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关键词:技术;要点;特点;
中图分类号:TU74文献标识码: A
前言:建筑工程项目中基础工程的施工关系着整个工程的质量,对工程的质量起着决定性的作用,所以对基础工程施工中存在的问题进行科学合理的解决是非常必要的。
一、土木工程基础施工技术要求分析
(一)基坑土方的开挖
进行基坑的开挖时应遵循如下原则:“分层开挖,先撑后挖”,先进行开挖顺序以及分层厚度的确定,然后进行连续施工,以防地基土出现扰动现象。整个开挖过程都必须认真进行检查,进行地下水位以下的挖土施工应进行科学降水。
(二)土方填筑及其压实
在进行土料的选用过程中应注意如下问题:一是碎石类、砂土及其含水量同压实要求相符的黏性土可选为填筑土料。二是淤泥,膨胀性土,冻土及有机含量超过8%、含硫酸盐超过5%的土等不能当作填筑土。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功、土的含水量及每层铺土厚度。填土应由低到高,由下向上整个宽度分层铺填碾压或夯实。填方要分层实施并尽可能使用同类土进行填筑。要在相对的两边或者周围一起进行回填和夯实。并且当天的填筑要在当天进行压实。而且要保证填土压实的质量符合规范的要求。
二、土木工程基础施工技术特点分析
(一)复杂性分析
我国工程地质条件非常复杂,淤泥质土、湿陷性黄土、冻土、溶岩地质等广泛分布。同时我国地震频发,地基基础的影响是非常大的。如此复杂的地质条件加大了地基基础工程的勘察设计处理以及工程施工的难度。
(二)严重性分析
从某种程度上讲,建设工程一旦建成投入使用,地基基础出现质量事故问题往往是无法弥补的,它所带来的损失远远大于地基基础工程建设所要投入的成本。地基基础工程一旦出现质量问题,往往会引起地基失稳。建设工程整体结构的破坏,这是建设工程致命性、毁灭性的重大质量事故,直接危及人们的生命和财产安全。由于地基基础承受上部建筑实体的全部荷载,因此一旦出现局部损坏,其损坏程度扩散很快,而事故的发生又往往是突发性的,加剧了其危害性和严重性。
(三)隐蔽性分析
从主体结构本身复杂的工序衔接来看,房屋建筑地基及基础工程施工后一道工序都在不同程度上覆盖前一道工序,工序质量具有明显的隐蔽性,这就是加强隐蔽工程的检查验收的原因所在。
(四)多发性分析
在过去的一段时间内,由于地基基础设计或施工不当等原因导致的房裂屋倒现象时有发生造成了严重的损失。
(五)困难性分析
由于地基基础工程是地下工程,具有隐蔽性,事故处理的施工操作困难性较大。另外,地基基础承担了上部荷载,如果发生质量问题,采取措施进行必然会影响到建筑物上部结构的性能因此它的处理是非常困难的。
三、 土木工程基础施工技术
土木工程的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。
(一) 浅基坑的开挖及其支护技术
1、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。
2、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。
3、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。
(二) 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。
四、 土木工程基础施工技术要点
(一)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时,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,为了土壁的稳定,还应设置支撑,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;如果有危险不稳定的情况时,应先进行妥善的处理。
(二)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,施工的排水可分为两种:明排水法,即运用截、抽和疏的排水方法。截,截住水流;抽,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,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。
(三) 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一的使用。
(四) 基坑监测技术
基坑监测技术是为了防止基坑施工发生意外,确保安全,一般分为以下几方面:
1、基坑边坡变形观测,了解基坑支护的变化状态,以监测数据为依据,结合开挖的地质情况,对支护参数进行适当调整,确保工程的安全性。如果发现基坑支护存在异常情况,则应该采用支撑或者回填等方法,提高基坑边坡的安全系数。
2、监测的内容除了量测基层位移情况和观察地表开裂的位置和列宽,还要对基坑的渗水情况和漏水情况变化进行观察。
3、布置监测点,选择在基坑支护变化最大的地段,或者局部地质条件不利的地段。
4、监测技术的施工内容有以下几个方面:以施工单位为主体,量测基坑的位移,如果基坑支护工程已竣工,则由建设单位负责测量,将测量点布置在基坑支护的施工图纸上;在支护的施工期间,保持每天监测一次的密度,在完成基坑开挖或者基坑变形稳定后,再适当减少监测的次数;雨水季节的监测和支护安全水害来源的监测,要查明渗水的原因,譬如生产排水、生活排水、管道渗水、贮水池、化粪池渗漏水等,以便及时采取排水措施;在施工开挖期间,加强基坑顶部侧面位移和开挖深度比值的观察,及时分析原因,为提出适当支护方法和加固措施提供基本条件。
总之,对土木工程中基础施工技术进行科学的研究,能够在很大程度上保证施工的进度和施工的质量,实现企业的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1] 肖淼. 土木工程基础施工技术要点刍议 [J]. 江西建材 .2014(4).
