时间:2023-10-25 10:19:33
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇土木工程基础范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:
1.钢结构
作为现代结构中主要形式之一的钢结构,其形式较为简单,它是由钢材为只要材料,由将型钢和钢板焊接、螺栓连接或铆接制成的承重结构。相比与其他结构,钢结构的设计计算方法,和结构形式相对简单,在处理这两方面的工作也着显著的特征。
1.1钢结构的安全技术特征:
(1) 强度高、自重轻。钢材料在承载同样的重量条件下,所需的钢材料要比其他建材的量要少得多。这便体现了它高强度的优越性,不仅如此,在施工建设中,钢材料自重轻的特点,也有利于装载运输及施工安装。
(2) 材料匀质性,属理想弹性体。钢材料质地均匀,安全性高。在生产冶炼钢材料的生产线中,环环严格监控,可筛选出不合格的产品,是材料质量得到有力保障,进而保证了它在施工建设中的可靠性。此外它的内部结构均匀,各向同性好。是最符合一般工程力学的基本理论和假定。
(3)材料的塑性和韧性好。在施工建设中,钢结构形式所使用的钢材都是有很好的可塑性。在承载重物的时候,可有较大的变形,所以能够更好地承受动力荷载。在国家的重视下,我国对钢材料的研究也有了一定的突破,大大提高了钢材的屈服点强度。使得钢材在拉伸时,即使应力达到了极限,不再增加,而钢材仍然继续弯曲变化,但不会因此而断裂。
(4)工业化程度高,可高程度机械化的专业化生产。工厂制造的构件不仅精确度极高,而且符合了严格的专业化工艺要求,制造的周期较短。
(5)构件可以在任何地方组合安装,而且非常便利。倘若在工地上组装的话,可以采用简便的螺栓,然后进行焊接的连接,这样能够缩短建工的周期,还可以提高了整个工程的效率。使其提前投入使用,能较早的取得收益。
(6)密闭性好;
(7)耐热性好,耐火性差;
(8)耐腐蚀性差。
1.2工业和民用建筑的钢结构类型:
(1)大跨度结构。与其他建筑结构比较,他的钢结构轻还且质量强硬,结构具有多样化。
(2)高层建筑的骨架。在高层超高层建筑中钢结构有着无可取代的地位。例如:到 1998年为止,在国内300米以上的建筑有3座,其中2座为钢架加钢筋混凝土或劲性混凝土核心的筒结构。
(3)重型厂房结构。
(4)轻型钢结构。
(5)塔桅结构。
2.钢筋混凝土结构
由于混凝土硬化的原理是由不同的粗细材料配合而成的,各种材料搅拌后浇灌模型中成型的。混凝土的抗拉强度远低于抗压强度,而且自身的坑压能力又欠缺。可是,当把钢筋配置在其中,会产生有反弹压应力的能力。每当混凝土有开裂的趋势,其所承担的拉力可由钢筋帮助分担,这样的组合不仅增加了混凝土得而抗压能力还延长了其使用寿命,充分发挥钢筋混凝土强度较高和抗拉强度的优势,钢筋与混凝土两种不同性质的材料能有效地共同工作。
2.1钢筋混凝土结构的优点
2.1.1取材方便
钢筋混凝土结构中,砂和石料所占比例很大,所以一般可以由建筑工地附近提供,从而降低了材料在运输途中的费用,降低建筑造价。
2.1.2耐久性好
在混凝土中埋放的钢筋,不易发生锈蚀,因为混凝土具有较高的抗侵蚀性,而且也有很好的耐久性,并不需要像钢结构那样要经常的进行维修和保养。
2.1.3耐火性好
当发生火灾时,混凝土因为本身性质的原因,没有良好的导热性,而且钢筋被包裹在混凝土中,在厚厚的保护层下,即使是大火灾燃烧中也能保持其固有的强度,从而减缓结构遭到破坏的时间,而往往现实中火灾时伤及都是混凝土表面的结构并未对里层的钢筋造成损坏。
2.1.4可模性好
通过和砂石搅拌而凝结的混凝土是可模的,可按照不同模板尺寸和式样浇筑成设计所要求得形式。当建造一些大规模、大体积的建筑物时,钢筋混凝土的这一优势更能体现,是一般木质建筑所不能达到的。
3.钢筋混凝土结构的缺点
(1)现场施工周期长,且受季节性影响;
(2)费工,费模板
(3)导热性较差
根据以上的缺点,可以采用一些轻质的替代材料,通过减轻其自身的负担并改善结构上的不可避免抗裂性。等到在实际的施工时候,可以使用钢板模型,使得混凝土能够镶嵌其中,并批量化生产。
4.地基及基础
首先,地基和基础是两种概念.地基:指承载建筑物的压力的建筑物以下的部分,主要指建筑物下面支承基础的土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。基础:基础指建筑底部与地基接触的承重构件,作用是把建筑上部的荷载传给地基。因此地基必须坚固、稳定而可靠。
地基满足两个基本要求即可。首先地基在满足其上面建筑物的同时要有足够的承载能力,并且要有必要的安全设施。然后再考虑到建筑物会有小幅度的变形,所以其变形的尺度得满足正常使用的规定。
天然地基就是在没进过处理和改进之前不就可以直接放置基础的天然土层。而在地质状况不佳的条件下,天然环境的如沙地或淤泥地质,即便土层质地再好也不一定就能满足承载能力的需要,所以为使地基具有足够的承载能力,就对这些地基进行人工的加固处理,也就成了所说的人工地基。
通常的说把那些埋设深度不大,仅仅经过挖槽、排水的一些普通可以建造起来的基础称为浅基础。虽然浅却可以扩大建筑物与地基的接触面积,从而减少上部分的负担。
在进行地基设计时,第一,要计算建筑物的底面积,再通过压力判断出基地的面积是否能承受住建筑物的重量;第二,确保建筑物的沉降变形值在可允许的范围之内;第三,地基应该无滑动,稳定可靠。
大家都知道,建筑离不开地基,所以建筑物建造的好与坏有很大一部分是受到地基的影响,而人工地基主要是用于改善天然地基的缺陷应运而生的,所以人为地因素还是很重要的。做好地基的基础工作显得尤为重要。
参考文献:
[1]刘丹.世界建筑艺术之旅.中国建筑工业出版社.
