
本书系统介绍了桩端后压浆技术的基本原理和设计、施工、检测成套技术，以及在典型深水桥梁基础工程中的具体应用，同时还包括该项技术在国内外推广应用的成果，以及东南大学课题组近10年的研究成果总结。
本书可供从事桩基础设计、施工、监理工作的工程技术和科研人员，以及高等院校师生参考使用。
沉入深蓝：现代海洋工程中的基础桩锚固技术 书籍简介 本书旨在全面、深入地探讨现代海洋工程领域中，应用于深水、复杂地质条件下的基础桩锚固技术。我们聚焦于那些在传统钻孔灌注桩技术范畴之外，对工程安全性和持久性提出更高要求的关键环节。本书不涉及任何关于“深水桥梁钻孔桩桩端后压浆技术”的特定内容，而是将视野扩展至更为广阔的海洋工程基础结构设计与施工领域，特别是那些依赖于新型锚固系统以确保结构稳定性的工程实践。 第一章：海洋基础工程的挑战与演进 本章首先梳理了全球海洋工程在进入深水化、极端环境化阶段所面临的核心挑战。这包括但不限于：水下高压环境对施工精度和材料性能的严苛要求；复杂海床地质（如软弱淤泥层、岩溶地貌或破碎岩带）对桩身承载力的影响；以及长期服役期间抗疲劳、抗腐蚀的耐久性需求。 我们将详细分析传统重力式基础和浅埋桩基础在面对水深超过100米、波浪力矩显著增加时的局限性。随后，本书将重点介绍海洋工程基础技术的几次重大演进，特别是从简单的摩擦桩向复合锚固系统的转变过程。这包括对桩-土界面力学特性的深入理解，以及如何通过工程手段优化这一界面性能。 第二章：深海岩体与土层特性分析 基础的锚固性能直接取决于其所处的地基条件。本章深入探讨了深海环境下的岩体和土层勘察技术。我们详述了深水取样技术（如重力活塞取样器、遥控钻具取样）的最新进展，以及如何在高水压、低能见度环境下获取具有代表性的试样。 在岩体方面，本书着重分析了岩石的强度、裂隙发育程度、水文地质条件对桩锚固效果的制约。我们引入了新的岩体分类系统，该系统专为海洋基础设计优化，侧重于评估岩石在循环荷载作用下的动态响应。 对于软弱土层，本书详细阐述了孔隙水压力耗散速率、固结特性以及剪切强度的现场测试方法（如深海CST、超静力锥形探头CMPT）。核心内容在于如何建立更符合海洋工程实际服役条件的土体本构模型，用以精确预测桩身在长期沉降和水平荷载下的受力状态。 第三章：新型深水基础桩型设计与选型 本章系统介绍了用于深水结构物（如大型浮式生产储油船FLNG、深海风力发电基础）的主要基础桩类型。我们对比分析了以下几种关键桩型： 1. 大直径钢管桩（Large Diameter Steel Piles）： 侧重于桩身刚度设计，以及如何通过优化桩身截面形状来抵抗极端弯矩。 2. 钻吸式导管桩（Drilled and Grouted Piles）： 重点分析了其在基岩锚固中的应用，以及灌注浆体对桩-岩界面的粘结作用。 3. 高承载力预制混凝土桩： 讨论了预应力技术在增加桩体抗拉和抗弯能力方面的应用，特别是在台风区的基础设计。 选择合适的桩型是锚固技术成功的前提。本书提供了一套基于多目标优化的决策流程，帮助工程师根据水深、环境荷载和地质条件，科学地选择最优基础方案。 第四章：桩基锚固的界面控制技术 锚固效果的关键在于桩身与周围介质之间的有效接触与耦合。本章详细阐述了超越传统灌浆概念的界面控制技术： 摩擦增强型桩侧处理： 探讨了使用外部套筒、外置摩擦增强材料（如特定粘土混合物或纤维增强复合材料）来提升桩侧摩阻力的技术。 自适应接头设计： 针对不同桩长段的土层变化，设计具有不同刚度或密封性能的桩身接头，确保各段荷载合理分配。 高应力锚固技术（High-Stress Anchorage）： 介绍了一种直接在桩底或桩身特定位置，通过化学或机械方式实现与硬质基岩的强力连接的非压浆锚固方法。这包括使用高强度螺栓、化学粘合剂或深层扩底技术。 第五章：水下施工精度与质量控制 深水施工过程的挑战在于对施工工具的遥控性和测量误差的补偿。本章聚焦于确保锚固质量的先进技术： 高精度定位与导向系统： 详细介绍了基于声学定位（USBL）、惯性导航系统（INS）和水下视觉传感器的桩架安装导向系统，以确保桩体入位精度在厘米级。 