港口工程论文范文
时间：2023-03-30 14:49:37
导语：如何才能写好一篇港口工程论文，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
1.施工前的项目策划和决策阶段。水运工程质量管理应该先从项目策划及决策抓起，因为这两个阶段的工作直接决定了工程项目的发展方向。项目的策划阶段不仅要保障质量符合客户的要求，而且要确保项目与投资目标相一致。项目决策阶段应该充分考虑投资效益、投资结构、投资方向、发展速度和水运规模等，同时进行经济的分析与比较，做出项目工程最优化方案。
2.施工过程中的质量管理。在以项目经理为主导的质量项目管理中，必须认真做好安全管理和工程管理，同时需要协调施工现场多个部门，进行有组织、有计划、互不干扰的工作，确保项目能达到成本低、质量好、工期短的效果。但整个项目施工中包括施工现场、进度、材料、安全、质量和技术等多方面的管理问题。所以在施工管理过程中，需要将各项管理制度化、网络化。同时项目经理还需要定期及不定期召开工作业务分析会，将各种业务分析报告和信息及时反馈给总公司，同时可以全面控制现场施工。在项目工程管理上需要做到“一过硬、二坚持、三检查”，“一过硬”是指产品过硬；“二坚持”是指坚持按规范进行施工、坚持按图进行施工；“三检查”是指复检、互检、自检。
3.施工后的质量管理。作为水运工程最后一道程序─工程验收，它是检验工程项目是否符合设计的重要环节，也是现场工程师最重要的工作。在许多不熟悉工程项目验收环节的水运单位，现场工程师需要明白自身职责所在，需要严格按照《水运工程监管规范》、《暂行办法》和《暂行规定》中内容和程序进行验收工作及可协助其他相关部门做好相应工作。
4.材料的质量管理。材料质量是决定施工质量的一个重要因素，因此对施工所用的材料需要严格把关，其主要材料包括以下几点：（1）需要对进货渠道进行把关，在订货、采购和运输过程中严格按照质量标准进行操作；（2）对于收货环节，需要严格按照验收标准进行材料的检查和验收；
二、施工中的成本管理
1.成本预算的管理。项目的成本预算是关于项目是否能够顺利圆满完工的一项重要条件，项目的管理者应该根据施工设计方案和生产要素等相关因素，分析和计算出水运工程的总成本。项目成本的预算可以帮助管理者及施工人员对整个工程的成本有清晰的了解，并能够对每一个工序的成本进行灵活的控制。从项目的成本预算到项目的实施，还需要将项目成本细化到管理职能、操作工序、施工工期等多个子项目中，这种细化的成本管理形式。可是使成本的核算、管理一直处在可操控的状态。在实行成本预算制度的过程中，可以建立激励机制，对于成本控制良好的、按期或超额完成任务的个人和集体给以奖励。与此同时，对于工作完成较差的个人与集体要给予一定的处罚。
2.成本的组织管理。由于水运工程项目是一项综合性很强的工程，因此专业技术是整个施工过程的必备条件。施工组织设计贯穿了整个施工项目的组织、经济和各项活动，特别可以将成本管理贯穿在整个施工过程中。项目施工人员和管理人员需要按照项目组织设计文件，优化工艺技术和施工方法。同时，按照组织设计方案进行人员配置，充分调动工作人员的积极性，认真抓好工程质量、安全、成本、效益等各项管理工作，确保水运工程项目顺利进行。
3.设备管理。水运工程项目离不开大型及重型机械设施的使用，这些设备设施的好坏直接关系到整个项目能否顺利施工。因此，加强船舶和机械设备的管理也是水运工程的一项重要工作。不仅需要认真做好维护保养设备设施的工作，确保设备设施一直处在良好的状态，同时要严格按照标准和程序操作设备设施。只有设备设施正常运行使用，才能提高项目的工作效率、缩短项目施工周期，大大降低生产成本。
4.材料管理。项目的材料成本占据项目成本预算很大比例，因此它是项目成本管理和控制的重点。施工材料在整个水运工程中使用的种类繁多，数量巨大、且具有较大的管理空间和节约潜力。所以，项目施工单位需要认真核查材料的数量、运输费用、供应渠道、价格及用途，同时要能掌握材料在项目工程中使用情况，及时调整材料使用状况，有效的防止和控制材料的浪费。
三、水运工程安全管理
1.明确职责。我国《建筑法》规定建筑施工单位对施工现场安全负主要责任。因此作为水运工程监理单位，需要明确自身的安全职责。因为监理单位在施工合同的法律责任不同，其安全责任也会不同，所以监理单位在工作中需要保持“发现、制止和及时报告”的态度，才能保证水运工程的安全质量。
2.提高监理人安全意识。在施工前，根据工程的内容和性质配备相应数量的安全工程师，并制定相应的控制措施。为了增强监理人员的安全控制技能和安全责任意识，监理单位需要对其进行安全培训和教育，从而确保监理人员对工程建设能进行全面、有效的监督。监理人员工作前需先熟悉施工现场的周边环境、相关文件及了解合同中的监理要求和工作内容。制定并有效落实各类人员安全生产岗位责任制如监理员、安全监理工程、总监代表、总监等。制定合理有效的安全监督控制措施及安全监督管理工作制度。
3.开工前安全监理重点审查内容。在开工之前，监理单位应对施工设计中的施工方案及安全防范措施进行重点审查，确保其符合工程建设标准。总包单位需严格审查分包队伍的资质，并对分包队伍的安全条款及安全管理规章就行严格控制，确保分包队伍与施工方签订有专门的安全管理协议。如遇台风、强降雨及大雾等恶劣天气时，施工方制定的的应急预案是否及时、有效及健全。制定的应急预案需明确应急管理责任，清楚事故类型及危害程度，能否及时和迅速的做出应急响应，能够做到进行自救措施，准备充足的应急救援物资。监理单位还应监督施工方根据施工现场的特点及事故易发类型等应急预案救援演练，确保应急预案是否有效，并可以及时对应急预案中存在的不足进行修订。
4.做好危险源辨识和重大危险源清单编制工作。监理单位和施工单位应根据施工现场的工作环境、施工工艺及项目类别等不同工程类型准确辨识危险源，确保工作安全的要点。安全监理工程师在日常工作当中，必须准确辨识危险源，并对其指定相应的安全控制措施，并确保其内容的全面。重大危险源清单包含特定重大危险源和常规重大危险源，特定重大危险源具备易于忽视、未曾出现及隐蔽性等特点，因此监理单位应将辨识的重点放在在特定重大危险源的监控上。例如吊装重力式码头的模板、监控基床爆破夯实施工；码头墩台模板拆除、吊安和支立的监控以及大型砼构件、钢管桩的运输；监控高桩码头的沉桩过程等。
四、结语
篇2
关键词：灌注桩；质量问题；控制措施
伴随着我国港口基础设施建设的快速发展，港口工程的施工量也越来越多，虽然其施工技术已经成熟，但由于灌注桩的施工地点大多在水下，受到水文、气象、地质条件的制约，另外受混凝土的配制比例、钻孔技术、钢筋笼上浮及灌注施工等多方面因素的影响，钻孔灌注桩施工容易出现各种问题，所以必须对其质量进行严格控制。
一、钻孔前的相关准备工作
严格按照《港口工程灌注桩设计与施工规程》（JTJ 248-2001）中埋设护筒的相关方法和规定要求进行施工。钻机就位前，检查好各项准备工作，主要包括场地的布置、钻机所在位置是否平整压实、检查并安装机具、准备其他配套设施、确定水电供应顺畅等。如果是在水上钻孔时，要了解并调查该水域的水文情况以及气象方面的相关资料，要搭设好安全稳定、高度合适、面积足够的工作平台。钻机就位前将护筒埋设在桩位处，以达到方便检测桩位和保持孔内泥浆液面高程的作用，并能够确保灌注桩孔口段不致于塌方。水下埋设护筒必须采取稳妥的锤击打入法进行施工，并随时关注钻孔机的水平度和垂直度，这个环节尤为注意。
二、钻进阶段的质量控制
钻孔施工过程中要注意控制孔位、孔深、孔径、孔斜与沉碴。结合施工实际情况，每天应常测泥浆浓度，而对于经验丰富的施工者，不一定要测量全部指标，但他们会注意体会泥浆手感的好坏，手感差则证明不合乎要求，就要重新清孔换浆。特别是端承桩，在孔终时须测一次孔深和孔径，确保是否达到设计标高和地层，清孔以后再测一次孔深以确定孔底部沉碴的厚度。一般用细钢丝测绳来测量孔深，在使用过程中还要经常用钢尺进行校正，保证孔底沉碴的厚度不超标。在成孔过程中，须避免塌孔。如果发现塌孔，应立即采取有效措施进行处理。至于在成孔过程中，孔壁上不可避免形成的泥皮会降低桩周侧摩擦阻力，理论上要求泥皮的厚度越小越好，但具体的厚度值是多少还要根据不同的成孔方法、泥浆的性能差异等作具体分析。
三、下钢筋笼阶段的质量控制
（一）加劲箍筋
对于直径小的桩，把加劲箍筋置于钢筋笼主筋内侧，采用导管法灌注混凝土，但这容易导致挂笼事故的发生，尤其要特别注意法兰式导管，其边缘容易挂住加劲箍筋，如果导管在混凝土中埋深大的情况下，混凝土的流动性降低，挂笼后导管的活动受限甚至不能活动，更严重的是导管拔不出来，留在孔内，造成混凝土灌注桩无法连续施工的现象。避免类似事故的方法较多，比如设置法兰护罩或在法兰盘处焊上加劲钢板。
（二）制作钢筋笼的连接
分段制作钢筋笼，连接时要相互错开相邻的主筋接头，间隔距离大于500 mm，保证在同一个截面内的接头数小于或者等于主筋根数的一半。钢筋焊接宜采用绑条焊，两端的连接必须垂直，钢筋焊接质量应经过检查合格后方可下放。吊放入孔时，应精确测量钢筋笼垂直度，并防止在下孔时碰挂孔壁。如果强行入孔容易造成孔壁上的泥土塌落。钢筋笼安装就位后，应采取措施固定，防止浇筑混凝土时发生偏移和上浮。
（三）保护层
在水下灌注混凝土，主筋的保护层厚度大约为50 mm，允许有上下20 mm的偏差。有的设计为了确保主筋保护层厚度，要求将钢筋制成“耳朵”状，并将其焊在主筋的外侧，但“耳朵”形钢筋由于容易进入孔壁，造成保护层的实际厚度变小，甚至暴露在外，钢筋易腐蚀生锈。在施工过程中，施工单位经常使用与灌注桩混凝土强度等级相同的砂浆制成半径50 mm，厚度达70 mm的轮形保护块，中间穿上钢筋并焊在两根主筋外侧，数量根据笼径、笼长及分段情况确定，这种方法使用效果好，而且还能确保质量，降低成本。
四、混凝土灌注阶段质量控制
（一）混凝土灌注