中图分类号: S969 文献标识码: A
土木工程基础施工主要包括的施工内容有很多,比如平整场地、开挖基坑、管沟、人防工程,填土填筑路基、回填基坑等等。通常情况下,土木工程有着较大的施工工程量,并且有着较为繁重的劳动量和较为复杂的施工条件,在施工过程中,还会受到一系列因素的影响,比如气候变化、水文因素等,这样就加大了施工难度。因此在土木工程施工前,详细分析各项技术资料(如地形图、工程地质和水文地质勘察资料、地下地上构筑物情况及土方工程施工图等)是必要的功课,反复核对数据并进行现场调查,在施工阶段,还要根据实际的施工条件,制定出技术科学、经济、合理的施工方案,保证工程质量,提高效率。在不断的土木工程施工实践中,人们也发现了传统基础施工技术的问题,因而近几年土木工程施工涌现了不少新技术值得我们研究和应用。
一、土木工程施工技术的要求
一是开挖基坑土方:要按照分层开挖和先撑后挖的原则来开挖基坑,结合实际情况来确定开挖的顺序以及分层厚度,为了避免扰动现象出现于地基土,需要进行连续施工。在开挖过程中,需要认真检查施工质量,如果挖土施工是在地下水位以下进行的,还需要进行科学降水工作。
二是土方填筑和压实:要合理选用土料,碎石类和沙土往往可以作为填筑土料,如果豁性土在含水量方面符合要求,也可以作为填筑土料。对于那些淤泥或者膨胀性土,以及土中含有超过百分之五的硫酸盐,是不适合进行填筑的。有很多的方法都可以进行压实,比如振动法、碾压法以及夯实法等等。在压实过程中,需要对土的含水量、每层铺土厚度等特别注意,从低处开始填土,然后逐渐碾压和夯实。要分层进行填方,填筑时,尽量选用同种类型的土。要同时回填两侧和四周,填筑的当天,需要做好压实工作。
二、土木工程的施工技术
在土木工程的施工过程中,基坑开挖技术是必不可少的,主要有以下开挖技术:
一是浅基坑的开挖及其支护技术:首先,需要对当地的土质进行充分调查,还需要结合开挖的深度以及开挖方法和边坡的留置时间等因素来对土方的边坡进行确定。其次,如果在开挖过程中,有正常的湿度和均匀的土质,并且地下水位低于基坑或管沟地面的标高,没有很长的敞露时间,那么放坡以及加支撑工序就可以被避免掉,但是要严格依据相关规定来确定开挖深度。如果有着比较适宜的湿度和土质,并且有着较好的地质情况,开挖深度在5米以内,支撑也可以不加。
二是深基坑的开挖及其支护技术:通常需要将临时支档设置于深基坑的开挖过程中,这样基坑土壁才可以稳定,一般来讲,在透水挡土支护结构方面,预制桩、双排灌注桩、工字钢桩加横挡板是比较经常采用的;在止水挡土结构方面,包括的结构主要有地下连续墙、化学注浆桩、深层搅拌水泥土墙等等;而悬臂、锚拉式支护以及土层锚杆等通常会用于支撑部分的结构。
三、土木工程施工技术要点
土壤的稳定:要想实现土壤的稳定,就需要保证土体内粘结力平衡与摩擦阻力;如果土体的平衡性无法得到保证,那么就会出现塌方等事故,影响到工程的正常施工,延长工期,还可能会危害到周围的建筑以及人身安全。针对这种情况,就需要放足边坡,按照相关的要求来留设边坡,保证土壤稳定。另外,在确定边坡坡度的时候,需要综合考虑很多方面的因素,比如土壤特性、地质条件、施工方法等等。比如如果边坡是粘性土质,那么就需要设置较陡的边坡;如果需要人工挖土,并且是明沟排水,那么就需要设置比较平缓的边坡,不能够太陡;如果有建筑物存在于基坑旁边,需要控制边坡比例在1比1之间。如果工作区域内没有地下水,那么只需要留设直槽,不需要放坡,那么就需要控制开挖的深度,一般有这么个要求,如果填充物选择的是砂土,那么就为1米以内;如果是亚粘土或者可塑的轻亚粘土,就不要超过lt25米。此外,支撑也是应该设置的,这样土壁稳定才可以得到保证,并且还可以对施工面积进行减少,对土方量进行降低,这样场地因素就不会限制到放坡。尽量不要将大量的材料、土方或者机械设备堆置在坑槽边缘。坑槽挖好之后,需要立即构造地下和基础结构。如果是下雨时期,尽量不要将挖方工序在滑坡地段进行,需要首先进行必要的整治,然后按照自上而下的顺序进行开挖,如果对于可能出现的危险还不是确定,应该及时采取一系列的措施来进行妥善处理。
排水技术要点:在土方施工该过程中,最为关键的因素是土体干燥,因此,在施工过程中,需要尤其注意排水工作。通常情况下,可以有两种方法来进行排水,也就是明排水法和人工降低地下水位法,明排水法主要有截、抽、疏等关键词,截住水流,在对基坑开挖时,需要将集水井和排水沟留设于坑底,将积水疏干。人工降低地下水位法指的是在对基坑开挖之前,需要将足够数量的滤水管设置于基坑的周围,将水抽走,完成工程施工之后,保证地下水位不会超过坑底。通过实践研究表明,采用这种方法,坑基土体的干燥可以得到保证,流砂也可以有效防止,对施工条件也可以有效改善。尽管如此,在降水之前,需要对原有工程建筑物可能产生的各种情况进行充分考虑,比如附加位移、沉降等等,从而导致开裂、倒塌、倾斜现象的出现,因此,在施工过程中,就需要结合具体情况,采取一系列的措施进行防护。
填土及压实技术:为了保证填土的强度和水稳性,就需要对填方边坡进行合理设计,对土料以及填筑方法进行合理选择。如果在土壤中含有较大量的有机物,或者石膏含量在百分之二以上,那么就不能用于填土。在施工过程中,需要分层进行填方工程的铺土,然后进行压实,在填筑的时候,最好选用同类的土壤。如果在填筑时,采用的是类型不同的土壤,那么应该将有着较大透水性的土壤放置于下面,将有着较小透水性的土壤放置于上部。尽量需要保证不能混合不同类型的土壤,并且不能够不均一使用,否则就会有水囊形成于填方内。
结语
通过上文的叙述分析我们可以得知,土木工程基础施工并不是一项简单的工作,它是涉及到诸多方面的系统工程,需要综合考虑各个方面的因素,选择最为合适的施工方案和施工方法,保证施工质量,提高土木工程整体工程质量。但是,通过调查发现,目前在土木工程基础施工中还存在着诸多问题,影响到工程施工质量,那么相关技术人员就需要不断努力,总结以往经验,提升自身专业水平,增强综合素质,保证整个土木工程质量。本文主要分析了土木工程基础施工技术要点,希望可以提供一些有价值的参考意见。
参考文献:
[1] 陈洪华. 浅谈土木工程建筑施工技术的实施策略[J]. 科技创新导报. 2008(10)
2.名词对应上存在的问题
二级学科对照完成后,将两边的土木工程名词按学科及英文分列对照。基础研究阶段共收录4516条名词进行对照。此过程中主要存在以下4种情形:(1)英、简、繁可完全对应。两边同一英文名词的简繁体中文名词形式也相同。(2)简繁中文名词不同,或单边对应。即大陆《土木工程名词》中列出的名词具有简体中文和英文形式,但该英文在台湾的词典中并未收录;抑或相反,台湾的词典中名词具有简体中文和英文形式,但大陆《土木工程名词》并未收录。(3)简繁中文名词无法实现对应。海峡两岸对英文一致的专业名词进行翻译时,有可能出现两岸对一词的翻译都仅有一个,但却并不相同的情况。出现这种分歧大部分是因为习惯用法产生的差异[3]。例如“工程施工”(对应台湾“土木施工”)中的“脚手架”(scaffold),在台湾叫“鹰架”,这是两岸建筑界各自多年的习惯用法。(4)中文名词不同,但能部分对应。即两岸定名重叠词。台湾所收取的专业名词存在一词多译现象,而大陆基本是一词一译(大陆在词头上基本采取此原则,将不同译法放在解释行文之始),这就使得英文一致的专业名词的翻译可能存在无法完全对应的情形。例如“approach”,大陆译名为“引桥”(桥梁工程),台湾译名为“引道,引桥”(交通工程)。
