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關鍵詞:技術;要點;特點;
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
前言:建筑工程項目中基礎工程的施工關系著整個工程的質量,對工程的質量起著決定性的作用,所以對基礎工程施工中存在的問題進行科學合理的解決是非常必要的。
一、土木工程基礎施工技術要求分析
(一)基坑土方的開挖
進行基坑的開挖時應遵循如下原則:“分層開挖,先撐后挖”,先進行開挖順序以及分層厚度的確定,然后進行連續施工,以防地基土出現擾動現象。整個開挖過程都必須認真進行檢查,進行地下水位以下的挖土施工應進行科學降水。
(二)土方填筑及其壓實
在進行土料的選用過程中應注意如下問題:一是碎石類、砂土及其含水量同壓實要求相符的黏性土可選為填筑土料。二是淤泥,膨脹性土,凍土及有機含量超過8%、含硫酸鹽超過5%的土等不能當作填筑土。壓實的方法包括振動法、碾壓法、夯實法及通過工具進行壓實等方法。壓實過程中必須注意壓實功、土的含水量及每層鋪土厚度。填土應由低到高,由下向上整個寬度分層鋪填碾壓或夯實。填方要分層實施并盡可能使用同類土進行填筑。要在相對的兩邊或者周圍一起進行回填和夯實。并且當天的填筑要在當天進行壓實。而且要保證填土壓實的質量符合規范的要求。
二、土木工程基礎施工技術特點分析
(一)復雜性分析
我國工程地質條件非常復雜,淤泥質土、濕陷性黃土、凍土、溶巖地質等廣泛分布。同時我國地震頻發,地基基礎的影響是非常大的。如此復雜的地質條件加大了地基基礎工程的勘察設計處理以及工程施工的難度。
(二)嚴重性分析
從某種程度上講,建設工程一旦建成投入使用,地基基礎出現質量事故問題往往是無法彌補的,它所帶來的損失遠遠大于地基基礎工程建設所要投入的成本。地基基礎工程一旦出現質量問題,往往會引起地基失穩。建設工程整體結構的破壞,這是建設工程致命性、毀滅性的重大質量事故,直接危及人們的生命和財產安全。由于地基基礎承受上部建筑實體的全部荷載,因此一旦出現局部損壞,其損壞程度擴散很快,而事故的發生又往往是突發性的,加劇了其危害性和嚴重性。
(三)隱蔽性分析
從主體結構本身復雜的工序銜接來看,房屋建筑地基及基礎工程施工后一道工序都在不同程度上覆蓋前一道工序,工序質量具有明顯的隱蔽性,這就是加強隱蔽工程的檢查驗收的原因所在。
(四)多發性分析
在過去的一段時間內,由于地基基礎設計或施工不當等原因導致的房裂屋倒現象時有發生造成了嚴重的損失。
(五)困難性分析
由于地基基礎工程是地下工程,具有隱蔽性,事故處理的施工操作困難性較大。另外,地基基礎承擔了上部荷載,如果發生質量問題,采取措施進行必然會影響到建筑物上部結構的性能因此它的處理是非常困難的。
三、 土木工程基礎施工技術
土木工程的施工過程中較為常見的基坑開挖技術包括淺基坑的開挖技術和深基坑的開挖技術,以下分別對其進行闡述。
(一) 淺基坑的開挖及其支護技術
1、土方的邊坡應以當地的土質、開挖的深度及其方法、邊坡的留置時間、坡頂的荷載情況、排水及降水狀況以及當地的氣候條件等因素為依據進行確定。
2、在土質均勻及濕度正常,基坑或管溝地面的標高高于地下水位,且敞露時間較少時,在挖土深度一定的情況下可不進行放坡和加支撐,但是,開挖深度不可超過相關規定。再次,土質及其濕度適宜,且地質情況相對較好的情況下,當基坑或管溝的底面標高高于地下水位時,開挖深度應不超過5m,且可不加支撐。
3、對于永久性的挖方邊坡而言,應根據設計的相關要求進行放坡。最后,在山體整體穩定的情況下,臨時挖方的邊坡若相對使用時間較長且高度低于10m 時,可以以實際條件設計坡度。淺基坑的土壁支撐技術一般包括灌注樁、板樁、橫撐、深層攪拌樁及地下連續墻等。
(二) 深基坑的開挖及其支護技術
在深基坑的開挖過程中,為了保證坑基開挖過程中土壁的穩定性,通常采用臨時支擋來確保深基坑土壁的穩定性。對于透水擋土支護結構而言,可采用工字鋼樁加橫擋板、預制樁、雙排灌注樁等進行擋土;對于止水擋土結構而言,主要包括了鋼板樁、地下連續墻、化學注漿樁以及深層攪拌水泥土墻等結構;對于支撐部分的結構而言,可采用懸臂、錨拉式支護,或土層錨桿、型鋼水平支撐等結構。
四、 土木工程基礎施工技術要點
(一)土壁的穩定
土壁穩定的關鍵在于土體內粘結力與摩擦阻力之間的平衡。如果土體失去此平衡,就會發生塌方,從而影響工程工期,也會給周圍的建筑和人造成危害。要保證土壁穩定,應先放足邊坡,并且邊坡的留設要符合一定的要求。另外,邊坡坡度的大小則要依據土壤特性、地質條件和施工的條件和方法等多種因素而定。比如,粘性土質的邊坡應陡些,人工或機械挖土、明溝排水時邊坡不宜太陡,應平緩些;基坑旁邊有主要建筑物的情況下,邊坡比例宜在1∶1.0~1∶1.5 范圍內;無地下水且工期較短,可不放坡而留設直槽時,開挖的深度不能超過以下數值:以砂土為填充物的密實、中密實砂土及碎石類土為1m;可塑、硬塑的輕亞粘土和亞粘土為1.25m;以粘性土為填充物的可塑、硬粘粘土及碎石類土為1.5m:堅硬粘土為2m。此外,為了土壁的穩定,還應設置支撐,不僅可以降低土方量、減少施工面,還可以使放坡不受場地限制。在坑槽的邊緣應盡量不要堆置大量的材料和土方或者機械設備;在挖好坑槽后應當立即進行地下和基礎結構的建造;雨期不宜對滑坡地段進行挖方,應先整治,然后開挖,開挖順序為由上至下;如果有危險不穩定的情況時,應先進行妥善的處理。
(二)排水技術要點
土體干燥是土方施工中最為關鍵的因素,因此,在施工過程中,排水工作一定要做好。一般而言,施工的排水可分為兩種:明排水法,即運用截、抽和疏的排水方法。截,截住水流;抽,開挖基坑時,在坑底留設集水井和排水溝,使水流順著排水溝匯集到集水井中,之后用水泵將水抽出;疏,疏干積水。人工降低地下水位法:在開挖基坑之前,在基坑的周圍安設足夠數量的濾水管,將水抽走,在工程完工之前,保證地下水位始終在坑底之下。保證了坑基土體的干燥,可以有效的防止流砂,并改善施工條件。盡管如此,在降水前,一定要考慮原有的工程建筑物可能產生的附加位移和沉降引起傾斜、開裂、倒塌及地面塌陷。因此,在施工必要時,要采取一定的防護措施。
(三) 填土及壓實技術
設計合理的填方邊坡,選擇合適的土料及填筑方法,可以確保填土的強度和水穩性。土壤中如果有機物含量較大或石膏含量超過2%,則不能作為填土所用。施工時,填方工程宜分層鋪土然后壓實,若用同類的土壤來填筑最好。如采用了不同類型的土壤填筑時,應當把透水性較小的土壤放置于透水性較大的土壤之上。為了避免填方內有水囊形成,嚴禁將不同類型的土壤混合且不均一的使用。
(四) 基坑監測技術
基坑監測技術是為了防止基坑施工發生意外,確保安全,一般分為以下幾方面:
1、基坑邊坡變形觀測,了解基坑支護的變化狀態,以監測數據為依據,結合開挖的地質情況,對支護參數進行適當調整,確保工程的安全性。如果發現基坑支護存在異常情況,則應該采用支撐或者回填等方法,提高基坑邊坡的安全系數。
2、監測的內容除了量測基層位移情況和觀察地表開裂的位置和列寬,還要對基坑的滲水情況和漏水情況變化進行觀察。
3、布置監測點,選擇在基坑支護變化最大的地段,或者局部地質條件不利的地段。
4、監測技術的施工內容有以下幾個方面:以施工單位為主體,量測基坑的位移,如果基坑支護工程已竣工,則由建設單位負責測量,將測量點布置在基坑支護的施工圖紙上;在支護的施工期間,保持每天監測一次的密度,在完成基坑開挖或者基坑變形穩定后,再適當減少監測的次數;雨水季節的監測和支護安全水害來源的監測,要查明滲水的原因,譬如生產排水、生活排水、管道滲水、貯水池、化糞池滲漏水等,以便及時采取排水措施;在施工開挖期間,加強基坑頂部側面位移和開挖深度比值的觀察,及時分析原因,為提出適當支護方法和加固措施提供基本條件。
總之,對土木工程中基礎施工技術進行科學的研究,能夠在很大程度上保證施工的進度和施工的質量,實現企業的經濟效益和社會效益。
參考文獻:
[1] 肖淼. 土木工程基礎施工技術要點芻議 [J]. 江西建材 .2014(4).