钻孔灌注桩混凝土施工应采用导管施工法，混凝土所使用的原材料应事先按规范要求进行试验，合格后方可采购进场。混凝土配合比设计应符合现行行业标准的有关规定。现场施工的混凝土配合比强度宜适当高于设计强度，以确保质量。施工前应准确计算每根桩混凝土用量，特别是第一次灌注量须保证导管埋深长度不小于1m，混凝土灌注过程中，应随时监控混凝土面标高和埋深导管的长度。严格按照操作流程，准确提升导管，保证混凝土有足够的流动度，做到连续、快速完成混凝土的灌注过程。当发生浇筑中断时，接桩处理方案应征求设计单位意见。
（二）坍落度
在水下进行混凝土灌注时，要严格控制坍落度，一般规定在180 mm与220 mm之间，搅拌机使用前应检查计量设备，确认计量误差值是否在允许范围之内。混凝土灌注前应在出机口和浇筑地点检查坍落度，如果坍落度不符合标准，流动性能差，不利于灌注，应立即查找原因；反之，坍落度大于规定说明水灰质量比发生变化，也要立即查明原因，并进行调整，避免使混凝土强度不符合设计要求。所以，在搅拌混凝土的过程中一定要严格控制坍落度。
（三）导管提拉
当导管内的混凝土在灌注过程中下落不畅时，需要提拉导管，这时候要注意防止力度过猛、幅度过大，并且防止进入水和空气，使局部混凝土缩颈断层。在上下提拉导管的过程中，导管外混凝土随之上升，当其与导管内混凝土面的高度差达到一定数值时，导管外的混凝土面不继续上升，如果此时快速放下导管，就会由于管内混凝土的流动性差，易出现导管外混凝土面比导管内混凝土面高的现象。当提拉拔出导管之后，泥浆、沉碴等混合物质会迅速填充到导管拔出后的空间，造成混凝土夹渣和气泡、强度不合格的问题，严重时形成“空心桩”。尤其是在灌注即将完成时，因灌注时间长，导致其流动性差，混凝土难以充分搅动，都可能影响混凝土的质量。
所以，在灌注时应注意混凝土搅拌质量、灌注时间、提拉导管的速度，在快达到桩的顶部时，还应多灌注一定数量的混凝土，使含有泥浆和气泡的混凝土充分从护筒顶部溢出，并经过几次慢起慢落提拉之后，再缓慢地将导管提出混凝土面。施工实践证明此措施可避免出现混凝土质量偏低的情况。
五、水上安全控制
港口工程灌注桩施工大多在岸边水下，周边水域常有渔船作业和行船经过，容易与工作平台碰撞，造成平台变形甚至损坏，使工程无法正常进行。为此，施工单位要像对待工程质量一样进行水上安全控制。一般作法是按照《水运工程施工安全防护技术规范》（JTS205-1-2008）的相关规定在施工区周边抛设警示标进行界定，并派巡逻船只和安全管理人员对周边水域内船只进行安全宣传和望巡视，以防止发生安全事故而影响施工。
总结：港口工程中灌注桩施工的工作环境大多在水下，同时受到水文、气象和地质条件等因素的制约，因此，施工前要做好相关的准备工作，对每一个环节都要按照规范严格执行，工程中的任何一个细节都可能会影响到整个工程的质量，所以要严格控制施工质量，以确保施工安全。
参考文献：
[1] 《港口工程灌注桩设计与施工规程》（JTJ 248-2001）/中华人民共和国行业标准
[2] 《水运工程施工安全防护技术规范》（JTS205-1-2008）/ 中华人民共和国行业标准
[3]刘桂海，刘玉国.复杂地质条件下大孔径钻孔灌注桩施工工艺探讨[J].黑龙江科技信息，2007（16）
[4]肖文福.鄂黄大桥主6#索塔基础大直径深水嵌岩灌注桩施工技术[A].二年湖北省桥梁学术讨论会论文集（下册）[C].2000
[5]夏平华.嵌岩灌注桩在码头加固修复工程中的应用研究[J].山西建筑，2009（30）
[6]侯杰，李宏伟，董军，柴宿东.杭州市文晖路艮山门立交桥大口径桩成孔施工实践[A].探矿工程（岩土钻掘工程）技术与可持续发展研讨会论文集[C].2003
篇3
关键词：后注浆；单桩承载力；港口工程；灌注桩
1 前言
钻孔灌注桩成桩简单，并对周围环境影响小，在桩基础中大量应用。但在一些地层较松散的地区，常常需要泥浆护壁保证其成孔效果，而泥浆护壁的钻孔常常因为清孔不彻底而在桩端处形成较厚一层沉碴，对桩底承载力大小产生较大影响。为满足该类型桩基础的承载能力，桩端后注浆技术应运而生。对于该类型的处理方法，已纳入建筑行业标准[1]。
在国外，采用后注浆技术提高单桩承载力已有将近40年的历史。最早的报道是在1961年，在Maracaibo Bridge Site工程师们通过预制装置实现了桩底灌浆并提高了钻孔桩基的承载力[2]；自60年代以来，国外的工程技术人员对后注浆技术做了大量的试验研究，并在许多工程中得到推广使用[3-5]。庄心善、杨雪强(1999)[7]根据室内模型试验的结果，分析了砂粘土地基中钻孔灌注桩桩侧压浆、桩端桩侧联合压浆对提高桩基承载力及改善土体性能的影响，并给出了后压浆钻孔灌注桩的承载力公式。郭志业，陈运荣(1999)[8]通过对几例钻孔灌注桩桩底压浆和地基土水泥压浆分析后，发现桩侧摩阻力提高140％，单桩竖向承载力提高36.40％，沉降量减少20.80％。张忠苗、吴世明(1999)[9]通过对杭州、宁波等软土地区以砾石层为持力层的钻孔灌注桩桩底压浆的机理及效果进行对比分析，得出了一些有益的结论例。国内还有其他成功应用于实际的实例[10-13]。因此，对于国内而言，后注浆技术主要用于工民建行业，对于港口工程应用较少。
2 后注浆技术的作用原理
大量工程实践表明，钻孔后注浆技术具有承载力高、适用范围广、施工方法灵活、效益显著和便于普及的特点。其作用主要避免了原钻孔桩因推动力层的扰动、沉渣难清理干净而引起的沉降差异。最大好处是使群桩基础沉降均匀，同时也提高了单桩竖向承载力。
另外后注浆对桩端持力层的渗透、劈裂、挤密、充填作用，对于粗粒土(孔隙率较大的中粗砂、卵砾石层等)桩端持力层，主要通过渗透拄注浆形成高强度的水泥石结石体，使持力层的抗扰动能力、变形模量和抗压强度等得到提高，从而增加单桩承载能力。
按照《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）中第5.3.10条文中规定，其后注浆的单桩承载力标准值为：
(1)，
其中 和 后注浆侧阻力、端阻力增强系数，其它参数见规范，不再赘述。浆液在不同桩端和桩侧土层中的扩散与加固机理不尽相同，因此侧阻和端阻增加系数 和 也不同，通常端阻提高系数大于侧阻。对于全风化的煌斑岩而言，按规范认为其提高系数 为1.4～1.8， 为2.0～2.4。
3 工程条件
某码头为煤炭专用，拟建卸船码头1座，布置10万吨级和5万吨级卸煤泊位各1个，码头长度610m；拟建5000吨级驳船装船码头1座，布置5000吨级驳船泊位4个，码头长度570m；拟建1000吨驳船装船1座，布置1000吨驳船泊位6个，码头长度480m。港区陆域红线范围总面积47.49万m2，主要布置煤炭堆场以及生产、生产辅助建筑物等设施。为满足港口设置需要，需要设计桩基础达到设计要求。
设计场区地貌形态类型单一，均为第四系全新统以来形成的海岸阶地，表层受人为回填整平改造，原始地貌基本保存。工程基础形式设计大部分采用桩基础，桩径分为800mm、1000mm、1200mm、1400mm四种规格，其分布及其各自承载力设计见表1。
表1 工程桩体分类及单桩承载力设计值
桩号 混凝土
强度等级 单桩竖向承载力
特征值Ra（kN） 桩径（mm）
ZJ-1 C30 2350 800
ZJ-2 C30 4560 1000
ZJ-3 C30 5280 1200
ZJ-4 C30 7190 1400
其地层条件及其参数见表2所示。
表2 场地各岩土层桩体指标特征值汇总表
岩层 岩层名称 单桩极限端阻力
标准值qpk(kPa) 单桩极限摩阻力
标准值qsik(kPa) 地基
承载力特征值fak(kPa)
1 填土 / 10 /
6 粗砂 / 15 160
11 粉质粘土 / 26 200
12 粗砾砂混
粘性土 / 40 220
16 中粗粒花岗岩强风化带 4000 120 1000
17 中粗粒花岗岩中等风化带 7000 200 2200
18 中粗粒花岗岩微风化带 9000 300 4000
按照公式(1)计算，得到其极限承载力标准值为12869.0kN，大大超过了设计的承载力特征值。
4 工程问题
桩基施工完成后，对部分桩进行抽芯检测，其中32#桩(直径1000mm)岩心管取出的岩样，确定桩长为6.12m，入岩深度2.0m。桩端下存在约0.6m长的强风化煌斑岩脉，岩脉倾角约60度，岩脉下为中风化花岗岩（图1所示）。33#桩通过岩心管取出的岩样，经勘察单位确认为中风化花岗岩。经过查阅32#桩基施工资料、对比勘察验槽资料与施工过程中封存的岩样，均与勘察报告相符，满足入中风化2.0m要求。按《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）计算，其单桩承载力标准值为8820kN；通过大应变检测后确定桩的极限承载力为8136kN，没有达到设计要求。经过专家组的讨论研究，决定利用后注浆的浆液的渗透作用，对煌斑岩脉进行加固。
图1 桩置及薄弱煌斑岩关系图
Fig. 1 Chart of the location relation between pile and weak the lamprophyre
5 施工工艺及流程
5.1 浆液设计参数
通过勘察资料确定，场地中的地下水无侵蚀特性，所以采用普通硅酸盐水泥。这种浆液是一种悬浊液，能形成强度较高和渗透性较小的结石体。由于颗粒较粗，一般只能灌注直径大于0.2mm的孔隙，对于强风化的煌斑岩正好能满足此项条件。通过多次调试配比，确保其后注浆过程中浆液的流动性和强度，最后确定采用以下配合比：注浆材料：P.O 42.5普通硅酸盐水泥；浆液水灰比：1:0.5；注浆压力：0.0～2.0MPa。
5.2 加压注浆
桩身施工钻孔2个，钻孔结束后先对其中一个注浆（如图2-a）。施工时注浆管插至孔底约20cm开始常压注浆，待孔口有纯水泥浆溢出时对桩上的两个Φ108钻孔安装注浆塞，然后加压注浆，最大注浆压力2.0 MPa。
5.3 停止注浆标准
停止注浆标准：注浆量≤1～2L/min。第一个孔灌注结束后采用同样方法灌注第二个孔（如图2-b）。
(a) (b)
图2 加压注浆示意图
Fig. 2 Schemes of pressure grouting
6 效果评价