3.对分歧名词建议的处理方法
(1)英、简、繁可完全对应,可直接收录,分二级学科按字母顺序平行列出。(2)对于存在分歧的三种情形:简繁中文名词不同或单边对应、简繁中文名词无法实现对应、能部分对应的词条,参照我国科技名词定名工作的基本原则,依据概念对科技名词进行定名。由于概念和知识之间的同一关系,在“概念—术语”之间建立起类似“内容—形式”的偶对关系,可实现对隐性领域知识的显性归类,从而保证单义对应[4]。为确保对照的权威性与说服力,应由两边分别根据现行规范、法律条文、科技文献等权威出版物的给出定义,由此形成对照蓝本[5];在此基础上,组织两岸专家研讨会议,将对照蓝本上需经讨论与统一的词条征求意见并进行修改整理,给出共同推荐名并做说明。4.名词对照的成果应用(1)出版物。定稿的对照蓝本将提交两岸的学会进行校稿,作为行业手册出版使用。(2)查询应用。由于网络平台应用便捷及易于推广,可将两岸土木工程科技名词的对照成果数据库建置于相关网站平台,提供两岸学者及从业者查询使用。闽台建筑资讯网与两岸营建资讯服务GIS平台是福州大学土木工程学院与台湾金门大学、财团法人台湾营建研究院先期开展的两岸营建业合作交流研究项目的成果,其中集成了土木工程科技名词对照模块,并同步名词对照进展不断扩充更新。
引言
通常土木工程的施工中,常见的基础施工内容包括场地的平整、基坑、路基与管沟的开挖、人防工程开挖、地坪、路基等的填土填筑以及基坑回填等,还包括降水、排水、土壁支撑等辅助工程。土木工程施工通常以工程量大、劳动相对繁重、条件复杂著称,而且,在工程施工过程中受气候、水文因素、地质、地下障碍、场地限制等因素的影响很严重,继而加大了施工的难度。因此在土木工程施工前,详细分析各项技术资料(如地形图、工程地质和水文地质勘察资料、地下管道、电缆和地下地上构筑物情况及土方工程施工图等)是必要的功课,反复核对数据并进行现场调查,在施工阶段,还要根据实际的施工条件,制定出技术科学、经济、合理的施工方案,保证工程质量,提高效率。在不断的土木工程施工实践中,人们也发现了传统基础施工技术的问题,因而近几年土木工程施工涌现了不少新技术值得我们研究和应用。
一、土木工程基础施工技术的要求
土木工程的基础施工工艺内容主要包括:开挖、支护、土壁稳定、排水、填土与压实以及基础混凝土灌注等。
基坑的土方开挖是要遵循“分层开挖,先撑后挖”的原则。先合理确定开挖顺序和分层厚度,以防止对地基土的扰动,接下来才能连续施工。开挖过程中,检查控制工作必不可少。在进行地下水位以下挖土时,应采取科学降水措施。在填土压实过程中选择土料石时要注意在碎石或砂土及含水量相同的条件下,可以选用建筑涂料作为与压实要求相同的黏性土,并注意必须压实,填土由高到低进行,由上到下对整个宽度图层分层压实,当天建筑当天压实,必须符合规定压实。
二、土木工程基础施工技术要点
1、基坑基槽上方土开挖技术
施工场地土质,建筑开挖深度,降水排水状况甚至气候条件都会影响土方边坡。在图纸正常的情况下,并且浅基坑挖土深度不超过规定,可以不放坡或加以支撑。但深基坑挖土时,为了保证稳定性通常临时支挡,或采用预制板、双排灌注桩等来挡土,以保证透水挡土支护的稳定性,用悬臂或锚拉式支护结构支撑止水挡土结构。要由上至下开挖,严禁先切除坡脚和在滑坡体上弃土。
挖土时运用机械也有一定要求和技巧。推土机适用于场地清理和平整、开挖深度在1.5m以内的基坑,填平沟坑以及配合铲运机、挖土机工作。通常采用下坡推土法、并列推土法、槽形推土法、多铲集运法、铲刀附加侧板推土法等方法。而铲运机适用于大面积场地平整,开挖大型基坑填筑堤坝和路基。最适宜于开挖含水量不超过27%的松土和普通土。采用环形路线和“8”字形路线。常用下坡铲土法、跨铲法、助铲法等施工方法。
2、土壁稳定的技术要点
在开挖后基坑土壁的稳定性对后续的施工很重要。基坑土壁稳定的要点在于平衡土体内粘结力与摩擦力,一旦失去平衡严重,会导致基坑塌方造成严重事故。因此稳定土壁是要保证放足边坡,按要求留设边坡。土壁支撑方法:横撑、板桩、灌注桩、深层搅拌桩、地下连续墙等。边坡的坡度设计还要基于施工场地的实际情况而定,参考当地土质,施工条件等多因素而定。例如,粘性土的边坡要陡些,明沟排水、人工挖土或机械在坑上边挖土时边坡应平缓些;当基坑附近有主要建筑物时,边坡应取h1.0~h1.5;在工期短,无地下水的情况下,可留设直槽而不放坡时,其开挖深度不得超过下列数值:密实、中密实的砂土和碎石类土(充填物为砂土)为lm;硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土为1.25m;硬粘、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土为1.5m:坚硬的粘土为2m。降低土方量,减少施工面,要在基坑处设置支撑。不良气候如遇雨季不宜对滑坡地段进行挖土,一旦发生危险必须即刻停止挖土,采取应对措施妥善处理。
3、排水技术要点
在土木工程施工中,保持土体干燥最为关键。一般施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。明排水法即用截、疏、抽的方法进行排水。截住水流,疏干积水,并在基坑开挖时,在坑底设置排水沟和集水井,使水流经排水沟进入集水井,即可用水泵抽走。人工降低地下水位法是在基坑开挖前,事先在基坑周围埋填埋滤水管,用水泵从中抽水,始终保持地下水位在坑底以下,直到基础工程施工完毕为止。排水后不仅改善施工条件,又使基坑土体保持干燥状态,防止事故发生。需要注意的是,要在降水前考虑降水是否会影响原有建筑物可能发生的附加沉降、位移,从而引起开裂、倾斜甚至倒塌。所以,事先采取有效的防护措施是很有必要的。
4、填土与压实技术要点
为保证基础施工能满足填土强度及水稳性的要求,必须设计科学合理的填方边坡,并配合使用正确的土料填筑方法。一般填土时不用有机物含量大的土壤、石膏或水溶性硫酸盐含量大于2%的土壤、冻结或液化状态的泥炭、粘土或粉状砂质粘土等,用同类土壤填土填筑最好,填方时应分层铺土压实。如采用不同土壤填筑时,应将透水性较大的土壤置于透水性较小的土层之下。严禁将不同土壤不均匀地混杂在一起使用,以免在填方内形成水囊。
5、混凝土灌注施工技术要点
挖土施工之后将要进行基础混凝土的浇筑,浇筑方法主要是集中搅拌,运用混凝土运送泵或混凝土车运输等。加工钢筋笼时所用的钢筋需要提前在实验室进行多次试验,实验结果可信后还要在施工现场进行外观及质量的检测评价。对于低温焊接钢筋,要在室内操作,完全冷却后再拿出室内。焊接完成后集中下料,用吊车整体吊装运送。灌注过程在清孔一小时内开始,采用导管法,并用剪球法将混凝土封顶灌注。
三、土木工程基础施工技术的创新
传统的土木工程基础施工技术贯穿在整个施工过程中,包括地基基础施工技术、混凝土结构施工技术和钢结构施工技术。然而对于现代建筑提出的更高要求,新型施工技术在土木工程基础施工中具有十分重要的意义,逐渐发展起了新型深基坑支挡技术等众多新的基础施工技术,在桩、桩-锚支挡体系建立和支挡与承重结构一体化等方面取得较大发展。例如还有新型预应力技术,形成了有粘结体预应力体系和无粘结体预应力体系,对工程经济效益有积极影响。未来基础施工技术的经济技术合理性都将得到更大的提升。
