土木工程基础范文
时间:2023-07-12 17:41:56
导语:如何才能写好一篇土木工程基础,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
【关键词】土木工程;策略;技术;方法
中图分类号:S969文献标识码: A
一、土木工程结构的设计和混凝土施工技术的探讨
1.钢筋混凝土结构的设计原理和方法
钢筋混凝土这种结构中包括斜截面承载力计算,正截面承载计算以及裂缝控制及耐久性设计、扭曲截面承载力计算,钢筋混凝土构件的延性与抗震,预应力混凝土结构,高性能混凝土以及纤维增强混凝土性能等结构设计。钢筋混凝土结构是由土木工程中各种受力构造比如说水利施工、房屋建设以及道路桥梁等组成的结构系统。由钢筋混凝土制成的构造部件由于其施工工程结构不同,钢筋混凝土的结构也会不一样。比如说房屋建筑中只需要考虑钢筋混凝土的柱、梁和顶帽的结构部件。钢筋混凝土结构的外观结构以及内部构造会因为建筑设计的不同而有所差别,土木工程的建筑质量会因为钢筋的数量和大小受到影响,长期的土木工程技术对不同的结构模板以及钢筋配搭数量有所定量,对不同结构的钢筋混凝土结构也确定了结构设计方式。目前土木工程发展中最先考虑的是大跨度、高层的钢筋混凝土结构,这使钢筋混凝土结构的发展遭遇了巨大的挑战,钢筋混凝土结构发展中需要面临各种设计荷载力、结构动力特性、钢筋结构可靠度以及结构可靠性和结构空间稳定性。
2.土木工程中地基加固技术
土木工程中很重要的一个问题就是地基加固问题,青藏铁路的通行向全世界证明了我国铁路的技术,但地基加固问题是青藏铁路施工中遇到的最为严重的问题,可以看出地基加固问题仍然是目前土木工程技术中亟待解决的重要问题,目前土木工程中使用的最多的地基加固技术就是排水法、换填法、挤压法以及加筋法等,采取的地基加固法会因为工程施工地段地质的不同而有所区别。排水加固法比较适用于湿地和沼泽地带,因为这些地段中的土质水分比较多,不利于建筑的安全性和稳定性,所以要通过这种方法将多余的水分排出,使土层能够更加的坚硬,排水加固法分为真空预压法和提案载预压法,采用的排水法会根据工程量的不同而有所不同。换填法是地基加固中最常用的一种方法,主要有置换法和换土垫层这两种方法,适用于地质和当前工程不匹配的施工,其中换土垫层主要适用于整体置换,就是将自然土换成优质的泥土来当作材料,置换法是由碎石置换法、石灰置换法以及水泥置换法等组成的。加筋法在土木工程中也很普遍,它的作用是稳定土质,将土质固定住而无法轻易移动,尤其是对于建筑难度大和高层建筑来说使用这种地基加固方式再适合不过了。
3.工程测量和施工管理技术和方法
工程测量贯穿于工程施工的整个过程,它是施工测量人员按照土木工程设计图纸进行测量,为施工做出标志和记录。使工程施工能够正确的按照图纸的规范进行。测量时应该按照先整体后局部、先控制后碎步的原则,避免因错误的测量而使工程出现质量问题。
工程测量人员不仅需要专业的技能知识,还要有丰富的经验,比如说使用的仪器和图纸比例的大小。比如说应该在测量中建筑物的数据、观测记录的数据、原始数据以及图纸的数据等进行初测和复测,测量的具体内容是全站仪三角高程测量、导线测量外业工作以及导线测量等等。其中外业工作指的是踏勘选点以及建立测角、量边和标志,导线测量分为支导线测量、符合导线测量以及闭合导线测量。全站仪三角高程测量能预测到整个工程的结构,能控制全局。测量工作中最关键也是最后一道工作是误差分析,也就是分析测量的结构,以便及时的发现问题并采取相应的措施进行处理。误差分析包括测距误差分析、测角误差分析、量高误差分析以及大气折光误差分析。
4.土木工程混凝土施工技术
土木工程中的混凝土施工技术是一种比较科学的施工技术手段,决定着土木工程的质量和安全。在水工混凝土的施工过程中,要使施工的过程和工程的施工要求相符,为了避免施工过程中出现卡管的现象,应该严格控制混凝土初凝的时间以及混凝土的骨料粒径以及坍落度,应该根据相应的施工要求来进行混凝土灌注施工,灌注活动要贯穿于灌注的整个过程。
在施工场所常常会看到混凝土固化的现象,主要是由于水和水泥产生水化反应造成的。所以在浇筑的初期要对混凝土进行养护,采取相应的措施来应对这种因水化反应造成的裂痕。温度的骤降也会使混凝土产生裂缝,所以也对混凝土采取保温措施。另外,模板质量的好坏也影响着混凝土的质量,很多工程施工中都存在着拼缝不密实、模板空洞不平的现象,造成混凝土的表面有蜂窝麻面出现。还有一点值得注意,那就是不能过早的拆模,否则会损伤混凝土以及使混凝土失去支撑力从而无法有效的和钢筋结合。
二、土木工程的选材方法和策略
1.混凝土的选材方法和策略
混凝土是工程建设中应用的最广泛的材料,和其他工程材料相比,具有多方面的优势,所以应该引起足够的重视。混凝土是由石子、砂子、水泥和水按照比例调制而成,在设计混凝土的配合比时要考虑到它的强度和耐久性,根据规定及时的调整砂石的含水量,满足混凝于强度和施工要求,水泥进场使应分批对强度和安定性进行复检,不同品种的水泥不能混合使用。砂最好是选择不含任何有害物质的中砂,适合混凝土等有效材料的拌合。混凝土多采用自来水和地下水,由于它们富含的矿物质不同,所以在选择时要注有害离子的指数,避免超标。最好不要选择粒径较大的石子,不利于混凝土的搅拌。
5、土木复合材料的选择方法和策略
土木复合材料是一种新型的工程材料,又称为“土工织物”随着工程的需要,这类材料不断有新的品种出现,比如说土工格栅、土工模袋以及土工网等。随着科技的进步,土工材料在使用范围越来越广,其生产和应用技术也得到了不断的提高,逐渐应用到了土木建筑工程的各个领域。土工织物代替了传统的天然反滤材料具有减少工程量以及速度快等特点。土工织物还具有排水的功能,由于传统的排水材料大多是选择强透性的粒状材料,而土工织物在排水时还可以起到排水的作用,它可以有效的节约工程的费用,缩短工期。所以应重视对土木复合材料的选择。
三、土木工程预算体系的制定
土木工程是一项耗时长、投资高的庞大的工程,投资具有一定的风险,因此建立健全全面的预算编制体系,其中包括工程造价预算、工程量预算、各种技术经济指标和材料分析以及套用定额单价预算等。建立健全土木工程的全面预算体系有利于保证工程持续稳定的发展,以便更好的为长期资金投放进行宏观调控。
总结
总而言之,土木工程是一项系统、庞大的工程,需要我们从工程施工的各个环节去进行控制,以确保工程施工的安全性和耐久性,钢筋混凝土结构的设计、地基加固技术以及混凝土施工技术改进是土木工程中需要面临的关键问题,本文简单分析了工程材料选择的方法和策略,提出制定土木工程预算体系,通过采取有效的措施来促进土木工程持续稳定的发展。
参考文献
[1] 沈东翔.砌体工程中选材和施工技术的探析[J].企业技术开发,2011,(9)
篇2
关键词:土木工程;分析;质量;控制
随着我国土木工程建设事业的快速发展,土木工程项目也在不断的增多,而土木工程施工技术事关土木工程的建设质量,也事关社会的整体发展和安全,提高土木工程施工中对技术的运用能力,在实际的土木工程施工中加大技术这一要素的加速和提升作用,从而实现土木工程施工更好、更快、更高质量地完成预期目标,完成土木工程建设对社会和经济进步的总任务。
1土木工程基础施工技术特点
土木工程基础施工的特点主要有以下几个方面,具体表现为:
1.1深基坑工程施工难度较大
随着我国城市建设的高速发展,在各大城市中高层建筑到处可见,导致建筑物的施工场地受到了一定的局限。在进行深基坑施工过程中,必须要保证邻近建筑物和周围的地下通信不会受到影响,因此,在进行建筑物施工过程中对基坑的施工技术进行严格的要求。同时,基坑的施工均为临时性工程,在基坑的开挖和支护工程中,要考虑的地下因素较多,主要有基础土层的稳定性及力学性能、基坑支护之间的受力特性、基坑形变发生的程度等问题。如果在施工过程中未能进行全面的考虑,将会引起相关事故的发生。
1.2基础的埋置较深
要想提高高层建筑物的使用年限,其基础的埋深要达到一定的有效深度。如果地基为天然地基,其一般埋置深度为整个建筑物高度的1/12;如果地基为桩基条件,其为整个建筑物的1/15,并且不考虑桩长的埋置深度。基础埋置深度越深,其基础的施工技术难度越大。
2土木工程基础施工的施工技术
土木工程的基础施工过程中较为常见的基坑开挖技术包括浅基坑的开挖技术和深基坑的开挖技术,以下分别对其进行阐述。
2.1浅基坑的开挖及其支护技术
首先,土方的边坡应以当地的土质、开挖的深度及其方法、边坡的留置时间、坡顶的荷载情况、排水及降水状况以及当地的气候条件等因素为依据进行确定。其次,在土质均匀及湿度正常,基坑或管沟地面的标高高于地下水位,且敞露时间较少时,在挖土深度一定的情况下可不进行放坡和加支撑,但是,开挖深度不可超过相关规定。再次,土质及其湿度适宜,且地质情况相对较好的情况下,当基坑或管沟的底面标高高于地下水位时,开挖深度应不超过5m,且可不加支撑。此外,对于永久性的挖方边坡而言,应根据设计的相关要求进行放坡。最后,在山体整体稳定的情况下,临时挖方的边坡若相对使用时间较长且高度低于10m时,可以以实际条件设计坡度。浅基坑的土壁支撑技术一般包括灌注桩、板桩、横撑、深层搅拌桩及地下连续墙等。
2.2深基坑的开挖及其支护技术
在深基坑的开挖过程中,为了保证坑基开挖过程中土壁的稳定性,通常采用临时支挡来确保深基坑土壁的稳定性。对于透水挡土支护结构而言,可采用工字钢桩加横挡板、预制桩、双排灌注桩等进行挡土;对于止水挡土结构而言,主要包括了钢板桩、地下连续墙、化学注浆桩以及深层搅拌水泥土墙等结构;对于支撑部分的结构而言,可采用悬臂、锚拉式支护,或土层锚杆、型钢水平支撑等结构。
3土木工程基础施工技术要点
3.1土壁的稳定
土壁稳定的关键在于土体内粘结力与摩擦阻力之间的平衡。如果土体失去此平衡,就会发生塌方,从而影响工程工期,也会给周围的建筑和人造成危害。要保证土壁稳定,应先放足边坡,并且边坡的留设要符合一定的要求。另外,边坡坡度的大小则要依据土壤特性、地质条件和施工的条件和方法等多种因素而定。比如,粘性土质的边坡应陡些,人工或机械挖土、明沟排水时边坡不宜太陡,应平缓些;基坑旁边有主要建筑物的情况下,边坡比例宜在1:1.0~1:1.5范围内;无地下水且工期较短,可不放坡而留设直槽,开挖的深度不能超过以下数值:以砂土为填充物的密实、中密实砂土及碎石类土为1m;可塑、硬塑的轻亚粘土和亚粘土为1.25m;以粘性土为填充物的可塑、硬粘粘土及碎石类土为1.5m:坚硬粘土为2m。此外,为了保障土壁的稳定,还应设置支撑,这不仅可以降低土方量、减少施工面,还可以使放坡不受场地限制。在坑槽的边缘应尽量不要堆置大量的材料和土方或者机械设备;在挖好坑槽后应当立即进行地下和基础结构的建造;雨期不宜对滑坡地段进行挖方,应先整治,然后开挖,开挖顺序为由上至下;如果发现有危险或不稳定的情况时,应先进行妥善的处理后,再进行施工。
3.2排水技术要点
土体干燥是土方施工中最为关键的因素,因此,在施工过程中,排水工作一定要做好。一般而言,施工的排水作业可分为两种:明排水法,即运用截、抽和疏的排水方法。截指截住水流;抽指开挖基坑时,在坑底留设集水井和排水沟,使水流顺着排水沟汇集到集水井中,之后用水泵将水抽出;疏指疏干积水。人工降低地下水位法:在开挖基坑之前,在基坑的周围安设足够数量的滤水管,将水抽走,在工程完工之前,保证地下水位始终在坑底之下。保证了坑基土体的干燥,可以有效的防止流砂,并改善施工条件。尽管如此,在降水前,一定要考虑原有的工程建筑物可能产生的附加位移和沉降引起倾斜、开裂、倒塌及地面塌陷。因此,在施工必要时,要采取一定的防护措施。
3.3填土及压实技术
设计合理的填方边坡,选择合适的土料及填筑方法,可以确保填土的强度和水稳性。土壤中如果有机物含量较大或石膏含量超过2%,则不能作为填土所用。施工时,填方工程宜分层铺土然后压实,若用同类的土壤来填筑效果最好。如采用了不同类型的土壤填筑时,应当把透水性较小的土壤放置于透水性较大的土壤之上。为了避免填方内有水囊形成,严禁将不同类型的土壤混合且不均匀的使用。
4结束语
从上述内容中可以看出,目前土木工程施工中还存在着很多的技术难点,并且很多因素都会影响到土木工程的施工质量,这样在进行施工时,施工技术的应用也要注意相关的要点,这样也才能够有效的保证工程的施工质量。土石方工程的特点是工程量较大,而且又必须在其他分部分项工程施工之前完成土石方开挖,因此土方工程施工应尽量选用先进的施工机具和合理的施工方法,并力争土方调配平衡,以降低工程成本,保证工程质量和工期。
参考文献
[1]邓寿昌.土木工程施工[M].北京:科技出版社,2006.
