《城市地下空間深開挖施工風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警》為國(guó)家“十二五”重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目、國(guó)家出版基金資助項(xiàng)目、上海市高校服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略出版工程入選項(xiàng)目。
《城市地下空間深開挖施工風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警》全書對(duì)城市地下空間深基坑開挖工程的安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警進(jìn)行研究,定量化考慮工程經(jīng)濟(jì)與安全的博弈,系統(tǒng)地闡述了城市地下深開挖工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系,提出沒有鄰近環(huán)境安全要求下深開挖工程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn),以及鄰近地下管線及建筑物等有安全要求的深開挖工程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)。全書系統(tǒng)性強(qiáng),較全面地考慮了實(shí)際工程情況,首次基于風(fēng)險(xiǎn)分析的理論,對(duì)城市中深開挖工程的安全預(yù)警問題進(jìn)行研究,有助于對(duì)傳統(tǒng)的確定性安全預(yù)警方法進(jìn)行改進(jìn),并提出了保障工程施工安全的新思路,有利于推動(dòng)地下深開挖工程的管理和施工技術(shù)的發(fā)展。
《城市地下空間出版工程·防災(zāi)與安全系列:城市地下空間深開挖施工風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警》采用風(fēng)險(xiǎn)理論對(duì)城市地下空間深基坑開挖工程的安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警進(jìn)行研究,以不確定性概率分析方法建立預(yù)警體系,將深基坑工程安全預(yù)警從傳統(tǒng)的單級(jí)控制,變?yōu)榉旨?jí)控制;從傳統(tǒng)的固定預(yù)警標(biāo)準(zhǔn),變?yōu)殡S開挖施工的動(dòng)態(tài)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn),這使工程安全措施更能夠有的放矢,更加符合工程實(shí)際。書中詳細(xì)論述城市地下空間深基坑開挖工程的安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系和預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方法。
城市地下空間是在不確定性的巖土介質(zhì)中開挖形成的,其開挖施工過程具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性。隨著城市地下空間功能及規(guī)劃要求的提高,其埋置深度愈來愈深。以上海為例,地鐵開挖的最大深度已達(dá)地表下40m,日后可能還會(huì)更深。另外,城市地下空間建設(shè)前,鄰近地面和地下已有建筑物、道路、地下管線、已有地下空間等各類建(構(gòu))筑物,使得在深開挖時(shí)除了須關(guān)注本體地下空間基坑的安全外,還必須要對(duì)先期修建的建(構(gòu))筑物予以有效保護(hù)。新加坡2004年4月地鐵工作井施工中的塌方事故、2007年的巴西地鐵事故、2008年11月發(fā)生在杭州地鐵建設(shè)中的地鐵車站開挖導(dǎo)致周邊塌方事故等,無不觸目驚心,每次事故造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)負(fù)面影響,已經(jīng)成為政府關(guān)注和亟待解決的極大難題,這使我們深刻認(rèn)識(shí)到在地下工程建設(shè)中面臨的巨大挑戰(zhàn),使得在城市修建地下空間期間,其安全風(fēng)險(xiǎn)控制顯得尤為重要。為此,如何在地下空間深基坑開挖前和開挖中,對(duì)其安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警設(shè)計(jì),進(jìn)而對(duì)開挖期間的安全風(fēng)險(xiǎn)控制進(jìn)行研究,則具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。
本書采用風(fēng)險(xiǎn)理論對(duì)城市地下空間深基坑開挖工程的安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警進(jìn)行研究,以不確定性概率分析方法建立預(yù)警體系,將深基坑工程安全預(yù)警從傳統(tǒng)的單級(jí)控制,變?yōu)榉旨?jí)控制;從傳統(tǒng)的固定預(yù)警標(biāo)準(zhǔn),變?yōu)殡S開挖施工的動(dòng)態(tài)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn),這使工程安全措施更能夠有的放矢,更加符合工程實(shí)際。書中詳細(xì)論述城市地下空間深基坑開挖工程的安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系和預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方法。