总结
土木工程工程量很大,基础施工又必须在其他分部项工程施工之前完成,掌握施工中的基础技术要点至关重要,是降低工程成本、保证工程质量和工期的重要前提。虽然在基础施工过程中还存在着一些问题,如研究的理论还不能完全适用于土木工程实践的需要中,缺少一定的建筑验收标准,管理体系和相关规范还存在漏洞等等,面对这些问题,相关技术人员还要不断努力发展基础施工技术,不断研发新技术并应用到实际土木工程施工中,大量总结以往的经验和教训,从中得到新的启示并予以灵活运用。相信随着工程建设行业的发展,基础施工技术也会不断的完善和成熟,并在不断发展过程中给土木工程基础施工技术带来更多的创新和巨大的进步。
参考文献:
土方边坡应该对边坡留置时间、开挖深度、开挖方式、地区土质、排水降水、坡顶荷载情况等进行分析。如果土质均匀、并且湿度在标准范围内,管沟或基坑地面标高高于当地地下水位、敞露时间短,确定挖土深度后,可以选择不采取支撑和放坡。但是需要注意的是,将开挖深度控制在规定范围内。除此之外,地质情况较好、土质温度和适度适宜,并且管沟或基坑底面的标高比当地地下水位高,不但不能进行支撑加护,还要将开挖深度控制在5米内。永久性边坡挖方,按照标准要求适当放坡。最后一点,山体整体处于稳定状态,临时挖方中边坡使用时间比较长,高度不超过10米,应根据实际情况设计坡度,浅基坑支撑土壁技术一般有:横撑、地下连续墙、板桩、灌注桩和深层搅拌桩等。
1.2预应力技术
土木工程基础施工技术中,可将预应力进行创新,发展成为体外预应力,体外预应力是将预应力筋设置在混凝土的截面外一种预应力,被广泛应用于建筑跨度大、预应力混凝土和特殊结构工程施工中。其施工方法如下:与传统预应力筋截面布置相对应,将体外预应力用在混凝土界面外部,使其形成梁柱结构体系,也就是无粘结体外预应力体系和粘结体外预应力体系两种。前者施工操作较为简便,单根的无粘结筋不会造成大量摩擦损失;后者一般设置在管道外部,预应力摩擦损失小,便于管道铺设控制和后期工程维护。与传统预应力技术相比,体外预应力技术施工方法科学、经济效益高。
1.3深基坑技术
土木工程中的深基坑技术是在建筑地基周边环境中进行支挡措施和加固。随着社会经济与城市化进程的加快,高层建筑在民用建筑中占有绝大部分,并且具有很大的优势发展。深基坑支护包括:土钉墙、地下连续墙、排桩、水泥土墙等。其中,土钉墙具有成本低、施工方便特点,但是深孔应控制15米范围内,对周围环境要求较低,并逐渐成为深基坑主流技术之一;地下连续墙普遍用于深度基坑,有严格环境要求的深基坑土木工程中;支撑工程包括混凝土支撑和钢管支撑两种,布置方式应按照基坑的形状选择圆环式、框架式和角撑式,以及混合方式。在土木工工程施工中,深基坑技术可在一定程度上保证工程地下结构与基坑周围环境安全,即保证了民用建筑工程基础地基质量。
2土木工程基础施工技术要点分析
2.1排水技术要点
在土木工程施工中,土体干燥是施工关键因素,需要做好排水工作是施工的前提保障。施工排水一般分为两种方式:第一种是明排水法,利用疏(疏干积水)、截(截住水流)和抽(水泵抽出引流坑底水)相结合的方法;第二种是人工降低地下水位法,即基坑开挖前,在基坑周围设置滤水管,抽走多余水量,从而使得地下水位在坑底标准下。这种施工技术不但可使基坑土体干燥,还可防治流砂问题,改善施工环境,但仍需注意的是,降水前需要采取一定措施避免建筑物沉降倾斜、倒塌、附加位移、开裂。
2.2填土和压实技术
土木工程应该严格根据现场地质情况,设计填方边坡,并选择适宜填筑方法与涂料,保证填土水稳性与强度。如果土壤中含有大量石膏、有机物,其含量超过2%,不能用于工程填土。如果采用不同土壤填筑类型,应注意土壤透水性分层放置,透水性小土壤应在上方,并注意不可混合使用不同类型、混合不均一的土壤。
2.3稳定土壁
土壁稳定是指平衡土体内的粘结力和摩擦阻力,当土体失去其平衡性,工程就会发生塌方,最终影响施工工期,甚至会影响周围建筑与人身安全。保证土壁稳定性,需要放足边坡,边坡留设一定要符合要求。并且,根据土壤特性、施工条件和地质条件设计边坡坡度大小。例如:如果粘性土质边坡较陡,在进行明沟排水和人工开挖应当适当控制坡度;基坑周围存在主建筑物,应当将边坡比例控制在1∶1.0-1:1.5范围内。
引言:土木工程施工技术事关土木工程的建设质量,也事关社会的整体发展和安全,提高土木工程施工中对技术的运用能力,在实际的土木工程施工中加大技术这一要素的加速和提升作用,从而实现土木工程施工更好、更快、更高质量地完成预期目标,完成土木工程建设对社会和经济进步的总任务。
1 土木工程基础施工技术中对一些关键点的要求
1.1 对基坑土方的开挖的要求
在基坑开挖前应当先确定施工顺序和分层的厚度,然后再进行施工。为避免地基土出现扰动现象,施工时要做到连续施工,切勿中断。在开挖过程中要随时检查,并对地下水位进行观测,如果到达水位以下,就必须采取必要的措施来进行降水处理。
1.2对土方填筑与压实的要求
首先要选用合适的土料进行填筑,有些土料是不适合作为填筑土料的,比如像淤泥、膨胀性土、冻土等,还有土料里若有机物含量(>8%)、硫酸盐含量(>5%)过多,同样不适合做填筑土料。因此选择土料时应当选用一些碎石类、砂土类和符合压实要求的粘土类为主。压实的方法包括振动法、碾压法、夯实法及通过工具进行压实等方法。压实过程中必须注意压实度、土的含水量以及每层铺土厚度。填土应由低到高,由下向上整个宽度分层铺填碾压或夯实。填方应分层进行并尽量采用同类土填筑,应在相对两侧或四周同时进行回填与夯实。当天填筑应在当天压实,填土压实质量应符合规范规定。
1.3 土方施工常用机械的适用范围和施工方法
1.3.1 推土机
推土机开挖的基本作业是铲土、运土和卸土三个工作行程和空载回驶行程。铲土时应根据土质情况,尽量采用最大切土深度在最短距离(6~10m)内完成,以便缩短低速运行时间,然后直接推运到预定地点。(1)适用范围:用于场地清理和平整、开挖深度1.5m以内的基坑,填平沟坑以及配合铲运机挖土机工作。(2)常用施工方法:下坡推土法、并列推土法、槽形推土法、多铲集运法、铲刀附加侧板推土法。
1.3.2 铲运机
铲运机在施工中,由于挖填区的分布情况不同,为了提高生产效率,应根据不同施工条件(工程大小、运距长短、土的性质和地形条件等),选择合理的开行路线和施工方法。适用范围:用于大面积场地平整,开挖大型基坑填筑堤坝和路基。最适宜于开挖含水量不超过27%的松土和普通土。常用施工方法:下坡铲土法、跨铲法、助铲法、交错铲土法。
2 土木工程基础施工的施工技术
土木工程的基础施工过程中较为常见的基坑开挖技术包括浅基坑的开挖技术和深基坑的开挖技术,以下分别对其进行阐述。
2.1 浅基坑的开挖及其支护技术