關鍵詞:理論力學 獨立學院 土木工程專業 教學改革
一、獨立學院學生的特點
獨立學院學生群體相對于一、二本高校學生而言,有明顯特點:接觸面廣泛,思維比較活躍,價值取向多元化;技能特長優勢明顯,但綜合發展不夠均衡;缺乏自信心和恒心,缺乏主動性和壓力感;不獨立思考,依賴性強;基礎知識薄弱;有較強的求學欲望,但學習毅力與刻苦精神不夠持久;有較強的組織紀律觀念,但缺乏持久的自我約束性。
針對上述特點,相應地在課程教學內容和方式上,應該區別于普通高校的教學模式,有必要進行具有針對性的改革。
二、力學教指委對土木工程專業理論力學的要求
國家力學教學指導委員會分別按理論力學與材料力學組、結構力學與彈性力學組、流體力學與水力學組制定了對力學課程的基本要求,其中理論力學按照A類(機械、土木、航空航天等專業)、B類、C類分別適用不同專業。
對于A類專業,明確了課程的性質和任務;確定了基本內容分為基礎和專題兩部分,對基礎部分,要求著重對三大塊內容(靜力學,運動學和動力學)進行了詳細說明,對專題部分,要求對剛體定點轉動等作詳細說明;提出應使學生在建模能力,分析能力和自學能力方面得到提高;強調應加強實踐性教學環節;建議在教學中采用多種教學媒體、根據難易不同進行分層教學;建議基礎64學時,專題16學時。
三、理論力學在整個土木工程專業力學體系中的作用
理論力學研究物體的機械運動(含靜止)及物體間相互機械作用的一般規律,是整個土木工程力學體系的基礎,是學習其它力學課程及技術課程的前提。工程專業一般都需要接觸機械運動問題,大都需要運用理論力學基本理論加其它專門知識來解決,學好理論力學是為解決工程問題打下基礎;理論力學研究力學中最普遍,最基本的問題,許多工程專業的課程,如材料力學,結構力學,震動原理等都要以理論力學為基礎,故理論力學是學習后續系列力學等課程的重要基礎。
四、理論力學與大學物理、微積分的整合
大學物理在課程內容和基本要求上,與理論力學有很多相似之處。大學物理的內容包括普通物理基本知識,經典物理力學,熱學,電磁學,波動學與光學和近代量子物理學。對比理論力學與大學物理的教學內容,可以發現,理論力學在本質上是大學物理更深層次的拓展和研究。在很多方面,理論力學都是在大學物理的基礎上深入談論問題。所以,理論力學和大學物理在本質上屬于基礎和深入拓展的關系,特別是經典力學方面的重點內容,兩者都有涉及,但深度和教學要求有所不同。
理論力學和微積分的依存也很緊密,理論力學在定律的推導、問題的計算等方面幾乎全部依靠微積分的相關知識。微積分主導的微分思想和解決問題的方法在理論力學的計算方面得到了充分的體現。微積分在教學過程中,也利用了理論力學中的某些具體工程問題來引出計算思想和數學定理,這些具體問題有助學生更好地理解數學定理的含義。
所以,理論力學的教學大綱應充分考慮大學物理及微積分的相關內容和思想。學學物理,是為學習理論力學鋪墊基礎知識;而學習微積分,是為解決理論力學問題尋找到了一個強有力的運算工具。三者緊密結合,互相滲透,成為整個土木工程專業教學體系中的重要一環。
五、理論力學課堂教學形式改革
考慮到獨立學院的生源因素和人才培養目標,在滿足理論力學教學基本要求的情況下,課堂教學形式改革應該從以下幾個方面進行:簡化計算、削減公式的推導過程,著重使學生理解公式的思想和物理意義;積極調節課堂氣氛;注重布置作業的效果;加強實踐教學環節。作為全國獨立學院的典型,我校土木工程專業在理論力學的教學上,已經做了些改革研究和實踐。
1.作業布置不同。理論力學的課后作業題量比較小,但是針對性非常強,在所針對的內容上,作業沒有重復的地方,每道題目都切中要害,這一改革深受學生的歡迎。所以,理論力學的作業幾乎沒有少交遲交的情況,質量也是非常不錯。由于題目量少,時間又比較充裕,所以學生有足夠的時間回顧本周的學習內容,并且為了作業的正確率,有不少學生主動去圖書館尋找相關輔導書進行課后輔導,這在其他課程中是很少見的。
2.在課程考評方面,充分考慮了學生的具體情況,提出在期中和期末考試中,如果學生對自己的成績不甚滿意,可以申請補考,專門為要求補考的學生安排一次考試,最終成績會綜合兩次考試成績給出。從學生的反映來看,這個舉措深得人心。一方面,緩解了學生的考試壓力;另一方面,也可以全面深入地了解學生對于本課程的掌握情況,可謂一舉兩得。這個辦法,可以借鑒到其它課程中去。
3.最為重要的一點是理論力學課程在課題教學上提出了一個創舉。每周三節課的教學中,最后的一節課都會安排學生作報告,報告形式都是以PPT為主,報告內容必須與本課程或者本專業相關,同學可以自由發揮,或介紹建筑,或講解專業知識。從一學期的經歷來看,該舉措充分調動了學生的積極性,各種報告內容層出不群,既令人啟發,又愉悅人心。每當一個學生做完報告,老師都會對其做些許點評,不乏連珠妙語、畫龍點睛。這個改革,深得同學們的喜愛,既促進學生對本專業的認識,又調動了學生學習本課程的積極性。同時,通過做報告的形式,提高了學生收集整理資料、制作PPT、交流演講能力,也提高了學生的自信心,符合CDIO人才培養目標。
六、結語
本校的理論力學課程改革從細節出發,深入了解學生的需求,同時加強師生互動,在教學形式及內容上堅持以學生為本,以教學大綱為依據,在具體內容上推陳出新。同時,從學生的反映來看,也普遍認為這些改革恰到好處。學生是教學的對象,是課程教學的根本,只有學生發自內心地喜愛這門課程,積極主動地學習這門課程,課程教學才能順利地進行下去。理論力學課程改革就是充分考慮了學生的感受,才取得不錯的成效,進而提高學生的知識、能力和素質,為社會輸送應用型人才。
參考文獻:
[1]曾琳.注重獨立學院學生特點提高大學英語教學效果[J].黑龍江科技信息,2009,(15).
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[3]教育部高等學校力學教學指導委員會.理工科非力學專業力學基礎課程教學基本要求[M].北京:高等教育出版社,2008.
[4]浙江大學城市學院物理教學組.浙江大學城市學院物理課程教學大綱(內部資料).2008.