关键词:理论力学 独立学院 土木工程专业 教学改革
一、独立学院学生的特点
独立学院学生群体相对于一、二本高校学生而言,有明显特点:接触面广泛,思维比较活跃,价值取向多元化;技能特长优势明显,但综合发展不够均衡;缺乏自信心和恒心,缺乏主动性和压力感;不独立思考,依赖性强;基础知识薄弱;有较强的求学欲望,但学习毅力与刻苦精神不够持久;有较强的组织纪律观念,但缺乏持久的自我约束性。
针对上述特点,相应地在课程教学内容和方式上,应该区别于普通高校的教学模式,有必要进行具有针对性的改革。
二、力学教指委对土木工程专业理论力学的要求
国家力学教学指导委员会分别按理论力学与材料力学组、结构力学与弹性力学组、流体力学与水力学组制定了对力学课程的基本要求,其中理论力学按照A类(机械、土木、航空航天等专业)、B类、C类分别适用不同专业。
对于A类专业,明确了课程的性质和任务;确定了基本内容分为基础和专题两部分,对基础部分,要求着重对三大块内容(静力学,运动学和动力学)进行了详细说明,对专题部分,要求对刚体定点转动等作详细说明;提出应使学生在建模能力,分析能力和自学能力方面得到提高;强调应加强实践性教学环节;建议在教学中采用多种教学媒体、根据难易不同进行分层教学;建议基础64学时,专题16学时。
三、理论力学在整个土木工程专业力学体系中的作用
理论力学研究物体的机械运动(含静止)及物体间相互机械作用的一般规律,是整个土木工程力学体系的基础,是学习其它力学课程及技术课程的前提。工程专业一般都需要接触机械运动问题,大都需要运用理论力学基本理论加其它专门知识来解决,学好理论力学是为解决工程问题打下基础;理论力学研究力学中最普遍,最基本的问题,许多工程专业的课程,如材料力学,结构力学,震动原理等都要以理论力学为基础,故理论力学是学习后续系列力学等课程的重要基础。
四、理论力学与大学物理、微积分的整合
大学物理在课程内容和基本要求上,与理论力学有很多相似之处。大学物理的内容包括普通物理基本知识,经典物理力学,热学,电磁学,波动学与光学和近代量子物理学。对比理论力学与大学物理的教学内容,可以发现,理论力学在本质上是大学物理更深层次的拓展和研究。在很多方面,理论力学都是在大学物理的基础上深入谈论问题。所以,理论力学和大学物理在本质上属于基础和深入拓展的关系,特别是经典力学方面的重点内容,两者都有涉及,但深度和教学要求有所不同。
理论力学和微积分的依存也很紧密,理论力学在定律的推导、问题的计算等方面几乎全部依靠微积分的相关知识。微积分主导的微分思想和解决问题的方法在理论力学的计算方面得到了充分的体现。微积分在教学过程中,也利用了理论力学中的某些具体工程问题来引出计算思想和数学定理,这些具体问题有助学生更好地理解数学定理的含义。
所以,理论力学的教学大纲应充分考虑大学物理及微积分的相关内容和思想。学学物理,是为学习理论力学铺垫基础知识;而学习微积分,是为解决理论力学问题寻找到了一个强有力的运算工具。三者紧密结合,互相渗透,成为整个土木工程专业教学体系中的重要一环。