首先,土方的边坡应以当地的土质、开挖的深度及其方法、边坡的留置时间、坡顶的荷载情况、排水及降水状况以及当地的气候条件等因素为依据进行确定。其次,在土质均匀及湿度正常,基坑或管沟地面的标高高于地下水位,且敞露时间较少时,在挖土深度一定的情况下可不进行放坡和加支撑,但是,开挖深度不可超过相关规定。再次,土质及其湿度适宜,且地质情况相对较好的情况下,当基坑或管沟的底面标高高于地下水位时,开挖深度应不超过5m,且可不加支撑。此外,对于永久性的挖方边坡而言,应根据设计的相关要求进行放坡。最后,在山体整体稳定的情况下,临时挖方的边坡若相对使用时间较长且高度低于10m 时,可以以实际条件设计坡度。浅基坑的土壁支撑技术一般包括灌注桩、板桩、横撑、深层搅拌桩及地下连续墙等。
2.2 深基坑的开挖及其支护技术
在深基坑的开挖过程中,为了保证坑基开挖过程中土壁的稳定性,通常采用临时支挡来确保深基坑土壁的稳定性。对于透水挡土支护结构而言,可采用工字钢桩加横挡板、预制桩、双排灌注桩等进行挡土;对于止水挡土结构而言,主要包括了钢板桩、地下连续墙、化学注浆桩以及深层搅拌水泥土墙等结构;对于支撑部分的结构而言,可采用悬臂、锚拉式支护,或土层锚杆、型钢水平支撑等结构。
3 土木工程基础施工技术要点
3.1 土壁的稳定
土壁稳定的关键在于土体内粘结力与摩擦阻力之间的平衡。如果土体失去此平衡,就会发生塌方,从而影响工程工期,也会给周围的建筑和人造成危害。要保证土壁稳定,应先放足边坡,并且边坡的留设要符合一定的要求。另外,边坡坡度的大小则要依据土壤特性、地质条件和施工的条件和方法等多种因素而定。比如,粘性土质的边坡应陡些,人工或机械挖土、明沟排水时边坡不宜太陡,应平缓些;基坑旁边有主要建筑物的情况下,边坡比例宜在1∶1.0~1∶1.5范围内;无地下水且工期较短,可不放坡而留设直槽,开挖的深度不能超过以下数值:以砂土为填充物的密实、中密实砂土及碎石类土为1m;可塑、硬塑的轻亚粘土和亚粘土为1.25m;以粘性土为填充物的可塑、硬粘粘土及碎石类土为1.5m:坚硬粘土为2m。此外,为了保障土壁的稳定,还应设置支撑,这不仅可以降低土方量、减少施工面,还可以使放坡不受场地限制。在坑槽的边缘应尽量不要堆置大量的材料和土方或者机械设备;在挖好坑槽后应当立即进行地下和基础结构的建造;雨期不宜对滑坡地段进行挖方,应先整治,然后开挖,开挖顺序为由上至下;如果发现有危险或不稳定的情况时,应先进行妥善的处理后,再进行施工。
3.2 排水技术要点
土体干燥是土方施工中最为关键的因素,因此,在施工过程中,排水工作一定要做好。一般而言,施工的排水作业可分为两种:
明排水法,即运用截、抽和疏的排水方法。截指截住水流;抽指开挖基坑时,在坑底留设集水井和排水沟,使水流顺着排水沟汇集到集水井中,之后用水泵将水抽出;疏指疏干积水。
人工降低地下水位法:在开挖基坑之前,在基坑的周围安设足够数量的滤水管,将水抽走,在工程完工之前,保证地下水位始终在坑底之下。保证了坑基土体的干燥,可以有效的防止流砂,并改善施工条件。尽管如此,在降水前,一定要考虑原有的工程建筑物可能产生的附加位移和沉降引起倾斜、开裂、倒塌及地面塌陷。因此,在施工必要时,要采取一定的防护措施。
3.3 填土及压实技术
设计合理的填方边坡,选择合适的土料及填筑方法,可以确保填土的强度和水稳性。土壤中如果有机物含量较大或石膏含量超过2%,则不能作为填土所用。施工时,填方工程宜分层铺土然后压实,若用同类的土壤来填筑效果最好。如采用了不同类型的土壤填筑时,应当把透水性较小的土壤放置于透水性较大的土壤之上。为了避免填方内有水囊形成,严禁将不同类型的土壤混合且不均匀的使用。
4 结语
土石方工程的特点是工程量较大,而且又必须在其他分部分项工程施工之前完成土石方开挖,因此土方工程施工应尽量选用先进的施工机具和合理的施工方法,并力争土方调配平衡,以降低工程成本,保证工程质量和工期。
参考文献:
[1]邓寿昌.土木工程施工[M].科技出版社,2006.
中图分类号:TM553 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)12-0164-01
引言
由于土木工程施工量大、劳动相对繁重,且工程条件复杂,在施工过程中又经常受天气、地质等因素的影响,继而加大了施工的难度。因此,基础施工时保证整体项目工程建设顺利进行的关键,加强对土木工程基础施工技术的研究是降低工程成本、保证工程质量和工期的重要前提。
1、土木工程基础施工技术关键点的要求
1.1 对基坑土方的开挖的要求
在基坑开挖前应当先确定施工顺序和分层的厚度,然后再进行施工。为避免地基土出现扰动现象,施工时要做到连续施工,切勿中断。在开挖过程中要随时检查,并对地下水位进行观测,如果到达水位以下,就必须采取必要的措施来进行降水处理。
1.2 对土方填筑与压实的要求
首先要选用合适的土料进行填筑,有些土料是不适合作为填筑土料的,比如像淤泥、膨胀性土、冻土等,还有土料里若有机物含量(>8%)、硫酸盐含量(>5%)过多,同样不适合做填筑土料。因此选择土料时应当选用一些碎石类、砂土类和符合压实要求的粘土类为主。压实的方法包括振动法、碾压法、夯实法及通过工具进行压实等方法。压实过程中必须注意压实度、土的含水量以及每层铺土厚度。填土应由低到高,由下向上整个宽度分层铺填碾压或夯实。填方应分层进行并尽量采用同类土填筑,应在相对两侧或四周同时进行回填与夯实。当天填筑应在当天压实,填土压实质量应符合规范规定。
1.3 土方施工常用机械的适用范围和施工方法
1.3.1 推土机
推土机开挖的基本作业是铲土、运土和卸土三个工作行程和空载回驶行程。铲土时应根据土质情况,尽量采用最大切土深度在最短距离(6~10m)内完成,以便缩短低速运行时间,然后直接推运到预定地点。(1)适用范围:用于场地清理和平整、开挖深度1.5m以内的基坑,填平沟坑以及配合铲运机挖土机工作。(2)常用施工方法:下坡推土法、并列推土法、槽形推土法、多铲集运法、铲刀附加侧板推土法。
1.3.2 铲运机
铲运机在施工中,由于挖填区的分布情况不同,为了提高生产效率,应根据不同施工条件(工程大小、运距长短、土的性质和地形条件等),选择合理的开行路线和施工方法。适用范围:用于大面积场地平整,开挖大型基坑填筑堤坝和路基。最适宜于开挖含水量不超过27%的松土和普通土。常用施工方法:下坡铲土法、跨铲法、助铲法、交错铲土法。
2、土木工程基础施工的施工技术
土木工程的基础施工过程中较为常见的基坑开挖技术包括浅基坑的开挖技术和深基坑的开挖技术,以下分别对其进行阐述。
2.1 浅基坑的开挖及其支护技术
首先,土方的边坡应以当地的土质、开挖的深度及其方法、边坡的留置时间、坡顶的荷载情况、排水及降水状况以及当地的气候条件等因素为依据进行确定。其次,在土质均匀及湿度正常,基坑或管沟地面的标高高于地下水位,且敞露时间较少时,在挖土深度一定的情况下可不进行放坡和加支撑,但是,开挖深度不可超^相关规定。再次,土质及其湿度适宜,且地质情况相对较好的情况下,当基坑或管沟的底面标高高于地下水位时,开挖深度应不超过5m,且可不加支撑。此外,对于永久性的挖方边坡而言,应根据设计的相关要求进行放坡。最后,在山体整体稳定的情况下,临时挖方的边坡若相对使用时间较长且高度低于10m时,可以以实际条件设计坡度。浅基坑的土壁支撑技术一般包括灌注桩、板桩、横撑、深层搅拌桩及地下连续墙等。
2.2 深基坑的开挖及其支护技术