全書包括7章內(nèi)容,第1章介紹深基坑開挖安全預(yù)警的重要性以及目前研究現(xiàn)狀及存在問題;第2章通過實(shí)際案例介紹深基坑工程施工風(fēng)險(xiǎn)事故模型及預(yù)警指標(biāo);第3章介紹城市地下深開挖工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系,包括監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要發(fā)展及預(yù)警體系構(gòu)建;第4章論述沒有鄰近環(huán)境嚴(yán)格要求,即“綠場(chǎng)”下深開挖工程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn);第5章論述深開挖工程鄰近有地下管線或建筑物時(shí)工程開挖安全風(fēng)險(xiǎn)與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)的相關(guān)性;第6章給出考慮環(huán)境條件下的深開挖工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì);第7章介紹深基坑開挖工程安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方法及2個(gè)典型的工程案例。后記中則指出了深開挖安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的未來發(fā)展方向。
本書是在國(guó)家973、國(guó)家自然科學(xué)基金以及上海市科委科技攻關(guān)等多項(xiàng)項(xiàng)目資助下研究成果的總結(jié),所取得的成果獲2011年上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng),是一本較為系統(tǒng)地總結(jié)城市地下空間深開挖基坑工程安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警領(lǐng)域科研成果的專著。本書主要讀者對(duì)象是巖土及地下工程的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)等單位的管理與工程技術(shù)人員,以及高等學(xué)校土木工程專業(yè)的師生,也可供相關(guān)專業(yè)的科研和技術(shù)人員參考使用。
本書在編撰過程中還得到了總參工程兵第四設(shè)計(jì)研究院的支持,以及胡群芳、張冬梅、薛亞東、尹振宇等的幫助,在此一并對(duì)他們表示衷心感謝。由于作者水平有限,不足之處在所難免,尚祈各界讀者朋友不吝批評(píng)指正。
黃宏偉,工學(xué)博士,同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院副院長(zhǎng)、教授、博士生導(dǎo)師,教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授,“新世紀(jì)百千萬(wàn)人才工程”國(guó)家級(jí)人選,首批教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃入選者,上海市優(yōu)秀學(xué)科帶頭人,首批上海曙光學(xué)者,法國(guó)南特中央理工大學(xué)訪問教授,國(guó)際土力學(xué)與巖土工程學(xué)會(huì)會(huì)員,美國(guó)ASCE巖土風(fēng)險(xiǎn)管理委員會(huì)委員,國(guó)際隧道協(xié)會(huì)委員,國(guó)際巖土安全網(wǎng)絡(luò)組織核心成員,中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)工程風(fēng)險(xiǎn)與保險(xiǎn)研究分會(huì)理事長(zhǎng),中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)常務(wù)理事,中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)理事,中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)隧道及地下工程分會(huì)常務(wù)理事,上海防災(zāi)救災(zāi)研究所風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究室主任,國(guó)際期刊及國(guó)內(nèi)多家期刊編委。長(zhǎng)期從事隧道及地下工程專業(yè)的教學(xué)和科研工作,研究方向?yàn)樗淼兰暗叵鹿こ田L(fēng)險(xiǎn)與災(zāi)害分析、動(dòng)態(tài)反饋分析、隧道長(zhǎng)期性態(tài)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)等,圍繞巖土及地下工程,在國(guó)內(nèi)率先開展了工程風(fēng)險(xiǎn)分析理論與方法的研究,開辟了土木工程領(lǐng)域內(nèi)的工程風(fēng)險(xiǎn)學(xué)科新方向,為國(guó)家重大工程開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估起到了促進(jìn)作用。主要學(xué)術(shù)成績(jī):較早建立了巖土及地下工程的全壽命風(fēng)險(xiǎn)管理理論;最早提出了動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的定量方法和技術(shù);創(chuàng)新性地建立了盾構(gòu)隧道縱向沉降風(fēng)險(xiǎn)控制方法。近五年來,撰寫專著3部,主編部級(jí)指南和國(guó)家規(guī)范各1部,發(fā)表學(xué)術(shù)論文120篇,被SCI檢索15篇、EI檢索68篇,國(guó)際主旨和特邀報(bào)告5次。獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng),省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)4項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng),國(guó)際杰出服務(wù)獎(jiǎng)1項(xiàng),獲得國(guó)家發(fā)明專利7項(xiàng),開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)軟件7項(xiàng)。創(chuàng)建工程風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域的國(guó)家二級(jí)學(xué)術(shù)分會(huì)和三級(jí)學(xué)術(shù)專業(yè)委員會(huì)各1個(gè)。