注浆完成达到强度后，再次进行大应变测试，确定桩的极限承载力为9433kN，满足设计要求，但较规范计算小，这是由于桩体长度较短，防止浆液漏失过多，其注浆压力选取较小，因此在桩端渗入效果可能较少；因此，后注浆总体提高系数不大，仅提高了15.9%，但对于处理桩端具有薄弱层的潜在危害起到了相应的作用，也满足了设计要求。
7 结论
文章采用后注浆技术成功处理了港口工程中桩端存在软弱夹层的病害问题，使桩基满足了设计承载能力的要求，通过本项工程，提出了以下结论：
（1）桩端存在薄弱层时，可以采取后注浆技术进行加固处理，但要注意薄弱层的规模和产状。
（2）对薄弱层后注浆的承载力计算，不能仅靠现成的规范进行，还得需要现场大变形测桩技术或现场单桩竖向抗压载荷试验确定其注浆效果。
（3）浆液配比必须依据其薄弱层的孔隙大小进行，才能达到渗透或劈裂注浆的效果。
参考文献：
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部, 建筑桩基技术规范[S], JGJ 94－2008．
[2] Beresantsev, V.G., Khristoforov, and Golubkov, V.N.(1961)．Load pearing capacity and deformation of piled foundations, Proceedings, 5th Conf．Soil Mech．Found．Engg, 2, Paris,P 11~15．
[3] Alhayari, Samy. Innovative developments in suction pile technology Geology, Earth Sciences and Environmental Factors Offshore Technology Conference Annual Proceedings．V1 1997．Offshore Technol Conf, Richardson, TX, USA．
[4] Chua, Koon Meng, Meyers, Robert. Samtani, Naresh C. Evaluation of a load Publication, 2000．ASCE，Reston，VA，USA．P 269~283．
[5] Attwooll, William J. Bolloway, D Michael Rollins etc．Measured pile setup during load testing and production piling：I一15 Corridor Reconstruction Project in Salt Lake City， Utah . Transportation Research Record．n 1663 2002．P 1~7．
[6] 何飞. 钻孔灌注桩后压浆技术在高层建筑中的应用实例[J]. 土工基础, 2000, 14(1)：7~10．
[7] 庄心善，杨雪强. 桩后压浆增强桩基承载力的试验研究[J].地下空间, 1999, 19(5)：463~465．
[8] 郭志业, 陈运荣. 水泥灌浆对地基土和桩基进行加固补强[A]. 中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术会议论文集, 1999年．
[9] 张忠苗, 吴世明. 钻孔灌注桩桩底后注浆机理与应用研究[J]. 1999, (6)：681~686．
[10] 廖文葵, 吴志敏, 范伟霞等. 灌注桩后注浆作用机理与承载力计算[J]. 工程建设, 2007, 39（1）：10~13．
[11] 秦俭. 钻孔灌注桩后注浆技术的工程实践[J]. 中国煤炭地质, 2008, 20（7）：64~67．
[12] 王方亮. 桩端后压浆桩承载力试验研究[D]. 重庆：重庆交通大学, 2007．
篇4
关键词：建筑工程；旋挖桩基础；施工技术
引 言
随着高速公路的发展，钻孔灌注桩得到了广泛的应用和发展，旋挖钻孔灌注桩就是旋挖桩，它是我国近些年来一些比较大型建筑工程中普遍使用的一种技术，也就是桩基础施工技术。主要应用在高速公路、快速铁路、大型桥梁等大孔径桩基施工，在施工的现场中，旋挖机局域工作效率比较大、钻孔速度快等等特点，而且在自动化的程度较高，在桩基施工尤其是在城市桩基施工中，具有较好的发展前景。
1 旋挖桩工艺流程和相关的操作
1.1 相关的工艺流程
结合旋挖桩和实际工程建筑的需求，其主要的工艺流程为：放样进行有效的定位，然后进行旋挖钻机就位；在护筒进行埋设之后使用旋挖机进行成孔，然后对成孔进行清理，把对应的钢筋笼进行吊装就位，下放安装导管下放，浇筑混凝土，然后对护筒进行起拔最后回填桩孔。
旋挖钻桩基施工必须在相关施工人员的组织下，严格的按照工艺流程进行有效的施工，施工人员要对施工相关的资料进行收集，要对施工的现场进行仔细的分析和调查，这样可以促进桩基的均衡和连续的施工。比如：在进行放样定位的过程中，组织人员不仅要根据轴线分布的情况，还要结合桩位的分布情况，并建立测量控制网，在旋挖机成孔的时候，相关的施工人员要根据以前的施工经验，在护筒埋设以及定位后，就要应用SR-250型砖瓦机进行钻进，但是钻机在就位之前就要对其进行重新的测量和定位，在一定的程度上保证施工过中的精确无误。
1.2 操作的重点
（1）在施工之前一定要进行平整桩基范围。旋挖机施工的前提就是清理平整基范围，在钻孔前一定要把桩位点进行施放。在结合轴线以及桩位布置的情况，建立有效的测量控制网；放样后要对四周设置互桩的复测，要把误差控制在5mm之内。
（2）旋挖桩护筒埋设。旋挖桩的护筒都是用一些钢板进行制作的，这样可以保证有效的控制桩位、在一定程度上能够防止空口的坍塌、隔离水的渗漏以及钢筋笼的固定等，要把旋挖钻进机钻深到3m以上，并且要在人工的帮助下把护筒进行埋设，防止杂物流入到孔内。
（3）泥浆的制作。旋挖桩在施工的过程中，泥浆的制作要按照相关的制作规范进行制作，要采用相应比例的膨润土、纤维素以及火碱等三种进行混合并制成，把其放到泥浆池中记性均匀的搅拌。只有这样进行制作的泥浆才会在施工的过程中发挥其最大的作用，不仅防止了孔壁的坍塌，还在一定的程度上制止了地下水的渗透。泥浆比重的选取大多数都是1.05～1.10之间，其粘度为是8.0～22.0之间，泥皮的厚度要小于2mm，pH值不能低于7，砂率不能高于4%。只有在这样的情况下，泥浆才会对孔壁起到保护的作用，在一定的程度上避免了事故的发生。
2 施工技术注意的事项
（1）要对建筑行业的安全管理工作进行重视，尽量减少建筑工程中事故的发生。因为旋转钻机不仅具有较大的体型，同时还具有较重的质量，所以这就要求施工现场一定要宽敞平整，土地也到达到一定的硬度。对一些事故的发生要引起注意，例如：一是高空坠物；二是机械伤害；三是坍塌事故，要避免发生不必要的危险，施工相关的工作人员一定要注意钻斗侧齿的好坏，如果侧齿出现损坏必须换上新的侧齿，要尽量的避免所带来的损失。
（2）在施工的过程中，泥浆面的高度必须严格的按照施工相关的规范，一定不能低于护筒的40cm，泥浆的比重一定要控制在1.06～1.15之间，不能低于1.06，但要高于1.15。在对钢筋笼进行固定的过程中，要对其进行按部就班，首先要按照施工的要求进行检验导管，在一定的程度上要排除导管带来的麻烦，之后在对导管进行安放，要把导管的距离孔底是不能够超过50cm，要保证钢筋笼能顺利的固定。
（3）在注入泥浆的过程中，特别是第一次，桩孔之间一定要进行垂直灌注，在一定的程度上避免泥浆筒壁的流动，会对底部的土质造成迫害。灌注用的水泥应该都是最新出厂的，每个孔道斗应该一次灌注成功，要用四十左右的粘土回填坑底，保证护筒周围的土要硬实，防止泥浆的流失。
3 技术的应用和优势
随着经济不断的发展，城市现代化的进程也得到了较快的发展，建筑工程的规模也在不断的扩大，人工进行桩基建设已经不能够满足现代建筑工程的需求，所以旋转桩就得到了应用。它促进了建筑建设施工的工作效率，还对建筑的机能起到了改善的作用，让其变得更加的牢固。
3.1 旋挖机的应用
旋挖机技术在建筑工程中得到了比较普遍的应用，特别是在高层等比较大的建筑工程或者是地下空间开发中都占有者重要的位置，同时也是不能够缺少的。旋转挖机主要利用的就是钻杆以及钻斗的旋转，进行取土以及卸土的过程，直至达到设计的深度。旋转技术对粘土性的岩土层和容易坍塌的底层具有着独特的施工方法。旋挖桩技术不仅适用的范围比较广，成孔的速度相对来说也是比较快的，施工效率也是比较高的，具有较多的优点：一是节能环保；二是产生的泥浆比较少；三是承载的能力是比较强的；四是具有较高的运作效率。在现代施工建设中占据着重要的位置。旋挖机应用的是动力头的装置，在做机械运动的过程中，做的是上下反复的运作，不仅孔壁比较粗糙，钻进的能力也是比较强的。
3.2 旋挖机的优势
3.2.1 具有成孔的速度较快，效率也比较高
由于旋挖钻机施工靠带有着活门的筒式钻头回转破碎岩石，把岩石可以装到相应的钻斗之内，不需要把岩土捣碎，主要靠的就是泥浆运出孔外，进尺的深度可以达到0.5m左右，施工在效率方面也比螺旋钻机、潜水钻等都要高出5～6倍。
3.2.2 可以进一步的提高桩基的承载能力
旋挖机成孔工艺在钻孔的过程，需要用静压的泥浆作为主要的护臂，但是泥浆不能在孔壁上形成泥皮，但是由于钻头会进行比较多的上下往复，就会导致孔壁比较粗糙，不容易产生缩颈，成孔就会更加的规则。所以旋挖机钻孔灌注桩的承载力相对来说是比较高的，尤其是摩擦桩。
4 总 结
随着经济不断的发展，旋挖桩的施工质量是比较高的，而且还能够环保，可以应用在各种各样的地形结构上，程控的速度比较快，效率也是比较高的。在一些比较大型的工程中得到了比较广泛的应用，施工预案也应该具有较高的责任感，对没到工序都要尽职尽责的完成，一定要保证工程的质量，在城乡一体化的建设中，给城乡的局面带来一定的利益。
参考文献
[1]李永祥，罗慧，屈英民，车丽娜.旋挖钻机桅杆建模仿真与试验分析[A].第十届全国振动理论及应用学术会议论文集（2011）上册[C]，2011，24（13）：130～135.
