简述土方工程的特点(精选8篇)
时间:2023-07-02
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关键词: 袋装砂井法 软土地基 施工工艺
在江河湖泊附近修建铁路桥梁时,会不可避免地遇到软土地基。在软土地基上修建桥梁时,遇到的比较麻烦的问题是天然地基承载能力不足。而桥梁基础要求地基应有足够的承载力,符合要求的沉陷变形。为了保证持力层有足够的强度,确保桥梁不发生因不均匀沉降而倾斜损毁,就需要对软土地基采取加固措施。在桥梁工程软土地基处理过程中,常用的方法是砂井法或袋装砂井法。该文简要分析软土地基的工程特性和袋装砂井法的施工工艺。
1 软土地基概述
软土是在静水或缓慢流水环境中以细颗粒为主的近代沉积物,是一种呈软塑状态的饱和粘性土,包括淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他压缩性土。由上述软土构成的地基称之为软土地基,其广泛分布于我国东南沿海地区和内陆江河湖泊的周围。软土地基主要有以下工程特性:
(1)含水量高、空隙比大。一般含水量在35%~80%,空隙比为1~2。且含水量越大,土的抗剪强度越小、压缩性越大。
(2)抗剪强度低。根据工程试验结果,我国软土的天然不排水抗剪强度一般小于20kPa,其变化范围约在5~25kPa,有效内摩擦角约为20°~35°,固结不排水剪内摩擦角为12°~17°。
(3)压缩性高。一般正常固结的软土层的压缩系数为0、5~1、5MPa-1,最大可以达到4、5 MPa-1,压缩指数C约为0、35~0、75。
(4)渗透性小。软土的渗透系数一般约为ix10-6~ix10-8cm/s,固结速率很慢。当软土曾厚度超过10m,要使土层达到较大的固结度往往需要5年至10年或者更久。
(5)具有明显的结构性和流动性。软土一般为絮状结构,在荷载作用下,软土承载剪应力的作用产生缓慢的剪切变形,并可能导致抗剪强度的衰减,在主固结沉降完毕之后还可能继续产生可观的次固结沉降。
2 袋装砂井简介
袋装砂井的作用原理与一般砂井完全相同,它的作用原理是:袋装砂井加载预压,使空隙水能就近流入砂井,并通过砂井作为排水通道而排出地面,缩短排水固结时间,增强处理效果。
2、1 袋装砂井的优点
袋装砂井与普通砂井相比具有显著的优点。
(1)袋装砂井能适应软土固结产生的地基变位,在受力时能与地基变形相协调,故砂井的连续性不会受到砂井错位、断颈等影响。
(2)袋装砂井直径大为缩小,目前我国采用直径多为7cm,加固同样面积的土,袋装砂井的用砂量要比普通砂井少得多,能节省费用近半。
(3)袋装砂井施工机具轻便简单、效率高,一般每台班(8h)可打设100根左右。
(4)袋装砂井打设时,排泥量较普通砂井要少,对土体扰动也小,施工比较便捷,对周围影响也小。
2、2 袋装砂井的选用
袋装砂井适用于软土地基处理,特别是用于软土地基中存在连续薄砂层时更为有效;但对于渗透性好的以及含有大量腐殖物的土效果不显著,不宜采用。在选择袋装砂井排水法加固地基时,需要注意原地基的固结状态。如在先期固结压力(原已压密稳定的最大压力)已超过设计堆载压力值时,加载就不可能产生超静水压,砂井即无排水效果;如先期固结压力值达到加载的一部分时,则堆载在该部分作用下砂井亦无排水效果。对于灵敏度高的软土采用砂井法时,要注意其融变性,特别是采用封底钢管冲击法(或振动法)施工时,土体结构受机械扰动而破坏,打井后短期内反会使强度降低。
2、3 砂井布置
普通砂井直径一般为30~40cm,护管砂井直径可小到15cm,袋装砂井直径可小到7~12cm。砂井间距是指相邻砂井中心之间的距离,是影响固结速率的主要原因之一。砂井间距一般为砂井直径的6~10倍,常用2~4m。砂井平面布置形式有正方形和正三角形两种。正方形排列时,每个砂井的影响范围为一个正方形;正三角形排列时,每个砂井影响范围为一个正六边形。砂井长度一般为10~20cm,具体应用时,需根据软土层的厚度、荷载大小和工程要求而定。一般来说,砂井不一定都要穿过整个软土层,当软土层不厚、底部有透水层时,砂井应尽可能穿透软土层;如软土层较厚或土中夹有砂层时,有否必要将砂井穿透软土层应按工程要求和土质条件等情况而定。在砂井顶部应铺设砂垫层,可作为良好的排水通道,并与各砂井连通,从而将水排至场地以外。砂垫层的宽度应大于堆荷载或建筑物的底宽,并伸出砂井区外边线2倍砂井的直径;施工过程中应保持垫层不受扰动,铺设平整,垫层用砂要求与砂井相同,垫层铺设厚度一般为50cm左右。
3 袋装砂井的施工工艺
袋装砂井与普通砂井的施工工艺基本相同,如砂井的成孔方法、使用的机械设备以及堆载预压等。该文简要介绍其施工工艺。
3、1 施工工序
袋装砂井施工工序分为两种,即现场灌砂成井和预制砂袋直接投放孔内成井。
现场灌砂成井工序为:
(1)将钢套管(下端用可开闭的底盖或预制桩靴)打入土中要求的深度(管径较砂袋直径大,一般袋装砂井直径为7cm,导管采用 89×4、5㎜无缝钢管); (2)将准备好的砂袋,长比砂井长2m,扎好下口后向袋内灌入洁净的粗砂约20cm上下(高度)作为重压,放到套管沉到要求深度;
(3)在将砂井放入套管内不能达到要求深度,会有一部分拖留在地面,此时需机械排泥处理,继续下沉达到规定深度;
(4)将袋口固定于装砂漏斗,通过振动装砂入袋,砂装满后,卸下砂袋,拧紧套管上盖,然后一般把压缩空气送进套管,一边提升套管直至地面。
预制砂袋直接投放孔内成井工序:
(1)预先在砂袋里装满砂料,并将上口扎结牢靠,运送到现场,弯成圆形堆放;
(2)套管成孔后,随即将预制砂袋投放孔内,拔管成井。
3、2 质量控制
2(1)每根砂井的长度均须露出地面50~100cm,伸入砂垫排水层以利于排水通道流畅,如果长度所留很少或多余过多(可能砂袋被拔套管时部分带出)皆应重新施工,以保证成井质量。
(2)采用袋装砂井时,砂袋必须选用透水性和耐水性好以及韧性较强的麻布、再生布或聚丙烯编织布制作。
(3)灌入砂袋的砂,应捣固密实;砂井位置的允许偏差为该砂井的直径;垂直度的允许偏差为1、5%。
3、3 堆载预压
一般情况下,预压荷载的大小宜接近设计荷载,必要时可超过设计荷载10%~20%。施加预压荷载,任何情况下作用于地基的荷载不得超过地基的极限荷载,以免地基失稳破坏,在需要施加较大荷载时,应分级加载,并控制加荷速率,使之与地基的强度增长相适应。当达到以下条件时,可以进行卸荷:(1)地面总沉降量达到预压荷载下计算最终沉降量的80%以上;(2)理论计算的地基总固结度达到80%以上;(3)地面沉降速度已降到0、5~1、0㎜/d以下。
4 结语
软土地基是铁路工程施工中经常遇到的地质情况,为避免其影响桥梁构造物的稳定性,必须对其进行加固处理。袋装砂井法是一种常用的处理软土地基的方法,它施工简便、节约材料、效果显著,在工程施工中应用较为广泛,并取得了较好的工程效益和经济效益。
参考文献
[关键词]专业学位;建筑与土木工程;培养模式
[中图分类号]G647
[文献标识码]A
[文章编号]2095-3712 2015 13-0049-03
[作者简介]张华 1974― ,男,湖北宜昌人,博士,三峡大学土木与建筑学院副教授。
有研究者以水利工程专业学位为例,结合水利类“卓越工程师教育培养计划”要求,探索了具有学校特色的研究生培养方案。[1]另有学者以车辆工程专业学位为例,介绍了学校研究生教育综合改革情况,提出以职业需求为导向,以实践能力培养为重点开展各培养环节改革。[2]近年来,不少学者对全日制工程硕士培养模式存在的问题及对策开展了积极的理论和实践探索。[3-6]我校自2010年招收建筑与土木工程专业学位硕士研究生以来,结合学校特色和培养经验开展了以服务行业和区域经济为导向,以实际动手和实践创新培养为重点,以推进校企联合和产学研用结合为途径的研究生培养模式改革探索。