[2]贾宏俊.房屋建筑工程管理与实务[M].北京:科技出版社,2005.
篇3
关键词:土木工程;基础;关键点;研究
中图分类号: TU74 文献标识码: A 文章编号:
土木工程基础施工,主要是指土方工程的施工,常见的内容有:场地平整、基坑开挖和支护、排水降水以及填土压实等。通常情况下,土方工程的施工不仅工程量大,而且劳动强度大,另外,施工条件也较为复杂。所以,应该对土方工程的各个施工关键点进行深入的研究。
1.土方工程施工的关键点
1.1稳定土壁
基坑土壁之所以能够实现稳定,是因为土体内部摩擦阻力与粘结力存在一种相对平衡的关系。这种平衡一旦被破坏,则会立刻导致塌方,拖累进度,对周边建筑物造成损害,还有可能引发人员伤亡的安全事故。放足边坡和设置支撑是两种最主要的稳定土壁的方式。[1]
1.1.1放足边坡
留设边坡时,一方面要考虑相关规范的要求,另一方面要根据实际情况(土质、水文、施工方法以及开挖深度等)进行确定。如果是粘性土质,那么边坡可以适当陡些;如果人工挖土或者机械在坑上边挖土,那么边坡应适当平缓一些;如果基坑周边有主要建筑物时,那么边坡坡度可取1/1.0-1/1.5;如果工期短且无地下水,那么可以留设直槽。该种情况下,各土质对应的最大开挖深度如下所示:密实、中密实的砂土以及碎石类土―1m、硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土―1.25m、硬粘、可塑的粘土和碎石类土―1.5m、坚硬的粘土―2m。
1.1.2设置支撑
为了缩小施工面,或者减少土方量,又或者场地限制无法放坡时,可利用设置支撑的办法实现土壁的稳定。浅基坑的土壁支撑技术通常有灌注桩、板桩、横撑、深层搅拌桩以及地下连续墙等。深基坑的土壁支撑分为以下几种情况:1)透水挡土支撑结构,一般利用工字钢桩加横挡板、预制桩以及双排灌注桩等实现挡土功能;2)止水挡土结构,一般利用钢板桩、地下连续墙、化学注浆桩以及深层搅拌水泥土墙等实现挡土功能;3)部分支撑结构,一般利用悬臂、锚拉式支护、土层锚杆以及型钢水平支撑等实现挡土功能。[2]
与此同时,还应注意以下几点:1)基坑边缘原则上不允许堆放大量的土方、材料或者设施设备;2)基坑开挖完成之后,不可长时间暴露,应马上开始后续的施工;3)在滑坡地段进行挖方时,要避开雨期施工,要坚持先治理后开挖的原则和从上到下的开挖流程,还要严格禁止先行切除坡脚的施工以及在滑坡体上弃土的行为;4)如果发现危岩、孤石以及崩塌体等不稳定的情况,则需要先行妥善处理。
1.2施工排水
在土方施工过程中,处理好施工排水问题是至关重要的,其关键之处在于保持土体的相对干燥。常见的施工排水方法有两种:1)明排水法。所谓的明排水法指的是将截、疏、抽三种方式综合利用的一种方法。截是指截住水流,疏是指输尽积水,抽是指于基坑开挖环节,在基坑底部设置一集水井,且沿着坑底周边开挖排水沟,从而使水流在集水井中汇集,最后使用水泵将水排出坑外;2)人工降低地下水位。所谓的人工降低地下水位指的是在基坑开挖施工之前,选择一定数量的滤水管并埋设在基坑周边,然后在抽水设备的配合下将水抽走,从而实现地下水位低于坑底的目的,并将之保持到基础工程施工结束。利用该种方法可将基坑保持在一个长期相对干燥的状态,一方面避免了流砂的出现,另一方面极大地改善了工作环境。值得注意的是,降水处理之前,应充分考虑其对原有建筑物的影响,如附加沉降以及位移。这些可能导致建筑物的开裂、倾斜、倒塌以及地面的塌陷。所以,应做好事前准备工作,采取必要的防护措施。[3]
1.3填土压实
填土通常需要满足两个主要条件,一是强度,二是水稳定性。所以,应该正确选择土料以及填筑方法。以下几类土壤通常情况下不被用作填土:1)有机物含量较大的土壤;2)水溶性硫酸盐含量超过2%的土壤;3)冻结或者液化状态下的泥炭、粘土,又或者粉状砂质粘土。
填方施工最好选用同类土壤,且做到分层压实。如果无法避免选用不同类土壤的情况,那么下层应为透水性较小的土壤,上层应为透水性较大的土壤。将不同类土壤以不均匀混杂的方式使用是被禁止的,因为这样极容易在填方内部出现水囊的问题。
2.实例分析
2.1工程概况
某大桥设计长度为690m,为1―24m加20―32m预应力混凝土大桥。大桥施工地层是第四系冲积土,细、中、粗及砾砂,圆粒及卵石土、洪积粉砂、圆粒及碎石土,下伏石灰岩,当地气候严寒且干燥多风,对工程的施工有一定的影响,冻结深度最大为2.2m,其地震强度为8度。[4]
2.2施工准备
平整场地,使其成为一个便于施工的工作面。对河道基础进行施工时,不仅要准备好施工平台,还要做好相应的防排水设计。
2.3挖井基础施工技术关键点
大桥1、2、19以及20号桥墩全部为挖井基础,相关施工流程如下所示:1)施工准备;2)基坑开挖。基坑开挖利用的是混凝土护壁的开挖技术。基础直径的最大值为9.3m,最小值为6.1m。井孔核心部分的土壤是利用长臂挖掘机展开施工。边壁预留应在50cm以上,还要使用人工的方式进行必要的清楚;3)混凝土护壁。护壁材料通常选用C20混凝土,同时要求配置相应数量的钢筋;4)开挖和护壁的循环进行。如果井内出现涌水,又或者发生地表水深入的现象,应利用集水井和水泵将对其进行及时的排除;5)基坑的检查和处理;6)混凝土的浇筑。集中搅拌、混凝土输送泵以及混凝土车运输等是混凝土浇筑过程中的几种主要方式。如果浇筑的倾落高度在2m以上时,为了防止混凝土发生离析现象,需要有滑槽的设置。浇筑结束后,还需要进行洒水养护。
2.4钻孔灌注桩基础施工技术关键点
2.4.1施工准备
对场地进行平整。如果场地所处位置为陡坡时,应将其平坡化,以满足工作台的要求;如果场地所处位置为河中浅水时,可利用筑岛围堰法进行处理,并保证岛顶和水位相比高出1m左右。
2.4.2护筒埋设技术关键点
护筒埋设过程中,如果地下水位较低(地面1m之下)时,一般采用挖孔埋设的方法,如果地下水位较高时,一般采用填筑埋设的方法。下沉护筒时,应保证它的顺直,这样是为了防止护筒因倾斜度较大而被钻头损伤,从而发生漏浆的问题。如果钢筋骨架发生严重偏斜,那么将造成桩的混凝土保护层无法满足设计的标准。所以,护筒顶面中心同桩位的设计偏差应控制在5cm以内,另外,斜度应控制在1%以内。[5]
2.4.3钻孔技术关键点
钻孔过程中,应将粘土泥浆和适量片石输入护筒中。如果存在失水问题,则需要及时适当补水。如果泥浆太过稠密不利于进尺,则需要抽碴换浆。钻大孔的过程中,应分级进行直至设计孔径,孔底一般控制在1.4―1.6的泥浆比重,抽碴之后,应展开复测以及碎粘土的分批投入,直至泥浆比重恢复正常。
2.4.4清孔技术关键点
清孔是为了减薄沉淀层的厚度,从而提高孔底的承载力。清孔过程中,应做好清水和纯泥浆的适时补入,有效避免坍孔现象。第一次做沉碴处理时,需将清水注入孔内,直至符合要求为止,此时才可进行下步工序。钢筋笼的施工结束之后,检查孔底的沉碴厚度,符合要求则继续下部混凝土的灌注施工,不符合要求则对其二次清碴。
2.4.5混凝土灌注施工技术关键点
加工钢筋笼的过程中,全部的钢筋都应该经过实验室试验,另外,还应在现场进行质量或者外观等常规性检查。低温焊接钢筋时,需要室内操作,冷却之后才允许离开室内。钢筋笼集中下料过程中,需要利用吊车实现整节的吊装。混凝土的灌注需要在清孔后的一小时之内进行,一般利用导管法展开施工,利用剪球法实现灌注封底。应做好混凝土的存储量控制,保证首批混凝土入孔之后,导管的埋深为1.5―2.0m之间,不可超过3.0m。为了防止灌注环节钢筋笼出现上浮的问题,通常需加设撑杆对其固定,还要适当控制混凝土的灌入速度。当灌注操作即将结束时,可以提高漏斗的高度,从而继续灌注操作。[6]
3.结语
就实际情况而言,土木工程基础施工不仅工程量较大,而且需要在其他分部分项工程开工之前完成,所以,土木工程基础的施工,一方面要选择适当的施工机械以及科学的施工方法,另一方面尤其要重视施工中的几个关键点,只有这样才能做到基础施工的调配平衡,从而降低工程成本,使工程质量以及工期达到预定目标。
参考文献:
[1] 周俱有. 关于土木工程基础施工技术要点的探讨[J].科技风, 2012,(20) .