[2]施雄，廖红建，军.砂砾土层中旋挖灌注桩施工实践[A].第十届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C]，2008，23（13）：102～106.
[3]杨希文，钱立军.多年冻土区旋挖钻机扩底桩钻孔施工技术[A].山西省铁道学会2004年度优秀学术论文集[C]，2005，26（14）：130～138.
[4]陈日胜，周翰斌.上软下硬地层超深T形地连墙成槽施工难题的处理[A].中国土木工程学会港口工程分会第七届港口工程技术交流会论文集[C]，2011，25（12）：138～139.
篇5
紧扣港航海事发展大局，坚持“全面审计，突出重点”的原则，创新审计手段，提高审计水平。充分发挥审计监督职能和服务效能，注重审计报告的落实督办，为港航资金的安全、合理、有效使用提供强力保障。
二、主要工作
突出对下属单位的年度预算收支执行审计，主要通过本单位内审人员进行审计。为规范项目管理和竣工决算审计服务；突出200万元以上项目竣工决算审计，组织委托会计中介审计机构进行审计。配合省局及市审计局进行的审计配合工作，加强部门预算和专项资金审计，并力争有新的突破和进展。
年度审计项目的具体计划分为以下几板块，具体汇报如下：
（一）对下属单位的年度预算收支执行审计
1.开展专项资金审计
要把部门预算、财物收支和专项资金收支审计作为一项经常性和基础性的工作来抓，加强财务专户管理，严格执行“收支两条线”制度，做好源头控制和过程控制，不断强化部门预算全过程的监督，促进编制科学、规范、明细的部门预算，促进部门预算管理的法制化和规范化。
2.对下属单位的年度预算收支执行审计，这块主要通过本单位内审人员进行审计。
为加强局内部审计工作，规范内部审计行为，提高管理水平，促进廉政建设，根据《中华人民共和国审计法》、《交通行业内部审计工作规定》、《浙江省内部审计工作规定》等有关法律法规，结合本局实际，对下属单位的年度预算收支执行审计。
局设立内部审计机构，配备兼职或专职内部审计人员，依法履行内部审计职责并对局所属事业和企业单位的内部审计工作进行业务指导和监督。
局内部审计机构和内部审计人员在局主要负责人领导下，依法独立行使内部审计职权，并对其负责，接受国家审计机关的业务指导和监督。
内部审计工作应当遵循依法、客观、独立、公正的原则。要求被审计单位按时提供有关财政、财务收支计划、预算执行情况、决算、会计报表、上级批文及相关经济活动的资料和电子数据。检查有关财政、财务收支或者相关经济活动的资料、文件和计算机系统及其电子数据，现场清查与审计事项相关的实物。就审计事项的有关问题向内部有关单位和个人调查取证。对违反财政法律、法规有关规定的行为予以制止，提出处理建议；对遵守财政法律、法规，经济效益显著的单位和个人，提出表彰和奖励的建议；对经济管理中存在的问题提出意见和建议。经局主要负责人批准，对可能被转移、隐匿、篡改、毁弃的有关财政、财务收支或者相关经济活动的资料予以暂时封存。根据局主要负责人的要求，参加或者列席局及下属单位召开的有关财政、财务收支或者相关经济活动的会议。
被审计单位和有关个人应当配合内部审计工作，按要求提供相关资料，并对所提供资料的真实性和完整性负责，不得拒绝、阻碍、隐瞒、谎报。
（二）200万元以上项目竣工决算审计
审计工作要跟着资金走。各单位要切实关注港航基础设施建设，严格执行“建设项目未经审计，不得付清尾款，不得办理竣工验收手续，不得报批竣工决算”的规定，200万元以上竣工决算审计面要达到100%。为服务好港航基础建设，要高度重视审计200万元以上项目竣工决算审计。
为进一步规范我局港航建设项目竣工决算的编报、审计(含审价，下同)、审批工作，加强港航建设项目竣工决算管理，严格基本建设程序，根据《交通基本建设项目竣工决算报告编制办法》、《基本建设财务管理规定》、《交通行业内部审计工作规定》、《交通建设项目审计实施办法》、《交通建设项目竣工决算审计管理暂行办法》和《港口工程竣工验收办法》等有关法律、法规、规章，结合我局实际。是200万元以上项目竣工决算审计，组织委托会计中介审计机构进行审计。
1.从事港航建设项目竣工决算审计的社会审计机构，应具有良好的社会信誉、相应的审计(审价)从业资质和港航建设项目审计经验，确保审计质量。社会审计机构出具的审计报告应在征求被审计单位意见的基础上，修改完善后报市港航局审核。审计意见书作为建设项目竣工决算正式办理和审批的依据。
2.港航建设项目竣工决算审计、审批管理应当遵循以下原则：
(1)谁立项、谁审批；
(2)统一领导、分级管理；
(3)依法行政、强化监管、独立审计；
(4)客观公正、实事求是。
3.港航建设项目竣工决算审计必须确保其真实性、合法合规性和有效性。审计的主要内容包括：
(1)基本建设程序执行情况；
(2)项目投资、初步设计及概(预)算执行情况；
(3)建设资金来源、支出及结余等财务情况；
(4)工程价款结算(决算)及工程合同执行情况；
(5)交付使用资产情况；
(6)收尾工程的未完工程量及所需投资情况；
(7)竣工工程概况表、竣工财务决算表及说明书、交付使用财产总表及明细表等编报审核情况；
(8)投资效益等其他有关情况。
4.竣工决算审计(含工程价款结算审核)的费用，由建设单位按省物价部门规定标准和业务委托书约定合理支付，列入项目竣工决算。
港航建设项目竣工决算审计按照《交通行业内部审计工作规定》等规定的程序组织实施。港航建设项目审计中查出的各类违规违纪问题，按照审计署等六部委印发的《建设项目审计处理暂行规定》(审投发〔1996〕105号)等有关法规处理。
（三）主要是配合省局及市审计局进行的审计配合工作，开展经济责任审计。
逐步建立以任中审计为主、离任必审、任中审计与离任审计相结合的经济责任审计。各单位离任责任审计覆盖面要达到100%。
开展与审计机关的联合共建工作。要因地制宜，采取多种形式全面推进与审计机关的审计配合工作，坚决查违纪违法案件，促进港航海事事业的发展与党风廉政建设良性互动。
（四）做好审计基础工作
1、要积极推进审计信息化建设和计算机辅助审计步伐，提高审计质量。按照省局的要求，市局将在全市港航海事部门开展2个计算机审计项目，参加省局计算机审计优秀项目评选活动。
2、要认真贯彻《审计法》和《交通行业内部审计工作规定》，进一步建立健全内部审计机构，落实内部审计职能和人员，加大审计后续教育培训力度，为积极推动内部审计转型提供组织保障。
3、要按照中国内部审计准则等审计法规的要求，完善内部审计程序，规范审计文书使用和档案管理，进一步提高审计工作质量。
4、要及时上报审计报表和总结，加强审计资料、信息、论文的撰写，认真总结、宣传审计工作中取得的经验和成果，为交通审计转型创造一个良好的人文环境。
篇6
【关键词】联锁混凝土；护坡；设计；安全系数
1 概述
护坡工程是保证堤防安全的重要单元，也是堤防建设的重要内容。联锁型混凝土护坡是近年来出现的新型护坡形式，它由联锁型混凝土块面层、级配碎石滤水层、土工布反滤层、基土层等组成，是由一组尺寸、形状和重量一致的高强度混凝土预制块，通过独特的联锁设计，块与块之间相互连接而形成的联锁型矩阵。整个护坡系统设计充分考虑了各种水深、水流速度和风浪情况等水力条件下的边坡稳定，也能有效的防止水土流失。
联锁型混凝土护坡结合了传统刚性护坡与柔性护坡各自的优点，既具有刚性护坡稳定性好、抗冲能力强的特点，又具有柔性护坡适应位移和变形能力强、孔隙率高透水性好的特点。由于相邻的块体之间相互咬合，块与块之间具有较强的联锁性，可以有效地增加块体之间的连接力，使块体能够在高速水流的作用下保持结构的整体稳定性，从而降低了单个块体的稳定重量和尺寸，节约工程成本。另外，块体的形状与大小都适合人工铺设，施工简单、方便，新旧坡面都能用，大大节省后期维修费用。
同时，采用开孔联锁混凝土护坡不仅可增强视觉效果，更重要的是出于减少波生浮托力的考虑。理论分析计算和模型试验结果均表明，具有高渗透性的护面层有利于结构稳定，相同波要素条件下可减小护砌厚度。
2 开孔联锁混凝土护坡设计
2.1 护坡块体所受荷载分析
混凝土护坡块体在使用过程中受到的荷载包括：在静水中主要有重力（扣除浮力）、垫层对块体的支撑力以及块体和垫层间的摩擦力；动水中还受到波浪的作用力。此外，在内河航道中，岸坡受到船舶航行碰撞的影响也是导致护坡损坏的原因之一。
2.2 护坡块体在荷载作用下的破坏形式
块体在荷载作用下的破坏形式主要有两种：单块块体的破坏和护坡层的整体滑动。其中主要以第一种为主要破坏形式。
1）单块块体的破坏：当波浪作用下块体处于临界稳定状态时，砌块上表面受到波浪的压力、下表面受到垫层中水流的顶托力作用，此外还有重力、块体之间的支撑力和摩擦力、块体间的咬合等作用。当块体所受净浮托力大于块体重量及块体间摩擦和咬合力时，块体被托起，以至脱落失稳。由于联锁混凝土块体之间相互咬合，一块块体脱落后，极易引起其周围护坡块体的松动破坏，故有一块联锁块脱出时，即认为护面层遭到破坏。
2）护坡层的整体滑动破坏。滑动推力为块体净重力（除去浮力）沿斜坡方向的分量，其抗滑力为块体与其下层基础间的摩阻力以及坡脚结构的支撑力。因工程中常采取相应措施（如在堤脚做趾结构或将堤坡放缓）避免块体护面的滑动，故整体滑动破坏并不常见。
2.3 联锁混凝土护坡设计
2.3.1 块体的稳定重量验算
护坡块的设计计算中，常用美国的赫德森（Hudson）公式计算护坡块体的稳定重量：
式中，W为单个块体的稳定重量，为块体材料的重度，H为设计波高，K为块体稳定系数，为水的重度，为斜坡与水平面的夹角。其中Hudson无量纲稳定系数K的取值主要取决于块体形状、表面糙度、嵌固程度等因素，对混凝土板块可取3.0。
2.3.2 作用在护坡上的浪压力计算
护岸上的浪压力计算根据波浪形态主要分为两类。一类是入射到墙上的波浪受到反射，与入射波叠加后形成驻波；另一类是墙前的破碎波。目前常用的公式只限于线性驻波，至于破碎波方面的研究工作主要集中在实验研究方面，提出的公式尚属于经验公式范畴。
因其简单、便于计算，目前常用的浪压力计算公式为Sainflou公式：
该公式在相对水深 =0.135～0.20，波陡的范围内，具有相当好的精度。然而当较大时，往往给出偏大的波浪力；当 较小时又给出偏小的波浪力。因此我国港口工程规范中规定，在相对水深，波陡时，要根据工程经验引入修正系数K。
2.3.3 安全系数计算
用一个经过计算所得的数值“安全系数”表征在特定的水力条件和场地特征条件下单元的稳定性，该数值应大于所选取的允许安全系数值。设计中忽略以下影响：1. 块体间的摩擦力和绳索等的连接力；2. 若块体内或相邻块体之间的孔隙内种草，草根增加铺面系统与土基之间的连接力；3. 块体在坡道顶部锚固在土体内，以防止铺面系统沿着坡道或纵向滑动。以上几个对稳定有利的因素在设计中均不考虑，所以设计偏于安全。
根据护坡的适用条件、块体的结构等因素，选取对应的最小容许安全系数值通常在1.2～2.0之间。
设作用于混凝土块上的力为浮托力，拖曳力，和块体本身的浮重。块体稳定性取决于相对于质点的弯矩值。因此将约束力矩与倾覆力矩的比值定义为系统中单个块体的安全系数（ ）。
式中为在地基平面内的投影值；为各力的作用力臂；为块体运动方向与垂直方向的夹角；为块体运动方向与拖曳力的夹角。
3 工程应用
结合京杭运河山东段主航道自然岸坡土质、水流流态、通航特点等工程实际，进行了开孔联锁混凝土结构设计并铺装了试验段，其设计平面图见图1。其中，护坡坡度为1：2，护坡块体厚度为120mm。护坡混凝土强度等级C25，抗冻等级为F150。
根据计算分析，护坡单个块体安全系数为2.13，满足安全要求。
【参考文献】
[1] 张守刚，刘太保. 联锁板技术在水利工程中的应用[J]. 海河水利，2002（1）：46-47.
[2] 任琴雪. 新型联锁型混凝土护坡系统[J]. 山西水利科技，2010（2）：35-37.
[3] 李西平. 加楞预制混凝土联锁块在鸭河口水库中的应用[J]. 人民黄河，2010，32（11）：96-97.
[4] 王俊杰，李艳萍，胡晓林. 混凝土连锁板块护坡设计[J]. 东北水利水电， 1995（1）：6-10.
[5] 吴美安，孙 勇，李启涛. 混凝土砌块护坡护面层稳定厚度的计算方法[J]. 人民黄河， 2006，28（1）：62-64.
[6] 孙东坡，张晓雷，张献真，杨苏汀. 新型生态防洪护面连锁块的水力特性研究[J]. 泥沙研究，2007（3）：44-49.
篇7
毕业论文是教学环节中很重要的一个部分，是考察学生综合使用所学理论知识的一个应用能力，发现和解决问题的能力也得到了重要体现。比如土木工程专业的学生，就能获得在施工单位从方案环节到施工的整个过程的锻炼，然后把这些理论和实践都融汇到土木工程毕业论文中去。