五、理论力学课堂教学形式改革
考虑到独立学院的生源因素和人才培养目标,在满足理论力学教学基本要求的情况下,课堂教学形式改革应该从以下几个方面进行:简化计算、削减公式的推导过程,着重使学生理解公式的思想和物理意义;积极调节课堂气氛;注重布置作业的效果;加强实践教学环节。作为全国独立学院的典型,我校土木工程专业在理论力学的教学上,已经做了些改革研究和实践。
1.作业布置不同。理论力学的课后作业题量比较小,但是针对性非常强,在所针对的内容上,作业没有重复的地方,每道题目都切中要害,这一改革深受学生的欢迎。所以,理论力学的作业几乎没有少交迟交的情况,质量也是非常不错。由于题目量少,时间又比较充裕,所以学生有足够的时间回顾本周的学习内容,并且为了作业的正确率,有不少学生主动去图书馆寻找相关辅导书进行课后辅导,这在其他课程中是很少见的。
2.在课程考评方面,充分考虑了学生的具体情况,提出在期中和期末考试中,如果学生对自己的成绩不甚满意,可以申请补考,专门为要求补考的学生安排一次考试,最终成绩会综合两次考试成绩给出。从学生的反映来看,这个举措深得人心。一方面,缓解了学生的考试压力;另一方面,也可以全面深入地了解学生对于本课程的掌握情况,可谓一举两得。这个办法,可以借鉴到其它课程中去。
3.最为重要的一点是理论力学课程在课题教学上提出了一个创举。每周三节课的教学中,最后的一节课都会安排学生作报告,报告形式都是以PPT为主,报告内容必须与本课程或者本专业相关,同学可以自由发挥,或介绍建筑,或讲解专业知识。从一学期的经历来看,该举措充分调动了学生的积极性,各种报告内容层出不群,既令人启发,又愉悦人心。每当一个学生做完报告,老师都会对其做些许点评,不乏连珠妙语、画龙点睛。这个改革,深得同学们的喜爱,既促进学生对本专业的认识,又调动了学生学习本课程的积极性。同时,通过做报告的形式,提高了学生收集整理资料、制作PPT、交流演讲能力,也提高了学生的自信心,符合CDIO人才培养目标。
六、结语
本校的理论力学课程改革从细节出发,深入了解学生的需求,同时加强师生互动,在教学形式及内容上坚持以学生为本,以教学大纲为依据,在具体内容上推陈出新。同时,从学生的反映来看,也普遍认为这些改革恰到好处。学生是教学的对象,是课程教学的根本,只有学生发自内心地喜爱这门课程,积极主动地学习这门课程,课程教学才能顺利地进行下去。理论力学课程改革就是充分考虑了学生的感受,才取得不错的成效,进而提高学生的知识、能力和素质,为社会输送应用型人才。
参考文献:
[1]曾琳.注重独立学院学生特点提高大学英语教学效果[J].黑龙江科技信息,2009,(15).
[2]张世民,魏纲,徐弈,魏新江.《土力学》教学改革的思考与实践[J].城院教育教学改革研究,2009,(3).
[3]教育部高等学校力学教学指导委员会.理工科非力学专业力学基础课程教学基本要求[M].北京:高等教育出版社,2008.
[4]浙江大学城市学院物理教学组.浙江大学城市学院物理课程教学大纲(内部资料).2008.
