时间:2023-07-07 17:25:25
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇近代土木工程的特点,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:发展阶段;大型土木工程
土木工程的建设由来已久。 由原来的伐木采石,模仿天然掩蔽物建造居住场所,到现在的美轮美奂的超高层建筑、雄伟的水利水电工程和超高超长跨度的桥梁,土木工程经历了一个漫长的发展历程。 在这个漫长的发展历程中,无论是土木工程结构的理论方法、力学分析、施工手段, 还是土木工程的地基基础处理, 都有了非常大的突破和发展。
二十一世纪的今天随着经济的日益发展和人民生活水平的日益提高,人们对土木工程的发展提出了新的要求。 因此,详细探讨二十一世纪土木工程发展新方向显得十分必要。
一、土木工程发展历史
1、古代土木工程
公元前 5000 年开始至 17 世纪中叶时期, 称为古代土木工程阶段。土木工程的古代时期是从新石器时代开始的。人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。 砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。 由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至 18~19 世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了伟大的贡献,甚至在目前还被广泛采用。历经漫长的古代大型土木工程的发展,土木工程建设内容更加丰富,建设工具有了新的发展,同时人们积累了丰富的土木工程建设的经验,为大型土木工程建设的发展打下了坚实的基础。
产业革命的开始是近代土木工程发展的开端。随着近代工业的发展,人类的生活需求也不断增长,这些不仅反映在吃穿行上,还反映在房屋建筑及市政工程方面。而电力的应用,使高层建筑实用化成为可能;电气照明、给水排水、供热通风、道路桥梁等市政设施与房屋建筑结合配套,开始了市政建设和居住条件的近代化;在结构上要求安全和经济,在建筑上要求美观和适用。
随着大型土木工程近代工业化的进一步发展, 在 19 世纪中叶为满足科学技术发展和分工的需要,土木和建筑开始分成为各有侧重的两个单独学科分支。工程实践经验的积累促进了理论的发展。材料力学、静力学、运动学、动力学等学科逐步形成,各种静定和超静定桁架内力分析方法和图解法得到很快的发展。这为大型土木工程建设的理论提供了很好的交流平台,有利于促进土木工程建设理论的进一步发展。 理论上的突破,反过来极大地促进了工程实践的发展,这样就使近代土木工程这个工程学科日臻成熟。
第一次世界大战以后,近代土木工程发展到成熟阶段。 这个时期的一个标志是道路、桥梁、房屋等大规模建设的出现。另一个标志是预应力钢筋混凝土的广泛应用。
3、现代土木工程时期
第二次世界大战的结束刚好是现代土木工程发展的开端。第二次世界大战结束后,社会生产力出现了新的飞跃,现代主义运动取得了全面胜利。 现代科学技术突飞猛进,土木工程进入一个新时代。 在近 40 年中,前 20 年土木工程的特点是进一步大规模工业化,而后 20 年的特点则是现代科学技术对土木工程的进一步渗透。
首先,现代主义的高层建筑在理论计算方面有了新的发展,高层建筑结构的分析计算已基本告别传统的手工计算而采用计算机程序计算,基本上都采用三维空间结构分析计算程序。
其次,高层建筑由于对抗震、抗风的要求高,且建筑多样化,层数、
高度日益提高。再者,现代主义的高层建筑反对外部包装、建筑含义和历史风格,强调形式追随功能和技术,技术上升到艺术层次。
二、土木工程理论、材料及技术的发展
通过多年来实践探索,土木工程的发展日臻完善。在科学理论方面,理论研究精密化,计算力学、结构动力学、动态规划法、网络理论、随机过程论、滤波理论的成果,随着计算机的普及而渗进了土木工程领域。 结构动力学也已发展完备,荷载不再是静止的和确定性的,而被作为随时间变化的随机过程来处理。 静态的、确定的、线性的、单个的分析,逐步被动态的、随机的、非线性的、系统与空间的分析所代替。 电子计算机使高次超静定的分析成为可能,进而使得高层建筑中框架-剪刀墙体系、 筒中筒体系空间工作和大跨度的桥梁得以实现。 大跨度建筑的形式层出不穷,薄壳、悬索、网架和充气结构覆盖大片面积,满足种种大型社会公共活动的需要。 从材料特性、结构分析、结构抗力计算到极限状态理论,在土木工程各个分支中都也得到了充分发展。 理论研究的日益深入,使现代土木工程取得了许多质的进展。
在工程材料方面,标号为 500~600 号的混凝土已在工程中普遍应用,而轻质、高强化的混凝土成为大跨、高层、结构复杂的工程的新要求。 高强钢材与高强混凝土的结合使预应力结构得到较大的发展,先张法和后张法的预应力混凝土屋架、吊车梁和空心板在工业建筑和民用建筑中广泛使用。 同时铝合金、镀膜玻璃、石膏板、玻璃钢等工程材料以现代科学技术的进步为背景发展迅速,为大跨、高层、结构复杂的工程建设提供了全新的支持。
在施工技术方面,种种现场机械化施工方法发展得特别快。 同步液压千斤顶,滑模,直升机安装天线,用一群小提升机同步提升大面积平板的升板结构等一系列施工方法广泛应用。 此外,钢制大型吊装设备与混凝土自动化搅拌楼、输送泵等相结合,形成了一套现场机械化施工工艺,使传统的现场灌筑混凝土方法获得了新生命,在高层、多层房屋和桥梁中部分地取代了装配化,成为一种发展很快的方法。
精密化的理论研究、全新的工程材料和先进的施工技术,使得大跨、高层、结构复杂的大型土木工程的建设成为可能。
三、土木工程发展新方向
飞速的经济发展, 使得大城市及超级大城市的数量急剧上升,人们对空间的概念日趋强烈,寸土寸金普遍成为人们的共识。 因此为了满足人们对日益发展的空间需求,高层、超高层建筑的建设得到普遍重视。 同时高层、超高层建筑的建设也是解决人们空间日趋紧张问题的重要途径。
飞速经济的发展不仅仅是空间需求的问题,更有电力、能源等多方面的需求。 大型水利水电工程的建设,大型矿山资源的开发,石油、天然气等重要能源的运输等都成为影响经济发展的重要因素。 因此,大型公益土木工程的修建,显得极为重要。
而鉴于我国能源、电力多分布于西南地区,多为山区、丘陵、高原等复杂地形,同时该地区地质条件复杂。 为使水利水电建设、矿山资源开发以及重要能源运输等大型土木工程的建设得以实现, 大跨度桥梁、隧洞等工程成为整个工程中的关键。
【关键词】土木工程;建筑;防灾;抗灾
引言:
在人类历史的进程中,伴随着人类社会的,不仅仅只有人类文明、科学技术进步、还有各种各样的灾难,它们为人类历史留下的是一页页触目惊心的篇章。灾害,特别是工程灾害,每年都会给世界人民带来巨大的生命财产损失。因此,如何防灾已是土木工程界研究和关注的课题。
一、灾害的分类
土木工程中的灾害及其分类土木工程中的灾害主要分为自然灾害和社会灾害。自然灾害是自然界中物质变化、运动造成的损害。例如,强烈的地震,可使上百万人口的一座城市在顷刻之间化为废墟;滂沱暴雨泛滥成灾,可摧毁农田、村庄,使成千上万居民流离失所;严重干旱可使田地龟裂、禾苗枯萎、饿殍遍野;火山喷发出灼热的岩浆,可使城镇化为灰烬;强劲的飓风、海啸可使沿海村镇荡然无存,诸如此类,都是大自然带给人类的“天灾”。人为灾害是由于人的过错或某些丧失理性的失控行为给人类自身造成的损害。具体灾害有如下几种:
1、泥石流。
泥石流是在山区沟谷中,因暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的特殊洪流。 泥石流的形成:必须同时具备以下三个条件:陡峻的便于集水、集物的地形地貌;丰富的松散物质;短时间内有大量的水源。泥石流按期物质成分可分为三类:由大量粘性土和粒径不等的砂粒、石块组成的叫泥石流;以粘性土为主,含少量粘粒、石块、粘度大,成稠泥状的叫泥流;由水和大小不等的砂粒、石块组成的叫水石流。
泥石流的危害:对居民点的危害;对公路、铁路的危害;对水利、水电工程的危害;对矿山的危害。
2、滑坡。
滑坡上的岩石山体由于种种原因在重力作用下沿一定的软弱面(或软 弱带)整体地向下滑动的现象叫滑坡。俗称“走山”“跨山”“土溜”等。
滑坡的条件:斜坡岩、土只有被各种构造面切割分离成部连续状态时,才可能具备向下滑动的条件。滑坡的活动强度:主要与滑坡的规模、滑坡速度、滑坡距离及其蓄积的位能和产生的动能有关。
滑坡灾害的治理:如在坡顶筑截水排水沟,裂缝回填,建造排水隧洞及坡面排水孔、削坡、压脚等措施;还有就是开展抗滑工程。
3、崩塌。
崩塌也叫崩落、垮塌或塌方,是陡坡上的岩体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚(或沟岩)的地质现象。按崩塌体物质的组成,崩塌可分为土甭和岩崩两大类。
崩塌的活动时间:崩塌一般发生在暴雨及较长时间连续降雨过程中或稍后一段时间;强烈地过程中;开挖坡脚过程中之中或稍后一段时间;水库蓄水初期及河流洪峰期;强烈的机械振动及大爆破之后。
崩塌的地域性:西南地区为我国崩塌分布的主要地区。
4、地面下沉。
地面下沉是由于长期干旱,使地下水位降低,加之过量开采地下水等导致的地壳变形现象。
5、地震。
地震是一种破坏力极大的自然灾害。除了地震直接引起的山崩、地裂、房倒屋塌之外,还会引起火灾、水灾、爆炸、滑坡、泥石流、毒气蔓延、瘟疫等次生灾害。
二、土木工程抗灾内容
1、灾害材料
在工程结构的抗灾研究中,首要关注的是材料受灾后的性能变化,即灾害对材料物理力学性能的影响,也即材料在灾害下的损伤等。关于灾害对材料性能的影响,国内外都已做出了许多研究,定性和定量的得到了一些结论,但是系统性还显然不够,故在土木工程研究中,灾害材料领域还未形成一个专门完善的领域。而在工程结构的加固设计、工程鉴定和工程咨询等实践中又必不可少地需要这方面的知识。灾害材料学一般涉及到土木工程材料的一般力学性能。
2、灾害检测
检测在受灾的土木工程结构鉴定和加固中有非常重要的地位。检测的程序为:检测任务委托,收集原设计图纸及竣工图,外观检测,材料检测,构件变形及现有强度评估,有无可修性,寿命估计等。灾害检测报告一般包括:现状调查,图纸核对,材料强度鉴定,承载能力验算等。
3、灾害加固
就加固材料来说,目前仅仅是用钢材作为加固介质。钢筋砼结构加固方法有很多种,90年代以来主要是置换法、绕丝法、粘刚等方法。国内外近几十年来已较多的开始研究粘贴复合材料来加固梁柱等结构。与钢相比,用复合材料对结构进行加固有如下优点:自重轻、厚度小;任意长度、免搭接;材料不用预加工;板材允许交叉;极高的强度;可采用不同模量的产品;突出的抗疲劳能力;结构物不用预处理就能覆盖;抗腐蚀;施工时对环境无特殊要求等。而粘土剂同样具有以下优点:高强度、高模量;基材可以是混凝土、砌体结构、木结构等多种结构建材;永久荷载下抗蠕变,抗腐蚀;符合环保要求。
三、土木工程在防灾减灾中的重要性
土木工程在防灾减灾中的重要性主要体现在以下几个方面:
1、防护性无论从筑巢穴居,还是到近代的地下指挥所、核电安全壳都需要土木工程的防护。
2、超前性防护设施必须建在遭受袭击之前,如交通需要先修路架桥、发电先建电厂等。
3、基础性国民经济的基础设施,具有投入大、效益大、服役周期长等特点。
4、普遍性各行各业都离不开土木工程,而其对土木工程也有不同程度的依存关系。