通过毕业设计这一重要的教学环节，培养土木工程专业本科毕业生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。 毕业设计要求我们在指导老师的指导下，独立系统的完成一项工程设计，解决与之有关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。
在完成本次毕业设计过程中，我们需要运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理，这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还需要我们更好的了解国内外建筑设计的发展的历史、现状及趋势，更多的关注这方面的学术动态，以及我们在以后的土木工程专业发展的方向。同时积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的必要的准备。
1.1研究现状：
土木工程是建造各类工程设施的科学，技术和工程的总称。土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌，因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。土木工程在我国可以分为：建筑工程、桥梁工程、公路和城市道路工程、铁路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、给水和排水工程、环境工程。作为土木工程专业的学生，深知土木工程设计范围之广，以及和社会生活联系之密切。我们在校只是学习了土木工程这一个小的分支并且着重学习了工民建部分。工民建方面就结构布置部分有以下几种结构：框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、框架-支撑结构、筒体结构、框架-核心筒结构、巨型结构等等。
就此次的设计题目，以及结合任务书所给定的各项条件，选择了框架结构比较合理并且切合实际。
1.2发展趋势：
框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，可提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型。国外多用钢为框架材料，而国内主要为钢筋混凝土框架，框架结构可通过合理的设计，使之具有良好的延性，成为“延性框架”,在地震作用下，这种延性框架具有良好的抗震性能。
[1]钢筋混凝土多层框架结构作为一种常用的结构形式, 具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点, 目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中。随着社会的发展，多层框架结构的建筑越来越多了。但随着结构高度增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。
[2]框架结构房屋的布置应对称、均匀，减小抗侧刚度中与水平荷载合力作用线的距离，减小结构重心和刚度中心之间的距离，以减小结构发生的扭转。由于框架构件截面较小，抗侧刚度较小，在强震作用下结构整移和层间位移都较大，容易产生震害。此外，非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑，抗震设计的框架结构除需加强梁、柱和节点的抗震措施外，还需注意填充墙的材料以及填充墙与框架的连接方式等，以避免框架变形过大时填充墙的破坏。框架结构是柔性结构，有水平位移，房屋的总水平位移越大，人的感觉越不舒服，而层间位移会影响建筑物的装修和隔墙开裂，因而对这两种水平位移进行限，这样在设计中要增大房屋的抗侧刚度。在框架结构的抗震设计中，柱顶、柱底、梁端易出现裂缝。
[3]作为一座办公楼设计，在设计之前作为设计者必须深入实际，调查研究，了解其所属位置地理、经济条件。而作为本课题中框架结构的办公楼，必须整体设计、大门入口设计要体现行政办公特征。设计要满足室内水、电、暖、讯、消防、抗震等配套设计要求。因此必须察看相应的规范、标准等。
1.3研究方法：
框架是典型的杆件体系，近似计算的方法很多，工程中最实用的是力矩分配法及D值法，前者多用于竖向作用下求解，后者用于水平作用下求解。
这些方法的使用都作了以下几点的假定：
[1]忽略粱，柱轴向变形及剪切变形。
[2]杆件为等截面(等刚度)，以杆件轴线作为框架计算轴线。
[3]在竖向荷载下结构的侧移很小，因此在做竖向荷载下计算时，假定结构无侧移。
1.4应用领域：
框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中，如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。
2、课题任务、重点研究内容、实现途径
本次毕业设计任务包括三个部分：建筑设计，结构设计和施工组织设计。
2.1建筑设计
2.1.1设计任务
根据设计任务书要求完成建筑平面、剖面及立面设计;根据相应的建筑设计规范并结合实际情况初步确定预设建筑物的平面形状，立面外观，侧面外观，单层平面尺寸，以及建筑物的层数;由功能分区的相关原则初步确定建筑物各部分的功能，最终初步确定出建筑设计部分的轮廓。
2.1.2设计成果：
(一)总平面图：1：500要求标明建筑物位置、道路、绿化、标高、朝向等。
(二)平面图：1：100或1：200平面图应标明各房间名称，固定设备布置。
1.底层平面图：标注三道尺寸，注标高。
2.标准层平面图：标注三道尺寸，注标高。
3.顶层平面图：标注两道尺寸，注标高。
(三)剖面图：比例1：100或1：200(一个)
要求剖到楼梯，标注层高、楼梯平台、屋顶、室内外地坪标高、标注两道尺寸(门窗洞口、层高)。
(四)立面图：比例1：100或1:200(二至三个)
1.入口立面
2.侧立面或背立面
标注三道尺寸(墙段及洞口、层高、总高)，标明室内外地坪标高，屋顶标高。
(五)节点详图：(二至三个)比例自定
(六)设计简要说明：
1.建筑总平面及概况。
2.方案特点及主要建筑技术措施。
3.防火设计简要说明。
(七)主要技术经济指标
1.总用地面积
2.总建筑面积
3.建筑密度(底层建筑面积/总用地面积)
4.容积率(总建筑面积/总用地面积)
5.绿地率(绿地面积/总用地面积)
2.1.3进度安排
第1周：讲解建筑设计基本原理、建筑设计基本步骤，了解并掌握办公建筑基本设计知识。完成“一草”。
第2周：深入方案，细化初步设计，为结构设计提供必要的条件。完成“二草”。
第3周：结构设计完成之后，完成施工图设计。
2.2结构设计
2.2.1设计任务
根据建筑设计方案及设计原始资料，选择结构体系，布置结构构件，进行结构内力分析，确定构件配筋，绘制结构施工图。
2.2.2设计内容和步骤
1.根据房屋基本情况确定结构设计基本参数
2.进行结构平面布置
3.手算一榀框架，并用计算机程序PK复核
4.使用PMCAD,建立结构整体计算模型，用SATWE进行结构空间分析与设计
5.设计一部现浇板式楼梯
6.基础设计
7.整理计算书，绘制结构施工图
篇8
关键词：海上风电多桩基础 大直径钢管斜桩 倾斜角度 桩基承载能力动力特性
中图分类号：TU74 文献标识码：A
1引言
海上风机基础结构主要对风机塔架起支撑作用，除了要承受结构本身的自重、风荷载以外，还需承受相当大的波浪/海冰（结冰海域）、海流等水平荷载的作用。对于海上风机基础结构承载力设计，一般结构的竖向承载力均较易满足设计要求，其水平承载力和抗拔承载力往往是设计的主要控制条件。
目前，海上风电基础结构型式主要有重力式基础、单桩基础、多桩基础、重力式基础、三脚架、导管架基础以及浮式基础等。由于桩基础具有高承载力和低沉降的特点，以上基础类型多数采用基桩作为支撑结构。
对于海上风力发电机多桩基础，一般采用斜桩型式，斜桩能将上部结构传来的水平力和弯矩转化为轴力，从而使结构受力趋于合理。目前，大量学者和专家对单桩的倾斜程度与桩基承载力关系进行了研究，而对于由斜桩组成的多桩基础应用在需要承受大弯矩的海上风机上的研究成果相对较少。本文以某海域海洋环境及地质参数作为设计条件，针对海上风电机多桩基础所采用的大直径钢管斜桩，总结和分析多桩基础现有研究成果，采用同济启明星软件FDOW（自主开发）对不同倾斜率情况下的斜桩进行基础结构承载力计算，得出多桩基础桩基倾斜率对基础承载力的影响；同时建立桩基--承台--塔筒--风机整体模型，对不同倾斜率情况下整体结构动力模态进行分析，得到斜桩斜率与整体动力特性关系，为类似工程设计提供指导。
2桩土相互作用规律
轴向荷载作用下土对桩的作用力主要有桩侧摩阻力和桩端的端阻力，倾斜桩的桩土水平相互作用规律是关于外部荷载作用下，桩和周边土体应力协调变化、桩荷载传递和变形机理的规律，至今还未形成有效理论，也一直是倾斜桩在工程设计和安全评价上的难点。参考国内外规范，目前桩土相互作用所采用的设计方法主要有m法、N-L法、P-Y曲线法三种：m法为一种线弹性地基反力法，假定土体的抗力系数随着深度而线性增加，底面处为0；N-L法为通过试桩试验资料和研究提出的一种非线性计算方法，体现了桩、土的非线性作用，但该方法只能用于弹性桩的计算；P-Y曲线法是复合地基反力法的一种，假定泥面下桩身的变形与作用在桩上的土抗力呈非线性关系，桩在泥面以下的内力和变形可采用P-Y曲线的无量纲迭代法或有限差分法进行计算，该方法在国内桩基规范、国内外石油平台设计规范以及国外海上风电设计规范等中进行了详细论述，FDOW软件能够根据用户要求选择采用m法或者P-Y曲线法。文中分析计算时对桩土作用采用P-Y曲线法。
3计算分析
3.1 计算资料
计算采用某海域海洋水文参数以及海洋地质条件作为设计条件，其中海洋水文资料见下表1、表2所示，考虑到桩倾斜程度不同影响桩在各土层的分布长度，不同土层其具体参数存在差异，为排除此干扰因素，故将整个地质参数定义为同一土层，对桩基倾斜度与桩承载力关系进行分析。土层具体参数见表3。
基础计算风机选用某厂家3叶片 3MW机组，具体荷载资料见表4所示。风机塔筒具体参数见表5，且风电机组转动1P频率范围0.116~0.255Hz，叶片转动的3P频率范围为0.348~0.765 Hz。
表1设计水位值
表2设计要素
表3土层参数
表机荷载资料参数（不含安全系数）
表5风机塔筒资料参数（自下向上）
多桩承台基础设计采用圆形结构形式，承台底部直径14.0m，顶面直径12.2m，承台总厚度为5.0m（其中底部圆柱段高度3.0m，圆台段高度2.0m），顶部高程+12.50m（国家85高程）。基桩8根直径1.5m的钢管桩，均匀布置在承台底面处，布桩半径为5.2m，具体示意见图1。
图1基础体型及各设计水位示意图（水位值为国家85高程）
3.2 计算软件介绍
本次分析计算采用西北院与同济大学联合自主开发的海上风电机组基础设计软件--FDOW软件。FDOW软件为一款专门用于海上风电机组基础工程领域中结构和地基基础设计与计算分析的工程商业软件。该软件以国内外海上风电基础结构设计以及海洋工程结构物设计相关规程规范为依据编制而成，同时对软件计算结果采用理论解析解答、多种商业软件计算对比（ANSYS、ABAQUS等软件）、网络在线计算以及自编程序计算等进行验证对比分析，对软件结果的可靠性、正确性与合理性进行了验证。通过验证分析，表明该软件对于海上风电机组基础结构设计计算分析具有较高的可靠性和合理性。
3.3 计算结果分析
3.3.1 斜桩倾斜角度与基础承载力关系分析
在基础承受风机荷载以及海洋环境荷载情况下，对不同基桩倾斜率，基础承载力及基础变形情况进行分析，选取基础桩基中最不利工程桩情况作为对象分析，得到下图2~图5桩承载力与斜桩倾斜角度关系曲线。
图2桩竖向承载力与倾斜角度关系曲线图3桩抗拔承载力与倾斜角度关系曲线
图4基础竖向位移与倾斜角度关系曲线图5基础水平位移与倾斜角度关系曲线
从图2所示曲线可以看出，桩倾斜角度在0~12°范围内，对于承受竖向荷载的基桩的正常使用没有明显影响，随着角度改变其竖向承载力值变化较小；当倾斜角度大于12°时，随着角度的增大，桩竖向承载能力明显降低。
图3所示曲线表明桩的倾斜角度在不大于12°时，对其抗拔承载力影响不大；当倾斜角度大于12°后，随着角度的变大，其抗拔承载能力明显下降。
图4所示曲线说明在基桩倾斜角度小于12°的情况下，基础沉降基本保持不变，当倾斜角度超过12°后沉降值急剧变大。