一、管理体制
建立健全行政管理和学术管理各司其责和相关监督的和谐体制,行政上通过校院两级实施过程管理、绩效评估和质量保障,学术上通过校院两级专业学位培养指导委员会 组 落实培养目标、课程设置、实践环节和学位标准。
学校成立专业学位研究生培养指导委员会,学院按工程领域成立专业学位研究生培养指导组,其中来自行 企 业的委员均不少于3人。
二、招生录取
复试分为面试和笔试两部分,复试成绩=面试成绩×60%+笔试成绩×40%,总分100分。专业课笔试环节重点考查考试运用基础理论和专业知识分析解决实际问题的能力,不强调对公式、理论记忆和推演。面试环节重点考查学生对专业领域的总体认识、基本概念、基本知识、实践能力和职业发展潜力。
三、培养方案
培养目标:掌握职业领域相关理论知识、具有较强解决实际问题的能力、能够承担专门技术或管理工作、具有良好职业素养的高层次应用型专门人才。
学分设置:总学分由课程学分和实践学分组成,其中课程学分由学位课和非学位课学分组成,实践学分通过学术活动、专业实践、社会实践、学科竞赛和助教助管获得。总学分不少于38学分,其中课程学分不少于32学分,实践学分不少于6学分。
课程类型:公共学位课,主要是政治英语类、公共知识类,如“知识产权”“信息检索”;基础学位课,包括数学力学类、职业资格类等;专业学位课,按模块化设计,应包括相应研究方向最新工程技术和方法、研究前沿专题系列讲座等;公共选修课,主要是为了提高学生的实践能力和综合素质,完善知识结构,促进文理渗透而开设的选修课程,如“实用文体习作”“演讲与口才”等;专业选修课,主要供本学科或跨学科研究生选修;补修课,主要为前期学历非建筑与土木工程相近学科学生设置的2~3门专业基础课。
实践学分可从学术活动、社会实践、专业实践、科技竞赛和“三助”活动中获得,其中必须参加10次以上校内外学术活动;参与导师科研课题研究累计一年以上或到企事业单位、研究生教育创新基地进行实践锻炼达3个月以上。
四、课堂教学
课程教学应以实际应用为导向,以职业需求为目标,以综合素养和应用能力提高为核心,加强案例分析、现场教学和模拟训练。专业学位课和专业选修课原则上理论教学课时不超过总学时的1/2,实例或实验或实习等实践性教学学时不少于总学时的1/2。原则上公共学位课以考试方式进行考核,其余类型课程以考查方式进行考核。考查方式根据课程教学内容的需要灵活选定,可以是试验或实践技能操作,或者综合调研报告、初步设计等。
五、实践基地
依托学科特色,加强与地方和行业的合作,建设好省级研究生教育创新基地或研究生工作站。完善实践基地运行管理机制,以项目合作为纽带,校企“双导师”制为保障,解决工程实际问题为目标,努力培养高层次应用型人才。
六、学位论文标准
建筑与土木工程专业学位论文选题应来源于工程实际问题或具有明确的工程应用背景,论文研究成果要具有工程应用价值,所研究的问题要具有一定的创新性,可以是技术革新,或是理论认识创新,或是技术集成创新。根据全国工程硕士教学指导委员会和建筑与土木工程专业委员会关于学位论文标准的要求,学位论文形式可以多样化,但结合学校培养特色,主要分以下四种类型:应用研究论文类、勘测设计类、工程施工类、产品开发类。
一 应用研究论文类
应用研究论文类原则上应该包括绪论、主要研究内容和结果、工程应用与检验、结论和参考文献等,总体上要求数据准确、逻辑严密、结论合理。
绪论主要阐述所研究问题的工程背景、开展研究的意义和必要性,应对该问题的国内外现状做全面的综述,要明确指出该问题当前的主要研究理论、方法、结论以及存在的不足之处,并提出论文主要研究内容。主要研究内容和结果部分应该综合运用专业基础理论和方法,采用专业技术手段对所研究的工程问题进行理论分析,或实验研究,或数值模拟,得出合理的结论或可行的解决问题方案。工程应用及检验部分主要是将研究成果应用于解决实际问题,并与现场实际情况进行对比检验,从而验证了研究成果的先进性、实用性、可靠性等。结论部分概括论文主要研究工作及结论,并明确指出作者主要创新点,包括新的思想、见解、理论、技术或方法等,简要描述研究成果的工程应用价值,并对有待进一步研究的问题提出展望或建议。
二 勘测设计类
勘测设计类原则上应该包括绪论、设计报告、总结和参考文献等,总体上要求数据准确、逻辑严密、结论合理。
绪论部分主要阐述所开展的工程背景、勘测设计的意义和必要性,重点说明勘测设计工程的技术要求和关键问题所在,对设计工程的国内外现状或同类型的工程设计情况应有清晰的描述与分析,并简要列出本工程要求开展的主要内容及工作量。设计报告要求详细说明工程勘测设计所依据的各类规范、依据的主要理论、方法和技术原理等;对比分析国内外同类型勘测设计工程的情况;对于重要设计部分要有多套设计方案,并进行设计思想、经济效益、工程技术等比较分析;根据工程实际情况,设计书应包括计算分析、测试分析、仿真实验分析、技术经济分析、结果验证等内容。总结部分应概括工程勘测设计主要工作及结论,并明确指出作者在勘测设计中的主要创新点,包括新的思想和见解等;简述推荐工程勘测设计方案的优缺点,并对勘测设计中发现的新问题提出进一步研究的展望。
三 工程施工类
工程施工类原则上应该包括绪论、施工报告、总结和参考文献等,总体上要求数据准确、逻辑严密、结论合理。
绪论部分应阐述所开展的工程背景、工程施工的意义和必要性,重点说明工程施工的技术要求和关键问题,对施工技术的国内外现状或同类型的工程施工情况应有清晰的描述与分析,并简述本工程施工组织及实施的主要内容。施工报告应详细描述工程施工过程中采用的施工组织、施工方法和技术原理等,对比分析国内外同类型施工的特色、技术难点和局限性,提出有针对性的工程施工方案,并进行方案比较;根据工程实际情况,施工方案应包括工程施工技术、施工组织、施工管理、施工材料及施工机械等方面。总结部分应概述工程施工的主要工作内容及结论,并明确指出作者提出的新思想或技术革新;简述推荐的工程施工方案的优缺点,并对工程施工中发现的新问题提出进一步研究的展望。
四 产品研发类
产品研发类原则上应该包括绪论、研发理论及分析、实施与性能测试、总结和参考文献等,总体上要求数据准确、逻辑论证严密、结论合理。
绪论部分应阐述所研发产品的工程背景、必要性和应用前景,重点比较国内外同类产品研发和应用的现状及趋势,并简述研发本产品的主要内容。研发理论及分析应包括研发产品的用户需求分析、需要达到的性能技术指标和总体设计,详细说明设计思路、依据的技术标准和原理、详细设计和校核计算过程,并对产品各项性能进行数值仿真分析。实施与性能测试应包括研发产品的试制、样品性能测试分析和同类型产品设计指标比较等,提出进一步改进性能的意见和建议。总结部分应概述产品研发的主要工作及结论,并明确指出作者在产品研发中的创新点,包括新思想或新技术;简述所研发产品的应用前景和市场价值,对进一步提高产品性能进行展望。
七、“双导师”制
加强“双师型”队伍建设。一方面聘请企事业单位具有较高理论水平和丰富实践经验的专家担任专业学位研究生指导教师和授课教师,另一方面选派教师到企事业单位进行实践锻炼,拓展专业实践经历。将优秀教学案例、教材编写、行业服务等教学、实践、服务成果纳入专业学位教师和单位考核评价体系,建立定期表彰“双师型”师资队伍建设的优秀单位和个人的机制。
八、质量评价监督机制
建立内部全过程质量评价制度,覆盖招生、培养、学位授予和就业质量跟踪等方面。建立外部培养质量评价制度,引入校外行业专家、教育和管理专家对在校硕士研究生专业素养和学位论文质量进行评价。根据学科发展需要,建立定期开展自我评估和委托有关专门机构评估机制,以评促建。