【關鍵詞】土木工程 施工技術 灌注樁施工
中圖分類號: TU74 文獻標識碼: A 文章編號:
隨著經濟和科學技術的發展,新材料、新結構不斷出現,大規模、技術復雜的土木工程結構也越來越多,新的施工技術也隨之而發展。土木工程是一種綜合性的改造自然的重要技術,土木工程施工技術是人類的生產生活基本的生存保障和生產需要。隨著經濟的發展和人類社會的進步,土木工程已經演變為成為復雜的多分支學科,包括道路、橋梁、工民建筑、水利、鐵路、港口等工程在內的多種學科,從而需要新的技術來適應各個方面的發展及衍生。
一、存在的問題
1、理論研究還不能適應工程建設的需要,由于施工控制涉及多個學科領域,特別是非線性分析、反饋分析、最優控制、系統識別、材性分析等,目前既有一般性基礎理論的研究,又有應用性理論的研究,但缺乏系統的集成和有價值的應用。
2、缺少驗收標準和規范。一些領域對施工控制缺乏概念和思維方式,更無標準可言。也有一些領域有一般性的標準,但對大多的創造第一的工程仍缺少足夠的科研準備。對于施工控制的標準如何提出,不僅涉及到長期發展問題,也涉及到一個可操作性的問題。但有一點就是要對沒有經驗借鑒的工程必須全面貫徹施工控制,避免出現重大決策的錯誤。
3、管理體制的問題。主要存在的問題是多頭管理,管理責任不能落實,缺乏對施工控制的高度重視,對特大型工程前期研究不夠,對工程的解剖不夠細致。要想解決這類問題,唯一的辦法就是實現設計、施工總承包的管理思想,使管理責任明確并得到落實。強調施工單位應采取主動控制,使責、權、利能夠達到系統的統一。
二、土木工程施工技術研究
1、軟土地基施工與石方爆破施工
軟土地基施工特點: 往往不能滿足承載力和變形能力的要求,施工時如果采取措施不當,往往會發生路基或建筑物地基失穩或嚴重下沉,造成建筑物破壞或不能正常使用,需要進行加固;加固方法: 換土墊層法、強夯法、振沖法、砂樁擠密法、深層攪拌法、堆載預壓法、化學法等;土石方爆破施工: 適用環境:開挖時遇到巖石,施工現場地下障礙物的清除、舊建筑物和構筑物的拆除;施工的工序: 打孔放藥、引爆、排渣; 特點: 施工費用低、效率高、有震動和粉塵危害,對舊建筑物、構筑物的拆除,還可以采用靜力破碎等配合施工工藝,是拆除在低震動、低粉塵、無公害的情況下進行。
2、鉆孔灌注樁施工技術
鉆孔灌注樁基礎是當前高層建筑施工普遍采用的一種方式,它由相關建筑設計人員進行設計,但由于圖紙設計中很少將相對應的施工器材詳細明確,因此施工方經常會根據自己的觀念來進行選擇。多數施工企業為了節省資金成本采用渦錐鉆來進行工程樁鉆孔。但此機械是以個體單機作為單位,對設計圖紙上要求的工藝指標做不到完美體現。故經常造成樁的承載力無法達到最優,使得諸多問題樁產生,且無法對工作過程中的污水、爛泥進行及時處理,影響作業環境,造成施工進度緩慢。
(1)干作業成孔灌注樁施工技術干作業成孔灌注樁是利用成孔機具,在地下水位以上的土層中成樁的工藝,適用于黏土、粉土、填土、中等密實以上的砂土、風化巖層等土質。目前常采用螺旋鉆機成孔,它是利用動力旋轉鉆桿,使鉆頭的螺旋葉片旋轉削土體,土塊沿螺旋葉片上升排出孔外。(2)泥漿護壁成孔灌注樁施工技術泥漿護壁成孔灌注樁是利用原土自然造漿或人工造漿護壁,并通過泥漿循環將被切削的土渣排除而成孔,再吊放鋼筋籠,水下灌注混凝土成樁,它不論在地下水位高或低的土層皆適用。
3、沉井基礎施工
沉井是由刃腳、井筒、內隔墻等組成的呈圓形或矩形的筒狀鋼筋混凝土結構,多用于重型設備基礎、橋墩、水泵站、取水結構、超高層建筑物的基礎等,施工過程: 施工時首先制作井筒,然后在井筒內挖土,使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端為刃腳,形狀如刀刃,在沉井下沉過程中使沉井切入土中。沉井的外壁為井筒,在下沉過程中起擋土作用,同時靠其自重可以克服筒壁與土之間的摩阻力和刃腳底部的土阻力,使沉井能在自重作用下逐步下沉。
4、新型預應力技術
體外預應力作為后張預應力體系的重要分支之一,是預應力施工技術的發展和創新,是近年來的熱點。顧名思義,體外預應力是指預應力筋布置在混凝土截面外的預應力,與傳統的布置于構件截面內的預應力筋,所提供的有粘結或者無粘結預應力相對應。體外預應力現階段主要應用在特種結構、預應力混凝土橋梁和大跨度建筑工程結構中,形成了兩種主要體系。體系一是有粘結體外預應力體系,優點是預應力摩擦損失小,因為孔道管在結構體外,容易檢查和控制管道的鋪設質量及其水密性;體系二是無粘結體外預應力體系,優點是可采用單根張拉工藝,易于操作,且單根無粘結筋的摩擦損失極小。體外預應力相對于傳統預應力體系有很多優點,對工程經濟效益有積極影響。
三、土木工程施工技術發展的新趨勢
當今土木工程施工的基本原則是經濟效益最大化、生態效益最大化、質量效益最大化,因此現代土木工程施工技術的難度不斷增大,建筑規模不斷增大,因此土木工程施工術呈現出科技化、自動化、生態化的新趨勢。
1、土木工程施工技術發展的科技化趨勢
由于現代的土木工程施工要求經濟效益最大化,因此工程造價是左右工程技術發展的重要參數之一。工程造價推動土木工程施工技術必須采用新的高科技技術滿足日益增長的生產需要,利用科技推動施工過程的的自動化、機械化和智能化等發展,用以降低不必要的人工費、機械費等,使工程施工技術在科技的推動下多層次滲透,將科學技術作為第一生產力, 提高土建工程施工效率。
2、土木工程施工技術發展的自動化趨勢
自動化是現代建筑業的發展方向,它力圖把互換性和流水線引人到建筑活動,以標準化、工廠化的成套技術改造建筑業的傳統生產方式。從建筑構件到外部腳手架等都可以由工業生產完成,標準化的實施帶來建筑的高效率,為我國今后的建筑施工技術的統一化提供了可能。
3、土木工程施工技術發展的生態化趨勢
土木工程施工技術是人類改造和利用大自然的重要方法,隨著社會對自然環境的關注程度日益提高和社會生態化的需要,施工過程中生態化已經成為各行各業的共同趨勢,土木工程施工技術也不例外。在施工過程中注重環境保護和能源節約是未來長時間內土木工程施工技術發展的重要趨勢。土木工程施工技術要充分利用節能環保的建筑材料,要防止工程施工過程中產生的污染環境和對環境不利的事件發生,盡可能選用低污染、低能耗的建筑材料和技術設備,力求建筑與環境與自然和諧共存。
四、結束語
總的說來,土木工程施工技術在近幾十年雖然有了飛速發展,但是土木工程施工至今仍以手工操作、半機械作業為主的綜合大工程,勞動效率大大低于其他產業部門,還屬于勞動力密集型的產業。土木工程的安全性要求高,人們的生命和財產安全都被聯系著,所以施工技術至關重要。這就要求新的施工技術不僅要滿足當前土木工程建設需要而與之配套的施工技術,還要向高效率、無公害、高質量、機械化、智能化、高技術含量、信息化的方向發展。
【參考文獻】
[1]段樹金主編. 土木工程概論. 北京: 中國鐵道出版社, 2005.
[2]湖南大學等四院校合編. 土木工程施工. 北京: 中國建筑工業出版社, 2002.