【关键词】 现代无金屑结构,地铁,纤维混凝土结构,纤维砌块结构
1 现代无金属结构的基本概念
地铁建筑属于近代土木工程的范畴,受中华传统土木工程理念和技术的影响不大。随着我国经济实力的逐渐强大,高科技应用带来明显经济效益,也给中华民族优秀传统观念的工程应用提供了有利条件。本文将就中华传统土木工程理念和技术与地铁建筑结构相结合进行初步研究。
土木,“谓建筑之事也,如筑屋,架桥,筑堤,开路等工事是也(国语晋语九)。也就是说土木工程结构本意就与金属无关,是无金属结构,符合中华古代“五行”理念。
在中国古代,万千年来为什么土木工程中不用金属,最重要的原因之一就是金属不耐腐蚀工程如果使用了金属必然是短寿的。
在近代,钢铁、合金等金属材料大量应用于土木工程,使中华“营造法式”落伍了,但是,“有金属建筑结构是短寿的”却得到了充分地证明。《建筑结构设计统一标准》规定的建筑设计基准期仅为50年,因此,现代土木工程工作者所从事的是大都是“半百年大计”,这明显“今不如昔”。另一方面,在土木工程中的水坝建设上,大多是不用金属的,但其尺寸显得十分笨大。
地铁技术明显属于发达国家输出的城市交通技术,其建筑结构必然以大量钢铁为主要材料,然而并不能保证很“长寿”,因为使用钢铁带来很多弊端。
我们研究纤维增强聚合物(FRP,Fiber Reinforced Polymers)应用已有五个年头,经过这一阶段的研究,开始继承中华民族土木工程传统理念,大力倡导现代无金属结构。所谓现代无金届结构,就是用FRP替代结构中的金属,或仿制、增强非金属材料,得到新型无金属结构。其概念明显含有民族科学文化内涵,具有广阔的应用前景。
十年前,“冷战”结束,FRP得以民用开发,国内外大都用于土木建筑补强加固,其建筑加固市场实小,但可见营造市场巨大。经我辈努力研究,已建成两处无磁建筑,“现代无金届结构”在新世纪开始已有实物(见图1)。
现代无金属结构中“现代”是区别于“古代”和“近代”所采用的。2001年6月央视《东方时空》公开征集山西应县木塔维修方案,因此我们献策现代无金属结构的纳米FRP技术修复,很受各界重视。
图1 FRP替代钢筋的地下纤维混凝土建筑正在施工
现代无金属结构基本上有三类主要形式,即(1)纤维混凝土结构,(2)纤维砌块结构仿木结构。在地铁建筑结构中,前两种形式更为重要。
纤维混凝土结构是针对替代钢筋混凝土结构和钢结构提出的,因而可使其变成五金属结构。基本方法就是用复合纤维材料替代钢筋或钢丝,得到新型占构,且具有更强、更轻、加工更简便的特点,其中钢筋绑扎问题可用尼龙绑扣替代,钢材焊接问题可用高强环氧树脂胶粘结解决。
纤维砌块结构是针对替代砌体结构提出的,砌体结构不再采用圈梁和构造柱,不再用水泥砂浆砌筑,而是利用复合纤维复合之机直接进行砌筑,这不仅更分布均匀地起到了圈梁和构造柱的加强整体性作用,其砌筑缝隙的强度将明显超过水泥砂浆,甚至砌块本身的强度。
纯复合纤维结构可以仿制或替代木结构,也可以仿制或替代型钢、钢索等结构,因此,这些现代无金属结构主要形式一般可以覆盖替换现有各种有金属结构形式,使将来结构形式发展到只有无金属结构一类,完全恢复“土木工程”名符其实的合理面目。
2 现代无金属结构在地铁建筑中应用的建议和讨论
地铁建筑结构中的钢筋混凝土结构应该用纤维混凝土结沟来代替。
地铁建筑结构中的钢结构应该用纤维混凝土或纤维仿木结构来代替
地铁中的砌体结构应该用纤维砌块结构来替代。
2.1高强度、大跨度的问题
现代无金属结构应用于地铁结构的明显优势就是纤维的强度高。我们曾经在天津和北戴河地下工程采用了纤维混凝土结构进行建造,其碳纤维的抗拉强度为4 000MPa左右,经过环氧树脂复合成碳纤维棒材的抗拉强度为3 000MPa左右,我们取用的没计值比较保守,为2000MPa,这—抗拉强度约是普通钢材的20倍。考虑到碳纤维的比重是1.8 t/m3,约是钢材的四分之一,所以,目前看来,一吨碳纤维可以等效于40 t钢材。强度高必然引起体积小、重量轻,而用纤维替代钢铁的重量仅为原来钢铁的2.5%,在土木工程中显然这一重量是可以忽略不计的。
结构构件的重量轻,首先为安装构件带来了方便,可节省大量的安装费用。更重要的是重量的减轻,可明显减少地震力,或者在强度不变的条件下明显提高结构抗震等级能力。正是由于重量轻,如果用于结构加固,就基本不会改变结构原设计的重力荷载,因此这一优点备受结构补强加固者的
青睐。
在地下结构中,由于荷载大,配筋率也很高,有时混凝土浇注后很难振捣到位。为了保证不超筋,就要加大混凝土构件的体积,若我们采用现代无金屑结构,用复合纤维替代钢筋,就可以轻而易举地解决这个问题。
体积小、重量轻的现代无金属结构显然是地铁建筑中大跨度结构的首选结构形式,尤其是在箱体的顶盖或高架桥中的应用。
2.2 耐腐蚀问题
土木工程结构腐蚀问题是—个很普遍的问题,在地面以上能够看到的结构中金属的腐蚀已是触目惊心,在地面以下的地下结构工程腐蚀必然会更加严重。现代无金属结构中的复合纤维具有明显的优势,其耐腐性能明显强于混凝土或砖、石。因此在地铁中采用现代无金属结构会明显延长地铁的寿命,为提高地铁建筑的设计基准期提供了难得的前提,必然将中华土木工程的理念与现代的地铁建筑相结合,这是地下铁道土木工程的重要发展战略。
由于地铁建筑金属腐蚀的另一特点是地铁机车由电力牵引,这就带来了结构钢筋的电解腐蚀
了防止这个破坏结构的现象,我们常常在底板中加入辅筋,这无疑造成了浪费,并且也无法检测
果我们使用了现代无金属结构,这一问题就不存在了。
天津经济技术开发区就建立在“盐滩”上,地下结构中的金属腐蚀极为严重,女贿强地震发生,必将引起重大损失,明知如此,我们却没有很好的溯卸力怯,只能“听天由俞’,如果采用现代五金属结构进行建造就不存在金属腐蚀的灾害问题了,那么,天津的地铁就可以长寿的驰骋在天津经济技术开发区。
西部大开发,盐湖地区的化工原料的开发前景是十分诱人的,但历史上为什么没有得以大规模开发?原因之一就在于盐湖对建筑的腐蚀作用,不仅钢铁会受到盐的强腐蚀,甚至混凝土也禁受不起盐的强腐蚀,因此采用现代无金属结构解决盐湖中建筑的抗腐蚀问题,就不能采用混凝土包裹和保护纤维棒材的形式,而应采用纤维片材包裹和保护混凝土的形式。这样一来,西部的地铁和城市轨道交通才能不惧盐碱地段,西部大开发发展战略才能真正落在实处。
海洋潮汐是取之不尽的能源,结构防腐问题未解决,尚不能大规模开发。现代无金属结构为结构防腐带来了新契机,在地铁建筑中尝试使用现代无金属结构进行防腐,总结经验,这也会为大规模向海洋进军做良好的准备。
转贴于 2.3 防火、防水问题
美国“9·11”事件最说明钢结构怕火的致命缺点,火克金。地铁是一处人流密度大、工程防火等级高,且发生事故不易处理的特殊建筑,那么,怎样解决防火问题早以提到日程。而现代无金属结构材料在防火方面有独到之处,它可以在上千度的温度下不燃烧,且不丧失强度,这样,问题就迎刃而解了。
在地铁工程中,防水问题是重中之重。而现代无金属材料中的复合纤维就是一种闭水材料,但是作为防水材料目前显得造价过高,但是可以作为结构材料兼顾防水的性能。而我们,现今采用的防水树脂卷材就是我们现代五金属结构所提倡使用的。
2.4抗震、抗爆问题
地铁工程自身属于人防工程,因此地铁结构要求有良好的抗震、抗爆性能,而抗震、抗核爆均系抗侧力问题,无疑是建筑结构最难研究的系列之一。至今国内没有保险公司设立“地震保险”险种,对于地铁这种大投资的公益性建设项目也同样如此,显然,地震安全社会保障体系尚无法在中国建立。现代无金属结构将从强度高和重量轻出发,根本解决结构抗侧力问题,使五金属结构充满活力。对于抗震的耐倒塌问题,我们主要靠提高钢筋混凝土结构的延性来解决,钢筋混凝土结构的延性系数一般为4~6,而纤维混凝土结构的延性可达到10~12,具有成倍的抗倒塌能力储备。中国尚未有地震保险的原因是建筑设计标准低,中震、大震结构就坏了,保险公司赔偿不起或收取的保险费过高而无法实现地震保险。由此引发一系列问题,地震区财产安全无社会保障,社会互惠互利的保险功能不能发挥作用,震灾只能靠社会各界捐助,“杯水车薪”,抗震技术报告失去了作为地震保险基础技术资料的作用。特别是“西部大开发”,中国东西部破坏性地震发生的频率比约为1:4,在西部,没有地震保险,私企投资必然慎重,将严重影响西部大开发成功,国企也饱尝没有地震安全保障,损失巨大的苦头。现代无金属结构可以在不增加建筑造价的前提下,明显提高抗震能力,使建筑抗震设计标准有明显提高,地震保险可在现代五金届结构技术基础上实施,两者相互促进,建筑地震安全分级管理不再有大障碍,地铁的寿命会更加延长。
2.5 结构无磁问题
现代交通趋向于快速,因而磁悬浮列车已经开始进入了地铁的历史舞台,市区地铁与城际磁悬浮列车必然要相接轨。我们地铁建设能符合磁悬浮列车对建筑设施的无磁要求,这显然是一个十分重要的战略问题,以往这一问题是依赖于玻璃钢来解决,由于玻璃钢不耐老化,问题解决得并不是十分理想。现代无金属结构经过两个地震观测室建造的实践,已经取得了优良的无磁效果,必将为磁悬浮列车建筑设施要求提供技术保障。
2.6智能控制问题
结构智能控制是现代建筑的又一研究热点。利用导电FRP既作为结构的无金属材料,又作为结构性能监测传感器,现代无金属结构很容易实现智能控制,这方面在结构力学监测、交通流量检测、银行防盗墙报警系统、地下水管漏水检测等都已取得实效。对于地铁来说,建筑物的主体均位于地下,属于“隐蔽工程”,受到太多不可预知因素的影响。因此,应该充分认识到地钦结构智能化的重要性。而我们要是采用现代无金属结构,就很容易实现了。
2.7 通风、采光、保温问题
每每走出北京地铁站时,我们都会被出站口强烈的大风吹得很难受,这说明现代地铁的通风问题解决的并不能令人满意,为了解决通风问题,往往需要征地修建专门的通风口,这无疑造成了浪费。现代无金属结构中的纤维砌块结构具有空心砌块砌筑的特点,由于用纤维进行砌筑墙体具有很好的整体性和稳定性,该空心应该加以利用。我们可以把空心用来进行地铁的通风,使通风的通道明显的增多,通风的途径可多种多样,这样便可避免通风通道过于集中,给地铁中的人带来的不适。
地铁的采光往往利用电灯,这也是不能令人满意的。现代的光纤不仅有很强的通讯能力,不仅能传输激光,也可以很好的传输自然光。因此利用光纤可以在地铁中使用到自然光,关键问题是在地铁结构设立众多光纤通道,这需要重大的花费同时又时非常麻烦的,那么纤维砌块结构的空心部分便自然为光纤预留了通道,使地铁采用自然光顺理成章,这将在地铁的长期使用中大大节省能源,对长期在地铁中的工作人员和乘客的身体健康起到有益的作用。
空心砌块的进一步利用是通过对空心内填加适当的保温材料进行保温,完全可以克服混凝土热传导能力过高的缺点。例如,我们地铁的墙体采用两排空心砌块结构建造,就应该利用外面一排砌块的空心进行保温,利用里面—排的空心进行采光和通风。
2.8耐振动疲劳问题
地铁总是处于繁忙的运营状态,振动疲劳问题是非常明显的,由于金属材料会有缺陷,即使在很小荷载的反复作用下也会在缺陷面发生应力集中,有裂纹扩展,逐渐出现疲劳破坏。而现代无金属结构中的复合纤维材料往往是由碳纳米管组成的,也就是说该材料在原子量级上都是较为均匀的,因此具有奇异的强度,同时也有优越的抗疲劳能力。
3 结束语