完善专业学位质量监督保障体系。在学校和学院两级专业学位研究生培养指导委员会指导下完善专业学位培养方案和学位论文质量保障办法;完善校院两级研究生视导机制,突出专业学位应用能力和实践创新能力培养;建立学生评教制度;完善学位论文匿名评阅机制,建立企业专家库和各类型学位论文质量总监;建立专业学位研究生培养质量动态信息平台,全面反映学校、导师、学生培养动态过程,及时进行培养质量分析和。建立培养质量与教育资源分配挂钩机制,对于培养过程中出现的问题,及时约谈整改。
参考文献:
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【关键字】土建工程,施工项目,组织设计,管理工作
中图分类号:TU4文献标识码: A 文章编号:
一、前言
土建工程的施工组织设计管理是土建工程施工的关键环节,也是影响土建工程质量和工程进度的重要方面,因此,如何做好土建工程的施工组织设计管理工作就显得十分重要了。当前我国土建工程的施工组织设计管理工作存在许多的问题,这些问题的存在严重制约着土家工程施工的发展,也影响施工企业的发展。因此,本文笔者根据自己的实际工作经验,对于土建工程的施工组织设计管理进行一些探讨,希望对于土建工程的施工组织设计管理有所帮助。
二、概要分析
现阶段的建筑施工企业的管理模式下,施工组织设计管理大致可以分为两个方面和四大类。第一方面就是指导性的施工组织设计,这种施工组织设计又包括单位工程的施工组织设计和分项工程的施工组织设计两大类。而指导性的施工组织设计其所对应的是单项的工程、招标类工程以及群体性工程,这类工程的内容量较大,同时不确定的因素较多。其中一些内容只能作为指导性或者是总的原则,不能直接用于实际的施工,因此这一类工程的施工组织设计不具有很强的独立性。而实施性的施工组织设计主要是根据工程的特点,或者是将其作为工程施工组织总设计所确定的总的原则下的一个补充,这一类组织设计的内容比较的详细、很全面同时具有很强的针对性,具有独立性,是施工的主要根据。
三、土建工程施工组织总设计分析
土建工程的施工组织总的设计是一个具有宏观性的技术经济方面的综合性文件。
1、 土建工程施工总的设计必须要表述的内容
土建工程施工组织总设计应该具有让人能够很清楚的了解施工工程的基本情况以及各个施工单位的基本特点以及其他方面,这样就可以通过清楚的了解来确定施工总设计所表述的施工方法是否先进科学,同实际的工程概况相适应。所以,土建工程的基本情况就是土建工程施工组织总设计的主要内容之一,要作出准确的说明。同时,“四通一平”方案要尽可能的具体,这样就可以避免各个施工单位在施工组织中各自为政的现象发生。还要根据各个施工单位对于工程竣工的时间要求,对工程施工的机械设备进行定期的优化,从而减少机械设备的浪费,提高整个施工企业的经济效益。
2、要简洁的表述施工的方法
所谓工程的施工方法就是指整个土建工程的总体的施工方法,工程的施工方法是施工组织设计的重要内容,应该在施工组织总设计里面详细的表述出来,对于施工方法要进行广泛的讨论和论证,寻找出最好的施工方案。例如可以对工程主体使用滑模、爬模、倒模、大模板等这些较好的施工方案,但是经过我们的反复论证和讨论,最后确定爬模是最好的施工方案,同时对于该施工方法,我们在施工组织总设计中,应该比较简明的表述出来,可以将其表述为某某主题工程采用爬模施工方法等,然后在施工组织总设计中将其进行完善。
四、投标工程施工组织设计
对于投标工程的施工组织设计具有一定的特殊性,因为该工程设计应该遵循相关规范以及技术的要求,但是该工程的组织设计同时也是进行标的竞争的一个方面,因此这就给施工组织设计的编制带来了很大的难度。
1、对工程要有充分的了解
在组织设计书中对于工程的特征表述比较简单,主要是招标人员已经对工程有力很好的了解,同时在组织设计书中,要将招标工程可能给招标方造成的影响以及招标工程所处的位里在组织设计书中很好的表述出来。,这样就可以使人们认为投标方已经对工程有了很好的了解和认识,并做好了充分的思想准备。
2、方案选择
这主要是指主体工程的方案选择以及那些特殊的安装工程的方案选择。对主体工程而言,可供选择的方案可能有多种,了解招标方录乐意接受的方案天必须进行了解的一项内容,因为某一地区对某一项施工技术的工人同是存在粉差异的,同时周围工才呈同类技术的使用效果对确定的方案有着无形的影响。如一个筒体结构工程,内部结构中的漏斗可以采用与筒体整体施工或采取后浇技术,投标方在工程质疑中提出采用后浇技术施工漏斗的方法得到认可,无疑采用滑膜是优先考虑的方案,同时可以说明招标方最容易接受的方案是滑升模板施工,提出其它施工方案无疑容易遭到招标方的否认。对已确定的施工方案不应叙述其方法,只需说明其特点。
3、进行详细的施工部署
施工部署包含平面布置、运输方案、施工生产、人员安排等。其中施工人员的安排是主要内容。要详尽说明拟派人员施工经历、业绩等,要尽蚤选择已被招标方接受的施工负责人和施工队伍。
4、制定施工的进度图表
在编制投标工程施工进度图表时,有众多不定因素存在,如编制工程网络进度图表时可能会出现逻辑关系矛质的情况。根据工程投标的经脸,在开标过程中约20 分钟宣读施工组织设计的时间内,在仅有的几分钟内使评标人员接受纯粹性的网络图是不现实的,所以必须对网络图进行进一步的说明。
五、单位工程施工组织设计
1、不要照抄工程施工的规程和规范
一般部位操作方法的叙述要简要,应注意的主要问题特别是可能会引发其它施工问题的部分应写明。如竖向钢筋采用电渣压力焊,提出钢筋接头处需要平齐,引发必须配备保正切割符合要求的钢筋设备。具体的操作方法不在设计中予以明确,而是在技术交底时详述。
2、要有详细的施工进度图表
施工进度图表不单体现工程的进度要求,它间接地反映施工产、员的素质,技术的先进性,季节影响,设备机具的配备水平,物资准备等。要在众多的因素中以及在各种因素的相互制约中,对进度图表进行优化,编制出一个切实可行的施工进度图表。
3、要很好的表述出施工作业的具体内容
施工作业设计在单位工程中主要针衬主体工程的施工,特殊构件石之节点的施工,高级饰面拼接方法,特殊构件吊装等。才色工作业设计的水平直接影响工程的进度、工程质量、施工安全、经济效益等,所以作业设计要突出图纸的设计,要假定不利因素,提出不同的解决方法,最后进行合理优化。
六、分项工程施工组织设计
土建工程施工的分项施工的组织设计主要是由于工程出现了分包、施工方案未定或者是新技术的应用等情况下才会采取的设计方法。这种施工组织设计实际上是土建工程施工组织设计的一个分包的施工组织设计,因此在本文中,笔者不再对此进行分析。
七、结束语
土建工程施工组织设计的管理对于土建工程施工具有十分重要的作用,同时他也代表着企业的形象,因此,在实际的施工组织中,应该做好这方面的工作,加强这方面的管理。
参考文献:
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[2]刘新强 公路工程项目施工组织设计管理中存在的问题与对策 [期刊论文] 《黑龙江交通科技》 -2012年5期
[3]付毅 公路工程施工组织设计管理存在的问题分析与对策探究 [期刊论文] 《科技风》 -2011年24期
[4]崔文运 张淑英 浅谈加强施工组织设计管理并密切结合工程预结算编制的必要性 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年11期
关键词:岩土工程勘察 报告 图表 编制程序 岩土分层
中图分类号:B025、4文献标识码:A 文章编号:
岩土工程勘察报告是工程地质勘察的最终成果,是建筑地基基础设计和施工的重要依据。报告是否正确反映工程地质条件和岩土工程特点,关系到工程设计和建筑施工能否安全可靠、措施得当、经济合理。当然,不同的工程项目,不同的勘察阶段,报告反映的内容和侧重有所不同;有关规范、规程对报告的编写也有相应的要求。下面着重谈一谈有关工业与民用建筑的岩土工程勘察报告编写工作,且侧重于详细勘察阶段。
一、报告的编制程序
一项勘察任务在完成现场放点、测量、钻探、取样、原位测试、现场地质编录和实验室测试等前期工作的基础上,即转入资料整理工作,并着手编写勘察报告。岩土工程勘察报告编写工作应遵循一定的程序,才能前后照应,顺当进行。不然的话,常会出现现场编录与实验资料的矛盾、图表间的矛盾、文图间的矛盾,改动起来费时费力,影响效率,影响质量。
通常的编制程序是:
1、外业和实验资料的汇集、检查和统计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全,特别是实验资料是否出全,同时可编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点(钻孔)平面位置图。
2、对照原位测试和土工试验资料,校正现场地质编录。这是一项很重要的工作,但往往被忽视,从而出现野外定名与实验资料相矛盾,鉴定砂土的状态与原位测试和实验资料相矛盾。例如:野外定名为粘土的,实验出来的塑性指数却
3、编绘钻孔工程地质综合柱状图。
4、划分岩土地质层,编制分层统计表,进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否,直接关系到评价的正确性和准确性。因此,此项工作必须按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑,正确地划分每一个单元的岩土层。然后编制分层统计表,包括各岩土层的分布状态和埋藏条件统计表,以及原位测试和实验测试的物理力学统计表等。最后,进行分层试验资料的数理统计,查算分层承载力。
5、编绘工程地质剖面图和其它专门图件。
6、编写文字报告。按以上顺序进行工作可减少重复,提高效率;避免差错,保证质量。在较大的勘察场地或地质地貌条件比较复杂的场地,应分区进行勘察评价。
二、报告论述的主要内容
报告应叙述工程项目、地点、类型、规模、荷载、拟采用的基础形式;工程勘察的发包单位、承包单位;勘察任务和技术要求;勘察场地的位置、形状、大小;钻孔的布置者和布置原则,孔位和孔口标高的测量方法以及引测点;施工机具、仪器设备和钻探,取样及原位测试方法;勘察的起止时间;完成的工作量和质量评述;勘察工作所依据的主要规范、规程;其它需要说明的问题。报告应附勘探点(钻孔)平面位置图、勘探点测量成果表和勘察工作量表。倘若勘察工作量少,可只附图而省去表。一个完整的岩土工程勘察报告,由下面几部分组成。
1、地质地貌概况
地质地貌决定了一个建筑工地的场地条件和地基岩土条件,应从以下三个方面加以论述:(1)地质结构。主要阐述的内容是:地层(岩石)、岩性、厚度;构造形迹,勘察场地所在的构造部位;岩层中节理、裂隙发育情况和风化、破碎程度。由于勘察场地大多地处平原,应划分第四系的成因类型,论述其分布埋藏条件、土层性质和厚度变化。(2)地貌。包括勘察场地的地貌部位、主要形态、次一级地貌单元划分。如果场地小且地貌简单,应着重论述地形的平整程度、相对高差。(3)不良地质作用。包括勘察场地及其周围有无滑坡、崩塌、塌陷、潜蚀、冲沟、地裂缝等不良地质作用。如在碳酸盐岩类分布区,则要叙述岩溶的发育及其分布、埋藏情况。如果勘察场地较大,地质地貌条件较复杂,或不良地质现象发育,报告中应附地质地貌图或不良地质现象分布图;如场地小且地质地貌条件简单又无不良地质作用,则在前述钻孔位置平面图上加地质地貌界线即可。当然,倘若地质地貌单一,则可免绘界线。
2、地基岩土分层及其物理力学性质
这一部分是岩土工程勘察报告着重论述的问题,是进行工程地质评价的基础。下面介绍分层的原则和分层叙述的内容。
(1)分层原则。土层按地质时代、成因类型、岩性、状态和物理力学性质划分;岩层按岩性、风化程度、物理力学性质划分。厚度小、分布局限的可作夹层处理,厚度小而反复出现可作互层处理。
(2)分层编号方法。常见三种编号法:第一,从上至下连续编号,即①、②、③……层。这种方法一目了然,但在分层太多而有的层位分布不连续时,编号太多显得冗繁;第二,土层、岩层分别连续编号,如土层Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3……;岩层Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3……;第三,按土、石大类和土层成因类型分别编号。如某工地填土1;冲积粘土2-1、冲积粉质粘土2-2,冲积细砂2-3;残积可塑状粉质粘土3-1、残积硬塑状粉质粘土3-2;强风化花岗岩4-1,中风化花岗岩4-2,微风花岗岩4-3。第二、三种编法有了分类的概念,但由于是复合编号,故而在报告中叙述有所不便。目前,大多数分层是采用第一种方法,并已逐步地加以完善。总之,地基岩土分层编号、编排方法应根据勘察的实际情况,以简单明了,叙述方便为原则。此外,详勘和初勘,在同一场地的分层和编号应尽量一致,以便参照对比。
(3)分层叙述内容。对每一层岩土,要叙述如下的内容:①分布:通常有“普遍”、“较普遍”、“广泛”、“较广泛”、“局限”、“仅见于”等用语。对于分布较普遍和较广泛的层位,要说明缺失的孔段;对于分布局限的层位,则要说明其分布的孔段。②埋藏条件:包括层顶埋藏深度、标高、厚度。如场地较大,分层埋深和厚度变化较大,则应指出埋深和厚度最大、最小的孔段。③岩性和状态:土层,要叙述颜色、成分、饱和度、稠度、密实度、分选性等;岩层,要叙述颜色、矿物成分、结构、构造、节理裂隙发育情况、风化程度、岩心完整程度;裂隙的发育情况,要描述裂隙的产状、密度、张闭性质、充填情况;关于岩心的完整程度,除区分完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎外,还应描述岩心的形状,即区分出长柱状、短柱状、饼状、碎块状等。④取样和实验数据:应叙述取样个数、主要物理力学性质指标。尽量列表表示土工实验结果,文中可只叙述决定土层力学强度的主要指标,例如填土的压缩模量、淤泥和淤泥质土的天然含水量、粘性土的孔隙比和液性指数、粉土的孔隙比和含水量、红粘土的含水比和液塑比。对叙述的每一物理力学指标,应有区间值、一般值、平均值,最好还有最小平均值、最大平均值,以便设计部门选用。⑤原位测试情况:包括试验类别、次数和主要数据。也应叙述其区间值、一般值、平均值和经数理统计后的修正值。⑥承载力:据土工试验资料和原位测试资料分别查算承载力标准值,然后综合判定,提供承载力标准值的建议值。
3、地下水简述
地下水是决定场地工程地质条件的重要因素。报告中必须论及:地下水类型,含水层分布状况、埋深、岩性、厚度,静止水位、降深、涌水量、地下水流向、水力坡度;含水层间和含水层与附近地表水体的水力联系;地下水的补给和排泄条件,水位季节变化,含水层渗透系数,以及地下水对混凝土的侵蚀性等。对于小场地或水文地质条件简单的勘察场地,论述的内容可以简化。有的内容,如水位季节变化,并非在较短的工程勘察期间能够查明,可通过调查访问和搜集区域水文资料获得。地下水对混凝土的侵蚀性,要结合场地的地质环境,根据水质分析资料判定。应列出据以判定的主要水质指标,即pH、HCO-3、SO2-4、侵蚀CO2的分析结果。
4、场地稳定性
场地稳定性评价主要是选址和初勘阶段的任务。应从以下几个方面加以论述: (1)场地所处的地质构造部位,有无活动断层通过,附近有无发震断层。
