水力吹填手册 适用于疏浚和填筑工程PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 水力吹填陆域形成 1

1.2 历史回顾与前景展望 1

1.3 编写背景与目标 3

1.4 设计原理 3

1.5 手册的结构、内容与使用 4

第2章 项目启动 8

2.1 概述 9

2.2 陆域吹填项目的基本因素 9

2.2.1 概念设计 10

2.2.2 吹填物料的可获得性 10

2.2.3 数据收集 10

2.2.4 环境要求 11

2.2.5 可行性研究 11

2.2.6 项目初步进度计划 14

2.2.7 法律问题 14

2.2.8 合同类型 14

2.3 设计 17

2.3.1 设计阶段 17

2.4 选择施工方法的注意事项 18

2.5 系统工程 18

第3章 数据收集 22

3.1 简介 23

3.2 合同内容的数据判读 24

3.3 案头研究 26

3.4 所需数据 27

3.4.1 水深或地形数据 27

3.4.2 地质与土质信息 27

3.4.3 水文、气象、地貌和环境数据 32

3.4.4 海底障碍物 35

3.5 典型的砂源现场调查 36

3.6 编制报告 37

3.6.1 土壤和岩石的分类与描述 38

3.6.2 基于静力触探测试的土壤分类 40

3.7 数据在项目不同阶段的使用 42

3.7.1 施工前 42

3.7.2 施工阶段 42

3.7.3 施工后 43

3.7.4 数据集及要求 43

3.8 地质统计方法 43

3.8.1 概述 43

3.8.2 方法 44

3.8.3 地质统计软件 45

第4章 疏浚设备 47

4.1 简介 48

4.2 疏浚设备 50

4.2.1 吸扬式疏浚 50

4.2.2 机械式疏浚 51

4.2.3 其他类型的设备 53

4.2.4 设备的组合或疏浚链 53

4.3 操作的限制因素 54

4.3.1 波浪与涌浪 55

4.3.2 水流 55

4.3.3 对航运与其他当事者的妨碍 56

4.3.4 环境保护导致的限制因素 56

4.4 吹填物料的疏浚 57

4.4.1 简介 57

4.4.2 取土区的体积与尺寸 57

4.4.3 取土层的最小厚度 58

4.4.4 可疏浚性 58

4.5 物料的运输 59

4.5.1 简介 59

4.5.2 利用管道进行水力输送 60

4.5.3 利用自航耙吸挖泥船或驳船运输 60

4.6 疏浚设备的使用特性 61

4.7 疏浚成本计算的基础 68

第5章 取土区的选择 73

5.1 选择取土区时的注意事项 74

5.2 潜在吹填物料的质量 75

5.2.1 疏浚引起的级配变化 75

5.2.2 替代的吹填物料 75

5.3 取土区收集的数据 75

5.3.1 为质量评估收集的数据 76

5.3.2 为数量评估收集的数据 76

5.3.3 为可挖性评估收集的数据 76

5.4 可用吹填物料的数量 77

5.4.1 体积膨胀 77

5.4.2 损失量 78

5.4.3 边坡稳定性 78

5.4.4 地质统计学方法 79

5.5 边界条件 79

第6章 吹填区的规划与施工方法 82

6.1 工程的规划 83

6.1.1 简介 83

6.1.2 施工准备 85

6.1.3 施工与监测 86

6.1.4 遣散、清场与维护 86

6.1.5 项目进度计划范例 86

6.2 吹填工程的施工计划 88

6.3 填筑方法 88

6.4 围堰施工 89

6.4.1 一般原则 89

6.4.2 围堰的施工方法 90

6.5 吹填物料的放置 93

6.5.1 在水下抛填大量吹填物料 93

6.5.2 使用排放管道放置吹填物料 95

6.5.3 艏喷 98

6.5.4 摊铺 98

6.6 与填筑方法有关的吹填土体特性 99

6.7 劣质物料的管理 100

6.7.1 黏性细颗粒物料的使用 100

6.7.2 沉淀池 100

第7章 地基加固 103

7.1 简介 104

7.2 地基加固的益处 105

7.3 地基加固技术概述 106

7.4 有、无竖向排水的预压加固 109

7.4.1 预压加固的目的与原理 109

7.4.2 竖向排水 110

7.5 密实 111

7.5.1 简介 111

7.5.2 表面振动密实 112

7.5.3 深层振动密实 113

7.5.4 动力密实 118

7.5.5 爆炸密实 120

7.6 土壤置换 122

7.6.1 简介 122

7.6.2 土壤清除与置换 122

7.6.3 碎石桩 122

7.6.4 振动挤密砂桩（套管端部封闭） 124

7.6.5 土工织物袋装砂桩 125

7.6.6 强夯置换 126

7.7 掺合料与现场土壤的拌和 127

第8章 吹填区的设计 130