[2] 耿晓阳. 土木工程基础施工的关键点研究[J].中国新技术新产品, 2012,(07) .
[3] 谢文利. 土木工程混凝土施工技术探讨[J].产业与科技论坛, 2012,(01) .
[4] 吴磊,沈建强,李俊. 土木工程施工技术及创新[J].科技资讯, 2012,(08) .
篇4
关键词:建筑工程;基础施工;措施;质量
中图分类号:TU198文献标识码: A 文章编号:
前言
随着城市化进程的加快,人均居住地的减少,建筑物逐渐向着高层发展,所以在建筑工程中对于基础施工技术的要求也越来越高。建筑物的地基与基础都是地下的隐蔽工程,在后期的质量检测中不能进行有效的检查,一旦建筑工程的基础施工出现了质量问题,那么整个建筑将会偏斜、沉降,其后果不堪设想。本文主要对建筑工程的基础施工技术进行研究,分析建筑工程基础施工技术中的特点,并对基础施工技术的措施进行探究。
建筑工程基础施工技术的现状
建筑工程的基础工程质量是高层建筑工程质量控制的关键,对于基础工程施工技术来说,一般会出现以下几个方面的问题。
基础防潮层不能有效的进行地基防潮
基础防潮层出现裂缝或者表面抹灰不密实导致地下水分渗透地基基础,造成建筑物墙体潮湿。在进行防潮层的施工之前,不注重对基面的清理和浇水,使防潮层的砂浆不能与基面进行正常的粘结;在进行基础施工操作时抹灰不密实,没有进行有效的养护,致使防潮层的强度以及密实度不能达到要求而开裂。冬季施工时不注意对防潮层的保温,使防潮层受到低温侵害而失效。
基础的轴线出现位移
基础轴线位移通常指的是其基础由大放脚砌到室内标高处,而其轴线却与上部的墙体轴线发生了错位。这种问题通常会在建筑工程内横墙处发生,这就会使得上部的墙体与基础之间有偏心压,从而影响了整体的承受能力和受力性能。因为对于基础而言,通常是先砌山墙与外纵墙部位,等到在砌横墙的基础时,其基础槽的中线会被封于纵墙基础的外侧,所以不能吊线找中线,这时轴线就更易产生很大的偏差。还有些槽边的控制桩会保护的不太好,易被碰撞而产生移位,使得轴线发生位移。
基础施工的质量控制相关措施
加强施工现场的管理
对开工前的检查极其重要,因为它对能否开工,开工后是否可以正常连续的施工,工程质量是否有保证起着至关重要的作用。其中检查的内容常包括以下方面:工程的实施计划与施工方案的确定与否;工程质量的控制指标和检查频率与方法的明确与否;材料、设备、机械、劳力和现场的管控人员是否落实;仪器的备齐和其是否有效可靠;一些必要基础资料(施工图、标准试验)是否到位。应建立工序的交接检查及其工序检查的工序交接检查制度并实施。尤其是那些关键的工序或者那些能严重影响工序工程的质量的工序,除了要进行白检和互检,还要专职人员对工序的交接进行检查,从而保证工序的万无一失。应该和工程量清单与合同图纸分项的内容是一致的;和技术规范当中所规定施工方法及其工艺流程相一致;和国家或者合同所规定的检验频率、检验方法、验收标准相协调;对工序的检查采用框图形式,这样可较直观的与相应检查报表、记录、证书相配套。按规定的程序与要求来对分项、分部的工程进行完工后检查,在检查认可、签完验收记录之后,再实施下一个工程项目。具体的控制要求如下:在分部、单位工程、分项完工之后,自检人员要对其再做一次完整的系统自检,对各道工序检查记录和测量、抽样的试验结果进行汇总,最后给出交工报告。对于材料、成品、机械设备的检查,主要是检查这些材料、成品的保护措施是否可靠,落实是否有效,从而对不发生变质、损坏问题进行控制;对机械设备技术状态进行检查,确保其可使用状态是否良好。通常要巡视检查施工操作的质量,必要时采用追踪检查。
对测量控制的加强
工程的基础施工中,精确的测量技术是基础桩位准确施工的重要保证。施工规范中要求:承台桩位所允许的偏差值是很小的。在对土方开挖和底板进行基础施工的时候,在依据设计要求的基础上,对承台、底板、底梁进行土方开挖,开挖时尽量不要挠动工作面下方土层。此时,测量工作就能对土方开挖深度与部位进行精确的控制,不会有超挖和乱挖的现象出现。此外,对于基础墙柱的钢筋定位放线而言,工程测量的作用也是很重要的。尤其是那些面积较大、结构很复杂的工程,只有借助测量工作对放线测量,才会使墙柱插筋的质量有保障,防止出现偏位、移位的现象发生。
基础不均匀沉降控制措施
逆作法
逆作法是建筑工程防止沉降的常见方法之一,旨在通过降低土量使其与主体结构自重达到平衡,依此来降低沉降量。通常在此法施工过程中,必须设置地下连续墙,同时地下连续墙可充当地下室外墙,具备一定程度的档土维护的作用。逆作法施工一般要加设中间桩,通常的位置在建筑物内部,如果在桩箱基础条件下,则务必设置在桩部。
应力消除法
应力消除法,顾名思义,就是改变原有结构基础中的应力分布,重新分布基础中的应力情况,依此达到控制局部沉降量的目的,从而消除不均匀沉降。一般而言,应力消除法施工方法为一边打孔,一边用高压水进行孔的冲刷,使泥浆能够充分清除。在钻孔施工中,应力有效承重面积变小,这样会相应地增加局部应力,此时的应力大多集中于孔壁处,从而使得孔周围的土由侧向挤出。这个时候边界条件受到了改变,致使所受应力会重新分布,造成建筑基础整体发生沉降。就沉降速度而言,一般是外部大于内部。一般应力消除法比较实用于饱和软黏土,因为土壤的结构特性对于应力消除更为方便。
后浇带法
后浇带是高层建筑常用的施工技术。后浇带在工程上的意思是预留的临时的带型缝隙,用来连接主楼和裙房,其宽度设置在900mm为宜。在此法施工过程中,首先隔开高层主楼和裙房,并各自单独施工,一般主楼施工完毕之后才浇筑后浇带。若主楼的地基是岩石层,相应地发生沉降并不显著,可以在主楼施工完成之后直接进行后浇带的浇筑,这时需要主楼满足一定的高度,并且通过观测相应的沉降数据来确定提前浇筑的时间。
结语
随着建筑工程的快速发展,基础施工技术作为工程施工的关键环节在建筑工程中的作用越来越重要,因此必须加强基础施工的质量监控。同时根据基础施工技术的实际运用,对不同的基础施工形式采取不同的施工措施,严格按照相关规定进行规范施工,保障基础施工的质量,在最大程度上减少基础施工的安全隐患,促进我国工程建设健康快速发展。
参考文献
[1]马胜伟.建筑基础施工中常见的质量问题及控制措施[J].中国新技术新产品.2010(09)
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关键词:土木工程;建筑结构;基础设计
当前,建筑数量和种类越来越多,传统基础设计形式已经无法满足建筑行业的发展需求。只有确保基础设计的科学合理性,才能维护土木工程建筑结构的安全性,进而推动整个建筑行业的良好发展。
1基础形式设计说明
1.1单多层建筑的基础设计说明
一般来说,单多层建筑以框架结构和砌体结构为主。单多层框架结构基础形式主要形式为柱下独立基础或者柱下条形基础,这种基础由于受力简单明确、方便施工、同时经济效益显著。因此,是工程设计的首选。柱下条形基础一般用于柱网布置比较有规律的结构中。近年来,独立基础加防水板基础也在工程中得到了广泛应用。多层砌体结构基础主要以墙下钢筋混凝土条形基础为主,墙下条形基础受力简单,传力直接,墙下条形基础一般均可拆分为两个单向条形基础进行计算。
1.2高层建筑的基础设计说明
高层建筑的垂直高度较高,基础结构所需承受的来自上部结构的重力荷载相对较大。基础形式主要有筏形及箱型基础、桩基础。筏形基础具有整体性好、承载力高、结构布置灵活等优点,箱型基础施工难度大,造价较高,一般用于人防等特殊用途的地下室建筑中。
2土木工程建筑设计中结构基础设计的相关要点
2.1墙下条形基础的设计要点
土木工程建筑的基础设计形式是多种多样的。墙下条形基础是一类较为常见的基础设计形式。在选择材料时,多以砖石、混凝土以及毛石等刚度条件良好的基础材料为主。这些材料不仅具有良好的刚度条件,而且在抗压能力、抗拉能力与抗剪能力等方面也体现出诸多优势。设计人员必须从刚度角度出发,对墙下条形基础内部产生的抗拉能力与抗剪能力展开控制,将基础所承受的拉应力和剪应力控制在耐受限度内。通常来说,多层砌体结构以墙下条形基础为主,比如早些年的小区住宅、办公楼等。如果持力层为良好的天然地基,能承受一定的重力荷载,也可以适当提升建筑的楼层数。总的来说,墙下条形基础具有施工便捷迅速、造价成本低等优势。为增强整体基础的整体性,可采取基础上方增设地圈梁的方式。将钢筋混凝土柔性基础运用到土木工程建筑的条形基础中,当上部结构产生的重力荷载超过地基基础的抗压耐受限度,地基基础就会出现不规则沉降,增大基础断面。此外,基础埋深应根据建筑物的高度、体型、结构形式、地质情况和抗震设防烈度等因素综合考虑。如果地基基础分布不均匀,可以采取增设肋梁的方式,增强基础抗弯矩能力,以此有效抑制地基基础的不规则沉降。
2.2独立基础的设计要点
按照独立基础的刚度差异,可将其划分为刚性基础和柔性基础两大类。独立柱基础断面以矩形和方形为主。通常情况下,设计人员会根据柱荷载偏心距对断面形状加以选择。若柱荷载偏心距较大,以独立柱基础为宜,可以节约投资成本,扩大经济效益。采用拉梁拉结设计形式,可以显著提升地基基础的抗震性能,避免地基基础在发生地震时出现不规则形变。如果土木工程建筑的上部结构是框架结构,而地基基础又具备一定的承载负荷能力,则地基基础出现不规则形变的概率是较低的。对于独立柱基础来说,宜沿两个主轴方向设计基础拉梁。拉梁的主要目的是:(1)加强独立基础之间的整体性;(2)调整柱基之间的不均匀沉降;(3)减小首层柱的计算高度等等。
2.3柱下条形基础和十字交叉基础的设计要点
如果土木工程建筑所处区域的地基条件较差,或者产生的柱荷载较大,单纯采用独立基础形式根本无法满足整体建筑结构的承载负荷力要求。又由于施工现场预留的回旋空间有限,环境杂乱,无法扩大基础面积。所以在这种情况下,柱下条形基础是最佳选择。柱下条形基础具有良好的刚度条件,可以避免地基基础发生不规则沉降。但是如果柱基础的荷载偏心距过大,条形基础的刚度条件也无法满足要求,自然也无法控制地基基础的不规则沉降。为保证柱下条形基础充分发挥实际作用,一般条形基础的梁截面高度高取柱距的1/4~1/8,条形基础的端部宜向外伸出,长度宜为第一跨距的0.25倍。如果地基基础的承载负荷力不足,或者柱基础承受的荷载力过大,则需扩大地基基础底面积,提升基础的承载负荷能力与抗形变能力。此时,十字交叉基础形式是最合适的选择。尽管十字交叉基础形式具有良好的空间刚度条件,但并不适用于所有土木工程建筑。为此,设计人员就要结合实际情况,在条件允许的情况下选择十字交叉基础形式。