在深基坑的开挖过程中,为了保证坑基开挖过程中土壁的稳定性,通常采用临时支挡来确保深基坑土壁的稳定性。对于透水挡土支护结构而言,可采用工字钢桩加横挡板、预制桩、双排灌注桩等进行挡土;对于止水挡土结构而言,主要包括了钢板桩、地下连续墙、化学注浆桩以及深层搅拌水泥土墙等结构;对于支撑部分的结构而言,可采用悬臂、锚拉式支护,或土层锚杆、型钢水平支撑等结构。
3、土木工程基础施工技术要点
3.1 土壁的稳定
土壁稳定的关键在于土体内粘结力与摩擦阻力之间的平衡。如果土体失去此平衡,就会发生塌方,从而影响工程工期,也会给周围的建筑和人造成危害。要保证土壁稳定,应先放足边坡,并且边坡的留设要符合一定的要求。另外,边坡坡度的大小则要依据土壤特性、地质条件和施工的条件和方法等多种因素而定。比如,粘性土质的边坡应陡些,人工或机械挖土、明沟排水时边坡不宜太陡,应平缓些;基坑旁边有主要建筑物的情况下,边坡比例宜在1∶1.0~1∶1.5范围内;无地下水且工期较短,可不放坡而留设直槽,开挖的深度不能超过以下数值:以砂土为填充物的密实、中密实砂土及碎石类土为1m;可塑、硬塑的轻亚粘土和亚粘土为1.25m;以粘性土为填充物的可塑、硬粘粘土及碎石类土为1.5m:坚硬粘土为2m。此外,为了保障土壁的稳定,还应设置支撑,这不仅可以降低土方量、减少施工面,还可以使放坡不受场地限制。在坑槽的边缘应尽量不要堆置大量的材料和土方或者机械设备;在挖好坑槽后应当立即进行地下和基础结构的建造;雨期不宜对滑坡地段进行挖方,应先整治,然后开挖,开挖顺序为由上至下;如果发现有危险或不稳定的情况时,应先进行妥善的处理后,再进行施工。
3.2 排水技术要点
土体干燥是土方施工中最为关键的因素,因此,在施工过程中,排水工作一定要做好。一般而言,施工的排水作业可分为两种:
明排水法,即运用截、抽和疏的排水方法。截指截住水流;抽指开挖基坑时,在坑底留设集水井和排水沟,使水流顺着排水沟汇集到集水井中,之后用水泵将水抽出;疏指疏干积水。
人工降低地下水位法:在开挖基坑之前,在基坑的周围安设足够数量的滤水管,将水抽走,在工程完工之前,保证地下水位始终在坑底之下。保证了坑基土体的干燥,可以有效的防止流砂,并改善施工条件。尽管如此,在降水前,一定要考虑原有的工程建筑物可能产生的附加位移和沉降引起倾斜、开裂、倒塌及地面塌陷。因此,在施工必要时,要采取一定的防护措施。
3.3 填土及压实技术
设计合理的填方边坡,选择合适的土料及填筑方法,可以确保填土的强度和水稳性。土壤中如果有机物含量较大或石膏含量超过2%,则不能作为填土所用。施工时,填方工程宜分层铺土然后压实,若用同类的土壤来填筑效果最好。如采用了不同类型的土壤填筑时,应当把透水性较小的土壤放置于透水性较大的土壤之上。为了避免填方内有水囊形成,严禁将不同类型的土壤混合且不均匀的使用。
4、结语
土石方工程的特点是工程量较大,而且又必须在其他分部分项工程施工之前完成土石方开挖,因此土方工程施工应尽量选用先进的施工机具和合理的施工方法,并力争土方调配平衡,以降低工程成本,保证工程质量和工期。
参考文献
一、 引言
当代社会,在经济迅速发展的背景下,人们对生活水平的要求也日益提高,土木工程作为城市发展的重要支撑,成为发展所需的空间和物质的供给源之一。人们对土木工程的要求已经不仅仅徘徊在实用性上,与此同时土木工程的合理性,人性化以及其本身的发展空间和品质直接影响了一个城市的硬件基础和可投资潜力,越来越受到人们的关注。而土木工程的基础建设,正是衡量这些指标的一个重要标准,由此可见土木工程中基础建设的重要性。
本文将结合多年土木工程基础建设经验,从几个方面对现代化城市中的土木工程和工程中基础建设的独特地位进行分析,阐述在土木工程中基础建设的重要性。并且根据土木工程在现实中的进行步骤 ,对每一步中保证基础建设质量给出了切实可行的建议。
二、 土木工程基础建设的重要性
如果我们把一个城市看做一个生命体,那么基础建设就犹如维持生物生存的基本生理系统,交通和通讯是这个生命体的脉络和神经,给排水系统就是为生命体运输营养和排泄废物的消化道和泌尿系统,电力则是当人不让的提供动力的血液循环系统。这样的比喻在业内得到大家的广泛认同。而这几大方面都要倚仗土木工程为其提供物质载体,可以说,土木工程就是城市这个庞大的生命体的血肉骨架,承载了所有的系统组织和器官,为城市的生机勃到了重大的贡献。基础建设,就是每一项土木工程的生理系统,对一项工程是否能够有效运转提供了重要基础。
基础建设在土木工程的重要性具体体现在以下几个方面:
1. “想要富,先修路”
可见,基础建设可以有效的带动一个城市乃至国家的经济发展,并且也能有效的体现该地区的经济现状和发展潜力。根据现有的经验,一个地区的物质富足程度与基础建设的完备程度往往成正比。基础建设的完备可以为人民的生活提供便利的条件,这往往是社会经济和文化进步的一个表现。具体到每一项土木工程,基础建设的质量和合理性体现了该项目是否能够达到人们居住和使用的要求,以及是否能够为增强该城市发展潜力做贡献。基础建设优秀的土木工程累积起来就能够创造整个城市和地区的高品质的基础建设,为城市发展提供了坚实的支持力。
2. 基础建设是衡量现代化的有效指标
现代化的程度是由先进的生产力所标志的,而当代的生产力必定是由电气化产业和科技产业带动的。而这些产业都必定要由基础建设支持,由此可见,基础建设对生产力发展起到了积极的支持作用。可以说,想要提高城市的现代化水平,就要从提高基础建设水平入手,打好基础,逐步提高,使土木工程中的基础建设真正为国民经济发展的重要保障。
3. 基础建设提高了社会的福利效应
基础建设不是为了某一个个人或者某一单独的利益团体所建设的,而是为了惠及整个社会,不会为了给一部分人提供服务就影响另外一部分人享受福利,可以在最大程度上增大受益者群体。这样的准公共物品性质,可以提高整个城市乃至国家的国民生活质量。可见,基础建设,对社会福利发展和提高人民生活幸福度具有十分突出和特别的作用,应当是一个城市或地区乃至国家建设的重中之重。而在每项土木工程中,基础建设正是使这项工程的福利效应得到了大幅的提高。
除此之外,土木工程中的基础建设具有经济带动作用。因为基础建设涉及到的关联产业多,例如建材业,原材料业等等施工相关产业,以及后期采购中所关系到的多个产业。而且基础建设往往规模较大,需求量较多,可以带动多项产业共同发展。并且其为劳动密集性建设,可以带动其他产业的产量和剩余劳动力,为社会提供了就业机会。这也是从另外一个角度体现了土木工程中的基础建设的社会福利性。
三、 进行土木工程建设的基础建设的注意事项
1. 在设计方面应重点突出,统筹兼顾
在一项土木工程的设计中,应有意识的将基础建设设计作为工作中的重点之一来进行规划。在对周边环境有良好的考察的基础上,要使基础建设的布局和施工要求根据周边环境做出尽量详尽切实的计划,并且能够在与周围相融合的基础上发挥其自身的特色作用,保证提高整个土木工程的实用性和协调性。另外,一个优秀的设计要在设计中从施工材料和方法以及达到的效果上体现对环境、意境和使用者的效益的关心和周到。一项真正优秀的工程必须要兼顾实用性,美观性,合理性和可发展性等等各个方面,这是在基础建设的设计要特别注意的。
2. 在资金预算和使用方面,要做到预算合理,分配科学