【关键词】土木工程 施工技术 灌注桩施工
中图分类号: TU74 文献标识码: A 文章编号:
随着经济和科学技术的发展,新材料、新结构不断出现,大规模、技术复杂的土木工程结构也越来越多,新的施工技术也随之而发展。土木工程是一种综合性的改造自然的重要技术,土木工程施工技术是人类的生产生活基本的生存保障和生产需要。随着经济的发展和人类社会的进步,土木工程已经演变为成为复杂的多分支学科,包括道路、桥梁、工民建筑、水利、铁路、港口等工程在内的多种学科,从而需要新的技术来适应各个方面的发展及衍生。
一、存在的问题
1、理论研究还不能适应工程建设的需要,由于施工控制涉及多个学科领域,特别是非线性分析、反馈分析、最优控制、系统识别、材性分析等,目前既有一般性基础理论的研究,又有应用性理论的研究,但缺乏系统的集成和有价值的应用。
2、缺少验收标准和规范。一些领域对施工控制缺乏概念和思维方式,更无标准可言。也有一些领域有一般性的标准,但对大多的创造第一的工程仍缺少足够的科研准备。对于施工控制的标准如何提出,不仅涉及到长期发展问题,也涉及到一个可操作性的问题。但有一点就是要对没有经验借鉴的工程必须全面贯彻施工控制,避免出现重大决策的错误。
3、管理体制的问题。主要存在的问题是多头管理,管理责任不能落实,缺乏对施工控制的高度重视,对特大型工程前期研究不够,对工程的解剖不够细致。要想解决这类问题,唯一的办法就是实现设计、施工总承包的管理思想,使管理责任明确并得到落实。强调施工单位应采取主动控制,使责、权、利能够达到系统的统一。
二、土木工程施工技术研究
1、软土地基施工与石方爆破施工
软土地基施工特点: 往往不能满足承载力和变形能力的要求,施工时如果采取措施不当,往往会发生路基或建筑物地基失稳或严重下沉,造成建筑物破坏或不能正常使用,需要进行加固;加固方法: 换土垫层法、强夯法、振冲法、砂桩挤密法、深层搅拌法、堆载预压法、化学法等;土石方爆破施工: 适用环境:开挖时遇到岩石,施工现场地下障碍物的清除、旧建筑物和构筑物的拆除;施工的工序: 打孔放药、引爆、排渣; 特点: 施工费用低、效率高、有震动和粉尘危害,对旧建筑物、构筑物的拆除,还可以采用静力破碎等配合施工工艺,是拆除在低震动、低粉尘、无公害的情况下进行。
2、钻孔灌注桩施工技术
钻孔灌注桩基础是当前高层建筑施工普遍采用的一种方式,它由相关建筑设计人员进行设计,但由于图纸设计中很少将相对应的施工器材详细明确,因此施工方经常会根据自己的观念来进行选择。多数施工企业为了节省资金成本采用涡锥钻来进行工程桩钻孔。但此机械是以个体单机作为单位,对设计图纸上要求的工艺指标做不到完美体现。故经常造成桩的承载力无法达到最优,使得诸多问题桩产生,且无法对工作过程中的污水、烂泥进行及时处理,影响作业环境,造成施工进度缓慢。
(1)干作业成孔灌注桩施工技术干作业成孔灌注桩是利用成孔机具,在地下水位以上的土层中成桩的工艺,适用于黏土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层等土质。目前常采用螺旋钻机成孔,它是利用动力旋转钻杆,使钻头的螺旋叶片旋转削土体,土块沿螺旋叶片上升排出孔外。(2)泥浆护壁成孔灌注桩施工技术泥浆护壁成孔灌注桩是利用原土自然造浆或人工造浆护壁,并通过泥浆循环将被切削的土渣排除而成孔,再吊放钢筋笼,水下灌注混凝土成桩,它不论在地下水位高或低的土层皆适用。
3、沉井基础施工