本文建议在地铁建筑中采用现代无金属结构,上述讨论说明,这不仅是十分必要的,而且是可行和合理的。地铁建筑必将从中获得巨大的经济效益,明显提高地铁建筑的档次。我们首先直接使复合纤维进入建筑结构建造领域,在无磁地下工程建设中得到创造性的应用,因此本文进一步提出在现代地铁建设中应用的建议。现代五金属结构的现代特征也将因此得到充分的展现。这主要体现在六个方面:
(1)高科技特征(纳米材料和新的应用技术);
(2)安全度特征(在不增加造价的前提下,结构的安全度明显提高);
(3)节能化特征(明显节省金属冶炼巨大的耗能和对环境的破坏,充分利用自然能源)
(4)智能化特征(可实现结构实时数字化监测,为地铁自动控制提供新基础);
关键词:土木工程;施工;项目管理
中图分类号: TU71 文献标识码: A 文章编号:
引言
土木工程施工项目得以顺利完成的基本条件就是合法,并且完善的施工合同。让管理人员树立合同是施工过程中最重要的依据,是一切行为前提的观念,只有不择不扣地尊重合同,按照合同条款办事,才能确保工程的顺利进行,使其达到既定目标。土木工程这些年发展速度令人称赞,就土木工程施工项目管理方面而言,还有一些问题值得大家商讨。对施工项目管理进行探究,对揭示施工项目管理的规律,并诠释项目管理的内涵,具有十分重要的意义。项目的可行性分析、勘察、设计以及施工等不同阶段,在这些不同阶段,整个工程项目管理的关键阶段就是对施工阶段进行的管理,对该过程管理的好坏,直接会对工程项目的安全、质量等产生重要的影响,因此作为施工企业在该阶段进行的项目管理就成为整个项目管理的关键所在。
1.建筑新技术的发展概况
最近几年,伴随着科学技术的飞速发展,在建筑领域,各种技术也取得长足的发展。新技术和工艺的广泛应用,基本上解决了之前施工工程中存在的难题,对原有的瓶颈有所突破,从而有效提高了施工效率,降低施工成本,减少施工时间。此外,大量新技术的应用,还大大提高了工程施工人员的安全保障,为工程的安全稳定增加了一层保险。目前国内大力推广的建筑施工领域的几项新技术有:深基坑的支护技术、高强度混凝土技术、建筑节能新技术、新型防水和塑料管应用技术、钢结构技术、大型设备整体安装技术以及应用计算机技术进行管理等。
2.施工新技术在建筑工程中的应用
2.1建筑工程测量新技术.施工测控新技术:GPS定位技术。施工过程中的放样工作通常需要依赖控制网进行,需要极高的精度,传统的方法比较困难,采用GPS精确定位技术,可以很好的解决这个问题,近代建筑中,大量超高层的建筑不断涌现,然而对高层建筑施工的时候,由于存在很多外界不确定因素,例如温差、光线、风力等,传统测控方法往往难以达到需求,利用GPS测控技术,可以方便快捷的完成该任务,保障了施工测量的质量。全站仪坐标法放样技术。全站仪测量精度高,还有集成化、自动化、智能化等诸多优点,已经越来越多的应用在各种中建筑工程的施工测量中。该方法尤其适合造型复杂的建筑物的放样工作。测距仪高程传递技术。传统的高程传递技术往往采取水准裁量和悬挂钢尺等方法,劳动强度比较大,而且工程耗时较多,测量精度和可靠性都比较低。目前该技术已经广泛应用在超高层建筑的高程传递中,效果显著。垂直度控制技术。对于建筑工程,尤其是高层建筑,其垂直度是评价施工质量的重要标准,传统垂直度控制方法是利用经纬仪或者挂锤球等方法,这些方法往往存在精度低、受外界因素影响大等缺点。通过该技术,可以大幅降低误差的积累,以保证建筑工程的质量。
2.2 防水施工技术
防水指的是对于工程中需要接触水的部位,进行防渗漏、防裂缝的保护措施。首先,在设计阶段,就需要做好正确的规划。针对外墙进行的防水措施,主要有使用加气砼砖墙进行施工等,采用这种方法的时候,需要在对墙体进行抹灰操作之前,在两种不同材料之间加一层钢丝网进行固定,之后在进行基面的处理,处理方法为用20%的108胶水,兑以15%的水泥,进行刷浆。施工过程中,在涂膜时要尽量做到均匀分布,而且要进行两次涂膜操作。膜层厚度不得小于1毫米,最后需对于屋面进行的防水措施,可以使用新型的防水施工技术:聚合物水泥基涂膜法。采用这种技术的时候,一定要注意,板封、节点、基层处理不容有错。要在涂膜上进行防水涂料的多次涂刷,该过程也要做到均匀,以不流淌不堆积为宜。施工中因受天气.工期等影响,很难做到其含水率相当于自然风干状态下的含水率,如因保温层和找平层干燥困难而采用排汽屋面的话,则由于屋面上伸出大量排汽孔,不仅影响屋面使用和观瞻,而且人为地破坏了防水层的整体性, 排汽孔上防雨盖又常常容易碰踢脱落,反而使雨水灌入孔内。
3.建立项目经理(管理)部
在完成监理和施工招标、与中标单位签订合同、做好现场的“三通一平”后,项目管理就正式进入现场的施工管理阶段. 建立项目经理 (管理) 部时需要做以下三个方面的工作:
3.1项目部人员配备。可以根据建设项目大小和复杂程度合理配备项目管理人员,一般的项目部是由一个项目经理和若干专业技术人员组成。
3.2制定管理规章制度,明确项目部成员权责。,建设单位可以责成项目经理根据工程项目的特点组织制定各种基本的项目部规章制度,划分项目部各成员的权责。
3.3建立以项目经理为中心的管理模式。项目管理具有较大的责任和风险,其管理涉及人力、技术、设备、材料、资金等多方面因素,为了更好地进行计划、组织,指挥、协调和控制,必须实施以项目经理为中心的管理模式,在项目实施过程中应授予项目经理较大的权力,以使其能及时处理项目实施过程出现的各种问题。
4.施工阶段前期的管理
现场项目经理 (管理) 部经理负责组织和协调开工前期的准备工作,检查监理和施工的人员配备,审核监理规划和实施细则,审定监理上报的《施工组织设计》,组织测量控制点的交接、施工用水和用电的接点、施工图技术交底等,从源头上把好各项控制关。
5.工程项目的目标控制
工程项目管理是以工程项目目标控制为核心的管理活动,工程项目的质量、进度和投资三大目标是一个相互关联的整体。项目实施的过程中,项目经理 (管理) 部应经常召开专题会议重点强调质量问题,树立质量高标准,自始至终都要贯彻这一点。工程项目的质量控制应当是一个全面、全过程的控制过程,项目管理人员应当采取有效措施对这些因素进行控制,以保障工程质量。工程项目进度控制。项目经理 (管理) 部将按照审定的《施工组织设计》的网络图检查施工进度,提醒监理工程师敦促施工单位采取相应措施加快施工进度,以求实际进度与计划进度相符。工程项目质量控制、进度控制和合同管理统一进行。对于施工阶段的投资控制,工程项目经理(管理) 部的主要任务是审核监理上报的月报支付、签证、变更,也正是通过审核月报支付、签证、变更的方式对项目投资进行控制的。
6.施工质量管理注意事项
首先将制定的施工技术计划书上交相关部门审批,审批通过才可施工。新引进的材料和技术都要经过检验和验证,制定一份检验材料交与监理工程师鉴别,鉴别通过才能投入实际生产。对施工过程出现的意外事件及时处理,找出原因并分析,查看施工步骤是否符合规范,与计划书有无差异,确保工程质量。针对重点部位的施工进行特别的质量管理,聘请专业的人员对这部分的施工质量进行管理,在各项工作开展前做好详细的计划或方案递交专业工程师,结果出来再动工。在施工过程中会遇到一些隐蔽的部位,针对这部分施工的检查,要严格执行质量管理规范,对各个施工阶段的成果进行逐一检查,对检查过的结果再进行一次抽查,严格把好质量关。
7.结语
总之,在现代高层住宅建筑工程施工中,由于楼板厚,结构受复杂,对支撑系统要求高,因此施工过程中的质量控制显得十分重要,只有在科学计算的基础上,精心组织,规范施工,做好施工过程中的质量控制,才能为高层住宅建筑整体质量打下坚实的基础。提高施工企业综合市场竞争力奠定基础。因为土木工程施工的好坏直接受到其项目质量管理措施的制约,所以,施工人员在展开工程施工时,必须对其工程的项目质量管理措施给予重点分析,同时这也是提高我国施工技术水平、经济发展的一项重要方式。
参考文献:
[1] 颜世伟. 建筑工程施工新技术应用的探讨[J]. 科技致富向导, 2011,(06)
关键词:工程地质;思维方式;土木工程
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)04-0117-02
人类要求发展,必须与地球和谐相处,这是科学发展观的主要内容。任何建筑工程都离不开地质环境。近代工业化进程中出现大规模的土木工程,工程师表现出了对地球科学的需求,从而使工程地质学在30年代从前苏联开始形成了一门独立的学科。工程地质学研究的根本目的是使工程建设和运营最大限度地适应地质条件并尽可能地保护环境。为了达到这一目的,工程地质学既要研究天然工程地质条件对工程的影响,又要研究工程对地质环境的反作用,特别是人为地质灾害的可能性。在这些研究过程中,都必须充分发挥地质思维的特点,在空间上从区域到场地再到区域、从深部到浅表再到深部,在时间上从历史到现状再到未来。地质学研究对象涉及的时空跨度大,地质思维方式注重系统性、强调演化,思维过程重视观察和想象,以定性分析为主,思维成果具有相对性。土木工程师注重工程结构形式,考虑材料特征和荷载,追求问题的确定答案。这两种思维方式有明显的区别,以下简要地质思维的几个主要特征,并分析这些思维方式对工程技术人员的意义。
一、地质学思维特点
1.系统性思维。从20世纪60年代末开始,地质思维进入了新的发展阶段,即全方位系统思维阶段,它是以在时间上和空间上都达到或开始达到整体综合和系统思维为特征的。系统性思维方式指导地质工作者从问题各要素所固有的联系来考察整体性事物,分析工程地质问题的成因联系、构成工程地质问题的组合关系、不同层次的工程地质问题整体与其背景的关系等等。例如,2008年发生的汶川地震和2010年发生的舟曲泥石流灾害,看似是两个孤立的事件,实际上是有成因联系的。地壳运动造成地震活动的发生,地震使斜坡上的岩土体失稳发生滑坡,松散的滑坡体岩土堆积在沟谷中,在集中降雨中遭到浸泡,在重力作用下与水一起流动,形成泥石流。目前,大部分地质研究人员把地球视为一个由许多相互联系、相互作用的地质体所构成的统一整体,在此基础上研究系统内各个组成部分的特征及其相互之间的关系,最终从整体上把握地球的规律。在这个统一整体中,不仅仅包括纯自然界,还包括人的作用和影响。已故中科院院士、著名地质学家刘东生先生撰文指出:随着人类环境意识的增强和科学技术的发展,人类对环境的认识不断深入和提高,地质学家逐渐认识到人类活动作为一种地质营力,其能量已超过了自然界本身的变动,这是一个必须面对的事实。因此必须把人为因素作为驱动地球环境变化的动力,使其参与到可持续发展的研究中来,这种人与自然的全球观正在受到越来越多的重视。
2.逆向思维。由于地质学的研究对象是各种地质作用的最终产物,作用本身的实际过程不能直接观察到,往往也无法重演。因此,地质学中的许多概念只能依据对地质作用产物的观察研究,反演地质作用的过程和作用前的物质基础,然后经过实践和实验(包括模拟实验)的检验而建立和发展起来。这种思维走向称为逆向思维。例如,在地质史料中人类对岩石的认识过程,充分说明了逆向思维的重要性。最初由德国的魏尔纳发现了地层的空间分布规律,认为岩石只有形成在水中才具有连续性和分带性,从而提出水成说;然后,英国的郝屯经过野外实践检验,发现花岗岩、斑岩、暗色岩以岩墙、岩枝的形式插入围岩,推测这些岩石是岩浆冷凝形成的,提出了火成说,突破了岩石的单一成岩理论,实现了人类认识岩石的一次飞跃;最后,经过英国霍尔的玄武岩溶化―冷凝的模拟实验和白垩含生物质灰岩在封闭系统中加热生成大理岩的模拟实验,证实了岩石的岩浆来源和变质来源,确立了地壳上三大岩石类型的成岩理论。