图5表明基础顶部和基础泥面处水平位移随着桩倾斜角度增大而减小，当倾斜角度增大到18°后，基础顶处水平位移呈现继续减小的趋势，而泥面处位移出现变大的趋势。
综上分析可有，多桩基础桩基倾斜角度在不大于12°时，随着基桩倾斜角度的增大，基础竖向承载力和抗拔承载力损失较小，抵抗水平变形的能力增大；当桩倾斜角度超过12°后，基础竖向承载力和抗拔承载力损失急剧增加，基础泥面抵抗水平变形的能力先出现增大的趋势，再呈现降低的趋势。这说明，一定倾斜角度的桩对于多桩基础承受竖向荷载的能力影响不大，对于基础承受水平荷载的能力有所提高；但当桩基倾斜角度超过一定的值时，基础承受竖向荷载以及水平荷载的能力都有明显的降低。
3.3.2 斜桩倾斜角度对基础动力特性的影响分析
海上风电机组所处环境特殊，叶片所受的风荷载和基础所受的波浪荷载、冰荷载等随机性大，具有较强的动力特性。风电机组上部结构和基础形成的整体结构在动力激励荷载下将使结构的受力和变形产生明显的放大效应。当激励荷载的频率接近于风电机组结构的自振频率时将使得结构产生共振，严重时危及整个结构的安全。因此在风电机组基础结构的设计中，应使得整体结构的自振频率（主要为前三阶频率）避开风电机组转动频率1P和叶片转动的频率3P（针对3叶片风电机组），同时应尽可能使结构的自振频率避开波浪的波动频率和冰激振频率。由GL风机认证规范可知，应控制整体结构频率避开风电机组转动频率不小于5%。
海上风电多桩承台基础结构斜桩的倾斜率不但影响基础结构的承载能力，同时还影响基础结构的刚度，进而对基础结构的动力特性有一定的影响。本文通过FDOW软件建立桩--承台--塔筒--风机整体模型（见图6），对整体结构在不同桩倾斜角度下进行模态分析。结构前三阶模态主要为：风机机头部分的整体偏移和混凝土承台处的偏移，具体阵型见下图7所示。
图6 基础整体模型图7 海上风电多桩基础整体结构模态（前三阶）
对不同桩倾斜率情况下，将结构模态频率与风机1P和3P进行对比，得到结构前三阶动力频率与桩倾斜率的关系曲线如下图8~图10所示。图中基础频率限值表示的为风机转动1P或3P频率值增加或减小5%计算的限制，基础自振频率为相应各阶次自振频率值。
图8整体结构一阶频率与桩倾斜角度关系
图9整体结构二阶频率与桩倾斜角度关系
图10整体结构三阶频率与桩倾斜角度关系
由上式曲线可以看出，桩倾斜率对结构整体一阶和二阶频率的影响较小，对三阶频率的影响相对较大，对应最大变化率为0.0022Hz/°和0.022 Hz/°，但非简单的线性关系。在0~5°范围内，随着桩倾角度的增加，结构整体一阶和二阶频率相应增大；大于5°后，整体结构的一阶和二阶频率随着角度的增大而减小。对于整体结构三阶频率，随着桩倾斜角度的增加而相应变大；在0~16°范围内其变化率较大，大于16°后变化趋势相对较缓。同时对比风机转动1P或3P频率可得到，桩倾斜角度不宜过大也不能太小，对于当前结构形式和尺寸要求，最适宜角度为7~30°。
通过对目前施工装备以及海上施工能力的调查研究得知，为方便海上施工，桩倾斜角度应小于15°。综合考虑基础承载力情况、整体结构动力特性以及施工实际情况，笔者认为9~12°为最合适桩倾斜角（一般常用的符合要求的倾斜率有6:1、5.5:1和5:1）。
4结语
选择钢管桩合适的倾斜角度，对于多桩基础承载能力的提高，特别是水平承载能力的提高以及整体结构动力特性的控制有着十分重要的意义。
本文通过利用西北院与同济大学联合开发的海上风电机组地基基础设计软件--FDOW，得出从基础承载能力方面考虑，海上风电多桩基础斜桩角度应不超过12°，且在该范围内随着角度的增加，水平承载能力相应提升；从基础—塔筒—风机整体结构动力特性控制考虑，桩倾斜角度不宜过大也不能太小；综合考虑当前海上施工条件及能力的情况下，最终确定9~12°为最合适桩倾斜角范围，其中一般常用的符合要求的倾斜率有6:1、5.5:1和5:1。
参考文献：
[1] 吕凡任等.任意角斜桩承受任意平面荷载的弹性分析. 浙江大学学报（工学版）.2004
[2] 武军等.斜桩斜度对有斜桩群桩基础沉降的影响. 广东公路交通.2010
[3] 杨阳等.斜向荷载作用下桩群中设置斜桩对其沉降的影响分析. 浙江工业大学报.2012
[4] 黄维平等.海上风电场基础结构设计综述. 海洋工程.2012
[5] 吕凡任.倾斜荷载作用下斜桩基础工作性状研究. 浙江大学博士学位论文.2004
[6] 王丽等.局部倾斜桩竖向承载力的有限元研究 岩土力学. 2009
[7] DNV-OS-J101：2013, 《Design of Offshore Wind Turbine Structures》
篇9
会议收到论文报告58篇并印发了文集，有140人参加会议，在第一天的大会和第二天的分组会上分别有17位和26位专家作了报告，另外还安排了半天时间进行自由发言和讨论。会议气氛热烈，取得了预期的效果，不同观点之间也进行了较为充分的交流。
鉴于这一会议的论坛性质，以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳，提交与会专家考虑并审议。
一、土建结构工程的安全性
结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力，是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准，也与结构的正确使用（维护、检测）有关，而这些又与土建工程法规和技术标准（规范、规程、条例等）的合理设置及运用相关联。
1．我国结构设计规范的安全设置水准
对结构工程的设计来说，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准，总体上要比国外同类规范低得多。
1.1构件承载能力的安全设置水准
与结构构件安全水准关系最大的二个因素是：1）规范规定结构需要承受多大的荷载（荷载标准值），比如同样是办公楼，我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤)，而美、英则为240和250公斤；2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小，前者是计算确定荷载对结构构件的作用时，将荷载标准值加以放大的一个系数，后者是计算确定结构构件固有的承载能力时，将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数，体现了安全储备的需要；而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数，体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载（如结构自重）的分项系数分别为1.4和1.2，而美国则分别为1.7和1.4，英国1.6和1.4；这样根据我国规范设计办公楼时，所依据的楼层设计荷载（荷载标准值与荷载分项系数的乘积）值大约只有英美的52%（考虑人员和设施等活载）和85%（对结构自重等恒载），而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力（与材料强度分项系数有关）却要比英美规范高出的10~15%，二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范，就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾，至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是，在其他建筑物的活荷载标准值上，与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同，比如钢结构的差距可能相对小些。
公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似，除车载标准外，荷载分项安全系数（我国规范对车载取1.4，比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%）与材料强度分项安全系数均规定较低。
尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低，但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的，这里的问题主要在于设计墨守陈规，在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。
1.2结构的整体牢固性
除了结构构件要有足够承载能力外，结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件，一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏，竟导致整栋楼的连续倒塌，也是房屋设计牢固性不足的表现。
1.3结构的耐久安全性
我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害，所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求，如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级，都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高结构构件承载能力的安全设置水准，在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。
2．调整结构安全设置水准的不同见解
我国结构设计规范的安全设置水准较低，与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。但是，能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求，而且业已历经了较长时间的考验，这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全储备较低，抵御意外作用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准，主要是基于客观形势的变化，是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础，要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要，有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论，在如何调整的问题上存在较大的意见分歧，这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解：
1）认为我国现行规范的安全设置水准是足够的，并已为长期实践所证明，而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉，在安全度上不能跟着英美的高标准走；安全度高了是浪费，除个别需调整外，总体上不必变动。
2）认为我国规范的安全度设置水准尽管不高，但在全面遵守标准规范有关规定，即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下，据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用，表明这些规范规定的水准仍然适用；但是理想的“三正常”很难做到，同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要，在物质供应条件业已改善的市场经济条件下，结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度，因为我国目前尚属发展中国家。