(2)地震基本烈度,地震动峰值加速度。
(3)场地所在地貌部位,地形平缓程度,是否临江河湖海,或临近陡崖深谷。
(4)场地及其附近有无不良地质作用,其发展趋势如何。
(5)地层产状,节理裂隙产状,地基土中有无软弱层或可液化砂土。
(6)地下水对基础有无不良影响。报告对场地稳定性作出评价的同时,应对不良地质作用的防治,增强建筑物稳定性方面的措施提供建议。
5、其他专门要求
论述的问题对于设计部门提出的一些专门问题,报告应予以论述,如饱和砂土的震动液化、基坑排水量计算、动力机器基础地基刚度的测定、桩基承载力计算、软弱地基处理、不良地质现象的防治,等等。
6、结论与建议
结论是勘察报告的精华,它不是前文已论述的重复归纳,而是简明扼要的评价和建议。一般包括以下几点:(1)对场地条件和地基岩土条件的评价。(2)结合建筑物的类型及荷载要求,论述各层地基岩土作为基础持力层的可能性和适宜性。(3)选择持力层,建议基础形式和埋深。若采用桩基础,应建议桩型、桩径、桩长、桩周土摩擦力和桩端土承载力标准值。(4)地下水对基础施工的影响和防护措施。(5)基础施工中应注意的有关问题。(6)建筑是否作抗震设防。(7)其它需要专门说明的问题。以上7个方面的内容,并非所有的勘察报告都要面面俱到,一一罗列。
由于场地和地基岩土的差异、建筑类型的不同和勘察精度的高低,不同项目的勘察报告反映的侧重点当然有所不同。一般来说,上列概述、地基岩土分层及其物理力学性质、地下水简述和结论与建议等四项,是每个勘察报告必须叙述的内容。总之,要根据勘察项目的实际情况,尽量做到报告内容齐全、重点突出、条理通顺、文字简练、论据充实、结论明确、简明扼要、合理适用。论文下载中心 w
三、图表编制要点
1、主要图件
(1)勘探点(钻孔)平面位置图。
表示的主要内容:①建筑平面轮廓;②钻孔类别、编号、深度和孔口标高;应区分出技术孔、鉴别孔、抽水试验孔、取水样孔、地下水动态观测孔、专门试验孔(如孔隙水压力测试孔);③剖面线和编号:剖面线应沿建筑周边,中轴线、柱列线、建筑群布设;较大的工地,应布设纵横剖面线;④地质界线和地貌界线;⑤不良地质现象、特征性地貌点;⑥测量用的坐标点、水准点或特征地物;⑦地理方位。对于较小的场地,一般仅表示①、②、③、⑥、⑦五项内容。标注地理方位的最大优点在于文中叙述有关位置时方便。此图一般在甲方提供的建筑平面图上补充内容而成。比例尺一般采用(1∶200)~(1∶1000)
(2)钻孔工程地质综合柱状图。
钻孔柱状图的内容主要有地层代号、岩土分层序号、层顶深度、层顶标高、层厚、地质柱状图、钻孔结构、岩心采取率、岩土取样深度和样号、原位测试深度和相关数据。在地质柱状图上,第四系与下伏基岩应表示出不整合接触关系。在柱状图的上方,应标明钻孔编号、坐标、孔口标高、地下水静止水位埋深、施工日期等。柱状图比例尺一般采用1∶100或1∶200。
(3)工程地质剖面图。
此图是作为地基基础设计的主要图件。其质量好坏的关键在于:剖面线的布设是否恰当;地基岩土分层是否正确;分层界线,尤其是透镜体层、岩性渐变线的勾连是否合理;剖面线纵横比例尺的选择是否恰当。关于剖面线的布设和地基岩土分层原则,此前已论及,不再赘述。倘若分层正确,一般来说分层线的连接就会自然平顺,而不致将产状平缓的第四系尤其是全新统的土层画成陡斜状,或出现新老层位之间的互相穿插等不合理现象。同一层位间的相变,要用岩性渐变线表示清楚。透镜状分层和同一层位中的透镜状夹层,在不同的剖面线上要互相照应,显示其分布范围。剖面比例尺的选择,应尽量使纵、横比例尺一致或相差不大,以便真实反映地层产状。一般横比例尺采用(1∶200)~(1∶500),纵比例尺采用(1∶100)~(1∶200)。在剖面图上,必须标上剖面线号,如6-6′或F-F′。剖面各孔柱,应标明分层深度、钻孔孔深和岩性花纹,以及岩土取样位置及原位测试位置和相关数据(如标贯锤击数、分层承载力建议值)。在剖面图旁侧,应用垂直线比例尺标注标高,孔口高程须与标注的标高一致。剖面上邻孔间的距离用数字写明,并附上岩性图例。
(4)专门性图件。
常见的有表层软弱土等厚线图,软弱夹层底板等深线图,基岩顶面等深线图、强风化、中风化或微风化岩顶面等深线图,硬塑或坚硬土等深线图等。不言而喻,这些图件对于地基基础设计各有用途。有的图件还可以反映隐伏的地质条件,如中风化顶面等深线图,可以反映隐伏的断层;等深线上呈线状伸展的沟部,往往是断层通过地段。专门性图件并非每一勘察报告都作,视勘察要求、反映重点而定。
2、主要附表、插表
(1)岩土试验成果表。
按岩、土分别分层,按孔号、样号顺序编制。每一分层之后列出统计值,如区间值、一般值、平均值、最大平均值、最小平均值。
(2)原位测试成果表。
分层按孔号、试验深度编制,要列统计值,并查算分层承载力标准值。
(3)钻孔抽水试验成果表。
按孔号、试段深度编制,列出静止水位、降深、涌水量、单位涌水量、水温和水样编号。
(4)桩基力学参数表。
如果建议采用桩基础,应按选用的桩型列出分层桩周摩擦力,并考虑桩的入土深度确定桩端土承载力。除上述附表之外。有的分层复杂时,应编制地基岩土划分及其埋藏条件表。
3、努力提高报告的编写能力
(1)要具备牢固的地质地貌和工程理论地质基础理论方面,主要是岩石学、构造地质学、第四纪地质学和地貌学;工程地质方面,主要是土质学、土力学、工程地质分析、工程动力地质学、工程地质勘察。在丘陵山区,要注意地质构造的观察分析;在平原地区,要着重于第四系成因类型、岩性组合的分析研究。此外,要时常了解和掌握国际国内的有关岩土勘察方面的新技术新知识,以便不断更新和提高个人的理论知识。
(2)要熟悉和掌握有关的规范规程规范规程既是经验的总结,又是技术的指南,具有很强的勘察工作指导性。对于国家的、行业的、省和地方的有关规范规程,必须熟悉掌握,并在具体勘察工作中认真执行。
(3)要了解工作区的地质情况对于勘察地段的区域地质、水文地质、工程地质资料,应尽可能地搜集并熟悉。对于邻近地段已有的工程地质勘察资料,也要尽可能了解,以便在勘察工作中发挥其参考作用。
(4)要掌握工程设计的基本要求和基础施工的技术要点只要明确了工程设计的基本要求和基础施工方法,作出的工程地质评价才能有的放矢、正确客观,提出的建议才能合理适用。
【关键词】cfg桩;复合地基;高粘结强度;地基处理
cfg桩,也称之水泥粉煤灰碎石桩,是由水泥、粉煤灰、碎石、砂加水搅拌而形成的一种比较新型的复合地基形式,作为一种高粘结强度的复合地基,它具有适用性广、承载力提高幅度大、施工简便、工期短、造价低廉等技术优点,目前已在全国推广应用。笔者在本文中概述了cfg桩复合地基特点,肯定了其在地基处理中的应用。
1、 cfg桩概述
(1)cfg桩是由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺适量水泥加水拌和制成的粘结度较高的桩体,也称之为水泥粉煤灰碎石桩,简称cfg桩。其本质是在天然地基中设置一定比例的增强体,并由原土和增强体共同承担由基础传来的建筑物荷载,桩体不配钢筋,由cfg桩、桩间土和褥垫层一起构成cfg桩复合地基。
(2)cfg桩设计桩径一般为350~600mm,桩间距为3~5倍桩径,桩长由几米到20多米不等。褥垫层由一定级配的砂石组成,厚度为 150~300mm,褥垫层的作用主要是当cfg桩复合地基承受垂直荷载作用时,垫层材料不断调整补充到桩间土上,以保证在任一荷载下桩和桩间土始终参与工作。由cfg桩和自然土层共同组成的复合地基在上部垂直荷载作用下,由于桩间土承受荷载后被压缩,增加桩周土对桩体的约束力和抵抗力,从而增大桩体的侧摩阻力和支撑能力,使荷载逐渐向桩体转移,随着上部荷载的增加,桩体承担的荷载逐渐增大,同时,桩间土的沉降变形对桩体产生的负摩擦力也相应加大,当荷载超过一定值时,桩体所承担的荷载超过其极限荷载值,荷载随时间向桩体转移的现象消失,桩体承担的荷载略有向桩间土转移的现象,但很快消失,桩土应力比很快就趋于稳定。