3.灾变论和渐变论的辩证统一。19世纪,苏格兰地质学家伊莱尔出版了《地质学原理》,通过描述旧岩层不断破坏、新岩层不断形成的过程,阐述了渐变地球史观,认为地球是古今一致、不断重复的均一过程。灾变论的代表人物是法国古生物学家居维叶,他在19世纪初出版了《地球表面灾变论》,认为不同时代地层中的古生物差别很大,说明地球历史上必定发生过灾难性的变革,从而造成物种的灭绝和更新。灾变论和渐变论的争论一直在持续,目前多数地质学家倾向于把这两个对立的观点统一起来,承认地球演变过程中既存在渐近变化也有急剧突变,渐变论强调量变过程,灾变论强调质变过程。这种观点体现在各种地质学研究中,例如在滑坡灾害研究中,截止目前,大量的研究成果表明,滑坡的发生实质上是均变和灾变的相互转化过程。斜坡上的岩土体在重力作用下发生蠕变,是一个缓慢渐变过程;而这种渐变过程积累到一定程度,一旦受到地震、暴雨等突发外界因素的干扰,斜坡体上的岩土体就有可能突然快速下滑,形成滑坡灾害,渐变就转化为灾变。
二、地质学思维工程中的应用
工程地质学需要解决的问题涉及到地质、环境和工程等很多方面,很多因素在时间和空间上相互交织,同时必须考虑人为地质作用力与自然地质作用力混合作用。因此,在研究与工程相关的地质问题时,必须充分发挥系统性思维的优势,从对各要素自身特征及其相互联系的充分研究的基础上来考察和分析整体性问题。分析过程中要贯彻时空统一的原则,详细分析各级各类工程地质问题的成因联系、组合关系等等,力争全面、综合、均衡地反映客观问题的整体性。同时要注意从灾变和渐变辩证统一的运动变化角度去考虑工程地质问题的演化。任何工程地质问题所涉及到的都是一个动态、开放的系统,通过与周围环境的物质与能量交换及其内部各部分之间的相互作用与影响,系统始终处在一个运动变化过程中。因此,在研究工程地质问题时,思维绝不可仅仅停留在某一个阶段上,而应要把研究对象看成是不断演化的动态整体。工程建筑物的修建,地质工作不仅仅局限在施工前的勘察,还要充分预测工程修建后的影响,这一点对大型工程特别重要。例如三峡大坝建成后,2007年中科院长江水利委的《长江保护与发展报告》显示,2003年三峡水库蓄水以来,三峡地区微震活动频率明显增加,塌岸和局部滑移危及到部分居民点的安全。
参考文献:
[1]姜正国.贯彻落实科学发展观重在思维方式的转变[J].湖南师范大学教育科学学报,2010,9(4):51-52.
[2]黄润秋,面向21世纪中国工程地质学的发展[J].
[3]蔡祖煌,浅谈工程地质学的基本理论与方法――工程・环境整体论与整体观方法论[J].工程地质学报,2003,11(2):220-222.
[4]白屯.地质思维方式的历史演变[J].河北地质学院学报,1989,12(1):111-117.
关键词:公路;建筑材料;教学
作为交通中等专业学校公路与桥梁专业,应面向社会、面向未来培养跨世纪的应用型人才,有必要学好公路建筑材料课程,掌握路用材料的基本知识,为今后的实际工作和研究与探索材料科学的新理论、新检验方法打下坚实的基础。
1.积极探索教学模式
1.1“灌输式”教学方法的弊端
以教学授课为中心,学生学习的主动性被忽视。按教学大纲要求讲授内容较多,课时偏少,为赶进度完成教学任务,教师无法留出足够的时间让学生思考、提问题并一起讨论,在课堂教学中教师创新教育和启发式教学效果甚微,学生难以创造性思绪。为考试及格,学生只有上课听讲、记好笔记、课后看书、背笔记,从而导致学生对老师的过分依赖。“灌输式”教学在一定程度上扼杀了学生的求知欲、好奇心和学习的主动性。传统的考试命题方式一般是老师讲什么就考什么。忽略了学生独立思考,逻辑推理,创造性地回答问题的能;教师改卷、考题答案的唯一性和片面性也有碍于学生学习积极性的调动和升华。改革传统的教学方法和手段势在必行。
1.2教学改革实践
教学方法的改革就是“教”与“学”有机结合为一体,充分调动学生的主观能动性,以教师的诱导、启发为方向,最终达到对人才培养由知识型向能力型的转化.17纪中叶近代教学理论的奠基者夸美纽斯先生就明确指出:“寻找一种新的教学方法,使得教师可以少教,但是学生可以多学”,以现代化教学手段,规划教学过程。
2.提高教学质量
2.1理论教学
在理论教学币,应把重点放在分析各种材料的结构组成、工程技术性质及相应的技术标准上。其中工程技术性质包括材料的力学性质、物理性质、化学性质及工艺性质。由于这些技术性质不是孤立的,而是互相影响的,因此在分析材料技术性能时,必须要综合考虑,才能做出正确的评价,从而保证工程中所用材料的综合力学强度和稳定性,满足设计、施工和使用上的技术要求。在教学过程
中应注意引导学生掌握在未来实际工作中如何根据现行技术标准来评价所用材料的质量和合理性,从而做出符合设计和施工要求的正确选择。
2.2强化产教结合
在路面面层材料中常用的主要类型有水泥混凝土和沥青混合料类等复合材料,其使用品质的好坏不仅与各组成材料的技术性能有关,还与各组成材料在其中的相对含量有关,也就是当各组成材料通过性能试验符合规范要求时,还必须进行配合比设计,使复合材料满足设计强度、施工和易性、耐久性和经济性的要求。学校非常有必要把建材实习纳入教学计划之中,让学生走出校门,深入施工现场,把理论教学与生产实践紧密地结合起来,争取在有限的教学时间里使学生获得更多更新的知识,掌握更多更符合生产需要的技能,以适应今后实际工作的需要,
2.3.项目施工技术资料整理编写
施组规划中的总平面图除对现场围墙内各种布置要画出位置,对围墙外的道
路、居民楼位置等环境也要予以标注,以备切实采取相应措施做好环境保护。施工方案强调“可行性”和“针对性”,抓住重点、难点,做到图文并茂,内容要全面,条理分明。方案内容要与施组中主要施工方法章节内的内容基本一致。
3.加强试验课动手能力
3.1理论教学
制订一个地区的补偿政策标准涉及面广、周期长,鉴于其权威性,应综合考虑当地经济水平、人民生活水平和物价指数等因素,建立一个动态合理、涵
盖细目齐全完善的补偿标准,并在实施时根据当时的物价水平适度调整。同时注重统筹兼顾,改变目前项目之间标准差异太大的现状,原则上一个地区实行一个政策。地方党委政府要建立健全征迁协调工作领导小组,选派政府和有关部门主要领导为其成员,尤其要选配好协调办负责人,明确工作目标和责任,制订科学的考核评价办法,加强督办检查。
3.2试验检测
验检测是一项技术性较强的工作,它决定路用材料的取舍,也是保证工程施工质量的有效措施。随着交通事业的飞速发展和公路技术等级的不断提高,路用材料试验检测越来越受到重视。引入了先进的电化教学手段,并施行试验课单独考核与评分。考核内容包括学生的试验操作技能、试验数据整理和分析,目的在于考核学生的实际动手能力,并规定试验操作不及格或不符合要求者不能参加理论课程考核。着重给学生指出今后在生产单位从事试验检测工作时,必须力求试验规范化和标准化,即标准的仪器设备,最新的技术规范与技术标准,标准的试验样品和操作方法,从而保证试验检测的科学性、公正性和权威性,以获得最佳的工程技术质量和经济效益。
3.3建材鉴别
通过对建材市场的了解与信息反馈,根据笔者几十年国内外工程实践的经验来看,要培养复合型土木工程人才,必须要让学生深人社会贴近市场,结合书本上的知识去了解当前建材市场情况,这样做有利于理论与实践的结合,有利于提高学生在这方面的综合素质。我把教学与职业相结合这种思维溶化进教学中,除了让学生做一些必要的书上思考题外,根据土木工程专业的职业特点,布置学生做大作业,深人市场做调研报告。极大多数学生在学习建筑材料时,由于没有感性知识和职业工作的经验,社会阅历浅,仅靠书上理论教学无法使学生达到深刻理解,学以致用的地步,作为本科教学必须解决理论教学与实践应用的统一,使在校生通过学习与实践后,能真正地应用所学理论去实践操作,从而产生去思考市场经济与社会效益。
4.结语
结合当前建筑设计市场变化、环保建筑、节能建筑的出现与发展,收集一些书上还没涉及到的节能建材、环保建材绿色建材资料,在学生中开展多种形式的教学方法改革与探索,是转变教育观念,加强创新教育,培养创新人才所必需的,也是培养综合型人才所必需的。教学改革的途经、方法、手段多种多样,但目前要从传统的教学模式中解脱。
关键词:大学物理;教学改革;素质教育
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0166-02
物理学是一切自然科学和工程技术的基础,是研究物体运动的基本规律、能量及其相互作用的基础学科。其研究成果与人类的生产、生活息息相关,此外,作为科学发展观的基础,物理学也与社会科学及哲学领域有着紧密的关联。然而,随着科技的进步,我国现行的传统物理教学方法已无法适应社会发展。因此,物理教学改革势在必行。如何让学生意识到物理科学在各种应用学科中的基石作用,如何让老师正确地传播物理科学在自然科学研究中的不可替代性,充分发挥物理学科在现实生活及科技发展中的作用,需要师生双方的共同努力。
一、物理教学的现状
大学物理是理工科高等院校非物理学科专业学生必修的一门课程,它有利于系统地培养学生科学的思维方法、提高学生的科研素质。虽然这门学科在国内高校中开设已久,但其依然存在着一些不容忽视的问题。通过物理教学改革解决此类问题以此提高大学物理的教学质量势在必行。
(一)教学内容更新不及时
大学物理教材虽然各有不同,但是整体仍然以经典力学为主,包括了力学、热力学、光学以及近代物理。在传统教育体系中,经典力学从初中一直到大学都是教学重点,但是近代物理在现今社会有了突飞猛进的发展,对科技的发展有着重要影响,而其在教学中的比重则严重不足,由此造成了物理教学在教学内容上的重复、新知识补充不足。
(二)物理课时缩减
大学物理在众多理工科院校中均是作为必修课存在的,它是研究自然科学的基础,能够起到锻炼学生严谨思维的作用。然而,随着近年来高校扩招及教学改革的大力提倡,在总学时有限的情况下,专业课和公共基础课课时出现冲突时,往往很多院系选择压缩必修课的课时以便为学生所学专业服务。随着物理课时的不断减少,物理知识体系的完整性、严谨性遭到破坏,老师无法系统、详细地讲解,学生无法熟练掌握经典的物理原理规律,教学质量严重下降。
(三)教师教学不认真,教学方法单一
中国绝大部分高校在教师考评机制中均以科研成果为侧重点。评职称、晋升等均由论文质量、数量来决定,这种体制直接导致很多教师将日常工作重心放在科研上,不重视教学,只求不出教学事故即算完成任务。课堂教学仅仅是“填鸭式”地灌输知识,课件几年未有更新,缺乏互动讨论,更不关心学生是否掌握所教知识,是否达到了开设该门物理学科锻炼学生基本科研素质的基本要求。这样的政策导向及教师教学就形成了一种怪相――课堂上老师为考核照本宣科读课件,课下学生为应付考试只看重点,突击复习。最后的结果是考试结束学生完全不知道所学知识有什么用,可以用来做什么,基本知识体系掌握不了,科研素质得不到培养,缺乏实践能力。
(四)学生缺乏学习热情
受到社会大环境的影响,许多学生的学习动机不纯粹、不端正。面对日渐增大的就业压力,部分学生只看重所学专业的实用性及所学课程能否为其就业增加砝码,没有正视物理学对于其逻辑思维能力、严谨科研素质培养的重要性。很多学生进入大学后放松课业,缺课逃课现象常见,对于大量的理论知识接受度低。此外,物理学相对于其他学科更为抽象,无法直观地认知感受,也让很多学生对物理产生了畏惧心理。开设大学物理的目的已无法实现。
这些物理教学中发现的问题需要及时有效地解决,否则后果将越发严重。所以结合以上问题及本人的教学经验,提出了一些教学改革的意见。