在工程的规划和设计的过程中,经费预算是一个必备的项目。基础工程作为一项重要的建设部分,其预算也必定会成为经费支出运算的一部分。在这项预算中,应根据实际情况和设计中所限定的材料和方法做系统,真实的运算,既不能偷工减料减少支出而留下安全隐患,也不能一味的铺张浪费充场面。要做到,朴实,得当,合理,科学。另外需要特别注意的是,基础建设要在设计和预算中考虑到使用抗磨损的材料,以免在高频率的使用中形成庞大的维护费用。
3. 在施工过程中,要严格按照规范操作
一些开发商为节约开支或减短施工周期,而偷工减料或者在基础建设环节草草了事,不尊重原本的设计方案。使土木工程在施工过程走了样,失去了基础建设优势,严重破坏了一项工程的整体设计思路,影响了其实用性和效用性,使基础建设品质严重下降。这种投机取巧,目光短浅的行为必须要在施工中杜绝,这就要求必须要对开发商作出明确的要求,禁止其对设计的任意篡改。
4. 成立专业机构,进行实时监管
为保障基础建设的质量应成立由土木工程和基础建设的专业人士组成的专门的监管机构,从设计、预算到施工以及后期审核等各个环节全程有专人负责,进行实时的监督和知道。首先,在设计阶段就要着重的对方案中的基础建设进行可行性和实用性评估,并且对方案中不合理的地方及时进行纠正。另外,在施工过程中,要有一定的标准,从施工质量,是否尊重原设计,是否适当使用材料,合理分配资金,杜绝中饱私囊和偷工减料等行为,保证工程施工的规范性。最后,要在施工结束后对施工质量和效果进行检查评估,如发现在使用中可能存在任何隐患,要积极进行讨论,研究改良方案或对使用中应注意的事项给出合理化建议。
四、 总结
通过上述的分析可以得出基础建设在现代化土木工程建设中起到十分重要的作用,不仅仅是一项土木工程是否成功的一个衡量指标,甚至已然成为一个城市、地区乃至国家的发展水平的一项重要的标志,并且为社会提供了有效的社会福利。总之,土木工程中的基础建设已近在不经意间渗透到了人们的生活中,方便人们的生活,惠及整个社会。因此在土木工程的建设过程中必须从设计到完工,层层把关,确保基础建设质量,为土木工程锦上添花。相信在相关工作者的不断努力下,土木工程中基础建设会取得长足的发展。
参考文献:
[1]张馨,袁星侯 论公共基础设施投资多元化[J] 厦门大学学报哲学社会科学版 2000
课程建设和教材编写定位应符合学院的培养目标。独立学院的培养目标是服务地方、服务基层,培养为地方经济服务的应用型人才。一般而言,课程内容设置和教材内容改革应该针对学院的培养目标,保证够用、适用、好用。力学课程对于工科学生,特别是土木工程专业的学生,是很重要的专业基础课程。土木工程专业的学生在大学期间学习的力学课程有理论力学、材料力学、结构力学、流体力学、土力学、弹性力学等。基础力学课程则包括理论力学和材料力学课程。因此,文章的讨论主要针对理论力学和材料力学这两门基础力学的课程内容改革和教材编写定位进行讨论。理论力学[2]和材料力学[3]是土木工程专业学生必修的基础力学课程,通过课程的学习,构筑工程技术力学知识基础,建立物体运动与受力状态的关系,掌握质点、质点系和刚体的平衡,机械运动及动力学问题的基本规律及其研究方法,使学生明确杆件强度、刚度和稳定性问题的基本概念,掌握构件的基本变形及其应力应变的求解方法。通过力学课程的学习,使学生掌握相应的理论知识,并具有比较熟练的力学计算能力,培养学生的力学素质和定性、定量分析能力,以及分析解决某些实际工程问题中的力学问题能力。通过力学实验课程,掌握测定金属材料性质的基本知识、基本技能和基本方法,了解实验应力的基本概念并初步掌握验证材料力学理论公式的方法,培养学生初步的实验能力,为学生学习相关专业课程及进行结构设计奠定良好基础。通过力学课程的学习,为一系列后续专业课程,如钢筋混凝土结构、钢结构、建筑施工等课程打下必要的基础,也可为学生在今后工作中解决所碰到的力学问题提供理论依据。因此,独立学院的学生,必须掌握基础力学的基本知识和基本概念。2010年,土木工程专业指导委员会就土木工程专业中各知识点的需求和各个知识点的学时建议,颁布了《高等学校土木工程本科指导性专业规范》[4],对力学系列课程知识点的需求提出了指导性的意见。但是,该规范所给出的只是对本科院校土木工程专业所需知识点的最低需求,并没有明确各类高校的最低知识点的理论深度及其应用要求。遵照规范建议,结合独立学院的教学实际,基础力学课程建设和教材建设的定位应为“紧扣最新规范,体现区域特色,强调工程实践,服务人才培养”。在课程建设和教材建设中,教学内容的设置和教材内容的改革都应该符合规范中对各门课程的基本要求,紧密结合独立学院应用型人才培养目标,理论上高于高职学院,实践上强于重点本科母体学校。力学课程教学内容和教材内容应在保证理论知识体系的基础上,加入力学知识在实际中应用的工程实例,以便学生在掌握力学理论课程的同时,了解力学在工程中的实际应用,同时培养学生应用力学知识和原理解决工程实际中的力学问题的能力,以使学生在今后专业课程学习和工作中,力学知识够用,并且会用。在教学内容设置和教材内容的改革中,还应该加入最新科技发展的新知识,以培养学生的创新能力。
二、基础力学课程内容和教材编写内容选取
【基金项目】安徽省重大教学改革研究项目(2013zdjy088);安徽理工大学重大教学改革研究项目(2013zdxm19);安徽省质量工程项目―精品视频公开课(2012gkk023)。
【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章号】2095-3089(2016)35-0203-02
《基础工程》是土力学课程的后续课程,是土木工程专业必修的一门专业课程,其主要内容为地基基础设计理论和施工方法,具有很强的理论性、专业性、实践性和应用性。随着我国土木工程发展和国家对土木工程应用人才的需要,很有必要对该课程传统教学进行改革。如何在有限的学时里,达到理想的教学效果,对教师和学生都有一定难度,给教学工作提出了挑战。
我校土木工程专业源于学校1945年建校时创办的矿井建设专业,1955年开始招收本科生。经过70余年的建设和发展,土木工程专业现设有岩土与地下工程、矿山建设工程、道路与桥梁工程、建筑工程等4个专业方向,成为安徽省本科教改示范专业和“教育部第一类特色专业”建设点,拥有土木工程博士后科研流动站,土木工程一级学科博士、硕士授予权。
结合我校结合土木工程专业设置特点,在前期教学改革成果的基础上,遵循学科发展规律,以优化授课内容,改善教学方法,丰富教学手段,加强实践环节等为切入点,尝试对《基础工程》课程进行教学改革,取得了很好的教学效果。
1.精选课程教材,优化授课内容
科学地组织教学内容是提高教学质量的关键环节。选择一本合适的教材,对于教师和学生来说都至关重要,往往可以使教学达到事半功倍的效果。目前,关于《基础工程》课程的教材非常多,但主要内容基本上都大同小异。莫海鸿等编著的《基础工程》(第3版)》(“十二五”普通高等教育本科规划教材,中国建筑工业出版社),赵明华主编的《基础工程》(第2版)》(普通高等教育“十一五”国家级规划教材,高等教育出版社),周景星等编著《基础工程》(第3版)》(普通高等教育土建学科专业“十一五”规划教材,清华大学出版社)等,都是非常优秀的教材。