2.4钢筋混凝土筏片基础的设计要点
如果地基土质分布不均匀,地基基础承载负荷能力较差,且土木工程建筑上部结构产生的重力荷载较大,可以选择十字交叉基础形式。由于部分地基基础的底面积存在相互重叠的可能性,无法提供充足的底面积空间。对此,可采用钢筋混凝土筏片基础结构形式。通常来说,钢筋混凝土筏片基础结构形式往往更加适用于土木工程建筑的地下室结构设计中。钢筋混凝土筏片基础也分为多种类型,而且不同基础形式的适用条件不同。若地基基础所受到的荷载力较小,可以选择平板式筏片基础;若地基基础所受到的荷载力较大,可以选择梁板式筏片基础。此外,钢筋混凝土筏片基础具有良好的刚度条件,可以有效抑制墙体或柱体的不规则沉降,尤其是对于软土地基,具有良好的效果。
2.5桩基础的设计要点
桩基础具有承载负荷能力强,沉降量小等优势特点。大多数土木工程建筑都会选择浅基础形式。只有当地基基础抗荷载能力与抗形变能力无法满足要求时,才会选择桩基础形式。桩基础形式在土木工程建筑基础结构设计中的应用情况如下。第一,如果土木工程建筑上部结构产生的重力荷载过大,同时,下部结构作为桩端持力层时,可以选择桩基形式;第二,如果土木工程建筑地基浅层基础出现不规则沉降,而软土地基的夯实加固处理无法满足整体结构的沉降需求,需采用桩基础形式;第三,尽管地基基础具有较强的承载负荷能力,但由于土木工程建筑的自身重量较大,对地基基础的抗沉降能力提出了较高的标准要求,所以适宜选择桩基础形式。
3合理设计土木工程建筑基础结构的方法
3.1合理布置建筑总平面图
在建筑总平面图设计时,设计人员还需考虑建筑物周边的具体情况。在土木工程建筑地基基础设计中,必须严格参照建筑抗震设计标准规范进行设计。在科技时代背景下,设计人员要结合工程地质、工程分类、基础等级合理运用设计软件创建建筑结构模型,综合分析基础结构的承载负荷能力,保障整体建筑结构的安全性。
3.2选择合理的基础结构形式
在对建筑物展开基础结构展开时,应根据建筑物功能要求以及建筑物周边环境的特点,选择适宜的基础结构类型。满足安全的前提下避免浪费,同时,在设计中应避免“偷懒”设计。例如,有设计人员在梁板式筏基中,采用满堂布桩,看似是保守设计,但实际中地基梁与筏板的刚度差距较大,基础梁刚度很大,而板相对刚度较小,很难满足梁板同时作用,严重时就有可能造成梁下桩先破坏,进而致使板下桩也遭到破坏,严重危害结构的安全性。
3.3合理设计上部结构设计
基础结构的主要作用是承担上部结构产生的重力荷载。由此,上部结构的设计形态决定了基础结构的设计形态。为维持基础结构设计的稳固性,就需要对上部结构展开合理设计。
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关键词 土木力学 模拟实验 改革 应用
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.05.051
Application of Simulation Experimental Teaching in
"Basis of Civil Engineering Mechanics"
ZHAO Chonghui
(Construction Vocational School in Fuzhou, Fuzhou, Fujian 350007)
Abstract "Civil Engineering Mechanics Foundation" is secondary vocational education platform for building professional designated by the State curriculum. Due to the abstract concept of the course, to calculate more logical and strong features, vocational students generally feel a greater learning difficulties. Simulation courses teaching pedagogy is an appropriate blend of theory and practice teaching under simulated action-oriented teaching framework, which according to the image of vocational students thinking better cognitive characteristics of abstract thinking, so that students intuitively grasp the hands-on simulation experiment mechanical knowledge and its application. In this paper, the status quo from the post civil mechanics of teaching and learning research, puts forward the need for mechanical simulation experiment teaching reform, combined with specific examples illustrate the application of simulation teaching, to compare experimentally analyze simulation teaching method, but will of simulation teaching reflection problems, in order to promote application of simulation teaching mature "basic civil engineering mechanics" course teaching.
Key words Civil Engineering Mechanics; simulation experiment; reform; application
传统的中职“土木工程力学基础”课程内容抽象、枯燥。教师不爱教,学生不愿学,课堂教学不佳。学校专门成立力学教学改革攻关小组,编写《土木工程力学基础》(多学时)模拟实验化教材,开展“土木工程力学基础”课程模拟实验教学改革,开发力学模拟实验教学用的教具和学具(实验元件),边改革创新边课堂实践,把模拟力学实验结合多媒体技术,将难于观察到的杆件受力与变形进行模拟再现,较好地解决了力学理论概念抽象、计算多、逻辑强的问题,同时,帮助学生克服理论与实践脱节的现象,实现知识到能力的顺利迁移,从而有效提高力学教学质量和效果。
1 力学模拟实验教学改革的缘由
“土木工程力学基础”是国家规定的中职土木水利类专业的平台性课程,是连接公共基础课与专业课之间的桥梁和纽带,它与其他专业课程相比,存在着概念抽象、计算多、连贯性强的特点。力学课程自身“难”的问题,使中职学生学习普遍感到困难,笔者曾对某年级建筑工程施工专业二百多名学生进行摸底,其中仅有10%左右学生能跟上教师进度,近60%的学生缺乏学习信心,力学期考卷面成绩及格率不到50%。同时,任课教师普遍感到自己像是在台上唱独角戏,无法体会教学的成就感和喜悦感。面对这一困境,如果教师只会发牢骚、怨天尤人,而不去从自身教学策略上找原因、想办法,将问题的原因归结于学生学习能力差、学习态度不端正等方面,那是永远无法突破力学教学的困境。因而,寻找一种既能适应力学学科特点,又能激发学习积极性的新的教学方法迫在眉睫。
为此,我们从中职学生认知特点和力学课程的学科特点出发,通过长期的研究和实验,总结出一种不同于传统教学的新方法――模拟实验教学。用实验来模拟构件的受力与变形、揭示力学原理,让学生从抽象思维中解放出来,激发学生学习兴趣,让学生体验学习的快乐。
2 力学模拟实验教学方法的特点
传统力学课堂教学往往以教师讲授为主,整个过程大部分学生在台下听、看和算,而学生学习的主动性与创造性难以发挥出来。因此,结合力学教学的特点,利用小实验模拟,并结合多媒体技术,将难于直观观察到的力学现象在课堂上直观展现出来,同时又能让学生动手模拟操作,这样既能解决力学理论抽象、枯燥、不易理解的问题,又能改变学生在学习过程中被动现象,激发学习主动性与积极性。
2.1 模拟实验直观地诠释力学原理
我们研发了与《土木工程力学基础》教材配套的模拟实验用元件盒(教具与学具),元件盒里面配备相应的力学模拟实验器件,通过力学模拟实验将构件受力变形效果放大(如图1、图2),这样结构构件受力与变形既能看得见又能摸得着,构件的受力原理就可以直观地呈现出来。同时,直观化教学符合中职学生直观学习优于抽象学习的认知特点,有助于降低学生学习难度,获得成功感,体验学习快乐,让学生们在课堂上抬起头,注意力不再集中在手机上,主动参与学习,真正“动”起来。
图1 纸板放上链条,纸板向下变弯,体现力与变形一致性原理
图2 对不同约束的钢片施压,来模拟不同支座约束与压杆变形的关系
2.2 模拟实验灵活地创建教学情境
除了利用实验元件盒中的元件进行模拟实验教学外,而许多模拟实验教学的器件取自日常用品,教师及学生可以结合自身教与学的特点,开发与利用身边的资源,进行创新设计,去模拟结构构件的不同受力方式,巧妙创建教学情境。例如学生学习“平面汇交力系合成与分解”时,教师可以设计这样一个模拟实验:用一根尼龙绳子绑住学生课桌,让学生设法借助教室里其他构件,使自己用最小的力气用绳子拉动课桌,这样的设计能激发学生去思考,去寻找要借助的东西,课堂气氛因此活跃了。这时,学生可以将绳子的另一端头绑在一个固定点上(例如教室的窗栅),然后从绳子中点垂直于绳子方向用力拉动,就能很轻松地移动课桌,通过这样的现场体验,学生对“力的合成与分解”概念及其应用有了初步认识,再深入学习该章节的内容就容易多了。
2.3 模拟实验巧妙地融合信息技术