二、对大学物理教学新模式的探索
随着我国对于高校的教学质量的重视日渐加深,教学改革势在必行。针对上述物理教学中存在的问题,我们从教学内容、方法、形式、考评机制和师资队伍建设等方面提出了一些建议。
(一)优化教学内容,深化教学改革
教学内容是提高教学质量的关键。教学内容是否合理、是否新颖直接关系着能否吸引学生的注意力,因此采纳一些与时俱进的、与现代科技相关联的物理教学内容是十分必要的。作为公共基础课的大学物理,除了需包含传统的力、光、热、电等系统知识点外,可以增设一些学生较为感兴趣的最新科技的教学,如红外遥感、光纤通信等。对不同专业的学生采取针对性教学以解决课时压缩、授课时间不足等方面的矛盾。例如,对于通信工程专业学生可以将重点放在固体物理、量子统计方面,而热学等方面可以以科普为主;对于土木工程专业的学生,量子物理等方面可以简单介绍常识性内容,而力学部分则需着重讲解,可以结合土木工程专业的实际问题解释力学原理;对于机械方向的学生,讲解重点则可放在力学、电磁学等内容上,讲授时可结合实际案例加深学生对知识的理解。通过一个个案例分析将理论知识与生活实践有机结合。例如,讲授波叠加的时候可以联系机动车的管道消声器的设计特点,在讲解重力、惯性时,可以带入神州飞船的太空工作画面。将枯燥的知识化身为学生可以接触到的一个个生活实例,将看似与生活毫无关联的物理课程化为与专业特点相关的教学点,既达到了夯实学生自然科学基本素养的目的,又使得学生正视了物理的重要性,主动自觉地学习物理知识为自己未来的专业课程及工作打下坚实基础。
(二)优化教学方法,提高教学效果
教学方法对学生的学习热情有着至关重要的作用。传统教学方法枯燥、乏味,教学仅仅是公式、定理、定律的罗列,忽略了对学生的引导,缺乏师生互动。因此,为了让学生更好地融入课堂,发现物理之美,老师可以充当一个引导者的角色,以学生为主体,鼓励学生亲自动手操作实验仪器,演示定理。此外,我们还可以借助各种现代化的教学手段,听、看、做相结合,加深学生对问题的理解,激发学生好奇心,使之发挥主观能动性,自愿学习物理。老师还要重视中学物理知识和大学物理知识的区别,在教授新的知识点时和中学知识相区分。中学物理知识很多是常识性要点,缺乏特定情境,而大学知识则更加严谨、完善,因此在对某些例题的讲解要避免重复和误导。在涉及到科学发展最前沿的新知识点时,老师应适当解放思想,通过最基本的物理原理引申至最前沿的科学发现。通过学生感兴趣的课题激发学生的学习兴趣,培养其思考、解决问题的能力,让学生可以自己独立思考,能够主动地通过查阅资料解决问题。为解决课时不足的问题,老师还可以通过网络课程增加学生的学习时间。在教研组中开展精品课程录制活动,将优秀的课程视频资源放在网络上,使学生可以不受时间、地点的限制进行学习。我们都知道,在物理教学中,实验和教学两者缺一不可。物理思想是以实验为基础的,一个物理思想的提出需通过实验加以验证。实验课也是需要充分关注的模块。在实验课上要避免“填鸭式”教学,背诵试操作。老师提供课题,不要限制设计思路,让学生充分利用所掌握知识设计实验,在此过程中发现问题、解决问题。这种方式可以提高学生动手能力,培养学生基本科学素养,提高创新意识。
(三)改革考评机制,提高教学热情
对于高校教师而言,科研和教学是其工作的两个重要方面。但是近年来,重科研、轻教学的不良风气在很多高校盛行。究其原因是高校仅仅追求科研成果、以论文数量评职称的政策导致的。高校将教师的工资和职称评定资格与每年发表的论文影响力、数量直接挂钩,进行量化考评,而教学方面被严重忽视。在科研压力下,很多教授渐渐忽视了教学上的责任义务,只搞学术研究,最终导致教师教学热情下降,学生学习热情低迷。为解决此问题,高校管理层和教师要首先明确教学和科研的地位,确定两者均是高校教育工作重点这一共识。教学应该是一个教师之所以成为教师的职责所在,是一种光荣的使命。一个合格的大学教师应该做好科研和教学的平衡。对于每一位老师而言,将有限的时间和精力合理地分配给教学和科研是一个值得思考和探讨的问题。首先,我们应该认识到教学科研是可以相辅相成的,不是对立的存在。教学是传道授业解惑,将知识、技能传授给学生;科研是利用知识、技能发现验证客观规律。教学是科研的基础,科研是教学的延伸。只有当教学积累到一定程度之后才有可能突破知识的疆界,提出、发现新问题,这是科研进步的起点;优秀的科研成果可以充实教学内容,汲取前沿的、优秀的科研成果更有利于培养学生的科学素养。因此,高校教师应该做到科研、教学两手抓两手都要硬。
三、结束语
物理学作为一切自然科学的基础学科,其重要性不言而喻。本文分析了现阶段教学内容上、方法上以及制度上的一些问题,提出了一些意见和建议,如何在现今的社会大环境下既要培养学生纯粹的科研素养又要能适应社会培养创新型人才的要求。我们要不断发现问题、解决问题,提高教师队伍素质,培养学生实践创新能力。通过教学改革,提高整体教学质量,培养国家栋梁。
参考文献:
[1]黄海铭,张琴.浅谈大学物理教学新模式[J].中国科技信息,2011,(5):181-182.
[2]姚兰芳.大学物理教学方式、教学手段的探讨[J].上海理工大学学报(社会科学版),2004,26(1):32-34.
【关键词】预应力砼;施工;建筑
1.预应力砼技术对建筑结构的影响
1.1预应力混凝土在高层建筑中的应用有很大发展
预应力砼结构以其自重小、承载力高、抗裂性和耐久性好、刚度大、造价低等特点被广泛地应用于土木工程之中,尤其在高耸、大跨度以及承受动力荷载的结构中使用最多。同时,预应力砼结构工艺复杂,质量要求高,尤其是无粘结预应力混凝土平板和预应力砼扁梁用于高层建筑的楼盖,受到建设单位、设计和施工单位的普遍欢迎。预应力混凝土除用于楼盖外,有时还用来解决大跨度、大空间部位柱网转换时的转换梁、转换桁架,以及复杂柱网情况下的转换板。此外8~l8m跨度的预应力混凝土空心板,外墙用的装饰保温复合预应力混凝土墙板在高层建筑中的应用前景也很广阔。目前,高层建筑的外墙材料大都是红砖、小型砌块、实心混凝土或玻璃幕墙等,墙体材料的改革势在必行。
1.2先张法预制预应力混凝土构件具有工厂化规模生产的各种优点,并被光放应用
先张法预制预应力混凝土构件与现场浇注的后张法预应力混凝土相比,省去了留管灌浆工序或无粘结束的注油挤塑工序,省去了管道费用、涂包费用和锚具费用。在道路及运输吊装条件较好,运距不太大(200公里以内)的情况下,预制构件常常有良好的技术经济指标。现代化预制厂的主要生产过程均由计算机控制,高素质的技术工人和高效率施工机械与管理模式保证了产品的高质量,现代预制工业已摆脱了构件品种、规格单一,建筑与结构功能脱节的旧模式。很多工业发达国家的预制构件已能将建筑装饰的复杂、多样性以及保温、隔热、水电管线等多方面的功能,与预制混凝土构件结合起来,满足用户各种要求,又不失工业化规模生产的高效率。因此,在预应力砼结构中,主要靠预应力钢筋起作用,要保证预应力结构发挥设计赋予的各项功能,首先必须保证施加的预应力值达到设计要求,否则,预应力砼结构不仅不能发挥其正常功能,甚至可能出现重大的质量安全事故。
1.3预应力混凝土在多层大跨结构中的发展方向
随着我国经济的迅速发展,我国建筑行业在21世纪中,普遍使用了预应力混凝土是在结构受力之前,对结构构件受拉区的钢筋在弹性范围内进行拉伸,利用钢筋的弹性回缩,对受压区的混凝土预先施加预压应力,以提高结构构件的抗裂性、刚度和耐久性等性能的技术。预应力混凝土正以其跨度大、自重轻、节约材料、节省层高、改善功能等突出优点,迎合了近代建筑结构的发展趋向。各类公共建筑如文化娱乐建筑、体育建筑、医疗建筑、商业建筑、办公建筑、航站建筑等,预应力混凝土结构常常是最佳的选择,在大开间、大跨度与重荷载的结构中,采用预应力混凝土结构,可以减少材料用量,扩大使用功能,综合经济效益好。因此,预应力混凝土在现代结构中具有广阔的发展前景。
2.预应力砼技术在建筑结构中的应用
2.1预应力筋是预应力分项工程中最重要的原材料之一
预应力筋进场时,要求厂家提品合格证外,还应提供反映预应力筋主要性能的出厂检验报告,两者也可合并提供,但主要项目、内容应基本齐全。材料进场后应根据进场的批次和产品的抽样检验方案确定检验批,进行外观检查并抽样进行复验,确认合格后方能使用。进场后应抽样进行外观检查,并进行组装件试验,确认合格后方能使用。避免了现浇结构现场湿作业工程量大,受制于现场施工及气候条件,耗用大量模板、支撑等缺点。在材料消耗上,预制也有显著优点,以8-12m跨度的预应力长跨空心板为例,与无粘结预应力砼现浇平板相比,一般可节约混凝土35%-48%,节约钢材60%-76%,经济效益十分显著。
2.2强化混凝土浇筑质量
预应力砼技术施工时需配备一支技术熟练的专业队伍,更需要一些专门的设备和工具。因此,对施工企业的等级和素质要求都较高。预应力筋穿束完毕后,检查和调整敷设的各种管线的位置、规格和数量,检查和修补破损的波纹管,进行隐蔽验收,合格后方可浇筑混凝。混凝土浇筑时要注意预留同条件养护混凝土试件,以便张拉时以其强度检测值作为预应力筋后张拉的依据。在浇完混凝土后要及时清理干净锚垫板的面上的混凝土,以确保锚具能顺利地安装。用台座法制作的预应力混凝土构件,一般采用自然养护,为了缩短混凝土的养护时间,加速台座的周转率,提高生产量,也可以采用蒸汽养护或加早强剂。因此,为了确保预应力砼结构的预应力值达到设计要求,必须在生产工艺、质量及安全诸方面严格把关和控制,才能生产出优质的预应力砼结构。
2.3完善预应力砼施工工艺,提高产品质量
尽管我国已能大批量生产高强钢材、锚具和各类预应力混凝土用专用机具,但就其质量的稳定性、耐用性及配套性以及预应力工艺水平而言,与国际先进水平尚有不少差距。因此,我们应广泛地吸收国外的先进经验,尽快完善和提高设计人员、施工人员理论,壮大其队伍,且大力发展大型的专业预应力工程公司,促进其产业化生产,增大集团竞争能力,适应市场的国际化趋向。在施工中,我们应注意预应力和钢筋分项工序的交叉影响,防止因工序交叉造成不必要的冲突,影响施工质量及进度。施工前解决此类问题是保证质量、加快进度的前提。同时,在预应力张拉时,混凝土抗压强度达到100%即可根据土建施工进度安排张拉,单端筋,一端张拉。双端筋,先张拉一端,再补拉另一端。每束预应力筋张拉完后,立即测量校对伸长值。如发现异常,应暂停张拉,待查明原因,采取措施后,再继续张拉。
【关键词】大学物理;课程改革;少课时
1.前言
物理学是研究物质的基本结构,基本运动形式,相互作用和相互转化规律的科学是人类探索自然奥秘的过程中形成的学科[1][2]。大学物理是培养高等工科人才的一门重要的基础课程,一方面为学生打好必要的物理理论基础,另一方面使学生初步学习科学的思维方法和研究问题的方法。这些都起着增强学生适应能力、开阔思路、激发探索和创新精神,提高人才科学素质的作用。在面向21世纪高素质人才的培养中,这门基础课程在如何培养学生能力、提高素质等方面发挥应有的作用,如何在教学内容、体系、方法及教学手段上改革以适应大学物理课程现代化和跨世纪人才培养的需要,已成为人们研究和探讨的重点。事实证明,物理学是高新技术的源泉,是新学科的先导,也是产生和掌握科学思想方法和研究方法的载体和培养创造型人才的摇篮。丰富多彩的物理效应在现代科技中有大量的应用,使得在当今的我国高校大学物理课程的改革取得了一大批成果,各院校纷纷采取切实的改革步骤和措施,进行了一系列探索和实践,成绩值得肯定。因此,本文在根据目前大学物理改革的现状,结合实际教学的情况,提出了对民办院校大学物理课程改革的几点建议。