沉井是由刃脚、井筒、内隔墙等组成的呈圆形或矩形的筒状钢筋混凝土结构,多用于重型设备基础、桥墩、水泵站、取水结构、超高层建筑物的基础等,施工过程: 施工时首先制作井筒,然后在井筒内挖土,使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端为刃脚,形状如刀刃,在沉井下沉过程中使沉井切入土中。沉井的外壁为井筒,在下沉过程中起挡土作用,同时靠其自重可以克服筒壁与土之间的摩阻力和刃脚底部的土阻力,使沉井能在自重作用下逐步下沉。
4、新型预应力技术
体外预应力作为后张预应力体系的重要分支之一,是预应力施工技术的发展和创新,是近年来的热点。顾名思义,体外预应力是指预应力筋布置在混凝土截面外的预应力,与传统的布置于构件截面内的预应力筋,所提供的有粘结或者无粘结预应力相对应。体外预应力现阶段主要应用在特种结构、预应力混凝土桥梁和大跨度建筑工程结构中,形成了两种主要体系。体系一是有粘结体外预应力体系,优点是预应力摩擦损失小,因为孔道管在结构体外,容易检查和控制管道的铺设质量及其水密性;体系二是无粘结体外预应力体系,优点是可采用单根张拉工艺,易于操作,且单根无粘结筋的摩擦损失极小。体外预应力相对于传统预应力体系有很多优点,对工程经济效益有积极影响。
三、土木工程施工技术发展的新趋势
当今土木工程施工的基本原则是经济效益最大化、生态效益最大化、质量效益最大化,因此现代土木工程施工技术的难度不断增大,建筑规模不断增大,因此土木工程施工术呈现出科技化、自动化、生态化的新趋势。
1、土木工程施工技术发展的科技化趋势
由于现代的土木工程施工要求经济效益最大化,因此工程造价是左右工程技术发展的重要参数之一。工程造价推动土木工程施工技术必须采用新的高科技技术满足日益增长的生产需要,利用科技推动施工过程的的自动化、机械化和智能化等发展,用以降低不必要的人工费、机械费等,使工程施工技术在科技的推动下多层次渗透,将科学技术作为第一生产力, 提高土建工程施工效率。
2、土木工程施工技术发展的自动化趋势
自动化是现代建筑业的发展方向,它力图把互换性和流水线引人到建筑活动,以标准化、工厂化的成套技术改造建筑业的传统生产方式。从建筑构件到外部脚手架等都可以由工业生产完成,标准化的实施带来建筑的高效率,为我国今后的建筑施工技术的统一化提供了可能。
3、土木工程施工技术发展的生态化趋势
土木工程施工技术是人类改造和利用大自然的重要方法,随着社会对自然环境的关注程度日益提高和社会生态化的需要,施工过程中生态化已经成为各行各业的共同趋势,土木工程施工技术也不例外。在施工过程中注重环境保护和能源节约是未来长时间内土木工程施工技术发展的重要趋势。土木工程施工技术要充分利用节能环保的建筑材料,要防止工程施工过程中产生的污染环境和对环境不利的事件发生,尽可能选用低污染、低能耗的建筑材料和技术设备,力求建筑与环境与自然和谐共存。
四、结束语
总的说来,土木工程施工技术在近几十年虽然有了飞速发展,但是土木工程施工至今仍以手工操作、半机械作业为主的综合大工程,劳动效率大大低于其他产业部门,还属于劳动力密集型的产业。土木工程的安全性要求高,人们的生命和财产安全都被联系着,所以施工技术至关重要。这就要求新的施工技术不仅要满足当前土木工程建设需要而与之配套的施工技术,还要向高效率、无公害、高质量、机械化、智能化、高技术含量、信息化的方向发展。
【参考文献】
[1]段树金主编. 土木工程概论. 北京: 中国铁道出版社, 2005.
[2]湖南大学等四院校合编. 土木工程施工. 北京: 中国建筑工业出版社, 2002.