【關鍵詞】土木工程;施工;技術;問題
中圖分類號:TU7文獻標識碼: A
前言
土木工程的英文是Civil Engineering ,直譯是民用工程,它是建造各種工程的統稱。它既指建設的對象,即建造在地上,地下,水中的工程設施,也指應用的材料設備和進行的勘測,設計施工,保養,維修等專業技術。
一、土木工程施工技術的特點 隨著經濟和科學技術的發展,新材料、新結構不斷出現,大規模、技術復雜的土木工程結構也越來越多,施工技術也相應隨之不斷發展。我國正處在經濟高速發展時期,工程建設數量多,規模大,促進了我國施工技術的發展。由于土木工程的特點,決定了其生產組織與一般的工廠生產組織不同,每項工程都需要根據工程性質和特點,單獨進行施工組織,施工組織是否科學合理直接影響到工程項目的成敗,一般來說,土木工程施工具有如下特點:固定性和流動性:流動性包括施工隊伍的流動和在同一工程上工人在作業空間上的流動;多樣性和單件性:工程各不相同,完全一樣的工程幾乎沒有龐大性和協作性、綜合性:需要建設、設計、施工、監理、材料供應商等多家不同單位配合協作完成;復雜性和易受干擾性:技術、管理復雜,易受氣候、周圍環境等外界因素干擾;投資大、生產周期長。
二、工程中的建筑結構
建筑工程就是興建房屋規劃,勘測,設計,施工的總稱。
房屋建筑一般包括十個部分:(1)埋在地下的基礎和地下室(2)承載外力并把力傳到基礎的柱子,樓板,梁,框架墻,屋蓋及支撐體系(3)四周的餓維護結構和中間的隔墻(4)房屋內外的裝飾(5)控制環境的供暖,通風,空氣調節,照明,防火隔聲等系統(6)樓梯間,電梯或自動扶梯等垂直傳輸系統(7)閉路電視,電話,計算機網絡等通訊體系(8)電力系統(9)衛生設備和給水排水系統(10)垃圾處理系統。
Pier Luigi Nervy說過:建筑結構說穿了,不過就是受力體的反力與內部應力如何與外力達到平衡。建筑首先要解決,也是必須要解決的問題就是受力的問題。我們把解決這個問題的學科稱為建筑力學。建筑力學有可以分為:靜力學,材料力學和結構力學三大力學體系。建筑力學是討論和研究建筑結構及構件在荷載和其他因素影響的工作狀況,也就是建筑的強度,剛度,穩定性。在載荷作用下,承受載荷和傳遞載荷的建筑結構和構件會引起周圍的物體對它們的作用,同時物件本身受載荷作用而產生變形,并且存在著破壞的可能性,但是結構本身就具有一定的抵抗變形和破壞的能力,而結構的承載能力的大小是與構件的材料,截面的幾何尺寸,受力性質,工作條件和構造情況有關。而這些關系都可以由力學關系式通過計算而得以解決。
三、土木工程施工技術研究
1.軟土地基施工與石方爆破施工 軟土地基施工特點:往往不能滿足承載力和變形能力的要求,施工時如果采取措施不當,往往會發生路基或建筑物地基失穩或嚴重下沉,造成建筑物破壞或不能正常使用,需要進行加固,加固方法:換土墊層法、強夯法、振沖法、砂樁擠密法、深層攪拌法、堆載預壓法、化學法等;土石方爆破施工:適用環境:開挖時遇到巖石,施工現場地下障礙物的清除、舊建筑物和構筑物的拆除,施工的工序:打孔放藥、引爆、排渣;特點:施工費用低、效率高、有震動和粉塵危害,對舊建筑物、構筑物的拆除,還可以采用靜力破碎等配合施工工藝,是拆除在低震動、低粉塵、無公害的情況下進行。
2.灌注樁施工與墩式基礎施工 (1)灌注樁施工是在施工現場的樁位處用機械或人工成孔,然后在孔內放入鋼筋籠、澆筑混凝土(或者直接澆筑混凝土)而成的一種施工方法。成孔工藝:干作業成孔、泥漿護壁成孔、套管成孔、人工成孔、爆擴成孔等。其特點:能適應地層的變化、施工時振動小、噪聲低、工藝要求較高、施工后混凝土需要養護且不能立即承受荷載。 (2)墩式基礎是在人工或機械成孔的大直徑孔中澆筑混凝土(或者放鋼筋籠、澆筑混凝土)而成的大直徑基礎。目前,我國多用人工挖孔,故又稱為大直徑人工挖孔樁。墩式基礎特點:端部直接支撐在巖石或堅硬土層上,樁的強度和剛度都很大,有較大的承載能力。
3.沉井基礎施工 沉井是由刃腳、井筒、內隔墻等組成的呈圓形或矩形的筒狀鋼筋混凝土結構,多用于重型設備基礎、橋墩、水泵站、取水結構、超高層建筑物的基礎等,施工過程:施工時首先制作井筒,然后在井筒內挖土,使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端為刃腳,形狀如刀刃,在沉井下沉過程中使沉井切入土中。沉井的外壁為井筒,在下沉過程中起擋土作用,同時靠其自重可以克服筒壁與土之間的摩阻力和刃腳底部的土阻力,使沉井能在自重作用下逐步下沉。
4.預應力混凝土工程施工 預應力混凝土結構的截面小、剛度大、抗裂性和耐久性好,能充分發揮鋼材和混凝土各自的性能,在土木工程中得到了廣泛的應用。其施工具體方法主要分為以下三種:
(1)先張法施工:先張拉預應力鋼筋,然后再澆筑混凝土構件的一種施工方法主要施工過程是在澆筑混凝土構件之前,張拉預應力鋼筋并將其臨時錨固在臺座或鋼模上,然后澆筑混凝土構件,待混凝土到達一定強度、混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結力后,放松預應力鋼筋,借助混凝土與預應力鋼筋之間的粘結,使混凝土產生預壓應力。
(2)后張法施工:是先制作混凝土構件后張拉預應力鋼筋的一種施工方法,要施工過程:先制作混凝土構件并預留孔道,待混凝土達到一定強度后,將預應力鋼筋傳入孔道,利用張拉機具張拉預應力鋼筋,然后用錨具將預應力鋼筋錨固在構件端部,最后進行孔道灌漿。
(3)粘結預應力施工:是在后張法基礎上發展起來,要施工過程:采用表面有涂料、外面包有塑料套管的預應力筋,鋪設在模板內,然后澆筑混凝土,待混凝土到達設計要求的強度后,再進行預應力筋的張拉、錨固。
四、結束語
總之,土木工程施工技術在近幾十年雖然有了飛速發展,但是土木工程施工至今仍以手工操作、半機械作業為主,勞動效率大大低于其他產業部門,還屬于勞動力密集型的產業,現代土木工程施工技術的發展方向,除了要有滿足當前土木工程建設需要而與之配套的施工技術,還要向高效率、無公害、高質量、機械化、智能化、高技術含量、信息化的方向發展。
參考文獻:
關鍵詞:土木工程 施工技術 研究
前言
土木工程是建造各類工程設施的科學技術的總稱,它既指工程建設的對象,即建在地上、地下、水中的各種工程設施,也指所應用的材料,設備和所進行的勘測設計、施工、保養、維修等技術,土木工程對對國民經濟建設和人民生活具有重要影響,人類的一切活動都離不開土木工程。工業.農業.交通.通訊.教育等各項事業,都離不開土木工程。如工廠、礦井、鐵路、公路、橋梁、商店、住宅、醫院、學校、農田水利等工程建設,統稱基本建設,都是土木工程的“用武之地”。是一門不斷發展的學科,土木工程的進步不僅為人類生產生活提供了最基本的物質保障,而且大大地推進了相關科學和技術的進步。而土木工程施工是以各工種工程(如基礎工程、砌筑工程、鋼筋工程、模板工程、混凝土工程、結構安裝工程、防水工程、裝飾工程等)的施工技術為研究對象,研究主要工種工程的施工工藝和施工方法,以保證能夠選擇適合具體施工對象的施工方案和制定保證質量,安全的技術組織措施。