水下灌注与封堵： 探讨了耐水流、抗离析的高性能水下混凝土或粘结剂的配制与输送技术。重点分析了如何通过优化泵送压力和管口设计，避免泥浆回窜和空腔的形成。 无损检测（NDT）的深化应用： 介绍了水下低频声波透射法、电磁波检测法在评估长桩体内部完整性及桩-土界面粘结质量的应用规范和数据解释。 第六章：极端环境下的服役性评估与维护 海洋基础的寿命通常超过50年。本章分析了基础锚固系统在长期服役中可能遇到的性能衰减问题，以及如何进行主动维护。 腐蚀疲劳与电化学防护： 侧重于桩身钢材的腐蚀速率模型，以及牺牲阳极保护系统、外加电流保护系统在不同盐度水域下的效率评估。 基础沉降与位移监测： 介绍了利用光纤传感技术（FBG）、水听器阵列监测结构微小位移和内部应力的先进方法，实现对锚固状态的实时健康监测。 后评估与修复策略： 当检测到锚固性能下降时，本书提供了几种非介入式或微创式的修复方案，例如针对桩侧缝隙的压力注浆修复（区别于初始桩端后压浆）或局部结构加固技术。 通过对这些前沿技术和实践案例的详细剖析，本书旨在为深水工程领域的结构工程师、地基处理专家及项目管理者提供一个全面、实用的技术参考，以应对未来更具挑战性的海洋工程基础建设需求。
作者简介
目录信息
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 后压浆技术的产生
1.3 后压浆桩的分类
1.3.1 后压浆桩的定义
1.3.2 桩端后压浆施工工艺分类
1.4 后压浆桩技术的研究现状
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
1.5 桩端后压浆桩的优缺点
1.5.1 优点
1.5.2 缺点
第2章 桩端后压浆提高承载力的原理
2.1 传统钻孔桩的工艺缺陷
2.2 泥皮、沉渣对桩承载力的影响
2.2.1 泥皮对桩承载力的影响
2.2.2 沉渣对桩承载力的影响
2.3 提高承载力的机理分析
2.3.1 压浆适应的地层及其选择
2.3.2 灌注理论
2.3.3 影响桩端后压浆桩承载力的主要因素
2.3.4 提高承载力的机理
2.4 柱球扩张理论在后压浆理论分析中的应用
2.4.1 基本假定
2.4.2 桩端土的球穴扩张问题
2.5 室内注浆试验研究
2.5.1 饱和与非饱和土注浆效果研究
2.5.2 不同注浆压力的注浆效果研究
2.5.3 注浆固化物强度随时间发展规律的研究
2.5.4 不同注浆添加剂的注浆效果研究
2.5.5 不同外界条件对固化物强度、结构的影响分析
2.5.6 注浆机理小结
第3章 桩端后压浆的数值模拟分析
3.1 后压浆有限元分析
3.1.1 土的本构模型
3.1.2 计算模型
3.1.3 桩端加固体参数对桩端承载力影响的计算
3.1.4 苏通大桥二期试桩有关参数的反分析
3.2 考虑时间效应的有限元分析
3.2.1 有限元模型
3.2.2 计算结果分析
3.2.3 桩端后压浆作用长期效应的原位试验
第4章 桩端后压浆桩设计
4.1 引言
4.2 已有估算公式的评价
4.2.1 合理压浆量
4.2.2 压浆压力
4.2.3 后压浆桩承载力
4.3 后压浆桩的建议计算公式
4.3.1 后压浆桩注浆量的建议公式
4.3.2 后压浆桩承载力计算的建议公式
4.4 后压浆桩的沉降计算方法
第5章 桩端后压浆施工与检测
5.1 后压浆施工工艺
5.1.1 工艺流程
5.1.2 压浆管的布置及压浆管的制作要求
5.1.3 浆液性能要求
5.1.4 压浆工艺系数及控制
5.1.5 压浆顺序和时间
5.1.6 施工技术要求
5.1.7 设备要求
5.1.8 压浆施工注意事项
5.1.9 压浆施工中出现的问题和处理措施
5.2 压浆效果检测
5.2.1 取芯检测
5.2.2 CT检测
5.2.3 静载试验
第6章 工程应用
6.1 苏通大桥
6.1.1 工程概况
6.1.2 试桩结果分析
6.2 东海大桥
6.2.1 工程概况
6.2.2 试桩结果分析
6.2.3 压浆效果分析
6.2.4 桩端压浆施工工艺
6.3 杭州湾跨海大桥
6.3.1 工程概况