【关键词】土木工程;施工;技术;问题
中图分类号:TU7文献标识码: A
前言
土木工程的英文是Civil Engineering ,直译是民用工程,它是建造各种工程的统称。它既指建设的对象,即建造在地上,地下,水中的工程设施,也指应用的材料设备和进行的勘测,设计施工,保养,维修等专业技术。
一、土木工程施工技术的特点 随着经济和科学技术的发展,新材料、新结构不断出现,大规模、技术复杂的土木工程结构也越来越多,施工技术也相应随之不断发展。我国正处在经济高速发展时期,工程建设数量多,规模大,促进了我国施工技术的发展。由于土木工程的特点,决定了其生产组织与一般的工厂生产组织不同,每项工程都需要根据工程性质和特点,单独进行施工组织,施工组织是否科学合理直接影响到工程项目的成败,一般来说,土木工程施工具有如下特点:固定性和流动性:流动性包括施工队伍的流动和在同一工程上工人在作业空间上的流动;多样性和单件性:工程各不相同,完全一样的工程几乎没有庞大性和协作性、综合性:需要建设、设计、施工、监理、材料供应商等多家不同单位配合协作完成;复杂性和易受干扰性:技术、管理复杂,易受气候、周围环境等外界因素干扰;投资大、生产周期长。
二、工程中的建筑结构
建筑工程就是兴建房屋规划,勘测,设计,施工的总称。
房屋建筑一般包括十个部分:(1)埋在地下的基础和地下室(2)承载外力并把力传到基础的柱子,楼板,梁,框架墙,屋盖及支撑体系(3)四周的饿维护结构和中间的隔墙(4)房屋内外的装饰(5)控制环境的供暖,通风,空气调节,照明,防火隔声等系统(6)楼梯间,电梯或自动扶梯等垂直传输系统(7)闭路电视,电话,计算机网络等通讯体系(8)电力系统(9)卫生设备和给水排水系统(10)垃圾处理系统。
Pier Luigi Nervy说过:建筑结构说穿了,不过就是受力体的反力与内部应力如何与外力达到平衡。建筑首先要解决,也是必须要解决的问题就是受力的问题。我们把解决这个问题的学科称为建筑力学。建筑力学有可以分为:静力学,材料力学和结构力学三大力学体系。建筑力学是讨论和研究建筑结构及构件在荷载和其他因素影响的工作状况,也就是建筑的强度,刚度,稳定性。在载荷作用下,承受载荷和传递载荷的建筑结构和构件会引起周围的物体对它们的作用,同时物件本身受载荷作用而产生变形,并且存在着破坏的可能性,但是结构本身就具有一定的抵抗变形和破坏的能力,而结构的承载能力的大小是与构件的材料,截面的几何尺寸,受力性质,工作条件和构造情况有关。而这些关系都可以由力学关系式通过计算而得以解决。
三、土木工程施工技术研究
1.软土地基施工与石方爆破施工 软土地基施工特点:往往不能满足承载力和变形能力的要求,施工时如果采取措施不当,往往会发生路基或建筑物地基失稳或严重下沉,造成建筑物破坏或不能正常使用,需要进行加固,加固方法:换土垫层法、强夯法、振冲法、砂桩挤密法、深层搅拌法、堆载预压法、化学法等;土石方爆破施工:适用环境:开挖时遇到岩石,施工现场地下障碍物的清除、旧建筑物和构筑物的拆除,施工的工序:打孔放药、引爆、排渣;特点:施工费用低、效率高、有震动和粉尘危害,对旧建筑物、构筑物的拆除,还可以采用静力破碎等配合施工工艺,是拆除在低震动、低粉尘、无公害的情况下进行。
2.灌注桩施工与墩式基础施工 (1)灌注桩施工是在施工现场的桩位处用机械或人工成孔,然后在孔内放入钢筋笼、浇筑混凝土(或者直接浇筑混凝土)而成的一种施工方法。成孔工艺:干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔、人工成孔、爆扩成孔等。其特点:能适应地层的变化、施工时振动小、噪声低、工艺要求较高、施工后混凝土需要养护且不能立即承受荷载。 (2)墩式基础是在人工或机械成孔的大直径孔中浇筑混凝土(或者放钢筋笼、浇筑混凝土)而成的大直径基础。目前,我国多用人工挖孔,故又称为大直径人工挖孔桩。墩式基础特点:端部直接支撑在岩石或坚硬土层上,桩的强度和刚度都很大,有较大的承载能力。