中职学生普遍对于生活化、工程化的教学内容兴趣较大,对于理论化教学内容比较抵触,他们上课时经常会问这些内容学了有用吗?用在哪里?利用多媒体虚拟技术展现工程背景和模拟场景,形象地回答学生的学习疑问。同时,也能抓住中职年龄段学生普遍对虚拟技术感兴趣的特点,因势利导地将其兴趣与爱好迁移到学习上来。
2.3.1 影像技术再现真实场景
我们利用影像制品与动画仿真制作等手段,模仿构件受力现象,呈现隐蔽或微观变形。让学生置身于虚拟的工程生产场景中,打破学习在时间和空间上的约束,从而获得更多的直观性知识,同时也可避免学生在真实环境下不安全因素的影响。例如在介绍“低碳钢拉伸力学性能”时,由于受到实验室条件的限制,我们可以制作“低碳钢在拉伸过程的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等五个阶段强度及变形变化”动画,用动画再现真实情境,剖析低碳钢在拉伸五个阶段的受力特征与变形特点,同样取得真实效果,让学生既能直观地观察受力变形,又能提高学习的安全性。
2.3.2 动画技术实现反复学习
利用多媒体动画能实现反复学习,它可实现暂停播放的功能,这有助于教师对某个知识点进行详细的分析,有利于难点突破;同时学生可根据自己学习能力与掌握程度在电脑上进行自主学习,面向全体学生达到分层学习的目的。
3 模拟实验教学的应用
在实践教学中可以根据教学目标与任务的要求,合理应用模拟实验教学法,调动学生学习积极性,力求学习效果实现最优化。下面以“直杆轴向拉伸与压缩时的内力”教学为例,说明模拟教学法在“土木工程力学基础”课程教学中的应用(表1)。
4 模拟实验教学的成效
教学实践表明,模拟实验教学法不但能调动学生学习的主动性、创造性,而且更重要的是提高学生的自信心。模拟实验教学是让学生在模拟的情境下,通过实实在在的模拟实验操作,来学习和运用专业知识,让难以理解的专业知识变得直观、易学。它符合中职年龄段学生的认知特点,这个阶段学生的认识正处于从具体到抽象的过渡期,模拟教学法能在抽象思维培养与具体实践技能之间把握平衡,帮助学生实现认识形式上的过渡。我们采用非随机分派单组控制前、后测实验法,从2012级建筑工程施工专业中选择“土木工程力学基础”半期考成绩相近的两个班12(18)与12(20)为研究对象,恰巧这两个班级人数以及其它班级状况也比较接近(见表2)。
表2 2012-2013学年第一学期两个班的半期考成绩(前测)
用抽签的方法确定12(18)班为实验组,12(20)班为对照组。实验组和对照组由同一个老师担任土木工程力学课程教学,实验组用模拟实验法教学,而对照组仍按原来的模式教学。
经过半个学期实验,对比实验组与对照组的学习成绩,由于实验前实验组与对照组力学学习成绩接近,故暂不考虑前测差异的影响,直接对比实验组与对照组土木力学期考成绩。由表3可知,实验组的力学期考平均分比对照组高出14.3分,及格率提高15.7%。
表3 实验组与对照组2012-2013学年第一学期期考成绩(后测)
除了对比土木力学成绩外,实验期间课题组成员每个月以听课老师的身份对实验组和对照组进行课堂观察(每组各三次),并填写观察表,在观察表中设有“专业知识掌握情况”、“专业技能掌握情况”、“注意力集中状态”、“学习参与度”、“学习合作性”及“分析与解决问题能力”等六个观察项,为方便比较,每个观察项按“较好”、“一般”、“较差”分别赋予“3”、“2”、“1”分值。
由表4、图3可知,实验组学生的学习成绩及表现都明显地高于对照组。任课教师也反映,采用模拟实验法教学后,越来越多的学生注意力开始集中到课堂上,同时,每节课不同的实验,使学生学习的热情始终高涨,课堂上玩手机、睡觉的学生明显少了,且打破传统教学的局限性,使教学进入新的境界,学生容易学,教师容易教。
图3 实验组与对照组课堂学习状况观察对比
5 模拟实验教学反思
(1)中职学生自控能力较差,学生易活跃过头,导致整个教学过程不易控制,造成课堂秩序混乱,所以要求教师加强教学组织与引导工作。(2)学生长时间在课件环境下学习,影像与动画的画面快速变化,很容易产生视觉疲劳,影响学生的学习效果,所以教师要安排好多媒体使用时间,并重视加强教师和学生间的互动和交流。(3)部分模拟实验可进一步优化组合,在有限的时间内突出重点知识的学习。
参考文献
[1] 卢光斌主编.土木工程力学基础:多学时[M].北京:机械工业出版社,2010 .
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关键词:土木工程;施工技术;创新
中图分类号:S969文献标识码: A
在土木工程建设中,工程实践经验先于理论,由于一些客观条件过于复杂,很难反映出室内实验和理论分析,除了工程实践揭示新问题。土木工程,确保材料不仅对人类生活、生产,并极大地促进科学技术的进步,与此同时,这是一个不断发展的学科,土木工程施工技术也扩散的新材料、新技术。
随着当今世界迈入信息化、智能化、产业化社会,各行各业都在寻求创新发展的途径,以防止被日益竞争激烈的市场所淘汰。近十多年来,我国建筑行业的整体发展速度十分惊人。其中,建筑工程施工技术进步幅度也比较大,主要表现为创新发展的模式。随着各类现代化生产管理技术更新换代,建筑工程施工管理的核心就表现为如何促进施工技术的创新以及逐步完善,来促进建筑工程项目经济效益及社会效益双重提升目标的同步实现。
一、土木工程的重要性
土木工程是一项复杂并且广泛的工作,它涉及到各个方面的内容与管理。土木工程是将所有的资源进行合理优化配置,从而保证整个工程能够按照规定时间完工。土木工程的全面性,为具体的施工工作提供了基础与指导性。健全完善的土木工程体系对于土木工程的施工具有重要作用。它以最佳的建筑施工模式和经济效益模式的结合,不仅保证土木工程施工的科学性与高质性,还能给建筑企业带来丰厚的经济效益,促进建筑行业尤其是土木建筑行业的不断发展与创新。土木工程施工的成败关键就在于一个完善的土木工程体系的指导与监督,而土木工程施工的质量管理又是整个土木工程的重中之重,成为核心与关键要素。因此,有效控制土木工程,成为土木工程施工的关键所在,它的重要性与不可或缺性是显而易见的,我们想要获得土木工程施工的工程效益与经济效益,土木工程是不容忽视的关键问题所在。
二、土木工程现状
1、我国土木工程历年来的建设成就
自改革开放以来,我国土木工程建筑行业一直保持着快速发展的速度,与现代科学技术的不断发展,我国的更紧密的与世界先进水平的建设,在过去,只有在发达国家有高层建筑,我国主要城市不断出现。据不完全统计,中国目前的水平超过100米高的建筑已经超过了500,200米或更多的高楼超过50多个建筑,超过300米高的高层建筑已经超过20个。
此外我国基础设施建设速度也引起了全世界的关注。我国已经建立了公路通车里程160万公里,其中包括30000公里的公路,中国铁路通车里程达到75000公里,总长度超过1000公里的青藏铁路是创造了世界,建筑的立面最困难的世界建筑奇迹,和日本的施正荣Haixia桥,海带桥在丹麦,法国诺曼底大桥人类建筑史的一个负载。
2、当前新型建筑材料的研发及实际应用情况
高新建材的使用造成的土木工程行业结构、设计理念和施工技术的大的变化。主要体现在应用钢纤维在优质水泥、玻璃纤维增强混凝土,如高分子浸渍混凝土应用的实际建设高新建筑材料。他们表现出快速硬化高新材料,强度高,重量轻,如传统的建筑材料和节能复合没有优势。
除了在大型建筑物经常使用玻璃幕墙材料也是新兴高科技产品,早期有钢化玻璃,现在更多的使用是一种多功能镀膜玻璃,双中空玻璃平板玻璃,等。自上世纪进入实用阶段,碳纤维材料也取得了重大突破,用碳纤维布加固混凝土构件多种加固方法,已进入实际应用阶段的实验阶段。这些高科技材料的直接结果是使用传统的土木工程结构,设计理论和施工有很大的变化。
3、预应力技术的应用发展情况
预应力技术,自1980年代以来,发展已进入一个新阶段。现在的大跨度公共建筑、大型会展中心和超高层建筑用来承受沉重的负荷转换结构、重梁和其他核心结构已经使用预应力作为一个关键技术。预应力技术解决问题在大型建筑物的设计和施工。此外,在公共场合道路基础设施如预应力技术也必须使用,解决高速公路路面混凝土开裂的技术,减少伸缩缝,提高道路的使用寿命,具有良好应用前景的影响。特殊用途,预应力技术也发展。深水石油钻井平台、桥梁和海岸防波堤通常用于预应力混凝土,比传统的混凝土抗裂性好,耐久性更好的优势,他们可以扮演传统的混凝土没有的有效性。
4、土木工程技术在地下建设中的应用
地下工程建设在我国近十年的发展,缩短与国外技术的差距。目前在20多个大中城市地铁系统规划和实施,通过这些项目的实施,我国地下空间技术得到了快速发展和提升。当前我国的地下工程施工方法已达到国际先进水平的主要覆盖瓦法,盾构法、沉管法、灌浆法、等,这些方法的使用在我国地下空间开发,和地下工程的实施提供了具体的实践经验。
三、土木工程施工技术创新的必要性
1、技术创新是社会进步的时代趋势
在大的环境市场经济的快速发展,我国的建筑行业也更加显著增长,但如果与西方发达国家相比,我国施工技术将显示严重滞后,特别是在施工技术的创新实践还有很大的提升空间。社会生产力水平的水平,是全面衡量一个社会,一个国家的进步和文明进步的基本规则。社会生产力的发展,一方面,为技术创新提供了经济和管理的基础,建筑业生产力的发展客观上说明了建筑行业的未来发展潜力和发展方向,另一方面,技术创新能促进社会生产力的发展,更快更好,两个相辅相成的关系。针对现阶段我国建筑工程建筑业技术创新的现状远远不能满足需求的社会生产力的发展,要解决的问题。因此,建筑工程施工单位的发展在未来,不断努力提高技术创新能力和技术进步,建设工程技术创新的主要方向。
2、技术创新是经济时代的基本要求
科学技术和信息技术在生活的普及,一方面为建筑施工企业创造优质的产品提供了坚实的基础,另一方面导致大大增加技术创新的成本。经济、建筑施工企业正面临着知识经济、文化、政治、高速全面发展和进步。建筑工程施工技术创新的本质是经济的基本要求,建筑业作为一个有着悠久历史的传统产业,如果你想继续下去,我们必须寻求发展创新思路,寻求机会。创新的主要趋势是经济时代,任何人,任何行业都可以利用一个机会,而不是偏离,因此,技术创新是经济时代生活在建筑施工企业的基本要求。