8.1 设计原理 131

8.1.1 边界条件 132

8.1.2 施工方法 132

8.1.3 设计周期 132

8.1.4 失效概率与测试 132

8.2 吹填土体的基本特性 133

8.2.1 吹填土体的强度——承载力与边坡稳定性 133

8.2.2 吹填土体的刚度——沉降、水平变形与偏差 134

8.2.3 吹填土体和地基的密度——抗液化能力 134

8.2.4 吹填土体的渗透性——排水能力 135

8.2.5 吹填区地面的高程——安全防范洪水与侵蚀 135

8.3 密度 135

8.3.1 关键参数的定义 135

8.3.2 密度比 136

8.3.3 土样的密度或密度比的使用 137

8.3.4 粒径分布对土样密度的影响 139

8.3.5 密度测量 140

8.3.6 水力吹填物料密实前典型的相对密度值 143

8.4 吹填土体与地基的强度（承载力与边坡稳定性） 143

8.4.1 简介 143

8.4.2 抗剪强度 144

8.4.3 相关的失效模式 156

8.5 刚度与变形 178

8.5.1 简介 178

8.5.2 刚度 178

8.5.3 变形 181

8.5.4 限制沉降的方法 188

8.6 液化与地震 189

8.6.1 概述 189

8.6.2 认识过程 191

8.6.3 流滑与循环软化 195

8.6.4 液化敏感性的评估 197

8.6.5 液化引起的运动 206

8.6.6 吹填土特性的液化评估 210

8.6.7 有关土壤类型的说明（钙质砂和其他非标准砂） 214

第9章 特殊吹填物料与不良天然地基 216

9.1 黏性或细颗粒吹填物料 217

9.1.1 简介 217

9.1.2 细颗粒的分离 219

9.1.3 软弱黏土或软弱淤泥 220

9.1.4 硬黏性土或粉土 234

9.2 碳酸盐砂吹填物料 237

9.2.1 简介 237

9.2.2 碳酸盐砂的来源与成分 238

9.2.3 碳酸盐砂的典型特性 239

9.2.4 碳酸盐砂的力学特性 242

9.2.5 使用碳酸盐砂作为吹填物料 246

9.3 水力吹填岩石 251

9.3.1 简介 251

9.3.2 块体的大小 251

9.3.3 密实与密实结果的测量 252

9.3.4 级配 252

9.3.5 碎屑 252

9.3.6 磨损 252

9.3.7 岩石疏浚的泵送距离 253

9.3.8 岩石吹填物料的规格 253

9.4 不良天然地基 254

9.4.1 敏感黏土 254

9.4.2 泥炭 256

9.4.3 冰碛土 257

9.4.4 盐沼 258

9.4.5 喀斯特 261

9.4.6 铁矾土（红土） 263

第10章 其他设计问题 266

10.1 简介 267

10.2 排水 267

10.2.1 渗透 268

10.2.2 地表径流 268

10.2.3 人工排水系统 269

10.3 风蚀 271

10.4 护坡、护岸和护底 273

10.5 吹填工程与土建工程之间的相互影响 274

10.5.1 综述 274

10.5.2 基础 274

10.5.3 施工程序 275

10.5.4 对现有建筑物的影响 275

10.6 地震 277

10.7 海啸 280

第11章 监测与质量控制 281

11.1 简介 282

11.2 质量控制计划 284

11.3 监测与测试 286

11.3.1 几何尺寸 286

11.3.2 吹填物料的特性 287

11.3.3 吹填土体的特性 288

11.3.4 环境监测 294

第12章 技术规格书 296

12.1 简介 297

12.2 角色和职责 297

12.3 项目要求的检查清单 299

12.4 技术规格书评论实例 302

12.4.1 简介 302

12.4.2 工程的描述 304

12.4.3 标准 304

12.4.4 数据收集（参见第3章） 304

12.4.5 疏浚设备与施工方法（参见第4章） 305

12.4.6 取土区的选择——吹填物料的质量（参见第5章） 307

12.4.7 吹填区的施工方法（参见第6章） 309

12.4.8 环境影响 310

12.4.9 吹填区的设计（参见第8章） 311

12.4.10 地基加固（参见第7章） 315

12.4.11 特殊吹填物料（参见第9章） 317

12.4.12 其他设计问题（参见第10章） 317

12.4.13 监测与质量控制（参见第11章） 318

附录A 疏浚设备 327

A.1 绞吸挖泥船（CSD） 327

A.1.1 总体布置 327

A.1.2 疏浚方法 328

A.1.3 可能性与局限性 331

A.1.4 辅助设备 333

A.1.5 产量 333