3.沉井基础施工 沉井是由刃脚、井筒、内隔墙等组成的呈圆形或矩形的筒状钢筋混凝土结构,多用于重型设备基础、桥墩、水泵站、取水结构、超高层建筑物的基础等,施工过程:施工时首先制作井筒,然后在井筒内挖土,使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端为刃脚,形状如刀刃,在沉井下沉过程中使沉井切入土中。沉井的外壁为井筒,在下沉过程中起挡土作用,同时靠其自重可以克服筒壁与土之间的摩阻力和刃脚底部的土阻力,使沉井能在自重作用下逐步下沉。
4.预应力混凝土工程施工 预应力混凝土结构的截面小、刚度大、抗裂性和耐久性好,能充分发挥钢材和混凝土各自的性能,在土木工程中得到了广泛的应用。其施工具体方法主要分为以下三种:
(1)先张法施工:先张拉预应力钢筋,然后再浇筑混凝土构件的一种施工方法主要施工过程是在浇筑混凝土构件之前,张拉预应力钢筋并将其临时锚固在台座或钢模上,然后浇筑混凝土构件,待混凝土到达一定强度、混凝土与钢筋之间有足够的粘结力后,放松预应力钢筋,借助混凝土与预应力钢筋之间的粘结,使混凝土产生预压应力。
(2)后张法施工:是先制作混凝土构件后张拉预应力钢筋的一种施工方法,要施工过程:先制作混凝土构件并预留孔道,待混凝土达到一定强度后,将预应力钢筋传入孔道,利用张拉机具张拉预应力钢筋,然后用锚具将预应力钢筋锚固在构件端部,最后进行孔道灌浆。
(3)粘结预应力施工:是在后张法基础上发展起来,要施工过程:采用表面有涂料、外面包有塑料套管的预应力筋,铺设在模板内,然后浇筑混凝土,待混凝土到达设计要求的强度后,再进行预应力筋的张拉、锚固。
四、结束语
总之,土木工程施工技术在近几十年虽然有了飞速发展,但是土木工程施工至今仍以手工操作、半机械作业为主,劳动效率大大低于其他产业部门,还属于劳动力密集型的产业,现代土木工程施工技术的发展方向,除了要有满足当前土木工程建设需要而与之配套的施工技术,还要向高效率、无公害、高质量、机械化、智能化、高技术含量、信息化的方向发展。
参考文献:
关键词:土木工程 施工技术 研究
前言
土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称,它既指工程建设的对象,即建在地上、地下、水中的各种工程设施,也指所应用的材料,设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术,土木工程对对国民经济建设和人民生活具有重要影响,人类的一切活动都离不开土木工程。工业.农业.交通.通讯.教育等各项事业,都离不开土木工程。如工厂、矿井、铁路、公路、桥梁、商店、住宅、医院、学校、农田水利等工程建设,统称基本建设,都是土木工程的“用武之地”。是一门不断发展的学科,土木工程的进步不仅为人类生产生活提供了最基本的物质保障,而且大大地推进了相关科学和技术的进步。而土木工程施工是以各工种工程(如基础工程、砌筑工程、钢筋工程、模板工程、混凝土工程、结构安装工程、防水工程、装饰工程等)的施工技术为研究对象,研究主要工种工程的施工工艺和施工方法,以保证能够选择适合具体施工对象的施工方案和制定保证质量,安全的技术组织措施。
1、土木工程施工技术的特点