(3)必须强调一点:cfg桩在工程施工前,为检验施工工艺、机械性能及质量控制,核对地质资料,应先做试验桩,以便及时根据发现的问题修订施工工艺,并清楚地了解成桩易存在的质量问题,采取有效地控制措施,以便能够很好地指导施工。
2、 cfg桩复合地基的特点及应用
作为支承建筑物荷载的地基,必须能防止强度破坏和失稳,同时,必须控制基础的沉降不超过地基的变形允许值,当地基不能满足上述条件,或当承载力和变形不能满足设计要求需要时,则应进行地基加固处理。而cfg桩作为高粘结强度复合地基的代表,无疑是最有效的地基处理方法之一。
(1)cfg桩成本低,适用范围广,保护环境:我们知道cfg桩桩体不配钢筋,又可以利用工业废料粉煤灰,水泥掺量明显比相应标号的混凝土桩少;它适用于砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基,对独立基础、条形基础、筏基都适用;施工方法一般为长螺旋钻成孔泵送混凝土法,施工时,没有钢筋笼制作等工序,不需泥浆护壁,没有泥浆外运,成孔成桩一次完成,减少了成桩时间,加快了施工速度,施工简便,噪音小,污染小,工期短;这些不但节约了资金,大大降低了工程成本,同时又可以节约国家资源,保护环境,不难看出其经济效益和社会效益都十分显著。
(2)cfg桩可调性强,承载力提高幅度大:cfg 桩桩体可以从几米到 20多米,并且可全桩长发挥桩的侧阻力,桩承担的荷载占总荷载的百分比可在 40%~75%之间变化,当地基承载力较高时,荷载又不大,可将桩长设计得短一点,荷载大时,桩长可设计得长一点,对于天然地基承载力较低而设计要求的承载力较高,或者上部和中间有软土层的地基,尤为适用;cfg桩复合地基是通过褥垫层与基础连接,无论桩端落在一般土层还是坚硬土层,均可保证桩间土始终参与工作,获得模量很高的复合地基;由于桩体的强度和模量比桩间土大,在荷载作用下,桩顶应力比桩间土表面应力大,桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载,这样,由于桩的作用使复合地基承载力提高,变形减小,承载力与原地基承载力相比,可提高 2~5 倍,使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性,比较容易满足设计要求。
总之,cfg桩作为高粘结强度复合地基的代表,无疑是最有效的地基处理方法之一,今后必将在地基处理中得到更为广泛的应用。
关键词:工程结构;土木工程;交互式教学
中图分类号:G642、0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)44-0112-02
一、引言
受专业覆盖面广及行业涉及面宽等特点的影响,土木工程对国民经济的发展至关重要。在当前“大土木”专业背景下,培养具有较宽理论基础、较强适应能力、较广专业视野的土木工程专业人才是土木工程专业的最终目标[1]。作为工程管理专业的必修课程――工程结构,集理论与实践为一体,在工程力学、建筑材料、建筑制图等课程基础上,围绕建筑结构的受力体系阐述各种结构构件的受力性能、计算原理和方法以及结构构造要求等内容[2]。对培养工程管理专业学生的土木工程专业素养起着举足轻重的作用。
二、工程结构课程简介
1、培养目标。为提高工程管理专业学生的土木工程专业素养,工程结构课程要求学生在数学、力学的基础上,初步掌握建筑结构的设计原理和方法,为将来从事工程管理工作提供充分的结构工程知识背景。通过本课程的学习旨在使学生具备简单的结构构件设计能力,使其能够解决工程管理中简单的结构问题;同时应了解工程结构的基本原理和方法,建立正确的结构概念,保证其充分理解结构设计意图,为其从事工程施工、造价、监理等工作提供良好的结构工程知识基础。
2、课程概况。工程结构Ⅰ内容如下:建筑结构选型与设计方法讲述建筑结构的基本特点与结构选型、建筑结构荷载与设计方法等内容;混凝土结构设计原理讲述材料的力学性能、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算、受弯构件斜截面承载力计算、轴心与偏心受压构件承载力计算、轴心与偏心受拉构件承载力计算、受扭构件承载力计算、变形与裂缝宽度计算、预应力混凝土构件;钢筋混凝土梁板结构讲述整体现浇式单向板肋形楼盖、钢筋混凝土现浇双向板肋形楼盖、钢筋混凝土楼梯计算;混合结构房屋设计讲述刚性、弹性、刚弹性方案房屋的相关计算、混合结构房屋基本构件与构造措施、房屋的静力计算方案等内容。
工程结构Ⅱ内容如下:钢结构设计原理讲述钢材的力学性能、钢结构的连接、受弯构件的计算原理、轴心受力构件、拉弯构件、压弯构件、节点设计原理、单层厂房钢结构、大跨钢结构与空间结构;地基与基础工程讲述地基土的工程性质及分类、地基基础设计的基本原理、地基处理等内容;建筑结构新技术讲述新型建筑结构、计算机方法、工程结构的事故处理等。
三、工程结构课程教学存在的问题
1、授课课时少,授课内容多。工程结构包含土木工程各专业课程内容,授课内容众多。在土木工程专业课程设置中,混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、地基与基础、高层建筑结构设计等各专业课程授课课时均不少于32课时,而工程结构课程的授课课时仅128课时。在有限授课课时内讲述众多课程内容,不可避免地降低了学生的学习效果。
2、章节内容的重复性与独立性。工程结构中各章节内容具有明显的独立性。比如,荷载作用类型方面,混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、地基与基础等章节,主要讲述静力荷载作用下构件的受力性能与设计原理,建筑结构抗震则重点讲述地震作用对建筑结构与构件受力性能和设计方法的影响。此外,工程结构中各章节内容尚存在一定的联系性,从而造成了部分内容的重复。例如,建筑结构选型与设计方法,指出按承重结构的类型分剪力墙结构、筒体结构等,讲述各种结构类型的定义与受力特点,并对其变形与受力进行了详细分析;高层建筑结构设计同样介绍了剪力墙结构、筒体结构等不同结构类型的定义与受力特点。再如建筑结构选型与设计方法部分,分析了混凝土结构、钢结构、砌体结构的优缺点及所用材料的物理力学性能,而混凝土结构设计原理、砌体结构、钢结构设计原理同样介绍了各种结构的优缺点及所用材料的力学性能。
3、考核方式单一,学生积极性低。目前,我校工程结构课程的考核方式主要为闭卷考试,最终课程考核成绩由平时成绩和期末考试成绩构成,平时成绩与期末考试所占比例为20%和80%。平时成绩根据出勤、课堂讨论、课后作业、期中检查等评定。上述考核方式在有限授课课时条件下,具有良好的效果。但实际教学过程中,存在学生积极性不高、考核方式较单一等缺陷。
四、工程结构课程教改方法
1、授课课时适当增加,授课内容适当删减。对于土木工程专业而言,混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、地基与基础工程等课程授课课时均在32课时及以上。在相同授课范围的要求下,必然要对授课内容进行适当删减。在改革的过程中要遵循把握主要内容、突出重点内容、穿插细节内容的基本原则。以钢结构设计原理为例,所谓把握主要内容,是指将钢结构三大连接方式及其计算、钢结构受弯构件、轴心受力构件、拉(压)弯构件等内容讲述清楚,而有关钢结构材料生产、节点设计、钢结构的塑性设计及抗震设计等内容,则简单介绍即可;所谓突出重点内容,是指重点讲述计算公式的具体运用,有关计算公式的推导可适当讲述;所谓穿插细节内容,是指讲述主要计算公式的过程中,对一些构造措施处理进行适当讲解。除此之外,在教学大纲不变的前提下,建议适当增加本门课程的授课课时,以提供充足的授课时间。