A.2 自航耙吸挖泥船（TSHD） 334

A.2.1 总体布置 334

A.2.2 疏浚方法 334

A.2.3 可能性与局限性 336

A.2.4 辅助设备 337

A.2.5 产量 337

A.3 反铲挖泥船 338

A.3.1 总体布置 338

A.3.2 疏浚方法 339

A.3.3 可能性与局限性 339

A.3.4 辅助设备 340

A.3.5 产量 341

A.4 抓斗挖泥船 341

A.4.1 总体布置 341

A.4.2 疏浚方法 342

A.4.3 可能性与局限性 343

A.4.4 辅助设备 343

A.4.5 产量 344

A.5 吸扬挖泥船（SD），吸盘挖泥船 344

A.5.1 总体布置 344

A.5.2 疏浚方法 345

A.5.3 可能性与局限性 345

A.5.4 辅助设备 346

A.5.5 产量 346

A.6 链斗挖泥船（BD） 346

A.6.1 总体布置 346

A.6.2 疏浚方法 347

A.6.3 可能性与局限性 347

A.6.4 辅助设备 348

A.6.5 产量 348

A.7 注水疏浚船 348

A.7.1 总体布置 348

A.7.2 疏浚方法 348

A.7.3 可能性与局限性 348

A.7.4 辅助设备 350

A.7.5 产量 350

A.8 辅助设备 350

A.8.1 作业船 350

A.8.2 测量船 351

A.8.3 管线输送 351

A.8.4 泥驳和吹泥船 354

A.8.5 摊铺浮箱 355

A.8.6 接力泵站 356

A.8.7 吹填物料的铺开或土方搬运 356

附录B 现场勘察与监测的技术和方法 358

B.1 水深测量 358

B.1.1 回声测深设备的类型 358

B.1.2 测量过程 360

B.2 地质与土工工程调查 362

B.2.1 地球物理学的方法 362

B.2.2 取样法 365

B.2.3 测试 369

B.3 水文、地貌和气象数据 379

B.3.1 水位 380

B.3.2 水流 381

B.3.3 波浪 381

B.3.4 水温和盐度 382

B.3.5 风 382

B.3.6 气压 383

B.3.7 能见度 383

B.3.8 风暴路径 383

B.3.9 沉降模拟试验 383

B.3.10 混浊度 384

B.3.11 溶解氧 385

B.3.12 总悬浮固体量（TSS） 385

B.4 海底障碍物的探测 386

B.4.1 旁侧声呐（SSS） 386

B.4.2 多波束声呐或多波束测深仪（MBES） 387

B.4.3 磁力测量法 387

B.5 监测 388

B.5.1 承载力监测 388

B.5.2 边坡稳定性监测 390

B.5.3 变形监测 390

B.5.4 环境监测 393

附录C 相关关系与修正方法 395

C.1 密度 395

C.1.1 最大孔隙比emax、最小孔隙比emin与棱角度、均匀性系数Cu的关系（Youd） 395

C.1.2 最大普氏密度ρdmax与均匀性系数Cu的关系 396

C.1.3 相对密度Re与锥体贯入阻力qc的关系（Baldi） 396

C.1.4 相对密度Re与标准贯入击数N值的关系（Gibbs和Holtz） 397

C.2 强度 397

C.2.1 有效摩擦角？′与锥体贯入阻力qc的关系 397

C.2.2 有效摩擦角？′与qc和K0的关系 397

C.2.3 有效摩擦角？′与标准贯入击数N值的相关关系 397

C.2.4 锥体贯入阻力qc与标准贯入击数N值的相关关系 397

C.2.5 cu-SPT 397

C.3 刚度与变形 400

C.3.1 杨氏模量——qc 400

C.3.2 不排水模量——cu，Ip，OCR 401

C.4 相对密度—修正方法 402

C.4.1 可压缩性砂相对密度qc的修正 402

C.4.2 钙质砂和碳酸盐砂的锥体贯入阻力qc与相对密度的相关关系 402

C.4.3 饱和沙沉积物的修正 404

C.4.4 对细颗粒含量的修正 404

C.4.5 浅层静力触探测试值的修正 405

附录D 岩土工程原理 406

D.1 密度 406

D.2 强度 406

D.2.1 承载力计算——Meyerhof（1951，1953，1963） 406

D.2.2 挤压——Matar-Salencon的计算法则 410

D.3 刚度与变形 411

D.3.1 最终主沉降——Terzaghi 411

D.3.2 竖向固结（时效主沉降）——Terzaghi 412

D.3.3 水平固结（使用竖向排水）——Barron 414

D.3.4 水平固结（涂抹作用）——Hansbo 416

D.3.5 水平固结与竖向固结的结合——Carillo 416

D.3.6 二次压缩 418

参考文献 419