顧雷雨,工學(xué)博士,總參工程兵第四設(shè)計(jì)研究院工程師,中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)工程風(fēng)險(xiǎn)與保險(xiǎn)研究分會(huì)理事。從事巖土工程、工程勘察科學(xué)研究工作,參與的科研項(xiàng)目獲軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1次、二等獎(jiǎng)1次、三等獎(jiǎng)2次,軍隊(duì)優(yōu)秀勘察設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)1次,獲發(fā)明和實(shí)用新型專利2項(xiàng),參與編著軍隊(duì)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。
王懷忠,工學(xué)博士,寶山鋼鐵股份有限公司工程技術(shù)首席工程師,寶鋼集團(tuán)公司技術(shù)業(yè)務(wù)專家,教授級(jí)高級(jí)工程師,中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)理事,上海市力學(xué)學(xué)會(huì)常務(wù)理事,中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)結(jié)構(gòu)工程專業(yè)委員會(huì)委員。長(zhǎng)期從事寶鋼工程建設(shè)項(xiàng)目技術(shù)管理、巖土工程和工程力學(xué)研究以及高強(qiáng)度鋼管混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的研發(fā)應(yīng)用工作,獲省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各1次,出版專著《寶鋼工程長(zhǎng)樁理論與實(shí)踐》,獲發(fā)明和實(shí)用新型專利15項(xiàng),參與編審國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)。
總序
前言
1 緒論
1.1 概述
1.2 城市各類地下空間的深基坑開挖工程
1.2.1 城市大型建筑中地下空間深開挖工程
1.2.2 城市軌道交通工程中深開挖工程
1.2.3 城市特殊建筑中深開挖工程
1.3 城市地下深開挖工程中的風(fēng)險(xiǎn)事故案例
1.4 深基坑施工安全預(yù)警研究現(xiàn)狀及存在問題
1.4.1 概述
1.4.2 研究現(xiàn)狀
1.4.3 存在問題
2 深基坑工程施工風(fēng)險(xiǎn)事故模型及預(yù)警指標(biāo)
2.1 概述
2.2 深基坑工程風(fēng)險(xiǎn)事故模型及其預(yù)警特征
2.2.1 有支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)基坑常見基坑失效模式及其預(yù)警特征
2.2.2 無支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)基坑常見基坑失效模式及其預(yù)警特征
2.2.3 深基坑失效模式及其預(yù)警特征總結(jié)
2.3 深基坑工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移模式概化分析
2.4 工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析
2.4.1 工程案例一:上海市某港口客運(yùn)樓基坑工程
2.4.2 工程案例二:上海市某大型圓形深基坑工程
2.4.3 工程案例三:寶鋼某漩流池深基坑工程
2.4.4 工程實(shí)際變形分析
2.5 深基坑工程安全狀態(tài)特征參數(shù)對(duì)比分析
2.5.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移
2.5.2 坑底隆起
2.5.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力
2.5.4 墻后地表沉降
2.5.5 坑外孔隙水壓力和土壓力
2.5.6 其他項(xiàng)目
2.6 深基坑工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)
3 深開挖工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系
3.1 深開挖工程監(jiān)測(cè)技術(shù)及報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)
3.1.1 基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)歷史發(fā)展及現(xiàn)狀
3.1.2 我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范中基坑工程監(jiān)測(cè)報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)
3.2 基坑工程風(fēng)險(xiǎn)分析理論研究現(xiàn)狀
3.2.1 現(xiàn)代巖土工程風(fēng)險(xiǎn)管理理論
3.2.2 巖土工程風(fēng)險(xiǎn)管理理論研究的歷史發(fā)展及現(xiàn)狀
3.2.3 基坑工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法研究的歷史發(fā)展及現(xiàn)狀
3.3 安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系的構(gòu)建
3.3.1 深開挖工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建
3.3.2 深開挖工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系構(gòu)建思路