2、章节内容适当归类,重复内容合理整合。工程结构课程各章节存在内容重复的现象,针对此类问题,需要对该课程各章节内容进行适当归类。按照材料进行分类,可划分为混凝土结构、钢结构、砌体结构等内容;按照荷载条件,可分为静力计算、抗震设计;按照受力层次,可划分构件设计、结构设计两部分。建筑结构选型与设计方法简要介绍混凝土、砌体、钢材等物理力学性能,框剪结构、剪力墙结构、筒体结构等介绍选型,而混凝土结构设计原理、砌体结构、钢结构设计原理则介绍相应材料的力学评价指标,如冲击韧性、伸长率、破坏形式、冷弯性能等,高层建筑结构设计则讲述剪力墙结构、框架―剪力墙结构、筒体结构等不同类型结构的受力与变形分析。根据上述分类,在实际授课过程中,既要讲授各章节的联系,又要避免章节内容的重复讲述,从而达到节约授课课时的目的。
3、考核方式多样化,交互式教学的运用。为提高工程结构课程的教学质量,应消除传统考核方式的弊端,积极探索灵活多样的考核方式。为此需要丰富考核内容,采取多种手段和方式对学习效果与成绩进行评价,如平时考勤、课堂问答、课堂讨论、课后作业、学习心得、课程建议调查、小组试讲、授课内容总结等方式,以此弥补单一、枯燥考核方式的不足,逐步形成有利于促进学生综合素质提高和能力培养的考核评价机制。
结合多种考核方式,开展交互式教学,体现教师的引导作用,突出学生的主体地位,可有效促使教学水平的提高。根据情境和过程的不同,交互式教学以多种形式出现,相互作用以纵向或横向的方式出现。交互式教学可分为师生交互、人机交互以及一些潜移默化的相互影响、相互启发。传统的交互式教学以反馈和交流为主要特征,目的是构建一个互相信任、尊重和平等的学习氛围,通过对话和倾听实现师生之间和学生之间的双向沟通,进而在合作和交流中加深对学习内容的理解。随着计算机网络技术以及白板在教育中的广泛应用,基于网络及白板环境的交互式教学迅速兴起,它促使了学生主体地位的真正确立,其学习的自主性、能动性、合作性得到充分发挥,有利于提高学生的学习积极性。为此,新形势下交互式教学以问题主导、小组主导、课堂互动、多媒体辅助、网络交流等多种形式出现,以实现以教为主(教师“满堂灌”)向以学为主转变、以课堂为主(过分重课堂)向课内外结合转变、以结果评价为主(过分重分数)向结果过程结合转变。与此同时,交互式教学需要教师灵活运用多种教学方法,注重各种教学方法的优化组合,熟练处理教材的系统性并突出讲授的重点,善于用明白、易懂的语言来表达深度理论、深邃思想、深刻思路,善于应用启发式,吸引学生同步思维,从而不断提高讲授的艺术性,调动学生的积极性与主动性。
五、结论
为提高授课效果,需要适当增加授课课时,此外,需要合理调整授课内容,坚持把握主要内容、突出重点内容、穿插细节内容的基本原则;为避免部分内容的重复讲述,需要对该课程各章节内容进行合理归类;为保证教学质量,提高学生的学习积极性,需要灵活运用多样的考核方式,开展交互式教学。
参考文献:
【关键词】抗震加固;方法;造价
近年来,由于世界各地地震频发,已经给人类造成了巨大的损失。我国是一个地震多发的国家,近年来的四川汶川、青海玉树等大地震,无不牵动着亿万国人的心。我国政府也于近几年将房屋建筑抗震加固提上了日程,已经逐步对中小学校进行了抗震加固,并逐步向医疗及民用建筑推广。
根据我国的国情及房屋建筑现状,我国房屋建筑加固目前常用的方法主要有:板墙加固、增大柱梁截面加固、碳纤维加固、粘钢加固、阻尼加固、隔震加固等,板墙加固主要适用于砖混结构,增大柱梁截面加固、粘贴碳纤维、粘钢板、阻尼加固等主要适用于框架结构,隔震加固适用于砖混及框架等常见结构类型,适用范围较广。
下面主要就以上施工方法及相关造价内容进行简要阐述分析。
1 板墙加固
板墙加固分为单面板墙和双面板墙两种,根据建筑物构造、布局及有关检测报告,经有资质的专业单位分析计算,确定选用单面或双面板墙方式进行加固。
1、1 单面板墙加固工艺
1、1、1 拆除原装修至结构层,主要指墙面装修及与墙面相交的天棚、地面的拆除;
1、1、2 墙面打孔、拉结钢筋及钢筋网的制作及固定;
1、1、3 门窗洞口等的防护及模板支护。
1、1、4 墙面喷射混凝土。
1、2 单面板墙加固造价要点
1、2、1 拆除工程施工本身相对较简单,但由于涉及渣土的倒运及场外运输和销纳,故在计价中要结合工程及地域特点重点考虑渣土的处理费用;
1、2、2 钢筋网的制作安装会涉及穿墙穿板植筋和钢筋的搭接等造价重点关注因素,在计价中要给予充分考虑;
1、2、3 墙面喷射混凝土由于受每次喷射混凝土用量较少,作业面变化大,不能连续施工等多种因素的影响,实际施工中多采用干拌豆石混凝土,其市场价格高于预拌混凝土,且实际施工中,喷射的回弹料通常会达到30%~50%左右,施工损耗大,现有定额水平无法满足,计价时要充分考虑。另,在施工条件允许的条件下,回弹料经过处理,可及时用于地面及屋面垫层和基础回填等,以达到降低造价的效果。
双面板墙与单面板墙工艺和造价要素基本相同,仅拉结钢筋工艺与单面板墙差距较大,由于双面板墙的拉结筋贯通墙体,两侧拉结,故常用水泥砂浆灌孔,而不用植筋胶。
2 增大梁柱截面
增大梁柱截面指通过在原梁柱的再增加钢筋混凝土结构,使原梁柱截面尺寸变大,从面增加结构的强度,提高抗震能力的一种加固方法。
2、1 增大梁柱截面加固工艺
2、1、1 拆除原柱梁及其周边结构和装修至结构层;
2、1、2 根据设计要求植筋、制作安装钢筋;
2、1、3 模板支护及浇筑混凝土。
2、2 增大梁柱截面造价要点
2、2、1 增大梁柱截面工作内容简单,但由于受作业面及现场条件制约,钢筋绑扎和混凝土的浇筑都比较困难,应充分考虑措施项目费用的计价。同时这种加固方式还要根据现场情况确定使用何种混凝土(商砼、现场搅拌砼、干拌料、灌浆料等),这些都要在计价中予以考虑。
3 粘贴碳纤维及粘钢加固
粘贴碳纤维和粘钢加固形式及原理均较类似,均为通过在构件表面粘贴工艺,提高构件的整体性能的方法。主要不同为碳纤维抗拉强度高、抗剪性能差、厚度薄,粘钢抗拉强度相对碳纤维较低,抗剪性能好。
3、1 粘贴碳纤维及粘钢工艺
3、1、1 拆除需加固构件的装修层至结构层;
3、1、2 在进行基层处理后,粘贴碳纤维布或粘钢板;
3、1、3 检验和维护。
粘贴碳纤维与粘钢由于材质不同,实际施工细部工艺也不同,但大体上都是按以上所述施工的。其各自详细施工工艺不在此赘述。
3、2 粘贴碳纤维及粘钢造价要点
粘贴碳纤维和粘钢加固由于施工工期短、效果好而在近些年来被广泛采用,但由于选用的主材,尤其是碳纤维布市场材料参差不齐,质量差距较大,价格差距也较大。因此,选用何种档次和品牌的材料是计价应重点关注的问题。
4 隔震加固
隔震加固是指在建筑物基础与上部结构间设置隔震橡胶支座,通过隔震橡胶支座使结构上下层分开,达到在地震时,地震的能量在通过隔震橡胶支座时大幅降低,从面减少地震的破坏的一种抗震方式。该方法具有工期短,费用低,不影响上部空间正常使用等优点。
4、1 隔震加固工艺
隔震加固会因建筑的不同结构类型而采用不同的工艺,主要包括框架结构、砖混结构,每种结构又细分有地下室和无地下室两种情况,通常有地下室的建筑较适合采用隔震加固,而无地下室则需根据具体情况确定。
对于框架结构,采用隔震加固工艺如下:
4、1、1 四周土方开挖及地下室隔墙拆除;
4、1、2 四周隔震沟墙体砌筑及围护;
4、1、3 分批次分部位对框架柱进行支撑、断柱、增大柱截面、放置隔震垫等工作;
4、1、4 强度达到要求后拆除支撑;
4、1、5 做好全面的沉降观测。
对于砖混结构,采用隔震加固工艺如下:
(1)底层外墙四周土方开挖;
(2)拆除底层装修至结构层;
(3)分批次分部位制作上部销键、上托梁、下部销键、下托梁;
(4)按图示在相应位置进行支撑,制作钢筋混凝土柱,并放置隔震垫;
(5)强度达到要求后拆除支撑;
(6)延隔震垫所在位置水平方向拆除部分砖墙(使隔震上部和下部结构分离);
(7)做好全面的沉降观测。
以上均按有地下室的情况简述,无地下室的情况工艺原理与上述基本相同,只是要先做部分工作,使建筑具有地下空间。
4、2 隔震加固的造价要点:
4、2、1 由于在建筑四周需设置隔震沟,故隔震沟四周及顶部的围挡措施要按施工方案进行计价;
4、2、2 拆除工作要重点考虑渣土的运输和销纳费用;
4、2、3 砼构件的制作由于工程量少,作业空间小、工难度大,要重点考虑用料及相关措施项目;
4、2、4 由于支撑及模板等措施项目均无法实现多次利用,故基本上不考虑摊销;
此外,目前还常采用外墙增设圈梁构造柱、工业化加固等方式进行加固,这两种方式对内部影响较小,仅需在建筑外部施工,且工业化加固有利于室内空间的拓展。这两种加固方式造价较低、不破坏室内居住,较适合在住宅项目加固中使用。
以上就目前常用的加固方式及造价特点进行了简要阐述,在实际施工中会因每个单体的个性不同致使工艺有所不同,但总体思路和原理基本一致。
参考文献
[1]程玉姣,建筑物加固技术:碳纤维结构加固及质量控制,商品与质量,2011年第10期
[2]李小栓,李伟,建筑物加固前景分析及加固方法,企业导报,2011年第13期
关键词:无损检测雷达组合天线预应力钢绞线定位
中图分类号: TU375文献标识码:A
概述: 在土木工程建筑质量无损检测技术领域,雷达检测技术是一项新兴的检测技术,工程质量的检测方法一直是工程质量的重要保证。随着科技水平的不断提高,检测手段也逐年进步,从以往的局部破损检测到现在比较常用的无损检测。其中工程雷达作为现在比较先进的检测仪器在欧美等国家被广泛采用。
近年来,混凝土雷达检测领域一直在推陈出新,但真正有重大技术突破的技术产品很少,大部分的混凝土雷达产品都是使用单一频率天线,通常只能解决单排钢筋及相对简单工况条件的问题,对于多排钢筋的准确定位及密集钢筋下结构缺陷的判断一直鲜有突破。而且目前大多数的结构雷达采集和后处理软件操作相对复杂,通常需要有很强物探专业背景的人才能有效进行分析,结果不够直观,无法让业主单位、设计单位、质检单位、监理单位、施工单位一目了然的看出问题,极大制约了该方法在混凝土结构无损检测领域的推广。
适应工程现场工况、安全便携、操作舒适、直观明了是工程检测人员一直以来的诉求。PS1000 X-scan混凝土结构透视仪采用专业的一体化设计方式,独特的多组天线同时工作及可变频率技术,实现了混凝土结构快速连续高效无损检测。
工程雷达基本原理
工程雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)是一种先进的无损检测新技术,它是利用宽频带高频电磁波信号探测介质结构分布的无损探测仪器。它通过雷达天线对隐蔽目标体进行全断面扫描的方式获得断面的扫描图像,具体工作原理就是:当雷达系统利用天线向地下发射宽频带高频电磁波,电磁波信号在介质内部传播遇到介电差异较大的介质界面时,就会反射、透射和折射。两种介质的介电常数差异越大,反射的电磁波能量也越大;反射回的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后,由雷达主机精确记录下反射回的电磁波的运动特征,再通过信号技术处理,形成全断面的扫描图,工程技术人员通过对雷达图像的判读,判断出目标物的实际结构情况。
PS1000X-Scan雷达的基本原理、功能及技术特点
PS1000X-Scan型雷达在检测时3组天线同时工作,利用时间延迟器推迟各道的发射和接收时间,形成一个叠加的雷达纪录,改善系统的聚焦特性,即天线的方向特性,使其聚焦效果较好;其收发分置数据采集方式即天线的发射端和接收端在不同天线内部,天线间距相对较大,这种采集方式对与天线扫描方向有一定倾斜角度的结构体反应较好; 天线阵中有三组不同频率的天线,最高频率达4、3 G,不同频率天线对不同检测深度有着足够的分辨率,不同位置的天线对同一目标体有不同角度的探测,可提高检测的精度和效率,可实现对被测区域不同深度、不同精度的多方位探测,仪器内部配置了分析功能软件可迅速观察混凝土内部埋置物真实分布,并且可以现场三维直观成像,从而更好满足实际工程需要。
技术特点:
PS 1000X-Scan混凝土结构透视仪采用3组天线同时工作
图一
从图一中可清晰看出PS1000独特的三组天线设计,这种组合天线设计,同时工作,确保了可以有更强的信号穿透,获得更多的有效数据信息,极大提高探测效率。
从下图中可以清楚看出PS1000多组组合天线相较于其他产品的优势,每组天线独立工作,可以更好的分辨小间距钢筋及重叠钢筋
图二
(二)直观显示
将直接显示混凝土内部埋置物分布。无需复杂培训,一般的工程检测人员都可以读懂的图像显示的探测结果。
(三)三维成像
三维立体成像,便于分析结构内部情况及构成方式。
工程应用实例1
浙江某隧道工程,第三方检测单位在利用地质雷达扫查隧道内衬时怀疑环向钢筋局部缺失,而施工单位认为不存在上述情况, 特委托我单位采用喜利得PS1000X-Scan型雷达复核,复核结果为钢筋不存在缺失,为确认情况,对我方标出钢筋部位凿开当场验证,均准确无误,事后了解情况, 主要是因为隧道内衬保护层过厚, 局部接近300mm,而环向钢筋直径仅16mm,第三方检测单位采用普通地质雷达,配置500M及900M两种天线,分辨率不高,图形上钢筋反射不明显,导致检测人员发生漏判。以下图1、图2分别为保护层厚度为50mm和300mm钢筋反射信号, 图3为PS1000X-Scan型雷达图像,经比较,图2的信号图像不清晰,易导致误判,而图三图像简单直观,无需雷达专业知识就能做出判定。
图一 h=50mm 钢筋地质雷达图像
图二 h=300mm 钢筋地质雷达图像
图三 h=80mm 钢筋PS1000X-Scan型雷达图像
工程应用实例2
波密某大桥是上世纪初建造,是318国道的重要一环,承担着繁重的交通流量,因年岁久远,原有工程资料丢失,如何对桥梁进行有效评估是急需解决的问题,而精确定位预应力钢绞线的存在情况与位置是核心的一步。
图一 图二
现场选取了典型的位置,如图二所示,通过对所采集的图像进行简单分析,清楚看到两根预应力钢绞线的情况,见图三。
图三
利用PS1000X-Scan型雷达在对某大桥进行预应力钢筋位置确定,经过600mm╳600mm的图像扫描,可清晰发现在扫差范围能存在两条斜向预应力索,经钻孔验症,误差小于1厘米,而常规雷达对多层钢筋网片下的预应力筋位置根本无法判别。
结语:
本文对PS1000X-Scan型混凝土雷达的工作原理作了简单的阐述,并介绍了两个典型工程实例。PS1000X-Scan型作为一种最新的多组合变频雷达探测仪器,在土木工程检测中具有速度快、分辨率高、图像容易识别的优点,必在以其快速、无损、准确、直观的特点取代常规的雷达测试设备,成为土木工程中一种重要的检测工具。
参考文献:
[1] 林维正 土木工程质量无损检测技术北京 中国电力出版社
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