1、土木工程施工技術的特點
隨著經濟和科學技術的發展,新材料、新結構不斷出現,大規模技術復雜的土木工程結構也越來越多,施工技術也相應隨之不斷發展。我國正處在經濟高速發展時期,工程建設數量多,規模大。促進了我國施工技術的發展。由于土木工程的特點,決定了其生產組織與一般的工廠生產組織不同,每項工程都需要根據工程性質和特點,單獨進行施工組織,施工組織是否科學合理直接影響到工程項目的成敗,一般來說,土木工程施工具有如下特點:固定性和流動性:流動性包括施工隊伍的流動和在同一工程上工人在作業空間上的流動;多樣性和單件性:工程各不相同,完全一樣的工程幾乎沒有龐大性和協作性。綜合性:需要建設.設計、施工、監理、材料供應商等多家不同單位配合協作完成;復雜性和易受干擾性:技術、管理復雜,易受氣候,周圍環境等外界因素干擾;投資大、生產周期長。
2、傳統的施工技術分析與研究
土木工程傳統的施工技術貫穿在工程的建設中,方法也隨著結構形式、材料、地基基礎、外界環境的不同而變化。下面主要針對地基基礎的施工、混凝土結構施工和鋼結構施工進行介紹。
地基基礎施工。樁基礎施工是地基基礎施工的最主要方法,在設計時分為兩類極限狀態設計,分別是承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。按承載性狀劃分,基樁有兩種類型,即摩擦型樁和端承型樁,摩擦型樁又分為摩擦型樁和端承摩擦樁,端承樁又分為端承樁和摩擦端承樁。摩擦樁在承載能力極限狀態下,樁頂豎向荷載是由樁側摩阻承受,端阻力可以忽略;端承摩擦樁在極限狀態下,樁頂豎向荷載則是由樁側阻力承受主要部分。端承樁在極限狀態下,樁頂豎向荷載由樁端阻力承受,樁側阻力可以忽略不計;摩擦端承樁則是由樁端阻力承受大部分的豎向荷載。按照成樁方法分類,還有非擠土樁、擠土樁和部分擠土樁三種,制作基樁的材料也不是單一的,主要分為木樁、混凝土樁、鋼樁等,不同類型和不同材料樁的施工方案和適宜的基礎亦有所不同。
混凝土結構的施工。按照施工中澆制混凝土的地點分為預制法和現澆法。預制法是在別處而非施工現場澆筑混凝土,預制混凝土以其低廉的成本、出色的性能,并嚴格按照施工順序進行。現澆法則是在施工現場支模澆筑混凝土,是大多數建筑物采用的方式,應用更早更廣泛。預應力混凝土施工中,根據張拉預應力筋的順序還分為先張法和后張法。
鋼結構的施工。鋼結構施工的主要工作室構件的吊裝,在施工前要切實做好準備工作,包括場地清理、道路修筑、基礎準備、構件運輸、檢查裝備等。鋼構件運送先后順序要按照施工順序進行,構件運到現場后,應盡量存放在起吊位置,并用足夠支承面的木枕墊底。吊裝前應該核準構件標號、位置。并清除表面,摩擦面要保持干燥清潔。考慮到鋼構件工程的特殊性,可能會在施工過程中用到氧氣、乙炔焊接工具,所以要準備滅火器謹防發生火災。
3、新型的施工技術分析與研究
施工技術無論是在設計階段還是在施工階段,都具有非常重要的作用,往往決定設計者設計思想的實現與否。就施工本身而言,任何一個工程項目,其施工過程都受到地質條件、材料性能、荷載條件、現場條件、資源狀況和氣候條件的限制。要想發展新型的施工技術,必須從這些限制方面著手,突破制約,實現優化。下面僅針對深基坑支擋技術新發展和新型預應力技術兩方面進行探討。
(一)深基坑支檔技術發展。由于高層建筑的發展、抗震與人防的需要和地下空間利用的需求,再加上大型深埋設備基礎的施工,深基坑支擋問題越來越多。在這些需求和障礙的促進下,深基坑支擋技術在下面兩個方面得到了較大的發展,實現是施工技術的革新。1.樁、樁-錨支擋體系。對于開挖深度大、坑壁土質差的情況。通常采用灌注樁-預應力錨桿體系。引進的套管水沖法成錨工藝適用于地下水位上下的各種類型的土層,但效率不盡人意。2.支擋與承重結構一體化。施工速度得到提高,投資效果得到加強,資源得到節約,得到良好的技術經濟效益。另外,鉆孔灌注樁施工中更加先進的施工工藝-旋挖已經投入使用,使成孔質量得到保證,減小認為不確定因素對施工質量的影響。
(二)新型的預應力技術。體外預應力作為后張預應力體系的重要分支之一,是預應力施工技術的發展和革新,是近年來的熱點。體外預應力現階段主要應用在特種結構、預應力混凝土橋梁和大跨度建筑工程結構中,形成了兩種主要體系。體系一是有粘結體外預應力體系,優點是預應力摩擦損失小,因為孔道管在結構體外,容易檢查和控制管道的鋪設質量及其水密性;體系二是無粘結體外預應力體系,優點是可采用單根張拉工藝,易于操作,且單根無粘結筋的摩擦損失極小。體外預應力相對與傳統預應力體系有很多優點,對工程經濟效益有積極影響。
結語:
總之,土木工程施工技術在近幾十年雖然有了飛速發展,但是土木工程施工至今仍以手工操作,半機械作業為主,勞動效率大大低于其他產業部門,還屬于勞動力密集型的產業,現代土木工程施工技術的發展方向,除了要有滿足當前土木工程建設需要而與之配套的施工技術,還要向高效率、無公害、高質量、機械化、信息化、高技術含量的方向發展。
參考文獻
[1] 段樹金主編,土木工程概論.北京:中國鐵道出版社,2005
關鍵詞:卓越工程培養;橋梁工程施工;本科教學;課程改革
作者簡介:王海良(1966-),男,河北定州人,天津城市建設學院土木工程學院,教授;趙瑞斌(1964-),男,河南中牟人,天津城市建設學院土木工程學院,教授。(天津 300384)
基金項目:本文系2012年天津城市建設學院教育教學改革與研究項目“道路橋梁工程施工組織與概論課程建設”(項目編號:JG-1182)、“結構實驗課程實踐教學改革研究”(項目編號:JG-1180)、2012年天津市普通高等學校本科教學質量與教學改革研究計劃項目“道路橋梁施工技術”課程建設(項目編號:C05-0810)、“土建類專業實施卓越工程師教育培養計劃的探索與實踐”(項目編號:B01-0810)、“土木工程品牌專業建設的改革與實施”(項目編號:C03-0810)的研究成果。
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)34-0090-01
“橋梁工程施工”課程具有信息量大、與其他專業基礎課聯系密切、實踐性、工程背景較強、對教師要求更高、內容更抽象等特點,[1]該課程的教學質量對土木工程專業下橋梁工程方向及道路橋梁及渡河工程專業學生的培養質量至關重要。針對該課程的特點,結合國家卓越工程師計劃的推進、落實,對該課程教學模式、教學方法進行探索和改革,對提升學生實踐能力、工程素質,培養高素質的工程技術人才,具有重要的現實意義和長遠價值。
一、“橋梁工程施工”課程現狀
天津城市建設學院土木工程學院設置土木工程專業課程教學大綱時,在土木工程專業橋梁工程方向上設置有“橋梁工程施工”限選課,在后期建設的“道橋及渡河工程”專業教學大綱中將其列為必選課,共24學時,原教學大綱中規定此課程僅設置理論教學內容,未設置實踐教學環節。