3）认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近，需要大幅度提高。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高，土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重，而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程（特别是建筑工程）造价中所占的比重现在已愈来愈低，材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要，但决不是没有风险，如果规范的安全水准较高，曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的，而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务，安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认，即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样，由于我们的施工质量总体较差，结构的安全性依然会有差距。
3、结构设计规范的概率可靠度设计方法
自1984年国家建委和国家建设部颁布了建筑结构设计统一标准以来，我国的建筑结构设计规范已从80年代末期起抛弃了传统的多安全系数设计方法，从而统一采用以概率理论为基础的可靠度设计方法；其它的工程部门如公路、铁路、港口、水利的结构设计规范也正在或计划作这样的转变。我国规范的可靠度设计方法是参考国际上的相应标准ISO2394并经过国内科技人员努力后得以实施的。将可靠度设计方法用于结构设计规范，在国际学术界内通常被看成是一种发展趋势，但在工程内界则存在不同看法。尽管有了ISO2394，国外却鲜有重要或著名的结构设计规范已直接采用了可靠度设计方法，至今仍采用多安全系数设计方法或称荷载抗力系数法。在我国，对于建筑结构设计规范中的可靠度设计方法以及企图将我国各个行业的各种结构设计规范都用可靠度方法统一起来的做法，虽然工程设计界颇有微词，但学术界持赞成和肯定者是主流，不过仍不时有人对可靠度方法用于设计规范的适用性提出质疑。这次科技论坛上则较为集中地反映了对规范可靠度方法的意见分歧。
对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步，可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理，当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷，有待进一步修改完善。持相反意见的人则认为，结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体，在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂，并不是“从统计数学观点出发的概率定义”所能科学描述或处理；规范可靠度方法在我国十多年的实践表明，它并没有给结构设计的安全性带来明显实效，反而造成了安全概念上的某些混乱；对工程技术人员来说，结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题；现行设计规范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范，也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考，在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。
二、土建结构工程的耐久性
土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力，这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性，而且更多地体现在适用性上。
1、土建结构工程的耐久性现状
大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题，并非我国所特有，但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。
长期以来，人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到70年代末期，发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的时期内就出现劣化；据1998年美国土木工程学会的一份材料估计，他们需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题，仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无，而现在联邦政府每年为此的拨款只有50～60亿美元。另有资料指出，美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施，如加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害，钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的2.5cm逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40，桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋。而我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面至今仍无明确要求，对混凝土保护层和强度的要求仅为2.5cm与C25，与上面提到的加拿大50年代水准一致。国内按这种标准设计的一座大桥，建成后仅8年，由于盐冻侵蚀，现已不得不部分拆除重建。
我国建设部于80年代的一项调查表明，国内大多数工业建筑物在使用25～30年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15～20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好，一般可维持50年以上，但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30～40年。桥梁、港工等基础设施工程的耐久性问题更为严重，由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落，需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用，使用十几年后就出现问题，有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害，东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料，密实度和抗渗性差，不耐地下水与机车废气侵蚀，开裂与渗漏严重；对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明，漏水的占50.4%，其中1/3渗漏严重，并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电，影响正常运行，而1999年颁布的铁路隧道设计规范仍未能对隧道的耐久性问题采取适当的对策，如适当提高混凝土的最低强度等级和在混凝土中掺入化学纤维等。
耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训，还沿着老路重蹈覆辙。一些北方城市新建成的立交桥和高速公路桥，仍没有在材料性能和结构构造等方面采取必要的防治冻融和盐害的综合措施。甚至大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥，其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与3～4cm厚的保护层厚度。
有专家估计，我国“大干”基础设施工程建设的还可延续20年，由于忽视耐久性，迎接我们的还会有“大修”20年的，这个可能不用很久就将到来，其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。
使混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有：
1)由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准，导致水泥工业对水泥强度的不适当追求，使水泥细度增加，早强的矿物成份比例提高，这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值，而国外则同时还要求不高于规定的最高值，如果强度超过了也被认为不合格，这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。
2)工程施工单位不适当地加快施工进度，尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证，早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程，很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款，因为意味着工程质量有遭到损害的可能。
3)环境的不断恶化，如废气、酸雨，我国的酸雨面积已超过国土的30%。
当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例，修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命，在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走，很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文，本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段，国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料，而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外，工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法，对改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顾虑会影响混凝土强度而不愿使用引气剂，而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段；又如，希望加大水泥用量来保证混凝土强度，而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。
在修订规范的耐久性要求上，交通部于2001年颁布的港工混凝土结构防腐蚀技术规范已为其它土建工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验，尽快编写出相应的设计施工技术文件以应急需，另一方面则要安排系统的研究项目，加大耐久性研究工作的支持力度；混凝土结构的耐久性是当前国际上结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一，而我国在这一方面相当落后。混凝土的耐久性研究离不开原材料和环境等特定条件，需要考虑本国的特点，是不能完全依赖国外研究成果的。
重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床，水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5～1/6，而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥，与之相伴的是年耗20多亿方的砂石，长此以往实难以为继。延长结构使用寿命意味着节约材料，而耐久的混凝土一般又应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土，所以耐久的混凝土正适应环境保护的需要。国际上对桥梁、隧道等土木工程的设计工作寿命多为100年，有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费，国际上近年来有要求将这些工程的最低工作寿命进一步延长的趋势，如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。