2.大学物理课程的改革现状
高等院校非物理类专业的大学物理课是一门十分重要的必修基础课,它所涉及的专业面很大,教育部专门成立了“高等院校非物理类专业基础物理课程教学指导委员会”,并且专门制定和了针对大学物理课程的“教学基本要求”。现在,这一“教学基本要求”已经成为各高校遵循的指导性文件。它不仅指出了大学物理课程的地位、作用和任务,还将教学内容划分为两类:A类为核心内容;B类为扩展内容。建议学时数最少为126。该“教学基本要求”还对教学中如何贯彻能力培养、素质培养以及教学的过程提出了明确的要求。 为了全面贯彻“教学基本要求”,各院校基层的物理教师一方面认真地研究如何更加准确地理解和执行,另一方面又不得不面对学时不足的困难。鉴于大学物理课程的重要性,各级教学评估往往把对大学物理课程的教学质量评价作为一个重要的指标。也正因为如此,各个高校的领导对大学物理课也普遍十分重视。但是,随着2014年提出“部分本科高校转型”的推进,一些本科院校实施3+1模式,使得大学物理课的实际学时大幅度较少 。所以大学物理的教学将面临教学任务中,课时少的尴尬局面,针对这一实际情况,提出了对民办院校大学物理课程改革的几点建议,从而对大学物理课进行了大胆的改革。
3.大学物理课程改革的几点建议
3.1由于大学物理课面临的学时减少的问题,给教学工作带来一定的难度。要在有限的学时中,完成教学大纲的要求,就要对教学内容进行取舍。
首先,大学物理是以经典物理理论为主体,按照力、热、电、光和近代物理为分类形式的一门基础课程,每部分都有与中学物理相同或相似的知识和理论,对于完全相同的内容,可以少讲甚至不讲,对于部分重合的内容,可以略讲。对于中学物理没有的部分要详细讲解,特别是用到高等数学的部分要精讲。
其次,作为21世纪的高校教师要重视教学内容的更新。在教学中加强近代的内容,突出内容的时代感[3]。
最后,对于不同的专业的学生,由于其自身特点和研究对象的不同,对大学物理课的教学有不同层次的要求。如土木工程专业,力学部分很重要;电子类专业,对电磁学内容要求较多。因此,在为对于不同的专业要制订不同的教学计划,应充分考虑到各专业后续专业基础课程及专业课程对大学物理知识的需求,对各专业学生因材施教,从而促进学生在后续专业课学习中对大学物理知识的应用和吸收,使大学物理的基础性和应用性充分展现在学生求学的整个过程[4]。
3.2 重新审视全部大学物理课的教学内容,以实物与场、波与粒子的现代观点对教学内容进行全面整合,提出新的一套物理教学的内容体系。
3.3 在对原课程的框架体系不作大的变动的情况下,从现代科学技术发展和工程技术人员培养的要求出发,适当精简原有教学内容,进行现代科技成就及其相关内容的介绍以体现现代感,突出现代物理理论与技术的应用。现代社会任何人的衣食住行都深深地与物理学联系在一起,不论是信息存储的磁盘、光盘,还是医院里的核磁共振、伽玛刀或者空调、制冷……哪一样不是物理学的现代应用呢?从蒸汽机的发明到电的利用,物理学曾经就引起了两次伟大的工业革命。今天,物理学在现代社会同样起着巨大的作用,对全球经济发展都有着至关重要的影响。如果一个大学的毕业生对20世纪出现的,而今天到处可见的红外、超导、激光、液晶、等离子体等一系列新技术完全不了解,那将有多么遗憾! 因此,物理教学的改革就是不仅使学生较系统地学到物理学的基本理论、基本概念和基本方法,还一定要注重分析问题解决问题能力的培养、探索精神和创新意识的培养,努力实现知识、能力、素质的协调发展。
3.4 适当增加物理学史的知识。启发学生的思维,深化对物理研究方法、思想方法的理解,提高学生创造性发挥和运用物理知识的能力。
3.5 根据实际情况选用少学时教材,或者根据本单位学生的实际情况自行编写适合自己学生的物理教材,进一步作到因材施教。
4.结束语
总之,目前民办院校的大学物理的教学处于瓶颈期,面临教学任务重课时量少的问题,所以在在大学物理教学的改革中要根据各专业的要求重新编写大纲,精简教学内容,重视现代物理知识和物理学史的补充,改用少学时教材,从而合理的安排教学任务,作到因材施教,使大学物理教学适应少学时教学,力求在少学时的情况下提高教学质量。
参考文献:
[1]马文蔚,周雨青.物理学简明教程[M].北京:高等教育出版社,2012.
[2]吴百诗.大学物理[M].西安:西安交通大学出版社,2011.
Abstract:The so-called "Tiny bridge, flowing brook, and cottages" Old Bridge can be traced back to 2,000 years ago. In two thousand years of time, Of bridge construction materials is also changing and improving ,From the first wooden bridge, to the later stone bridge chain bridge, to the modern rise of the concrete bridge. At present, our wide range of applications constructed of concrete bridges. However, due to the characteristics of the concrete in the construction there will still be some common problems. In view of this, the problems to discuss with you.
关键词:混凝土桥梁;施工技术;问题分析
Keywords:Concrete Bridges;Construction Technology;Analysis
中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:
0引言
桥梁建造是一个将设计意图、设计图纸转换为工程实体的过程,它是一个复杂且注重细节的过程。近几十年来,伴随着混凝土生产技术的日新月异,生产工艺的日臻成熟,混凝土的质量也越来越好,越来越符合时代的要求。但是由于一些主、客观因素,混凝土桥梁裂缝问题比较严重。根据多年来的施工经验,结合现场的施工条件,在桥梁建设施工中,针对产生混凝土裂缝的原因采取了一系列的措施,有效地防止因混凝土特性影响施工质量。
1混凝土的物理特性造成的施工问题
混凝土桥梁裂缝是桥梁面临的最大杀手,它形成的原因千变万化、错综复杂,而且是多种因素的共同作用的结果,但每一条裂缝的产生原因又不失其一般性。究其主要原因可能是以下几种:
1.1荷载作用的影响
荷载是引起混凝土桥梁裂缝主要原因,且不同阶段表现有所区别。在设计阶段,假设的结构受力满足不了实际情况,造成计算模型的不合理,会直接影响内力与配筋的计算,致使钢筋配置不当;在施工阶段,由于管理不严,不加限制地乱堆、乱放施工机具、材料,在未充分了解预制构件的结构受力特点之前,有意地偏离设计图纸施工,擅自调换施工顺序,改变结构受力模型等是造成在施工阶段产生混凝土桥梁裂缝的主要原因;在使用阶段裂缝的产生是最难预计的。这一阶段产生裂缝的原因比较客观,但它具有一定的自然性,且是随机的:例如超标的重型车辆过桥,受车辆、船舶的接触和大力撞击,发生大风、大雪、地展、爆炸等,这些都超出了人力的控制范围。
1.2热胀冷缩
众所周知,热胀冷缩是物体的基本的特性,混凝土也不例外。混凝土会随着环境和结构内部温度的变化而发生形变。环境对混凝土温度的影响最为显著,它包括三个方面:一是年温差,四季温度的改变,对桥梁的纵向位移变化产生影响;二是桥身主体受太阳曝晒后,温度会急剧升高,从而导致温度梯度分布非线性,由于自身约束力加强,导致局部的拉应力较大,出现裂缝;三是突降大雨、冷空气侵袭、日落等恶劣天气会导致桥梁混凝土结构外表面温度突然下降,而内部的温度变化缓慢,由此造成拉应力变化而出现裂缝。
1.3混凝土收缩
造成桥梁裂缝的最普遍的原因是混凝土收缩。由于在混凝土浇筑施工后的四五个小时 左右,其自身会发生剧烈的水化反应,从而形成分子链。此时,伴随而来的泌水和水分急剧蒸发现象出现,外加骨料在自身重力下沉,最终形成混凝土的收缩;在混凝土凝固以后,表层水分损失比内部快,从而导致内外收缩不均匀,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,使得表面混凝土承受拉力,当这种拉力超过其抗拉强度时,就会产生收缩裂缝。
2混凝土桥梁施工常见的问题的处理措施
2.1控制温度
预防桥梁产生裂缝的措施包括多个方面,除了施工人员按照要求合理规范施工以外,温度控制是预防桥梁产生裂缝的主要手段。在拌合混凝土时应用水将碎石冷却;也可以在混凝土中埋设水管,注入冷水进行内部降温;严格控制混凝土的入模温度也是相当重要的,而一年当中最适宜桥梁的大体积混凝土浇筑的是春秋两季,如果必须在夏季施工,浇筑混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接暴晒,适当减少厚度,同时应采取有效措施降低入模温度,方便利用浇筑层面散热。
2.2控制拆模时间
拆模时必须避免混凝土表面产生急剧的温度梯度,当气温骤降时要进行表面保温;当混凝土温度高于气温时应适当延缓拆模时间,否则会容易引起混凝土表面的早期裂缝。过早拆模,在表面会引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象,再加上水化热应力以及混凝土的干缩,拉应力的数值会过大,裂缝很可能产生。如果必须在早期拆模,则应及时在表面覆盖一层轻型保温材料,以防止混凝土表面产生过大的拉应力。
2.3调整各材料用量比例
要降低混凝土粘稠度,可以通过适当调整混凝土水灰比、砂率、胶结材料用量以及外加剂的组份来实现,改善混凝土的粘稠性,从而提高混凝土质量。另外还应控制新拌混凝土的和易性,一旦混凝土离析泌水,必须严格控制振捣时间适时进行复振。
2.4充分利用温度记录仪
在整个浇筑过程,必须对内部温度进行监控,但是人工很难达到这个要求,所以,我们引进了现场计算机与CS-3型的温度记录仪进行数据采集, 通过信息手段进行混凝土温度监控,管理人员通过B/S的形式借助浏览器查阅结果,由Web服务器读取数据库服务器的数据并生成需要的图表返回给客户端。这是一种多行业通行性较强的监控模式,对混凝土桥梁的施工具有重大的意义。
3结语
总而言之,消除桥梁常见问题的前提条件是桥梁施工管理。我们必须在各个阶段严格把关,首先在施工前加强原材料的检验、试验工作;接下来,在施工过程中要将计量、监测工作落到实处,严格按照方案及交底的要求指导施工,认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝,定时检查记录,重视浇筑过程中可能出现的冷缝,并采取措施加以防范。在桥梁的建造过程中,必须严格按照施工方案来操作,加强插筋位置的振捣、抹压、养护,同时加强初凝前的抹压,以便消除初期裂缝,并可提高混凝土的抗拉强度。综上所述,混凝土桥梁施工中常见的问题有以上几点,采取相应的技术措施来控制,是每一个工程技术人员应该遵循的原则。
参考文献:
[1]周建民.考虑时间因素的混凝土结构分析方法.同济大学,2006.