根据教学大纲和课时安排,结合土木工程专业下设专业方向的不同,对上述《基础工程》相关教材内容进行科学编排、删减、调整、补充,并在教学过程中不断更新教学内容,既重视基础理论和知识的阐述,又注意反映我国目前工程实践的新成就,给学生介绍基础工程方面的新进展、新技术和新工艺,并与最新的勘察、设计和施工等规范或规程等保持一致,力求将知识的传授与能力的培养相结合。
即便是同一授课内容,在给不同专业方向讲授的侧重点也有差别,不能一概而论。例如,我们在给岩土与地下工程专业方向讲授《基础工程》时,将浅基础、连续基础和桩基础的设计理论与施工过程等列为授课重点内容,并结合《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)、《建筑地基基础工程施工规范》(GB51004-2015)和《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)等相关内容进行详细讲述,把相关规范融入到与教学内容之中。而对地基处理、基坑工程等内容则可以进行简要的讲述,由于该专业方向后续将会开设相应的专门课程。
通过优化授课内容,保持教学内容的基础性与先进性有机结合,不仅可激发学生的学习兴趣,同时还可以引导学生正确认识自己所学专业方向的特色,在教学实践中取得了很好的教学效果。
2.改善教学方法,增强授课效果
采用合理的教学方法是提高教学质量的重要手段。土木工程专业需要学生具有较强动手能力和独立思考能力,灌输式或填鸭式教学方法既不利于工程能力的培养,又不利于创新意识培养,更容易扼杀了学生的个性发展。《基础工程》课程传统的教学模式通常是以教师讲授为主,学生则是被动接受知识。
启发式教学是以启发学生的思维为核心,采用多种教学方法充分调动学生的学习积极性,促使学生主动学习的一种教学思想。启发式教学是近年来我国本科教育一直提倡的教学方法,实际上这种教学方法在很多教育发达国家已经十分普及,逐渐替代灌注式教学而成为一种比较成功的教学方法。
讲授《基础工程》课程时,教师可以根据授课内容提出相关的启发性问题,有的问题可以让学生在课堂上简单思考后及时回答,有的问题则可以留给学生在课后查阅相关的资料文献,自行寻求答案。这样不仅可以提高学生对《基础工程》课程学习的兴趣和积极性,而且培养了学生独立思考和创造性思维的能力,提高了解决问题的能力,这对学生今后进行生产实践无疑是帮助较大的。
例如,讲解浅基础时,因选择基础埋置深度受很多因素的制约,可列举具体的工程案例,让学生了解不同情况下如何确定基础埋置深度。又如,讲解桩基础时,针对桩基设计中如何选择桩基的类型,可以作为思考问题提出,让学生课后分组讨论,根据各组讨论得到结果和设计理由,最后由教师进行点评。这种启发式与讨论式相结合的教学方法,培养了学生思维能力和团队协作能力,能够充分调动学生的积极性,让学生在讨论中不断加深对《基础工程》课程的认识。
另外,建立具体工程应用案例库,把教学内容的讲解融于具体工程背景之中,这样不仅可以加深学生对基本原理、基本概念和计算方法的掌握,而且把所学到的基础工程知识与前面所学土力学等课程知识紧密结合起来,达到了传授知识、激发兴趣、启迪创新的综合教学效果。
3.丰富教学手段,提高授课效率
选择先进的教学手段是提高授课效果的重要途径。为培养“宽口径”的“大土木”应用型人才,很多高校在对土木工程专业教学计划调整时通常会增设一些课程,并提高实践教学环节的学时数所占份额,这样势必造成原有专业课程学时的减少。目前,我校土木工程专业的《基础工程》理论教学仅为32学时,如何在较少的学时内完成所需讲授的内容,并保证学生得以消化吸收,对教师和学生都有一定难度,对教学工作提出了挑战。
为解决课时量不足而授课内容多的矛盾,教学中要不断探索板书与多媒体相结合的教学方式。采用多媒体教学无疑是一种提高授课效率和教学效果的有效方法。因多媒体教学图文并茂,具有直观、生动、形象等优点,可以将原本枯燥乏味的理论教学变得生动和丰富多彩,给学生以深刻的感官认识,激发学生的学习热情。
教学过程中防止一味追求采用多媒体教学,摒弃板书演绎。若完全依赖多媒体进行教学,就很容易把授课内容变成走马观花式的放映,会使学生的注意力分散,造成视觉疲劳。因此,多媒体教学要结构明晰、重点突出、简明扼要。对一些重要理论和公式的推导,要应以板书为主进行讲解,便于学生紧跟教学思路,能记下关键内容,方便理解。
对于一些利于多媒体展示的内容,可以通过多媒体图片甚至视频等展示给学生以形象直观的概念。例如,讲授浅基础的类型时,可将独立基础、条形基础、筏形基础等不同浅基础类型通过多媒体将图片呈现出来;讲述桩基础施工内容时,可放映一些关于桩基施工的动画或现场视频,这样可以激发学生的兴趣,加深印象,使学生能很好地将理论与实际联系起来,达到良好的教学效果。
4.加强实践环节,延伸课堂教学
实践教学是对课堂理论教学的一种有效延伸方式。土木工程专业本科生要求具有独立完成一般基础设计的能力。通常是采取开设基础工程课程设计作为其实践教学环节。短短1周的基础工程课程设计作为实践训练显然难以满足要求,对提高学生的实践设计能力帮助有限。由于学生实践不足,理论容易脱离实际,难以将知识灵活运用到工程中,设计结果不能满足工程需要。例如:进行桩基设计时,很多学生不懂把地质资料与设计相结合,设计结果不会考虑现场施工方案的可行性和合理性,绘制的施工图不符合规范要求。
基础工程课程设计中,要以实际具体工程为背景优选设计题目,提供给学生的设计资料要尽量完备,使设计内容及步骤应与实际工程设计相符,让学生熟悉设计理论和过程,要求学生采用手工计算和软件计算验证相结合,并使用CAD绘制施工图,提高学生计算机操作能力,方便以后能够很快地适应生产工作。对课程设计中出现的错误和共性问题,教师及时进行纠正和指导。
因此,为提高学生的实践设计能力,仅仅靠传授理论知识是远远不够的,课程设置时应尽量多安排一些有助于提高学生实践能力的教学环节,尽可能多地接触工程实际,把学生带到工地进行现场实地教学,加深学生对基础的认识和理解。需要建立校外实习基地和建设校内实习基地相结合,给教师和学生提供良好的工程实践场所。为此,我校专门建设土木工程专业实训中心,建有浅基础、桩基础、桩基静载试验、基坑支护、矿井巷道、桥梁隧道、房屋建筑等工程模型,在《基础工程》课程中可让学生进行参观,增强工程认识,提高教学质量。同时,鼓励和指导学生参与大学生创新基金项目,或参加教师的一些科研项目或工程现场,将所学的《基础工程》知识点融入到项目,更好地理论联系实际,激发学生的学习兴趣和实际动力能力。
通过课程教学改革实践,进一步激发了学生的学习兴趣,教学效果得到了明显提高,达到了课程的教学目标要求。不仅促进了学生由基础理论知识向工程实践能力的转化,而且促进了教学团队素质和教学管理水平的提高。无论在课堂教学还是实践教学中,教师的自身素质和学术水平在很大程度上决定了课程的教学效果,教师的理论储备和实践能力直接影响培养学生的质量。教师具备了较高的理论水平和科研实力以及丰富的工程经验,不仅能讲授基础理论方面的知识,而且能够结合科研实际和工程实践中存在的问题。随着土木工程的发展和科技的进步,基础工程⒒岢鱿中碌睦砺邸⒓际鹾臀侍猓教师应不断学习,与时俱进。以学生为本,贴近教学的实际,努力培养出适应经济和社会发展需求的工程科技人创新型人才。
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