2．土建结构工程使用阶段的正常检测与维护
结构耐久性和使用寿命的概念，与使用阶段的检测、维护和修理不能分割，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用过程中，应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范，但没有如何使用的规范。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜宾的南门大桥发生桥面坍落事故，就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀，如果有定期的检测要求，这样的事故很有可能避免。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程，强制规定必须定期检测；即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件，因其坠落后容易伤及公众，也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对较差，质量控制与质量保证制度不够健全，规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低，已建的工程中往往存在较多隐患，所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。对于土建结构工程的安全质量，虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定，但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度，还应以预防为主，通过例行检测及时发现问题。
现在国内有大量土建工程因步入老化期需要诊治，也有大量已建的违章工程需要评估，更有许多工程发生病害需要诊断和加固，各地已涌现了不少从事土建工程诊断、治理与加固的队伍，并有蓬勃发展成为一种新兴行业的趋势。出现问题和病害以后再来治理固然重要，但是我们应该更加强调预防。对于在役土建工程的检测和评估，要建立相应的法规和标准，要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度，在管理体制上予以规范。
从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看，需要有工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出，很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用，不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能，而且经济上算总账会很不合算。在发达国家，由于新建工程少，用于维修的费用往往更为主要，英国1978年的土建维修费上升到1965年的3.7倍，1980年的维修费占当年土建费用总支出的2/3。我国虽是发展中国家，现在正大兴土木，可是过去建成的大量工程已经或过早老化。国内40％公路桥梁的桥龄已大于25年，加上进入90年代以后交通量猛增，超载严重，以往的设计标准又低，路、桥的维修问题十分突出。由于养护维修费用得不到保证，造成工程安全隐患并在以后需要支出更多的大修费用。在土建工程的投资上，希望有关部门能加大已建工程维修的费用。
为加速路桥等公共工程建设，国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规，就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时的良好功能，对于设计工作寿命为100年的桥梁，至少还可正常使用70年，而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧的工程。
三、技术规范的作用与管理
这次科技论坛对于土建结构工程技术规范的定位、作用与管理也进行了讨论并提出了一些看法。
长期以来，受计划经济体制的影响，我们往往视技术规范为法，将规范的具体规定和要求等同于法律条文来对待。技术规范或规程，与各种技术条例、技术要求、工法、指南等技术文件一样都是技术标准，本身不具有法律作用，只当工程各方（业主、设计、施工企业）认同作为设计与施工的依据并在契约的基础上，才能作为法律仲裁的依据。将技术问题法制化并强制执行，不利于技术进步和创造性的发挥，反而容易成为推卸责任的借口。当然，政府部门从国家和公众的整体利益出发，需要在安全、环保等重大原则上对土建工程的设计施工提出必须满足的最低要求并制定相应的法规，但法规一般并不需要提供如何达到这些要求的具体技术途径和方法，后者是技术标准的任务。政府也可以原则认可或批准某些重要的技术规范或其中某些内容使用。
土建工程有着强烈的个性，需要工程技术人员针对具体特点去解决设计与施工问题。所以规范作为技术标准宜强调其指导性而不是强制性。如果规范条文看作为一般意义上的法律条文，就有可能束缚设计施工人员的主动创造性并阻碍新技术的应用。。我国土建工程在结构设计上与国外相比的最大差距就在于方案与技术上的创新，这与以往过分强调规范的法律地位从而形成所谓“结构设计就是规范加计算”的倾向不无关联。我国的技术规范在编写风格上也有模仿法律的倾向，极少提及使用者需要注意规范可能存在的某些不足之处或允许并鼓励使用者在某些问题上可以另辟蹊径。如果在设计施工中要取代规范中已经落后过时甚至有害的技术规定，则无异于违法行为。相反，只要墨守规范，即使出了事故，就可不负法律责任。这样就在客观上降低了对工程技术人员的业务技能要求与职责要求，不利于提高我国建筑企业和从业人员的素质以及参与今后的国际竞争。为了消除这些负面影响并杜绝钻规范条文的空子进行偷工减料，应有必要建立这样的共识并作出规定，即遵守了规范条文并不意味着就可免除法律责任。国外有些规范就是这样规定的。
企图不断加强技术规范的强制性来解决屡禁不止的工程事故，不是解决问题的有效途径。现在，有关主管部门将建筑结构设计规范中的部分条文抽出来，明确列为强制性条文，同时规定各个设计单位完成的设计，须通过有关部门或其授权委任的其他企事业设计单位的审查，而审查的主要内容就在于对照规范强制性条文的要求，其任务已类似于执法；这种做法是否明智似可商榷。我国土建工程事故频繁的原因，主要在于管理不善，特别是管理环节上的腐败；其次是施工操作人员素质低，又难以短期解决；过分强调规范的地位与作用，未能建立与规范配套的完整标准体系，比如缺乏指南、工法等更为详尽具体的技术文件，可以用来指导和规范设计与施工的各个具体环节，也有一定的关系。从设计角度看，出现事故主要不是由于没有按照规范强制性条文的规定，而是方案性的错误或忽略主要的设计条件；也有一些工程则因过去的设计标准过低，耐久性不足，在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。其实，要做到设计规范强制条文的要求最为容易，为此请专业人士审查似无必要。重要的工程设计应规定请专业单位全面审核，其要点也应在结构方案、构造方法与计算分析的原则上。从结构设计的国家规范中抽出的强制性条文不免支离破碎，个别条文的规定也不一定适合某些地区和某些工程的具体特点，反而造成麻烦。
我国幅员广阔，各地经济发展很不平衡，技术力量悬殊，环境条件各异，客观上要求规范能给设计人员更多灵活性，少一些强制性，这样才能更好地在规范的指导下，根据工程的特点和具体条件去解决问题。总之，在规范标准上，要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范，在工程的安全性和耐久性标准上，可有不同的设置水准。比如上海、北京、广州这些大城市应该高些，在抗震防灾要求上，更应区别对待。全国性的规范订得愈详细，其适用性可能变得愈差，造成的混乱也可能愈多；特别象岩土工程那样的规范更是如此。
技术标准中的强制性越多，也意味着政府有关部门在具体技术问题上需要承担的责任越重，而这些本来不该是政府部门的职责。规范中的要求是最低要求，在安全设置水准上，政府需要干预的也应是保证公众安全的最低要求。对于土建结构的抗震设计，政府有关部门至今仍规定任何部门和个人不得随意提高抗震的设防标准(建抗586号文件)。事实上，如将商品房的抗震设防烈度提高1度，抗震能力可提高约1倍，而增加的房屋造价相当有限，在众多城市中可能仅及居民用于室内装修费用的几分之一。政府的这一规定无异于限制居民只能购置抗震安全质量标准最低的房屋，如果发生地震造成损害，有关部门如何解释？
规范等技术标准的管理体制亟待改善。建国以来，由政府部门负责统管并指定有关企事业单位分别承担每本规范编写和修订工作的做法已越来越不能适应当前的形势，有些在经费和人力上得不到保证，平时基本上没有专门人员去搜集了解规范使用中的问题并及时修改补充规范条文；面对新的结构型式、新的材料和新的工艺，规范的过时条文不但成为推广新技术的阻力，而且有被误用或盲目套用而造成工程质量安全事故。
发达国家有关土建结构工程的规范及与之配套的各类技术标准多由行业协会或专业学会编制及管理，规范的翻新周期短，不象我们要长达10年以上。我国的学会与协会重复设置，分工不明，并且至今还依附于某一政府部门，基本上只起到政府职能部门非官方代言人的作用，距离独立和富有活力的健全机构还差的很远，如何发挥这些机构在技术标准编写和管理中的作用也是值得探讨的一个问题。建议随着改革的深入，整顿合并有关的学会、协会，加强其职能，并逐渐成为技术标准编制管理的主体。
四、准备提交政府有关部门考虑的建议
为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性，这次论坛中提出了以下建议供政府有关部门考虑，：
1、桥梁、隧道、道路、港口等基础设施工程的混凝土结构耐久性，已是当前亟待采取措施应对的重大问题。否则，一些工程的正常使用功能和安全性将得不到有效保证，我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失，并将给生产和公众生活带来长期困扰。
建议国家建设部、交通部、铁道部主管土建工程设计标准的部门，能对工程的耐久性要求作重点审查，明确土建工程的设计应有最低使用寿命的要求，重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证；
建议国家自然科学基金委员会能在今后一段时期内对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持；
建议国家安全生产监督管理局为在近期内编订有关法规标准给以立项资助；
建议中国工程院土木水利建筑学部在其咨询研究项目中，联络国内有关专家，促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。
2、土建工程使用过程中的安全性，应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。对于重要土建工程，我国尚无必须进行安全检测的法规。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向，不利于工程寿命和投资效益。
建议对桥、隧等重要公共基础设施和公共建筑物，在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此，需要制定法规，编制相应的技术标准；对于土建结构工程的检测与评估，需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。
建议政府有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上，根据需要，加大工程维修费的比例。
3、完善技术标准体系与管理体制，发挥学会、协会在技术标准编制、修订和管理中的作用；逐步淡化技术规范条文的强制性质；鼓励编制地方性规范(标准)和企业标准，适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上的差异，并鼓励科技创新和技术进步。