3、技术创新是获取竞争优势的重要手段
目前,各行业竞争显示了一个白热化的趋势,在弱肉强食的时代背景下,如果你变得脆弱,将面临被淘汰的结果。建筑工程施工企业进入时,面临的市场竞争,如果盲目扩张,技术力量跟不上,智力资源分散,管理水平下降,专业水平降低,企业变得越来越弱,因此失去了竞争力。建筑工程施工企业需要认真思考未来的产业发展方向和应对竞争的策略。面对日益激烈的市场竞争,建筑工程施工企业获得可持续的竞争优势,实现快速发展,应坚持可持续发展为导向,通过技术创新,企业整体效益为目标,实现技术创新建设的目标在努力满足建筑市场的需求,与此同时,在市场调研和预测的发展,施工方法,人员绩效评估机制,培训和介绍,等,逐步建立适合施工企业实际需求和满足市场的需求自主技术创新机制,同时积极成果的应用在实践中建设的技术创新。
四、传统施工技术
1、地基基础施工
桩基础施工是地基基础施工的最主要方法,在设计时分为两类极限状态设计,分别是承载能力极限状态和正常使用极限状态。根据建筑规模、功能特征和对差异变形的适应性以及桩基问题可能造成建筑破坏或影响正常使用的程度,要按照不同的设计等级进行施工,具体参照《桩基施工规范》。按承载性状划分,基桩有两种类型,即摩擦型桩和端承型桩,摩擦型桩又分为摩擦桩和端承摩擦桩,端承桩又分为端承桩和摩擦端承桩。摩擦桩在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载是由桩侧摩阻承受,端阻力可以忽略; 端承摩擦桩在极限状态下,桩顶竖向荷载则是由桩侧阻力承受主要部分。
端承桩在极限状态下,桩顶竖向荷载由桩端阻力承受,桩侧阻力可以忽略不计; 摩擦端承桩则是由桩端阻力承受大部分的竖向荷载。按照成桩方法分类,还有非挤土桩、挤土桩和部分挤土桩三种,制作基桩的材料也不是单一的,主要分为木桩、混凝土桩、钢桩等,不同类型和不同材料桩的施工方案和适宜的基础亦有所不同。在桩基础施工中,首先要确定选择桩型。在桩基础施工中,不仅要主要单根桩的施工质量,还要综合考虑,特别是群桩基础,要考虑避免不均匀沉降。预制桩吊运时单吊点和双吊点的设置,按照吊点跨间正弯矩与吊点处的负弯矩相等的原则进行布置,同时要考虑预制桩吊运时可能会受到的冲击和振动。桩基础施工中钻孔灌注桩的主要步骤是: 桩定位放线、钻机就位并校正垂直度、钻孔清土、灌注并搅拌混凝土、制作安放钢筋笼、成桩验收并进行质量检验。
2、混凝土结构施工
按照施工中浇制混凝土的地点分为预制法和现浇法。预制法是在别处而非施工现场浇筑混凝土,预制混凝土以其低廉的成本、出色的性能,成为建筑业的新宠。在使用预制法施工时,要确保预制模的尺寸准确,并严格按照施工顺序进行。现浇法则是在施工现场支模浇筑混凝土,是大多数建筑物采用的方式,应用更早更广泛。预应力混凝土施工中,根据张拉预应力筋的顺序还分为先张法和后张法。
3、钢结构施工
钢结构施工的主要工作是构件的吊装,在施工前要切实做好准备工作,包括场地清理、道路修筑、基础准备、构件运输、检查装备等。钢构件运送先后顺序要按照施工顺序进行,构件运到现场后,应尽量存放在起吊位置,并用足够支承面的木枕垫底。吊装前应该核准构件标号、位置。并清除表面,摩擦面要保持干燥清洁。考虑到钢结构工程的特殊性,可能会在施工过程中用到氧气、乙炔类焊接工具,所以要准备灭火器谨防发生火灾。
五、土木施工技术创新
施工技术无论是在设计阶段还是在施工阶段,都具有非常重要的作用,往往决定设计者设计思想的实现与否。就施工本身而言,任何一个工程项目,其施工过程都受到地质条件、材料性能、荷载条件、现场条件、资源状况和气候条件的限制。要想发展新型的施工技术,实现创新,必须从这些限制方面着手,突破制约,实现优化。下面仅针对深基坑支挡技术新发展和新型预应力技术两方面进行探讨。
1、深基坑支挡技术发展
由于高层建筑的发展、抗震与人防的需要和地下空间利用的需求,再加上大型深埋设备基础的施工,深基坑支挡问题越来越多。在这些需求和障碍的促进下,深基坑支挡技术在下面两个方面得到了较大的发展,实现是施工技术的创新。第一,桩、桩—锚支挡体系。对于开挖深度大、坑壁土质差的情况,通常采用灌注桩—预应力锚杆体系。引进的套管水冲法成锚工艺适用于地下水位上下的各种类型的土层,但效率不尽人意。第二,支挡与承重结构一体化。用于临时支挡的桩或者地下连续墙和永久性的柱、地下室墙一体化后,施工速度得到提高,投资效果得到加强,资源得到节约,得到良好的技术经济效益。另外,钻孔灌注桩施工中更加先进的施工工艺—旋挖已经投入使用,使成孔质量得到保证,减小认为不确定因素对施工质量的影响。
2、新型预应力技术
体外预应力作为后张预应力体系的重要分支之一,是预应力施工技术的发展和创新,是近年来的热点。顾名思义,体外预应力是指预应力筋布置在混凝土截面外的预应力,与传统的布置于构件截面内的预应力筋,所提供的有粘结或者无粘结预应力相对应。体外预应力现阶段主要应用在特种结构、预应力混凝土桥梁和大跨度建筑工程结构中,形成了两种主要体系。体系一是有粘结体外预应力体系,优点是预应力摩擦损失小,因为孔道管在结构体外,容易检查和控制管道的铺设质量及其水密性; 体系二是无粘结体外预应力体系,优点是可采用单根张拉工艺,易于操作,且单根无粘结筋的摩擦损失极小。体外预应力相对于传统预应力体系有很多优点,对工程经济效益有积极影响。
结语:
土木工程建设是一个综合的大工程,且对安全性要求高,因为这联系着人们的生命财产安全,因而施工技术至关重要。在土木工程施工过程中,还存在一定的问题,比如理论研究不能适应工程建设的需要,缺少验收标准和规范,管理体制问题等。要想解决这些问题,其中一个办法就是发展施工技术,在过去的土木工程建设中,人们总结了大量宝贵的经验,也在教训中得到启示,因而施工技术也在不断发展和创新,这将给加快土木工程发展很大的帮助。
参考文献:
[1].尚亚伟,应巍 .土木工程施工技术发展与展望[J].土木建筑学术文库,2011.
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关键词:继续教育学院;土木工程材料;教学改革
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2016)01-0036-02
继续教育学院的前身为成人教育学院,是各大学里设置的专门从事成人教育、短期培训等学历教育与非学历教育的二级教学单位。继续教育是面向学校教育之后所有社会成员特别是成人的教育活动,是终身学习体系的重要组成部分[1]。成人教育有其群体特殊性,交流中发现,好多学员对目前的教学体系提出了抱怨:想学的没学到,不想学的或者没有应用价值的常规概念却一直在重复。土木工程材料是土木工程专业的一门专业基础课,学员受众面广。课程教学内容设置、教学方法的选择及考核形式对教学效果和学员的学习积极性有着重要的影响。基于此,笔者对该课程的教学改革提出了自己的观点。
一、土木工程材料课程的特点
土木工程材料对于不同的专业方向有不同的掌握要求,其突出特点是实践性强。通常,土木工程材料课程包括理论教学和实验两部分:理论教学着重于使学生了解材料的基本性质、专业术语和基本概念;实验教学主要是通过试验让学生学会材料性能的测试方法及实验方案设计,为学生从事材料检测及新材料研发工作奠定基础。实验部分与理论知识相互呼应,“理论与实践相结合,知识与能力相结合”,才能取得良好的教学效果[2]。
二、改进土木工程材料教学的措施
(一)精选教学内容
以建筑方向为例,目前所用《土木工程材料》教材通常十五章左右,内容主要有[3]:材料的基本性质、天然石材、气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、建筑砂浆、金属材料、墙体材料、沥青与沥青混合料、防水材料、木材、高分子建筑材料、装饰材料和绝热、吸声材料等。如果每个章节都有所涉及,讲完整本教材至少需要60个学时。但继续教育学院的课程安排通常仅为30个学时,甚至更少。既要保证教学质量又想面面俱到显然是不可能的。交流中获知,任课教师在制定教学大纲时通常出现两种情况:一种是讲授范围比较宽泛,基本每章都有涉及,但讲授内容较浅显,有的章节仅停留在相关概念的认识上;另一种是压缩讲授范围,通常只讲教材的前半部分,授课相对深入。两种做法各有优劣,前者能够开阔学生视野,后者能够深入学习相关知识。基于学员群体实际情况,个人认为后者更具实际意义。如前所述,继续教育学员为成人群体,都是基于职称或专业技术需要等原因来校接受再教育。想通过继续教育提高学历获取职称的占绝大部分(90%以上)。该部分人群本就抱着混学位的思想来上课的,想通过课程授课让其专业领域开拓视野基本上等于痴人说梦。如果将授课范围压缩,授课中能够引入该群体工作中所面临的常见问题展开,无疑将极大地提高他们的学习热情,收到良好的教学效果和较高的教学评价。以2014年某班级为例,参与本课程学习的共有17人。开学之初,调查发现17位学员中有11人在土建行业一线从事专业工作,其余6人与土木专业根本不相干。了解学员情况后根据土建专业11人的专业背景,在教学中将材料的基本性质、天然石材、气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、建筑砂浆、金属材料列为教学重点,累计占用26学时(其中24学时为教材理论知识讲授,2学时用于讲授施工方案的撰写),其余章节占4学时,制订教学计划。教学中根据本人现场经验及学员工作中遇到的实际问题进行理论还原,极大地提高了学员的学习热情。相比据学员背景划分教学重点,教材改革更是值得探索的一项根本措施。教师应积极着手教材建设,根据专业方向合理选择统编教材和自编教材,跟踪最新工程技术、施工工艺及材料发展趋势,定期不定期地更新教材。教材还应以增加学生的学习兴趣和自主学习能力的培养为出发点,做到主次分明、突出重点、简明适用[4]。针对继续教育学员这一特殊群体,本人认为“土木工程材料”课程的教材改革还应做到实用至上,教材中应大量引入工程实例。
(二)运用多样化的教学手段