選修該課程的學生主要為大四學生,開課時間在每年秋季,即大四第一學期,選修該課程的學生已完成如“材料力學”、“結構力學”、“建筑材料”、“混凝土結構設計原理”等基礎課和專業基礎課及“基礎工程”、“橋梁工程”等專業課,已具備一定的專業基礎知識和專業知識,但對結構構造、施工工藝等涉及實踐性非常強的內容十分欠缺,也沒有建立非常強的規范意識,且不能很好的將已學的基礎知識、專業基礎知識、專業知識貫通、聯系在一起。
在日常教學中,學生對該課程的學習表現出了較強的積極性,但由于學生存在以上知識缺陷,導致學生對“橋梁工程施工”課程教學內容掌握不牢,存在似懂非懂的現象,背景資料發生變化后不知用何種已學知識解答、解決,對現場實際問題不知如何簡化,缺乏現場應用的靈活性,解決現場問題的能力不夠強,沒有遵守規范的概念,而國家、行業、地方規范是工程界應嚴格遵守的“法律”,這些不足將影響其今后工作的質量,對我國交通建設也將埋下重大隱患。[2,3]
二、課程教學探索、改革的思路及做法
分析“橋梁工程施工”課程教學效果不佳的主要原因不難發現,在日常教學中理論教學內容偏多、實踐教學環節缺乏,影響了學生的實踐能力和工程素質的提高。對于沒有相關從業經驗的在校學生,教師如何通過實例介紹、動手操作、多媒體教學等直觀性更強的教學方法和教學模式,將基礎知識、專業基礎知識、專業知識貫穿、聯系在一起,將其中的原理更簡練的介紹給學生,是一個值得深入探討的問題。下面將對課題組已開展的課程教學方法加以介紹,意在起到拋磚引玉的作用。
1.加大實踐教學環節內容
在日常教學中增加實踐教學環節,使實踐教學環節內容增加4學時,即將理論學時壓縮到20學時,使實踐教學環節的教學內容占到總學時的15%以上。增加的實踐教學環節的內容為張拉千斤頂工作原理及標定,先張、后張法混凝土結構施工原理兩部分,每部分實踐教學環節占2學時。
選擇增加這兩部分實踐教學內容基于以下考慮:土木工程學院結構實驗中心具有張拉千斤頂、壓力試驗機等開展張拉千斤頂工作原理及標定實踐教學所需要的設備;學校結合卓越計劃培養構建了先張、后張施工臺座和反力架等;此部分內容在橋梁工程施工中經常用到,可以說現在絕大部分橋梁工程會用到預應力結構;此部分內容比較抽象,對于沒有接觸過現場的學生來說,掌握好此部分內容比較困難。
在此部分實踐教學中,學生可將張拉千斤頂拆除后組裝,使學生更加直觀的掌握張拉千斤頂的內部構造,了解張拉油表讀數和張拉力之間的關系,理解在標定千斤頂時為何應是千斤頂頂試驗機,而不是試驗機壓千斤頂,以及張拉千斤頂校驗系數為何會是大于1等知識。
在先張法施工中,需要對端部部分鋼束套上PVC管,以便將此部分鋼束和混凝土隔開,使其喪失粘結力,以減小放張時預應力產生的梁體端部負彎矩,防止放張時在預應力和梁體自重作用下梁體端部上側開裂,此稱為“絕緣”。在以往單純依靠理論教學時,學生總是和電工學中的絕緣聯系,掌握效果不好,通過學生在先張法臺座上自己親身操作,再由指導教師對著實物講解,學生可更加牢固掌握此知識點。在先張法、后張法施工內容教學中,先通過理論教學,然后再開展實際操作、測試等實踐環節教學,再由教師結合理論教學內容、學生實踐操作中存在的問題,加強學生對此部分內容的理解,使其知識由理論、實踐再到理論的升華,使其真正掌握預應力施工的原理,以便能在今后工作中活學活用。
2.加大課程網站建設
首先,“橋梁工程施工”內容相當豐富,不同結構類型的橋梁施工方法不同,同種結構形式的橋梁所處場地情況、施工單位所具有的臨時結構情況不同,施工方法也不相同,由于課程學時限制,將所有類型橋梁施工方法全部介紹清楚是不現實的;其次,隨著計算手段提高、施工設備能力增強、新材料的出現等,國內外新型施工方法不斷出現,在規定學時內無法完全介紹。而在校學生掌握國內外最新的橋梁工程施工進展,對于其今后的發展是必要的。另外,每年國內外橋梁工程結構由于各種原因,都會出現病害,甚至在使用過程發生垮塌事故,這些病害和垮塌事故往往和施工有很大關系,分析其病害、垮塌原因對防止今后類似事故的發生、確保交通運輸的健康發展具有重要意義。
由于課程特點,在進行課程多媒體教學時需要很多圖片、現場實際資料,由于時間限制,學生在課堂上對圖片、現場實際資料觀看時間不會太長,導致學生掌握效果不佳。
結合“橋梁工程施工”課程的以上特點,應建立課程網站,在網站上保留課堂教學中的圖片、現場資料,學生在課下也可瀏覽課堂理論教學內容;在網站上設置課堂以外的知識拓展區,主要介紹國內外重大橋梁工程的施工特點、進展,使學生掌握國內外此領域的最新進展;設置橋梁工程病害、事故討論專區,介紹國內外橋梁工程病害、事故情況,探討產生病害、事故的原因,研討避免此類事故的措施,使學生在瀏覽、探討過程中逐步提升其實踐能力、工程素質。結合主講教師主持、參與的實際工程介紹,在起到以上效果的同時,還可提升學生的自豪感,激發學生的學習興趣。
3.編制適合本科教學的教材
目前,我國有大量有關橋梁工程施工的出版物,這些出版物有的屬于某種類型橋梁施工的介紹,有的內容過多、過深,基本上面向橋梁工程師,這些出版物雖然可作為本科學生的課外拓展資料,但作為本科學生的教材不是很合適,國內還沒有適合本科教學的“橋梁工程施工“課程教材,大多以教師編寫的課程講義替代。[4]
筆者以為,適應本科教學的橋梁工程施工教材內容應深入淺出,重在原理的介紹,理論和實踐應能兼顧,編寫教材的教師應具有深厚的理論知識和豐富的一線實踐背景,編寫過程中應積極征求一線施工單位技術人員的意見,應適當加大實例的介紹。
三、結語
天津城市建設學院土木工程學科是天津市“十二五”一級重點學科,土木工程專業被列入天津市“十二五”卓越工程師培養計劃。卓越工程師培養計劃對所有單位都是全新內容,沒有經驗可以借鑒,“橋梁工程施工”課程是天津城市建設學院土木工程專業橋梁方向、道橋與渡河工程專業實踐性較強的專業課程,開展該課程的教學方法、教學模式的探討、研究,對將天津城市建設學院卓越工程師培養計劃的落實是必要的。
卓越工程師培養的核心是實踐能力和工程素質的培養,該工作的落實、執行是一個非常復雜的系統工程,涉及培養模式、課程設置、師資、課程教學方法、評價體系等多方面內容,本文只是針對“橋梁工程施工”課程特點,結合卓越工程師培養計劃落實開展了課程教學方法、教學模式的探討,意在起到拋磚引玉的作用。
筆者承擔該課程教學工作以來,一直在探索課程的教學方法改革,并在日常教學中應用,從近年用人單位反映及與學生日常交流情況來看,起到了一定的效果,但仍然存在諸多不足,相信通過全體教師的努力,從一點一滴做起,真正重視課程教學方法、教學模式的改革和落實,學生培養質量一定會有更大的提升。
參考文獻:
[1]王海良,董鵬,楊新磊,等.卓越工程師培養計劃下“橋梁工程施工”課程建設思考[J].中國電力教育,2011,(23):115-116.
[2]徐洪濤,等.我國近年來橋梁事故發生的原因及教訓[J].中國安全科學學報,2007,(11):90-95.