6.3.2 试桩结果分析
6.4 上海沪崇苏通道上海长江大桥
6.4.1 工程概况
6.4.2 试桩结果分析
6.5 印尼Suramadu大桥
6.5.1 工程概况
6.5.2 试桩结果分析
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
附录
附录1 总承载力数据统计
附录2 端阻提高系数数据统计
附录3 桩侧摩阻力提高系数数据统计
附录4 侧阻提高系数方程式形式数据统计
附录5 总承载力方程形式数据统计
参考文献
· · · · · · (收起)
1.1 研究背景
1.2 后压浆技术的产生
1.3 后压浆桩的分类
1.3.1 后压浆桩的定义
1.3.2 桩端后压浆施工工艺分类
1.4 后压浆桩技术的研究现状
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
1.5 桩端后压浆桩的优缺点
1.5.1 优点
1.5.2 缺点
第2章 桩端后压浆提高承载力的原理
2.1 传统钻孔桩的工艺缺陷
2.2 泥皮、沉渣对桩承载力的影响
2.2.1 泥皮对桩承载力的影响
2.2.2 沉渣对桩承载力的影响
2.3 提高承载力的机理分析
2.3.1 压浆适应的地层及其选择
2.3.2 灌注理论
2.3.3 影响桩端后压浆桩承载力的主要因素
2.3.4 提高承载力的机理
2.4 柱球扩张理论在后压浆理论分析中的应用
2.4.1 基本假定
2.4.2 桩端土的球穴扩张问题
2.5 室内注浆试验研究
2.5.1 饱和与非饱和土注浆效果研究
2.5.2 不同注浆压力的注浆效果研究
2.5.3 注浆固化物强度随时间发展规律的研究
2.5.4 不同注浆添加剂的注浆效果研究
2.5.5 不同外界条件对固化物强度、结构的影响分析
2.5.6 注浆机理小结
第3章 桩端后压浆的数值模拟分析
3.1 后压浆有限元分析
3.1.1 土的本构模型
3.1.2 计算模型
3.1.3 桩端加固体参数对桩端承载力影响的计算
3.1.4 苏通大桥二期试桩有关参数的反分析
3.2 考虑时间效应的有限元分析
3.2.1 有限元模型
3.2.2 计算结果分析
3.2.3 桩端后压浆作用长期效应的原位试验
第4章 桩端后压浆桩设计
4.1 引言
4.2 已有估算公式的评价
4.2.1 合理压浆量
4.2.2 压浆压力
4.2.3 后压浆桩承载力
4.3 后压浆桩的建议计算公式
4.3.1 后压浆桩注浆量的建议公式
4.3.2 后压浆桩承载力计算的建议公式
4.4 后压浆桩的沉降计算方法
第5章 桩端后压浆施工与检测
5.1 后压浆施工工艺
5.1.1 工艺流程
5.1.2 压浆管的布置及压浆管的制作要求
5.1.3 浆液性能要求
5.1.4 压浆工艺系数及控制
5.1.5 压浆顺序和时间
5.1.6 施工技术要求
5.1.7 设备要求
5.1.8 压浆施工注意事项
5.1.9 压浆施工中出现的问题和处理措施
5.2 压浆效果检测
5.2.1 取芯检测
5.2.2 CT检测
5.2.3 静载试验
第6章 工程应用
6.1 苏通大桥
6.1.1 工程概况
6.1.2 试桩结果分析
6.2 东海大桥
6.2.1 工程概况
6.2.2 试桩结果分析
6.2.3 压浆效果分析
6.2.4 桩端压浆施工工艺
6.3 杭州湾跨海大桥
6.3.1 工程概况
6.3.2 试桩结果分析
6.4 上海沪崇苏通道上海长江大桥
6.4.1 工程概况
6.4.2 试桩结果分析
6.5 印尼Suramadu大桥
6.5.1 工程概况
6.5.2 试桩结果分析
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
附录
附录1 总承载力数据统计
附录2 端阻提高系数数据统计
附录3 桩侧摩阻力提高系数数据统计
附录4 侧阻提高系数方程式形式数据统计
附录5 总承载力方程形式数据统计
参考文献
· · · · · · (收起)
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