促进了我国经济的快速发展。而建筑工程的质量问题对我国经济的健康发展产生着直接而深远的影响,所以,必须加强建筑工程项目的施工质量管理,确保质量水平。
关键词:建筑桩基;工程质量;检测方法;
中图分类号:TS958文献标识码: A
前言:随着时代的发展和进步
高层建筑数量越来越多,那么要想保证高层建筑的施工质量,就需要对桩基工程充分重视。在建筑工程基础施工中要对施工完成的桩基进行施工提高桩基的稳定性能从而可以有效的减少建筑工程的安全隐患。
1.建筑工程桩基施工中的质量控制
1.1严格控制建筑桩基施工的以下基本问题
桩工程常见质量问题主要有五大类:单桩承载力低于设计值、桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差过大等造成问题原因。建筑桩基施工过程中,桩位偏差,标高误差超出允许范围常有存在,而处理这些问题不仅加大成本,延误工期,同时还会留下隐患,因而应当严格控制桩位偏差问题,如超出允许范围,即为施工质量不符合标准要求。必须统一桩基施工质量验收标准,认真审核桩基施工图,发现问题,及时修正。其中最主要看承台边缘尺寸是否适合,桩顶标高是否准确,标高易高不易低,一般来说,钢筋混凝土沉桩标高应高出混凝土垫层面200~250mm。重视破桩方法,规范破桩要求。全破桩和四角凿开不符合实际施工要求。不合理的桩基处理为:桩位超偏,及时签发通知单,督促施工单位通过设计确定方案,一般是局部加大承台截面。桩顶标高超偏处理,正偏差可通过怎家破桩高度解决,对桩的承载力影响小;负偏差一般将桩顶四周混凝土垫层局部加深,形成升箩底,以满足桩顶嵌入承台长度,在浇筑混凝土时,须清除积水,确保承台与桩顶连接良好。
1.2建筑桩基工程施工中常见问题分析
沉桩没有达到最终的设计控制要求。一方面是因为勘探点不够或者勘探资料不
够详细,没有明确工程施工区域的地质情况尤其是持力层的起伏标高,造成设计考虑持力层和选择桩端标高偏差。另一方面,勘探工作是以点带面,不能通过局部的硬夹层软夹层透镜体了解全部,尤其是工程地质条件复杂,出现地下障碍物像大块孤石或者混凝土块等。打桩施工遇到这种情况,就很难达到设计要求的施工控制标准。以新近代砂层为持力层时,由于新近代砂层结构不稳定,同一层土的承载力差异很大,桩打入该层时,进入持力层较深才能求出贯入度。而群桩施工时,特别是柱基群桩,由于布桩过密或打桩顺序安排不合理,砂层越挤越密,最后就会出现沉不下去的现象。如果桩锤选择太大,又会造成沉桩超过设计标高,贯入度还没有满足设计要求。
1.3单桩承载力不符设计要求以及桩基倾斜过大
单桩承载力低于设计要求的常见原因有:桩沉入深度不足;桩端未进入设计规定
的持力层,但桩深已达设计值;最终贯入度过大;其他,诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降;勘察报告所提供的地层剖面、地基承载力等有关数据域实际情况不符。桩基倾斜过大常见原因:预制桩质量差,其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形,最易造成桩倾斜;桩基安装不正,桩架与地面不垂直;桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合,产生锤击偏心;桩端遇石子或坚硬的障碍物;桩距过小,打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应;基坑土方开挖不当。
2.常见的桩基检测技术
桩基施工中存在很多质量问题,这些都会成为安全隐患,所以在桩基施工过程中要对其进行严格的检测,在装机检测中采用的检测技术如下:
2.1高应变法
高应变法的检测原理主要是利用大小为单桩极限承载力1%铸钢或者是重锤,在与桩基的顶部有10~20米的高度处自由的下落,给桩基的顶部以竖向的冲击力,致使桩基与土体之产生一定大小的相对位移,桩基的侧向阻力与桩尖的土体的阻力得到相应的发挥,然后在用仪器桩基的顶部接收信号,根据接收的信号进行评判桩基的承载力是否符合桩基规范的要求。此外,还可以检测桩基是否完整。
2.2低应变发射法
低应变反射法检测的主要原理是在桩基的顶部得到一瞬间的低能量瞬态震力作用下时,在桩顶产生沿桩身向下的纵向振动的速度波,当波速波在向下传播途中,如果与变异波相遇到,则会阻抗速度波继续向下传播,且速度波会产生反射与透射现象,当反射波传输到桩基的顶部时被安装在桩基桩顶的传感器设备接收,这样就可以得到相应的动态波形,然后仪器对反射波进行采集记录,根据反射回来收集到的速度波的基本特性,就可以判断桩基的质量。
2.3声波无损检测
声波无损检测,主要是利用在混凝土结构声学检测技术的基础上发展而来的,其主要检测桩基的完整性。其主要对在撞击中传播的应力波进行分析,如果应力波的波形、波速、波峰值保持不变,如果应力波在桩基中均匀传播,则表明桩基的完整性比较好。如果应力波的波形、波速、波峰值发生变化,则表明沿桩基在长度方向上存在缺陷。同时,在桩基存在缺陷部位应力波将发生突变,从而使得应力波发生透射波、反射波或者散射波等现象。由于,无损检测对桩基不产生破坏,所以特别适用于桥梁工程的桩基完整性的检测工程中。在声波检测时应当注意的是在对桩身进行浇筑水泥的这一过程中若桩身存在漏洞沮这一漏洞的高度低于地下的水位,则有可能形成地下水穿孔。运用超声波检测法进行检测时不能够避免水位的影响会将渗入水后的探测值也包括在最终的结果中大大影响了缺陷的检测结果。同时,桩基龄期这一因素对于超声波检测的影响也是不容忽视的,可能会对信号以及波形造成影响。规定龄期在14天,最低应满足于7d周期。龄期应满足于标准,若不符合相关标准会导致在接收信号这一过程中,产生失误信号微弱接收不到准确的信息,以及波形的画面有缺损。此外,还要注意声测管安。装在安装过程中应保证安装方式是平行安装加果安装方式未采用平行方法则会导致检测时的声时值、均方差、离散系数、平均声速结果形成较大的误差影响最终的测量值。在使用泥浆进行浇灌建筑物时由于建筑物体积大不能保证每一个浇筑物被浇筑的外层结构厚度一致,所以,探测到的波幅会不一致,浇筑物外层结构较厚的则探测结果会影响全部测量值。
3.建筑工程桩基施工实例
在中晨大厦工程中的桩基检测技术做分析。该大厦总高度39.5米,建筑面积8984.2平方米。采用框剪结构。在工程基础设计选取钻孔灌注桩承台基础形式脏基总数达240根脏基直径为600mm,其有效桩长为25.5m。在桩基检测过程中,主要采取声波透射法试验进行桩基的施工质量检测方法。
3.1声波途射法检测方法
超声波透射法根据安装的发射和接收换能器的位置不同可以分为三种:平测法、斜测法、扇形扫测法在桩基的检测过程中主要以平测法和斜测法为主。平测法主要是将两者设置在同一水平高度进行检测,其可以检测到桩基竖直方向的内部缺陷,且缺陷的位置缺陷的尺寸胆是不能详细的检测缺陷存在的水平位置;斜测法主要是将两者设置在桩基的不同高度进行检测启是水平测法的有效补充河以准确的测出缺陷的具置;扇形测法主要是将发射与接收器呈扇形分布,这样可以增大检测面积。经过数据分析处理后,可以根据声波投射撞击检测的方法得出满足装机规范的要求。
结束语:桩基工程施工中质量管理的重要性桩基工程作为建筑工程的基础结构其
施工质量对工程整体质量有着很重要的影响,是关系到建筑工程施工安全、使用寿命的关键因素根据建筑工程所在地地质情况的不同,其桩基结构、施工工艺也存在一定的差异,这也导致其施工质量控制存在一定的困难。现代建筑工程施工企业必须针对工程地质情况以及桩基结构、工艺特点等进行质量管理体系的完善,并以此为基础开展施工技术控制工作,以此保障工程施工质量,为建筑工程整体施工质量奠定基础,促进建筑施工企业的健康发展。桩基工程作为建筑工程的基础,其施工质量控制与技术管理对保障桩基工程施工质量有着重要的影响,对保障工程施工质量有着重要的影响。我们只有从分掌握装机检测技术才能保证桩基的施工质量。
参考文献:
[1]甘幼琛.当前桩基工程质量合格控制存在的问题与随机控制新模式的探讨[J].土木工程学报,2004,01:84-91.
[2]张秋旺.桩基工程质量检测方法浅析[J].广东建材,2011,01:68-69.
[3]王竹芳.某高层桩基工程质量检测分析[J].中国城市经济,2011,14:237.
【关键词】边坡;生态技术;柔性结构;施工技术
Abstract: Flexible three-dimensional drainage ecological side slope technology, creating an ecological, environmental protection, energy saving, flexible structure, four in one slope protection works. In this paper, the South Station Hengyang practical engineering application examples, we introduce the three-dimensional flexible eco-slope drainage construction technology, summed up the construction of a variety of techniques to promote construction as a guidance program.