教学手段应用是否得当将直接影响教学效果和学生的学习兴趣。近些年,随着多媒体技术的发展和完善,大多数教师都采用多媒体教学,尤其是那些内容多、课时短的课程,多媒体教学更是备受青睐。多媒体教学确实有许多优点:运用动画使教学内容更生动形象、声图并茂,可提高学生注意力;尤其针对一些较泛、较杂的学科,可以链接更多的信息。但多媒体教学的弊端也是同样显著存在:演示代替了互动,课件“统治”了课堂,教师往往将更多的精力放在课件上,使师生难以进行情感交流;打消了教师备课的主动性和积极性,有些教师因此消极备课,认为讲课就是对着课件念,反正不会出现“挂在黑板上”的现象。这无疑将从根本上降低教学效果。目前,公认效果最好的教学手段为板书和多媒体相结合。因为它既克服了板书教学的枯燥和死板,又克服了多媒体信息量过大、学生不能及时跟进课程进度的缺点[5]。然而实践表明,采用这些教学技巧应对继续教育人员还是不够的。因为他们只关注授课内容的实用性和与其工作的相关性,除采用上述教学手段之外学员更倾向于将部分授课内容搬至现场或者实验室,即他们对现场教学更感兴趣。这就要求授课教师在上课之前了解学生的专业背景和工作情况,制订教学计划时针对性地将部分课时设置成实验课时或现场教学。这是完全能够实现的:比如,混凝土章节可取3—4学时根据学员情况可联系拌合站或施工现场或实验室进行试配,根据材料学原理解决试配过程中存在的问题并进行工作性测试与评价,而不是照本宣科。
(三)改革考核办法
同多数课程一样,目前该课程考核仍采用闭卷笔试的方式进行。这种单一的考核方式历来备受诟病。并不是学生觉得题目太难,而是因为以名词解释、填空、选择、简答、问答为主要题型的试卷闭卷考核方式,与被考核人员的工作能力、工作技能等几乎毫无关系。比如:设定情景进行混凝土配合比设计是本课程常考的重点,计算中如果某个环节出错或者某个公式没有记清楚,将直接影响计算结果,从而大幅影响考试成绩。但实际工程当中,配合比设计是由专业技术人员在规范指导下进行的,根本不存在公式记忆的问题。只要结构服役环境、强度及耐久性设计指标明确根本不会出现考试中无法进行的情况。并且工作中“填空”或“名词解释”的时候又有多少呢?实践是检验教学效果和学习效能的唯一标准。结课考查的目的是加强学生对所学课程的了解、理解、掌握和应用。土木工程材料课程的特殊性要求我们应该注重实用,注重实践。为此,该门课程可以采用开放式的考核方法,以大作业的形式进行———查阅资料进行案例分析或材料施工组织设计都是不错的选择。比如:北京国家美术馆钢筋锈蚀的原因分析,可提示大家结合美术馆所处环境特点及钢筋锈蚀产生的原因从混凝土中性化及早期混凝土配合比特点去分析解答;高速公路两侧护栏顺筋开裂的原因及预防,则要从高速公路的服役环境、高速公路冬季除冰措施及氯离子对钢筋侵蚀破坏的原理等着重分析冻融循环产生的原因及预防等等。这些开放性的题目鼓励学生查阅资料或者与他人讨论完成。这样既能理论联系实际又做到了提高学生查阅资料处理问题的能力,为其日后独立解决工程问题奠定基础。同时,这种考核方式对任课教师也提出了更高的要求,它要求任课教师必须有足够的实践经验和现场问题的积累。
(四)端正教学态度
教学态度是教师综合素质的体现,良好的教学态度是教学效果的基本保证。接受继续教育的学员都是成年人,而且部分学员在各自的领域内取得了一定的成绩。因此,课堂纪律有时难以把握。这就要求任课教师端正教学态度,以身作则。工作中既要做到善解人意又要坚定立场,坚持原则。同时,授课中应摒弃说教,多采用交流的方式进行。这样既有利于加强与学生的交流,改善教学效果,又能提高教师的威望和学校的口碑。
三、结语
继续教育是成人的再教育,是终身学习体系的重要组成部分。当今社会经济的高速发展,对继续教育提出了更高的要求,如何提高继续教育教学水平日益成为社会关注的焦点。土木工程材料作为大土木下的一门专业基础课,在继续教育中受众面广。要提高该课程的教学质量必须做到以下几点:第一,理论联系实际,结合学生专业背景划分授课班级、制定教学大纲、加强教材改革做到有的放矢;第二,多种教学手段相结合,尤其做到课堂教学和现场教学(实验教学)相结合,加强学员实际操作能力;第三,采用开放式考核办法,提高学生通过查阅资料、与专家进行技术交流等手段独立解决实际问题的能力;第四,任课教师应端正教学态度、以身作则,为继续教育工作的可持续发展做出应有贡献。
参考文献:
[1]朱淼,黄艳.新时期下高校教师继续教育模式的探讨与实践[J].继续教育研究,2014,(3).
[2]中国工程院工程教育代表团访美考察报告[J].高等工程教育研究,2002,(5).
[3]杭美艳,张黎明等.土木工程材料[M].北京:化学工业出版社,2014.
[4]万银善.高校教材建设与管理的几个问题的思考[J].科技资讯,2007,(20).
篇9
【关键词】土木工程;结构设计;安全性;
近几年,经济建设的发展取得了长足进步,我国建筑行业发展势头逐年看好,但是近年来也发生过一些土木工程结构设计存在问题而引发的事故,给国家和社会造成了非常恶劣的消极影响,如2007年8月13日16时左右,位于湖南省湘西凤凰县正在施工阶段的某大桥发生重大事故,坍塌后导致公路中断,施工现场死亡人数超过60多,造成经济损失4000余万元。因此,建筑行业领域中土木工程的结构设计安全性问题受到越来越多的人的关注,给土木工程结构设计领域提出了新的目标和挑战。
一、当前我国土木工程结构设计存在的安全性问题
土木工程结构设计存在的问题可以概括为三类,即土木工程结构设计牢固性欠缺、土木工程结构设计安全规范欠缺、土木工程结构设计持久性欠缺,这些问题的出现影响了我国整体工程的质量,土木工程结构一般不出事,出事就很难是小事,所以要在这三个问题上找出原因:
1.当前土木工程结构设计缺乏整体牢固性。当前我国土木工程结构设计缺乏整体牢固性,土木工程建筑的承压力底低,建筑工程的安全性差,导致建筑物事故多发。当地震、爆炸等事故发生时,建筑整体结构就会因为承载能力差,设计整体缺乏牢固性,而容易造成房屋倒塌、人员伤亡等重大问题的发生,给人民的生命和财产造成巨大的损失。
2.当前土木工程结构设计缺乏持久性。由于我国各地区环境的差距较明显,环境变化程度较大,环境的土质温度、湿度等以及酸碱都可以对建筑造成一定的影响,影响钢筋混凝土和建筑材料的寿命,然而我国土木工程结构设计之所以出现耐久性差的原因就是忽视了环境因素对于建筑的影响,造成了建筑物的耐久性差,年久衰败,造成事故多发。出现安全隐患。
3.当前土木工程结构设计没有合理的安全规范。我国土木工程结构设计安全规范的设置不全面、执行不严格,与国外严格的全面的规范相比存在着很大的差距。国外的很多古建筑历经百年依然屹立不倒,而我国很多建筑十几年不到就已经发生了墙体开裂等问题。因此我国土木工程结构设计安全设置需要进一步提高。
二、安全性前提下的土木工程结构设计策略方法研究
1.制定并不断完善土木工程结构设计的行业规范和标准。
社会的发展和人民生活水平的提高,使人们对土木工程结构的设计有了更高的标准和要求,科学的进步和技术的发展也同时促进了安全设计理念的发展。土木工程结构设计是一个重要环节,需要相应的制度和规范用以保护,所以相关规范的制定和发展需要不断的完善,只有制度和规范与实际接轨,符合实际需要,才能生产建设出高质量、高水准的建筑物,才能充分保障结构设计的安全。制定行业规范和标准需要员工认真学习并严格执行,国家有关部门实施的监督管理部门,如果遇到不合理的和非法的设计必须及时制止和符合行业规范和标准严格改进。行业规范和标准的严格的配方是安全工程的重要保证,所以是肯定会继续提高中国的土木工程结构设计,来跟随时代的脚步,建设符合时代要求和满足安全性需要的人才,才能更好的建设符合安全标准的土木工程建筑物。
2、对土木工程设计的工作人员要增强安全意识,多组织相关知识培训和定期召开安全研讨会。人们的生活和生产与土木工程结构设计具有紧密的联系,要求设计人员具有较高的安全意识和责任意识,人员的基本安全意识决定了土木工程结构安全意识的基础,责任意识决定了土木工程结构安全防护和质量标准。因此,必须加强对土建工程设计人员的安全意识培训,坚持质量至上安全第一这一原则。安全问题是建筑物存在的最基本的生命力,一个建筑的产业价值和使用价值都建立在安全性为前提的基础上。具体工作中,可以通过考试相关安全标准,用于加强设计人员的安全意识,并且潜移默化灌输土木工程结构设计的重要性,让设计人员意识到土木工程结构对人、对企业、对社会的影响,增强员工的安全责任感。在同一时间,土木工程设计人员不仅需要有是强烈的安全感,也要有一个专业的理论知识和强大的技术能力,需要丰富的实践经验和严谨的工作态度,从而使土木工程安全得到强有力的保障。具体来说,要提高设计人员的安全意识,必须使其具备严格规范的专业知识、规范的操作水平、有责任感的思想意识和主动追求安全性的思想要求。
3.综合性评估土木工程结构设计方案。土木工程结构设计是土木工程结构设计的基础和前提,设计之前要综合考虑各方面问题,做到全面准确、精确的设计方案,形成一个清晰的土木工程结构设计方案,获得综合性评估较高的评价,以确定其安全和经济的合理性,并且严格按照已制定的设计方案进行施工,对综合性评估土木工程结构设计方案中出现的问题,要及时沟通,不要在施工中任意妄为,从而引发安全事故。
4.加强控制设计中参数的安全积累问题。土木工程结构设计中涉及非常多的参数,每一个参数看似很小,但是对于整个工程的影响却是非常重要的。参数安全积累问题例如,建筑材料的数量、价格、使用面积等等,这些参数对于结构和建筑的安全性有着非常重要的影响,严重制约着土木工程的安全与质量。如果在这些参数上出了问题,即使后来的建设过程非常严谨,也不能保证建筑物的安全性能。因此,必须要严格控制设计中参数的安全积累,使土木工程设计中每一个因素都能达到国家相应的规范和标准,使建筑程序严谨、安全、合理。只有这样,才能生产建设出合格的建筑,才能达到国家与人们对于土木工程建设的要求与期望。
结束语:
耐久性和安全性是土木工程的永恒话题,它不仅关系到工程的质量和持久性,也关系着人民的生命财产安全,关系到国家的财产安全。因此,土木工程结构设计要严格遵循安全第一、质量至上的原则,任何一项内容都必须以安全为前提,只有充分保障安全方能够促进行业的发展,建筑物的安全性一直都是设计者的最高追求,提高土木工程结构设计的安全性是非常有必要的,要加强这方面重视,促进我国土木工程行业取得更好的发展。
参考文献:
[1]李凯.基于安全性、经济价值前提下的土木工程结构设计[J].中国建筑金属结构.2013(10).