基于校企合作、產學融合共同培養應用型人才理念,充分發揮企業優勢和資源,提升企業參與人才培養廣度和深度,文章以地方性高校溫州大學土木工程專業人才培養為例,從校企共同搭建校企合作平臺、制定人才培養方案、創新課堂教學模式、開展專業實習和畢業設計指導等人才培養全過程詳細介紹校企共同培養應用型人才的探索實踐,為同類地方性高校基于校企共同培養應用型人才提供借鑒。
關鍵詞:土木工程專業;校企合作;人才培養;課堂教學;專業實習;畢業設計
中圖分類號:TU-4 文獻標志碼:A 文章編號:
10052909(2016)06006103
《國家中長期教育改革和發展規劃綱領》(2010―2020年)明確倡導政府主導、行業指導、企業參與的應用型人才培養模式,鼓勵校企合作、產學融合,實現校企共同培養模式。通過校企合作,一方面可直接接軌行業標準,培養服務于行業企業要求的高素質應用型人才,讓企業提前介入人才培養,從人才培養方案制定、課程體系建設、畢業設計輔導、專業實習指導等讓學生提前熟悉工作環境、接觸工程實踐,縮短學校教育與實際崗位需求差距;另一方面主要基于現階段地方性高校“雙師型”隊伍缺乏,教師(尤其是青年教師)工程實踐能力較弱,缺乏實踐經驗的現狀,充分利用企業資源開展應用型人才培養,提升人才培養質量。溫州大學土木工程專業前身為1984年成立的工民建專業(專科),2004年開始招收本科,2006年以“優秀”的成績通過浙江省新專業驗收,并成為校級重點建設專業,2009年評為浙江省重點專業,2014年評為浙江省特色專業。作為地方性高校應用型專業,服務和依托地方企業,積極開展產學深度融合的人才培養模式,充分學習和借鑒兄弟院校成功經驗[1-6],經多年探索實踐,在人才培養方案制定、課程體系建設、畢業設計輔導、專業實習指導等方面展開全方位的
應用型人才校企培養模式探索和實踐,積極擴大企業參與深度和廣度,有效提升了人才培養質量。
一、領導機構
土木工程專業前身為1984年成立的工民建專業(專科),迄今30多年,畢業生超過2 000人并廣泛分布于溫州乃至浙南地區的建筑管理部門、建設單位及生產一線企業。學院充分利用廣大校友資源,同時積極與溫州建設集團、溫州設計集團等建筑業龍頭企業組建溫州大學建筑工程學院校企合作理事會,統籌與指導校企合作、人才培養和專業建設全過程。理事會由行業企業協會專家、知名校友、知名企業專家、技術骨干及骨干教師組成,涉及建筑業管理部門、建設單位、設計、施工、監理、概預算、監測等土木工程各領域專業專家,理事會從專業人才需求調研、人才培養方案制定、課程體系構建、核心課程開發建設、課程標準制定、實訓項目開發、學生實習實訓指導、畢業生答辯考核、學生就業推薦、畢業生跟蹤調研及人才培養方案修訂與完善等全過程參與專業建設。
二、人才培養方案
充分依托校友和校企合作平臺,通過咨詢座談、現場走訪、問卷調查與資料研讀等多種途徑深入行業企業進行調研,在專業定位、培養目標和培養標準的制定上,在課程體系、核心課程、課程內容乃至專業課程課時的設置上,在畢業設計內容、設計參數選擇、成果要求及校企雙方職責的確定上,專業實習的形式、內容、校企雙方職責、成果要求的設定上等涉及人才培養方案、培養框架制定的全過程,始終堅持產學對接、企業高度介入,梳理土建類專業人才的知識、能力與素質要求。在2012級人才培養方案制定時,為適應卓越工程師培養模式,充分聽取企業意見和建議,構建了基于“3+1”模式的卓越工程師人才培養方案,增設實踐教學環節和實踐學時。2014級人才培養方案制定時,進一步根據學生就業方向及用人單位對不同崗位知識能力的要求,按照分層分類思想,培養方案中設置“工程設計類”和“工程建設類”兩大類別,不同類別設置不同的課程體系和課程內容。
三、課堂教學
首先依托校企合作平臺構建“三位一體”課堂教學模式。“三位”是指課程理論、課程案例和課程實踐三個教學單元,“一體”指將課程案例和課程實踐貫穿于課程理論教學中,通過現場參觀、現場學習、視頻錄像促進專業知識學習和理解。在土木工程施工、鋼筋混凝土結構、鋼結構、土力學等專業課程中推行“三位一體”課堂教學模式,在其教學大綱中明確課程實踐時間及內容(一般為兩次,共4個學時,兩個不同參觀內容)。課程實踐中由現場工程師與校內教師共同擔任導師,共同講解相關內容,每次課程實踐后各小組完成實習報告。
其次部分專業課程的部分章節請企業人員承擔。部分專業性強,與實際工程聯系緊密課程由校內教師與企業工程師共同講解,其中理論部分由校內教師擔任,而企業工程師以專家講座形式,結合具體工程案例介紹相關知識的工程應用,現階段土木工程專業中的結構設計PKPM軟件、工程造價廣聯達軟件、建筑節能等專業課程由校內外教師共同講解。
專家系列講座。現階段土木工程專業中的土木工程概論、土木工程技術兩門課采用理論教學+專家系列講座形式開展,其中理論教學部分由校內教師擔任,講解整個課程脈絡、整個框架,之后請校外專家開展系列講座。土木工程概論主要
進行宏觀、科普性地講解,由行業專家具體介紹建筑工程、水利工程、交通工程等各領域發展及典型案例,使學生初步認識專業并激發學習興趣。土木工程技術則結合具體工程案例介紹具體應用技術,如樁基礎、基坑圍護、混凝土工程、模板工程、建筑節能等具體技術。
四、專業實習
首先依托校企合作理事會和廣大校友資源構建覆蓋土木工程全領域的實習基地,基地覆蓋建筑業建設、設計、施工、監理、概預算、監測等土木工程各領域,并與各實習基地共同制定實習內容、實習方式、指導書、考核辦法、校內外導師職責及報酬等規定。實習前請相關企業技術負責人開展系列講座,包括“施工員第一課”、“施工現場安全注意事項”、“混凝土、鋼筋施工注意要點”、“樁基礎施工技術要點”等講座,使學生知道到現場要看些、注意什么,并給學生發放各工種實習教學錄像,通過現場參觀、輔導講座、交流座談及教學錄像等多維教學模式,有效保證實習效果。
實施縱向+橫向的多維實習模式。根據學生自愿,可結合就業自主選擇實習單位或者參加學院統一安排實習,部分學生甚至可選擇吃住在現場的集中實習方式。學院一般在實習基地中選擇地下工程與上部結構同時在施工的實習基地,在為期兩個月的實習期間實行縱向與橫向相結合的多維實習模式。橫向即學生在實習前半階段先在多個工種上實習,熟悉了解多個工種,后半階段在其中一個工種上實行頂崗實習,做到橫向與縱向相結合的多維實習。
五、畢業設計
首先共同制定畢業設計內容及成果要求。1)與企業共同制定各種畢業設計類型成果要求,如建筑+結構類型,明確建筑設計圖紙、結構設計圖紙、計算書等具體要求;2)PKPM電算時參數選擇及設計方法直接套用設計院做法。
其次畢業設計過程中開展系列專家講座。畢業設計過程中針對共性問題聘請設計院等企業相關專家開展專家講座,如房屋建筑方案設計、建筑構造與施工圖,鋼筋混凝土框架結構手算、PKPM電算、施工圖,建筑鋼結構屋蓋設計,樁基礎與基坑設計,施工組織設計,房地產開發與可行性研究,工程造價等。講座結合具體工程案例介紹相關專題如何開展,參數如何選擇,與其他工種如何銜接配合等,使學生了解熟悉實際工程相關設計。
校內外教師共同指導畢業設計。聘請部分企業工程師直接擔任導師,一方面可直接接納少數學生在設計院等企業邊畢業設計邊實習,直接參與到實際工作環境,個別甚至可在導師指導下直接參與實際工程。同時鑒于企業工程師沒法每周兩次來校指導,企業工程師可在若干關鍵節點參與指導,包括選題、計算參數選取、計算結果合理性判別、出圖規范性等方面,
從而保證質量。
學院組織外審。雖然浙江省教育廳已組織畢業設計外審,但學院為充分保證質量,在畢業設計答辯前,將所有畢業設計成果送設計院等企業按企業標準評審。設計院等企業工程師按照審圖標準給出設計成果評價并提出修改意見。學生則需根據修改意見在指導教師指導下逐條完成修改意見,如企業評審不及格則該學生直接不及格。學院每年匯總外審意見,并請設計院總工對學院所有專業教師及下一屆學生進行集中培訓,以提升校內畢業設計指導教師水平,逐年提升畢業設計質量。
最后,企業工程師參加畢業設計答辯。聘請設計院等企業人員參加畢業設計答辯,不僅對學生,同時也為學院其他教師提供一個學習機會。
六、結語
學院充分利用校友資源,搭建校企合作平臺,提升企業參與人才培養的廣度和深度。通過校企共同培養模式,吸納企業共同參與人才培養,從人才培養方案制定、課程體系建設、指導專業實習及畢業設計等全方位參與人才培養。一方面可直接接軌行業標準,培養行業企業所需的高素質應用型人才,另一方面可有效彌補現階段“雙師型”教師隊伍缺乏,青年教師工程實踐能力較弱,缺乏實踐經驗的問題,有效保證了人才培養質量,相關做法可為同類學校提供借鑒。
參考文獻:
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環境巖土工程課程作為本科高年級選修課,涉及巖土、環境、衛生工程以及土壤學等多個領域,是一門新興的綜
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Teaching research and practice of environmental geotechnical engineering
RAO Pingping, SONG Zhongqiang, ZHANG Feixiang
(Department of Civil Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, P. R. China)
Abstract:
力學是一門基礎科學,它所闡明的規律帶有普遍的性質。力學又是一門技術科學,它是許多工程技術的理論基礎。土木工程是力學應用最早的工程領域之一[1]。對于土木工程專業的學生來說,力學課程是一類極為重要的專業基礎課,它不但影響學生對今后其他專業課程的理解,還將影響學生以后解決工程實際問題的能力。所以,對力學課程在土木工程專業的重要性進行研究,可以幫助培養出適宜于社會發展的合格的工程技術人員。
2土木工程專業主要設置的力學課程
根據土木工程專業培養計劃,四年本科期間,8學期內,共設置7門力學類課程。所以說,除了理論力學、材料力學和結構力學這“三大力學”之外,結合土木工程必須與流體接觸的特點,也設置了流體力學這樣的學科基礎課。另外,考慮到大三之后,土木工程專業學生有“建筑工程方向”、“地下工程方向”、“古建筑修復與保護工程方向(特色方向)”三個不同的發展方向,也設置了土力學、彈性力學與有限元基礎和巖石力學基礎這樣三門專業方向課程。
3各門力學課程的教學內容及特點
3.1理論力學
理論力學是研究物體機械運動一般規律的科學,是各門力學的基礎。它忽略一般物體的微小變形,建立在力作用下物體形狀、大小均不改變的剛體模型。主要講授內容分三個部分:淤靜力學部分。主要研究受力物體平衡時作用力所應滿足的條件;同時也研究物體受力的分析方法,以及力系簡化的方法等。于運動學部分。只從幾何的角度來研究物體的運動,而不研究引起物體運動的物理原因。盂動力學部分。研究受力物體的運動與作用力之間的關系。
3.2材料力學
材料力學以單個桿件作為主要研究對象,并且將其看作均勻、連續、各向同性的可變性固體。它研究桿件的拉、壓、彎、剪、扭變形特征,并對桿件進行強度、剛度及穩定性分析計算。
3.3流體力學
流體力學是研究流體的平衡和流動的機械運動規律及其在工程實際中應用的一門學科。流體力學研究的對象是流體,包括液體和氣體。
3.4結構力學
結構力學以桿件結構(包括梁、拱、桁架、剛架和組合結構等)為主要研究對象;研究在外力和其他外界因素作用下結構的內力和變形,結構的強度、剛度、穩定性和動力反應,以及結構的組成規律。
3.5土力學
土力學研究土的本構關系以及土與結構物相互作用的規律。土的本構關系,即土的應力、應變、強度和時間這四個變量之間的內在關系。
3.6彈性力學與有限元基礎
彈性力學研究彈性體由于受到外力作用或溫度變化以及支座沉陷等原因而發生的應力、變形和位移。它一方面對桿狀物件作進一步的、較精確的分析;另一方面,對板和殼,以及擋土墻、堤壩、地基等實體結構,加以研究。
3.7巖石力學基礎
巖石力學基礎主要研究巖石和巖體力學性能的一門學科,是探究巖石和巖體在其周圍環境(力場、溫度場、地下水等)發生變化后,作出響應的一門力學分支。其所研究的巖體,具有不連續性、各向異性和不均勻性的特征。
4力學課程在土木工程專業的重要性
力學是土木工程專業的技術基礎課,若缺乏對力學課程基本概念、物理意義和求解方法的深入理解,想真正掌握好相關專業課程,做好有關工程設計、施工、監理乃至進一步的科研工作,是不可想象的。
4.1對本科后續專業課程學習的影響
混凝土結構基本原理、鋼結構基本原理、基礎工程、土木工程施工技術、房屋砌體與混凝土結構設計、鋼結構設計、結構抗震設計、地基處理、深基坑工程、城市軌道交通工程、隧道工程、古建筑設計與保護技術等專業課程,都與力學課程有關,如不打好力學基礎,將無法真正掌握及應用好專業知識。例如在學習“混凝土結構基本原理”課程中受彎構件斜截面承載力計算這部分內容時,需首先了解斜裂縫出現的原因,這時就需利用材料力學主應力跡線的分析方法,在構件上取出微元體,來做截面主應力分析等。再如“鋼結構基本原理”課程,由于鋼材內部組織比較接近于勻質和各向同性體,而且在一定的應力幅度內幾乎是完全彈性的,所以鋼結構的實際受力情況和工程力學計算結果比較符合;在課程的學習過程中,經常會用到材料力學中的各種計算公式和計算理論等。除了這些專業課程,對于土木工程專業畢業設計這個實踐教學環節來說,力學知識也是非常重要的。就拿經常會出現的“混凝土框架結構設計”這種畢業設計題目來說,它分為結構布置、計算簡圖框架內力計算、框架內力組合、框架梁柱截面設計、現澆樓面板設計、基礎設計、樓梯結構設計計算和軟件計算這樣幾個部分。所以說,若不能利用力學基礎知識先進行結構計算簡圖的簡化和結構內力的計算,后面實際結構設計部分,均無法完成。
4.2對研究生階段學習的影響
畢業后,若繼續就讀本專業研究生,除了在研究生入學考試中可能會考核到材料力學、結構力學這樣的力學課程;在讀研期間,也將涉及更多更深入的力學課程,如應用彈塑性力學、塑性力學、連續介質力學、有限單元法、高等結構動力學等。如在本科階段沒有打下良好的基礎,將很難掌握這些課程。
4.3對就業后解決工程實踐問題的影響
力學知識在工程設計工作中的作用是不言而喻的。同樣,力學知識對于施工或監理等工作,也是不可或缺的。如預制樁在堆放時墊木位置和吊裝時吊點位置的確定,施工腳手架的安裝計算,施工模板拆除順序的確定,施工縫留設位置的確定,施工中鋼筋放置位置的確定等,都需要通過力學知識來確定。從事建筑施工或監理的工程技術人員,只有掌握了建筑力學的基本知識,才能懂得建筑物中各種構件的作用、受力情況、傳力途徑以及它們在各種力的作用下在什么條件下會產生什么樣的破壞。這樣,在施工中就能正確理解設計意圖,制定出合理的安全措施和質量保證措施,從而保證建筑施工過程中的絕對安全,確保工程質量,避免事故發生。
5對本科階段力學課程野教冶與野學冶兩方面的建議
力學課程內容繁多,概論抽象,在“教”與“學”兩方面都存在很多問題,容易使教師教起來用時多,任務緊;學生學起來難度大,負擔重,且容易出現書能看懂而求解問題無從下手的情況。
5.1教學方法建議
依據土木工程專業培養目標,考慮力學課程與相關專業課程的銜接性,整合力學課程教學內容。注重工程實踐教育,加強學科工程背景教學。培養學生創新意識,開展競賽活動,強化學生動手能力。引導學生參與教師科研活動,培養學生的科研意識。教學中運用案例教學,趣味教學,啟發式、探究式、研討式等教學方法。理論教學之余,也可簡要介紹結構力學求解器、ANSYS、ABAQUS、PKPM等計算軟件,加強學生在力學計算方面的綜合能力。
5.2學習方法建議
“教”與“學”相輔相成,無法分離。所以除了教師需運用不同的教學方法來提高學生的學習興趣之外,學生也需掌握合理的學習方法,以加強對教師教授知識的理解與滲透。第一,課前做好預習,課后加強復習。有效的預習,可以使學生在上課之前,了解自己即將要學的知識,這樣在課堂學習時,就可以對自己所學的東西做到心中有數;及時的復習,可以使學生及時消化課堂所學,以便深入了解所學知識,深入掌握。第二,善于積累,善于提問。本科教學不比高中教學,它講授新知識的時間往往多余復習舊知識的時間,所以,在學習的過程中,不能存在“猴子掰玉米”的現象,學了新的忘了舊的,而是要不停積累,不停學習;對于不懂的知識點,要善于提出疑問,問同學,問教師,問網絡,及時解答疑問,及時解決問題。第三,要加強練習。學習力學知識的過程中,不做一定數量的習題,將很難對基本概念和計算方法有深入的理解,也很難培養出好的計算能力,所以,要學以致用,加強練習。第四,善于創新,積極參與不同的實踐活動。教師教授的知識是有限的,在學習教師教授的方法之后,舉一反三,要自己善于發現問題,創新思維;積極參與各項社會實踐活動,如省大學生力學競賽、省大學生結構設計大賽等,將學到的力學知識應用到實際的大賽活動中,并且從實踐的過程中又學習新的力學知識,循環往復,提高自身的學習積極性;積極參與教師的科研項目,提高自身的研究思路和水平,也是加強自身力學思維的較好方法。
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