Keywords: side slope; ecological technology; flexible structure; construction technology
0.引言
土体是土粒、水、空气三相集合的多孔物质,在适当的密度与含水量情况下土体具有一定的抗压、抗剪强度,但是其抗拉强度很低甚至没有。在土内掺入或铺设适当的筋材后,可以不同程度地改善土体的强度与变形特征。三维排水生态边坡是采用土体加筋原理,利用土中堆积的生态袋内生物根系改善土体强度与变形,生态袋之间用三角内摩擦紧锁结构连接的系统,属于土工合成材料的范畴。
在我国,加筋思想的应用实际上已有悠久的历史,早在2400多年前的战国时期,李冰父子在都江堰的修建过程中,就在江堤的地基里铺设树木枝条以加固地基;在河滩险工地段,常在堤身逐层压入枝条以加固;汉武帝时期也曾用草和树枝混杂在土中来修筑长城;在民用房屋建筑中,用掺入草筋或发丝筋料的土夯筑墙或抹平墙的材料等则更为普遍。然而加筋土作为近代的建筑技术加以研究和推广应用,则是20世纪30、40年代的事。随着化纤工业的发展,50年代有以化纤制成的造型土工织物问世。1958年美国佛罗里达州将土工织物在海岸块石护坡下作为防冲层,此举被公认为是土工合成材料用于岩土工程的开端[图1]。
湘桂铁路扩能改造工程GTXG-2标衡阳南站正线路基边坡防护采用三维排水柔性生态边坡,力图打造绿色精品防护工程,工程系统是采用“三角内摩擦紧锁结构+三维排水+植被根系”构建,是将站场区段边坡整体的结构、美观、环保融为一体的新技术。
三维排水柔性生态边坡工程系统是采用环保软体材料,取代高耗能、高污染的钢筋、水泥、石块等传统硬体材料。利用生物根系和内部紧锁结构来加固边坡土体,属于土工合成物加筋墙思想[图2]。
本文实例工程采用绿霸生态袋,其具有抗紫外、抗老化、无毒、不助燃、裂口不延伸的特点,并永不降解,百分百全回收,真正实现了零污染。同时,具有水不透土的过滤功能,既能防止生态袋内填充物的流失,有可以实现水分在土壤中的正常交流,从而减小边坡的静水压力,同时绿霸生态袋不透土的特性,也保持了水土及植被耐以生存的介质[图3]。
绿霸三维排水联结扣将同一力学数学模型下设计的绿霸抗紫外生态袋相互联结,形成稳定的三角内摩擦紧锁结构,三维排水联结扣的特殊功能设计是柔性边坡结构稳定的必须条件[4]。
绿霸扎口带在施工中起到将已装满填充物的绿霸生态袋扎紧袋口的作用,扎带小巧,使用方便快捷,更重要的是它具有抗紫外线及抗拉性强的特点。其强度、长度、宽度,结头尺寸扣等参数考虑了袋口的缩紧拉力,在使用当中,其施工时拉断、使用后自断的可能性很小,从而保证每个填充袋体的完整性和有效性,对保证工程的安全稳定性起到了绝对不容忽视的作用。
本文着重介绍了三维排水柔性生态边坡的施工技术,总结了施工中的各种技巧,作为为推广施工的指导性方案。
1. 工作原理
绿霸生态袋、三维排水联结扣及加筋格栅系统构筑的生态边坡具有高度的透水不透土性,对土壤流失,边坡防护方面都具有很强的防护作用,通过系统内的“三角摩擦紧锁机构+三维排水+植被根系”构筑的是复合稳定的生态边坡,水土保持与绿化一次完成,是生态、环保、节能、柔性结构四位一体的边坡建设新技术,绿霸三维排水柔性生态边坡工程系统将为国家节约80%以上的能源消耗,节约数以万计的二氧化碳等温室气体、有害气体的排污费,其经济效益与社会效益不可估量。绿霸三维排水生态边坡技术是一种节能的、环保的、会呼吸的、吸收噪声与热量的、能解决生态平衡的、有生命的有机系统。
绿霸生态袋是绿霸三维排水柔性生态边坡工程系统的重要组成部分,绿霸生态袋为绿色植被提供一种理想的种植块,绿霸生态袋有过滤功能,在充许水通过时,可以防止颗粒渗透。绿霸生态袋透水不透土,是水土保持的关键特性。绿霸生态袋具有抗紫外、抗老化、无毒、不助燃、裂口不延伸的特点,并永不降解,百分百全回收,真正实现了零污染;绿霸生态袋具有目标性透水不透土的过滤功能,既能防止生态袋内填充物的流失,有可以实现水分在土壤中的正常交流,从而减小边坡的静水压力,同时绿霸生态袋不透土的特性,也保持了水土及植被耐以生存的介质,绿霸生态袋袋体柔软,非常方便施工建设;绿霸生态袋主要用来建造柔性的绿色生态边坡。
三角内摩擦紧锁结构,整体受力,具有科学的稳定性,对外界冲击力有吸能缓冲作用,抗震性能传统边坡无法比拟。
结构面通过植被的发达根系与坡体组合成一个同质整体,使人工边坡和原自然边坡之间不会产生分离、坍塌等现象。并且随着时间的延续,日趋强壮的植被根系使边坡结构的稳定性及牢固性更强,所以它是自然的,有生命的永久生态工程。
绿色生态袋与土工格栅能有机结合,绿霸生态袋、三维排水联结扣及加筋格栅系统构筑的生态边坡具有高度的透水不透土性,对土壤流失,边坡防护方面都具有很强的防护作用
2.施工过程
绿霸三维排水柔性生态边坡工程施工简单,在施工技术指南和技术人员的指导下,没有任何边坡建议技术经验的男女劳动力均可参加施工,解决大量剩余劳动力的就业问题。
绿霸生态袋袋体柔软,非常方便施工建设。在现场可以通过人工,机械或半机械的方法将生态袋分置在沿路空地,然后从底层向上堆积,每层之间通过三角内摩擦紧锁结构连接。
总的来说,绿霸三维排水柔性生态边坡工程施工快捷、方便、不需要“三通一平”,材料搬运轻便。
3.事例分析
3.1 工程概况
我部承建的湘桂铁路扩能改造工程DK13+500~DK15+175左侧段,DK13+500~DK14+770右侧段路堤边坡采用三维排水柔性生态边坡防护,其主要设置在衡阳南站正线路基的路堤边坡上,总面积4.7万m2,边坡均为砂卵石土所填筑的稳定边坡。
3.2 施工准备
(一) 材料
三维排水生态边坡的材料主要是绿霸三维排水生态袋、绿霸三维排水联结扣、绿霸扎口带。材料进场前需各种原材料的品质进行试验,合格后方可进场。
(二)施工设备
夯实机械、铁铲、洋镐、卷尺、水平管、标线、夯锤、槽钢拍板等工具。
(三)施工场地
对边坡测量放线,检查坡脚基础状况:基础承载力要求不应低于140KPa,对不满足地基承载力要求的应进行碎石砂土换填处理。
1).清除坡面杂物,石块,表面松散土层进行机械夯实,有条件的可进行削坡处理。
2).起坡边线和高程要准确放样,打好边线桩。
3).根据设计边坡制作木制可移动坡架,随时进行校核。
3.3 施工技术要求
1、袋内装土为中粗砂和粉质粘土混合料,砂土比例为3:7,对土的肥效有很高要求,以保证绿化的效果,在种植土中拌合农家肥,以蘑菇肥最好,在肥源难找的情况下可采用鸡粪等农家肥代替,掺入复合肥。保证袋内种植土的长期肥效作用。
2、装袋时候要注意,将土装满,保证袋体垒砌时整体稳定。袋体装满夯实的最佳尺寸为:袋长58cm,宽34cm,厚14cm,袋口留有5~7cm长。根据边坡坡率从底部脚墙向上层层垒砌。
3、连接扣的定扎,要保证连接扣连接相邻两个袋体,同时固定上一层袋体中间,切忌为了省事,将连接扣埋入土中,为了保证连接扣连接牢固,可采用橡胶锤轻轻敲打,将棘爪刺入袋中。
4、扎口带必须在保证袋子土体装满,轻轻颠实后绑扎,扎口后留有袋口长5~7cm,切忌没装满,没将袋口整理好盲目绑扎,一旦扎口带绑扎,就拆不开,在成浪费,又不能保证整体质量。
5、垒砌过程中,首先对边坡放线,按照设计边坡坡率由底往上层层垒砌,对脚墙处土体不实处,先清土,后打夯,保证最底层的稳定,尽量减少沉降。向上垒砌过程中,要层层夯实,多余土,往下刷。在袋体夯实过程中,要保证袋体有棱有角,达到内实外美的整体效果。
6、每4平方米设置一个渗水管,梅花形布置,管长0.8m。路肩处在袋体上铺设一层防渗膜,防止雨水渗入。边坡顶处设置混凝土刚性压脚,保证边坡整体稳定。
3.4 施工工艺方法
1、施工工艺控制
三维排水生态护坡施工程序严格按下图施工工艺流程图控制,确保施工质量。
施工工艺流程图
2、施工过程控制
①路堤分段成型后,安排人工按照设计边坡坡率挂线清刷修整边坡、拍实,使坡面平整。
②边坡清理完成后对其进行放线,底部一层在脚墙背后清土垫一层袋体。
③边坡刷完后,报监理工程师检查合格后,方可进行垒砌施工。
④路基上的种植土晚上用帐篷覆盖,以免突降雨水浸泡。
⑤肥料即用即拌,拌合均匀后,装袋备用。
⑥对边坡不实之处,垒砌前先进行人工夯实。以免雨水渗入,边坡整体下滑,边坡整体下拉坍塌。
⑦施工中可选取50m每段,分段施工,避免人工刷坡完后未及时垒砌,雨水冲毁边坡。
⑧设置渗水管,梅花形布置,单根管长0.8m,路肩处在袋体上铺设一层防渗膜,防止雨水渗入。在坡顶设置混凝土刚性压脚,保证整体边坡稳定。
⑧三维排水边坡防护系柔性边坡,不设置沉降缝,施工完后,将袋上土体清理,整体效果保证平顺,路基弯曲处,保证圆滑过渡。
3.5 施工质量控制
1、装袋要求:
满:袋体填充饱满,这是保证质量的关键, 切实抓实。袋体外标签为装土标准。
实:装袋填充土料要装的密实,装袋时每装三分之一要敦实。
紧:扎口要紧,确保在现场搬运和垒砌时不松扎口。
2、原材料质量:材料从正规厂家购买,附有质量合格证,并抽检做试验,合格后方可使用。对于种植土,要保证以沙土效果最好。
3、垒砌过程中要保证连接扣的连接效果,每个连接扣连接相邻两个袋体和上层袋体中央。切忌为省时省力,将连接扣埋入袋后土中。
4、垒砌过程中要控制袋与袋之间的挤密效果,保证袋与袋中间不得留有间隙,并夯实,有棱有角。
5、表面覆土、撒播草籽及种植灌木。
6、2年后边坡植被生长茂密,不仅对路基边坡起到非常好的防护作用,而且使整个边坡绿化效果融入周边环境,非常美观、大气。
4.结论
文中提到的绿霸三维排水柔性生态边坡技术是由绿霸生态袋、三维排水联结扣及加筋格栅系统构筑的生态边坡系统,具有高度的透水不透土性,对土壤流失,边坡防护方面都具有很强的防护作用,通过系统内的“三角摩擦紧锁机构+三维排水+植被根系”构筑的是复合稳定的生态边坡,水土保持与绿化一次完成,是生态、环保、节能、柔性结构四位一体的边坡建设新技术。通过实例工程分析,着重介绍了其施工技术,总结了施工中的各种技巧,作为推广施工的指导性方案。
参考文献
[1] 杨果林.现代加筋土技术应用与研究进展.力学与实践, 2002,24(1):9~17
[2] 周南山. 土工合成物加筋墙分析设计之探讨与评估[J]. 地工技术, 1993, 92(43): 32-42
[3] 魏红卫,喻泽红,邹银生.排水条件对土工合成材料加筋黏性土特性的影响[J].水利学报,2006,37(7):838-845.
[4] 袁聚云.土工试验与原理[M].上海:同济大学出版社,2003