4 “綠場(chǎng)”下深開挖工程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)
4.1 概述
4.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移概率分布特征
4.2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移與開挖深度相關(guān)性分析
4.2.2 ‰/H。值概率統(tǒng)計(jì)分析的意義
4.2.3 艿h/H。值綜合概率統(tǒng)計(jì)分析
4.2.4 工程開挖深度影響分析
4.2.5 地域性工程地質(zhì)條件的影響分析
4.2.6 支撐系統(tǒng)剛度影響分析
4.2.7 現(xiàn)行規(guī)范中基坑安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析
4.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移深度位置概率分布特征
4.3.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移深度位置與開挖深度相關(guān)性分析
4.3.2 Hhrn/He綜合概率統(tǒng)計(jì)分析
4.3.3 工程開挖深度影響分析
4.3.4 地域性工程地質(zhì)條件的影響分析
4.4 深開挖工程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)
4.4.1 “綠場(chǎng)”下風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法
4.4.2 “綠場(chǎng)”下深開挖工程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)
5 工程環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)相關(guān)性分析
5.1 概述
5.2 工程環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)
5.2.1 深開挖工程施工對(duì)周邊環(huán)境的影響
5.2.2 深開挖工程環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)
5.3 工程開挖導(dǎo)致周圍地表沉降變形模式
5.3.1 數(shù)值計(jì)算思路
5.3.2 數(shù)值計(jì)算模型
5.3.3 工程周圍天然地面沉降模式
5.3.4 工程周圍有建筑物地表沉降模式
5.4 環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)控制指標(biāo)
5.5 天然地面沉降曲線與安全預(yù)警指標(biāo)相關(guān)性
5.5.1 d。與dhm相關(guān)性分析
5.5.2 D。與H。相關(guān)性分析
5.5.3 D,與H。相關(guān)性分析
5.6 深開挖對(duì)建筑物傾斜影響因素分析
5.6.1 建筑物位置影響分析
5.6.2 建筑物長(zhǎng)高比和荷載影響分析
5.6.3 不同剛度建筑物與圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形影響分析
5.7 深開挖對(duì)鄰近地下管線影響分析
5.7.1 深開挖工程平面形狀為方形時(shí)對(duì)鄰近地下管線影響分析
5.7.2 深開挖工程平面形狀為圓形時(shí)對(duì)鄰近地下管線影響分析
6 深開挖工程安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)
6.1 概述
6.2 工程環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)及風(fēng)險(xiǎn)損失分析
6.2.1 地下管線破壞評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
6.2.2 地下管線風(fēng)險(xiǎn)事故損失計(jì)算
6.2.3 建筑物破壞評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
6.2.4 建筑物地基傾斜度與安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)的相關(guān)性
6.2.5 建筑物風(fēng)險(xiǎn)事故損失計(jì)算
6.3 深開挖工程安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)流程
6.3.1 “綠場(chǎng)”工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)
6.3.2 鄰近管線時(shí)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)
6.3.3 鄰近建筑物時(shí)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)
7 城市深開挖工程安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方法及工程實(shí)例
7.1 城市地下深開挖工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方法
7.2 工程案例一
7.2.1 工程概況
7.2.2 工程安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)
7.2.3 安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)適用性分析
7.3 工程案例二
7.3.1 工程概況
7.3.2 工程安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)
7.3.3 安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)適用性分析
參考文獻(xiàn)
索引
后記