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关键词:复合地基施工技术 应用
Abstract: this Foundation treatment techniques through the analysis of various methods, presented the advantages of composite Foundation and the economic benefits brought about by, that is, guarantee quality of engineering subject, save the project required investment in, filling the shortcomings of China's shortage of construction funds.
Key words: composite Foundation construction technology
中图分类号:TU71文献标识码:A
一.复合地基的定义及分类
(一)复合地基在基础工程中的地位复合地基理论和工程应用近年来发展很快,复合地基
技术在土木工程建设中得到广泛应用,复合地基已成为一类重要的地基基础型式。如何评价复合地基在基础工程中的地位,合理定位,既有利于进一步扩大复合地基应用,又有利于复合地基理论的发展。
(二)复合地基的基本类型
目前在我国应用的复合地基类型主要有:由多种施工方法形成的各类砂石桩复合地基,水泥土桩复合地基,低强度桩复合地基,土桩、灰土桩复合地基,钢筋混凝土桩复合地基,薄壁筒桩复合地基和加筋土地基等。复合地基技术的推广应用产生了良好的社会效益和经济效益。
复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,加固区是基体(天然地基土体或被改良的天然地基土体) 和增强体两部分组成的人工地基。
当天然地基不能满足建( 构) 筑物对地基的要求时,需要进行地基处理,形成人工地基,以保证建( 构) 筑物的安全与正常使用。按加固原理分类,地基处理方法主要有下述六大类:置换,排水固结,振密、挤密,灌人固化物,加筋,以及冷、热处理等。经过地基处理形成的人工地基大致上可分为三类:均质地基、多层地基和复合地基。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,加固区是由基体( 天然地基土体或被改良的天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。在荷载作用下,基体和增强体共同承担荷载的作用。通过分析复合地基与地基处理的相互关系,复合地基与浅基础和深基础的关系,复合地基与双层地基的区别,复合地基与复合桩基的关系,较深入地分析了复合地基在基础工程中的地位。
二.地基处理技术及分类
地基处理技术分类方法很多,按照加固地基的机理,常将地基处理技术分为六类:置换,排水固结,振密、挤密,灌人固化物,加筋和冷、热处理。可以将采用各类地基处理方法处理形成的人工地基分为两类:一类是天然地基土体的物理力学性质得到普遍的改良,类似于均质地基。这类人工地基的承载力和沉降计算方法基本上与原天然地基,或与浅基础的相同,不同的是地基土层的物理力学指标得到改善。另一类是在地基处理过程中部分土体得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,形成复合地基。例如:采用振冲置换法,强夯置换法,砂石桩置换法,石灰桩法,深层搅拌法,高压喷射注浆法,振冲密实法,挤密砂石桩法,土桩、灰土桩法,夯实水泥土桩法,孔内夯扩桩法,树根桩法,低强度桩复合地基法,钢筋混凝土桩复合地基法等,均可形成复合地基。
通过地基处理形成复合地基在地基处理形成的人工地基中占有很大的比例,而且呈发展趋势。浅基础的设计计算理论比较成熟,而复合地基设计计算理论正在发展之中。从上述分析可以看到重视复合地基理论研究的必要性和重要性。同时也应该看到,复合地基理论和实践的发展将进一步促进地基处理水平的提高。复合地基技术在地基处理技术中有着非常重要的地位。
三.复合地基与浅基础和桩基础
当天然地基能够满足建筑物对地基的要求时,通常采用浅基础;当天然地基不能满足建筑物对地基的要求时,需要对天然地基进行处理形成人工地基以满足建筑物对地基的要求。桩基础是软弱地基最常用的一种人工地基形式。广义地讲,桩基技术也是一种地基处理技术,而且是一种最常用的地基处理技术。考虑桩基技术比较成熟,而且已形成一套比较全面、系统的理论,通常将桩基技术与地基处理技术并列,在讨论地基处理技术时一般不包括桩基技术。采用的地基处理方法不同,天然地基经过地基处理后形成的人工地基性态也不同。经过地基处理形成的人工地基多数可归属为两类:一类是在荷载作用范围下的天然地基土体的力学性质得到普遍的改良,如通过预压法、强夯法,以及换填法等形成的土质改良地基。这类人工地基承载力与沉降计算基本上与浅基础相同,因此可将其划归浅基础。另一类是在地基处理过程中部分土体得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,形成复合地基。例如水泥土复合地基、碎石桩复合地基、低强度混凝土桩复合地基等。根据上述分析,浅基础(shallow foundation)复合地基(composite founda-tion)和桩基础(pilefoundation)已成为工程建设中常用的三种地基基础型式。
在浅基础中,上部结构荷载是通过基础板直接传递给地基土体的。按照经典桩基理论,在端承桩桩基础中,上部结构荷载通过基础板传递给桩体,再依靠桩的端承力直接传递给桩端持力层。不仅基础板下地基土不传递荷载,而且桩侧土也基本上不传递荷载。在摩擦桩桩基础中,上部结构荷载通过基础板传递给桩体,再通过桩侧摩阻力和桩端端承力传递给地基土体,而以桩侧摩阻力为主。经典桩基理论不考虑基础板下地基土直接对荷载的传递作用。虽然客观上大多数情况下摩擦桩桩间土是直接参与共同承担荷载的,但在计算中是不予以考虑的。在复合地基中,上部结构荷载通过基础板直接同时将荷载传递给桩体和基础板下地基土体。对散体材料桩,由桩体承担的荷载通过桩体鼓胀传递给桩侧土体和通过桩体传递给深层土体。对粘结材料桩由桩体承担的荷载则通过桩侧摩阻力和桩端端承力传递给地基土体。
由上面分析可以看出,浅基础、桩基础和复合地基的分类主要是考虑了荷载传递路线。荷载传递路线也是上述三种地基基础型式的基本特征。简而言之,对浅基础,荷载直接传递给地基土体;对桩基础,荷载通过桩体传递给地基土体;对复合地基,荷载一部分通过桩体传递给地基土体,一部分直接传递给地基土体。通过上述对浅基础、复合地基和桩基础荷载传递路线的分析,可以认为复合地基是界于浅基础和桩基础之间的,如图! 所示。摩擦桩基础中考虑桩间土直接承担荷载的作用,也可属于复合地基。或者说考虑桩同作用也可将其归属于复合地基。
四.复合地基与双层地基
有的学者将复合地基视为双层地基,将双层地基有关计算方法应用到复合地基计算中。事实上,复合地基与双层地基在荷载作用下的性状有较大区别,在复合地基计算中直接应用双层地基计算方法是不妥当的,有时是偏不安全的,下面作简要分析。
图(1)、(2)分别为复合地基和双层地基的示意图。设复合地基加固区复合模量为E1,其他区域土体模量为E2,显然E1>E2。设双层地基上层土体模量为E1,下层上体模量E2。双层地基上层土厚度与复合地基加固区深度相同,记为H。以条形基础为例,地基上荷载作用面宽度均为B 而且荷载密度相同。现分析在荷载作用中心线下复合地基加固区下卧层中A点(见图1(a))和双层地基中对应的B点(见图1(b))竖向应力情况。不难看出复合地基A点竖向应力σA,比双层地基中B点竖向应力σB大。如果增大E1/E2值,则σA值增大,而σB值减小。理论上当E1/E2趋向∞时,双层地基中B点竖向应力σB趋向零,而复合地基A点竖向应力σA是不断增大的。由上述分析可以看出复合地基与双层地基在荷载作用下地基性状的差别是很大的。
当层法可用来计算荷载作用下双层地基中的附加应力,而将复合地基视为双层地基采用当层法计算复合地基中的附加应力可能带来很大误差。计算结果是偏不安全的,当层法不适用于复合地基中附加应力计算。
(a)复合地基;(b)双层地基
图1 复合地基与双层地基
根据前面分析,在荷载作用下双层地基与复合地基中附加应力场分布及变化规律有着较大的差别,将复合地基认为双层地基,低估了深层土层中的附加应力值,在工程上是偏不安全的。
五.复合地基与复合桩基
在深厚软粘土地基上按桩基理论设计摩擦桩基础时,为了节省投资,管自立(!./. 年) 采用稀疏布置的摩擦桩基(桩距一般在0 1 2 倍桩径以上),并称为疏桩基础。疏桩基础比按桩基理论设计的常规摩擦桩基础,沉降量大,但考虑了桩间土对承载力的直接贡献,以较大的沉降换取工程投资的节约。事实上桩基础的功能主要有两方面:一方面可以提高承载力,另一方面可以减小沉降。以前人们往往侧重利用采用桩基解决地基承载力不足的问题,不重视采用桩基可以减小地基沉降的功能。将用于以减小沉降量为目的桩基础称为减少沉降量桩基。这里减小沉降量桩基一般是指摩擦桩基。减小沉降量桩基设计中考虑了桩同作用。在疏桩基础和减小沉降量两类桩基础中,均考虑了桩和同承担荷载。事实上,筏板基础下的摩擦桩基,桩间土一般直接承担一部分荷载,在经典桩基理论中只不过是主观上不考虑而已。以前主观上不予考虑的原因可能认为桩间土承担荷载比例小,不值得考虑,也可能是主动将其作为一种安全储备。还有一种可能是考虑到计算较困难,不确定因素较多而不予考虑,而且在工程上是偏安全的。近年来发展起来的桩同作用分析,主要也是考虑桩间土直接承担荷载。在疏桩基础、减小沉降量桩基和考虑桩同作用的思路中都是主动考虑摩擦桩基础中客观上存在的桩间土直接承担荷载的性状。考虑桩同直接承担荷载的桩基称为复合桩基。是否可以说复合桩基实质上是主动考虑桩间土直接承担荷载的摩擦桩基,而在经典桩基理论中,摩擦桩基中是不考虑桩间土直接承担荷载的。
前面已经谈过,复合地基的本质就是考虑桩间土和桩体共同直接承担荷载。由上面分析可知复合桩基的本质也是考虑桩同直接承担荷载。因此可以将复合桩基归为刚性桩复合地基范畴。复合桩基是一类刚性桩复合地基。在《复合地基》( 龚晓南,!..& 年) 中已谈到:刚性摩擦桩考虑桩同作用,可采用复合地基理论计算。目前,在学术界和工程界对复合桩基是属于复合地基还是属于桩基础是有争议的,笔者认为既可将复合桩基视作桩基
础,也可将其视为一种复合地基;同时又认为复合桩基属于桩基还是属于复合地基并不十分重要,重要的是弄清复合桩基的本质,复合桩基的承载力和变形特性,复合桩基的形成条件,复合桩基理论与传统桩基理论的区别。
事实上也可以将复合桩基视为复合地基一种,或者说将其归属复合地基,有助于对复合桩基荷载传递规律的认识,也有益于复合桩基理论的发展。
随着多种复合地基技术的应用,复合地基质量检测近年来也得到发展。但相比较复合地基质量检测方面存在的问题和困难多一些,需要继续努力。作为复合地基整体质量检测,不仅是桩体质量检测,还应包括桩间土的测试,以及桩土复合体的性能测试。
结语
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