随着经济和科学技术的发展,新材料、新结构不断出现,大规模技术复杂的土木工程结构也越来越多,施工技术也相应随之不断发展。我国正处在经济高速发展时期,工程建设数量多,规模大。促进了我国施工技术的发展。由于土木工程的特点,决定了其生产组织与一般的工厂生产组织不同,每项工程都需要根据工程性质和特点,单独进行施工组织,施工组织是否科学合理直接影响到工程项目的成败,一般来说,土木工程施工具有如下特点:固定性和流动性:流动性包括施工队伍的流动和在同一工程上工人在作业空间上的流动;多样性和单件性:工程各不相同,完全一样的工程几乎没有庞大性和协作性。综合性:需要建设.设计、施工、监理、材料供应商等多家不同单位配合协作完成;复杂性和易受干扰性:技术、管理复杂,易受气候,周围环境等外界因素干扰;投资大、生产周期长。
2、传统的施工技术分析与研究
土木工程传统的施工技术贯穿在工程的建设中,方法也随着结构形式、材料、地基基础、外界环境的不同而变化。下面主要针对地基基础的施工、混凝土结构施工和钢结构施工进行介绍。
地基基础施工。桩基础施工是地基基础施工的最主要方法,在设计时分为两类极限状态设计,分别是承载能力极限状态和正常使用极限状态。按承载性状划分,基桩有两种类型,即摩擦型桩和端承型桩,摩擦型桩又分为摩擦型桩和端承摩擦桩,端承桩又分为端承桩和摩擦端承桩。摩擦桩在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载是由桩侧摩阻承受,端阻力可以忽略;端承摩擦桩在极限状态下,桩顶竖向荷载则是由桩侧阻力承受主要部分。端承桩在极限状态下,桩顶竖向荷载由桩端阻力承受,桩侧阻力可以忽略不计;摩擦端承桩则是由桩端阻力承受大部分的竖向荷载。按照成桩方法分类,还有非挤土桩、挤土桩和部分挤土桩三种,制作基桩的材料也不是单一的,主要分为木桩、混凝土桩、钢桩等,不同类型和不同材料桩的施工方案和适宜的基础亦有所不同。
混凝土结构的施工。按照施工中浇制混凝土的地点分为预制法和现浇法。预制法是在别处而非施工现场浇筑混凝土,预制混凝土以其低廉的成本、出色的性能,并严格按照施工顺序进行。现浇法则是在施工现场支模浇筑混凝土,是大多数建筑物采用的方式,应用更早更广泛。预应力混凝土施工中,根据张拉预应力筋的顺序还分为先张法和后张法。
钢结构的施工。钢结构施工的主要工作室构件的吊装,在施工前要切实做好准备工作,包括场地清理、道路修筑、基础准备、构件运输、检查装备等。钢构件运送先后顺序要按照施工顺序进行,构件运到现场后,应尽量存放在起吊位置,并用足够支承面的木枕垫底。吊装前应该核准构件标号、位置。并清除表面,摩擦面要保持干燥清洁。考虑到钢构件工程的特殊性,可能会在施工过程中用到氧气、乙炔焊接工具,所以要准备灭火器谨防发生火灾。
3、新型的施工技术分析与研究
施工技术无论是在设计阶段还是在施工阶段,都具有非常重要的作用,往往决定设计者设计思想的实现与否。就施工本身而言,任何一个工程项目,其施工过程都受到地质条件、材料性能、荷载条件、现场条件、资源状况和气候条件的限制。要想发展新型的施工技术,必须从这些限制方面着手,突破制约,实现优化。下面仅针对深基坑支挡技术新发展和新型预应力技术两方面进行探讨。
(一)深基坑支档技术发展。由于高层建筑的发展、抗震与人防的需要和地下空间利用的需求,再加上大型深埋设备基础的施工,深基坑支挡问题越来越多。在这些需求和障碍的促进下,深基坑支挡技术在下面两个方面得到了较大的发展,实现是施工技术的革新。1.桩、桩-锚支挡体系。对于开挖深度大、坑壁土质差的情况。通常采用灌注桩-预应力锚杆体系。引进的套管水冲法成锚工艺适用于地下水位上下的各种类型的土层,但效率不尽人意。2.支挡与承重结构一体化。施工速度得到提高,投资效果得到加强,资源得到节约,得到良好的技术经济效益。另外,钻孔灌注桩施工中更加先进的施工工艺-旋挖已经投入使用,使成孔质量得到保证,减小认为不确定因素对施工质量的影响。
(二)新型的预应力技术。体外预应力作为后张预应力体系的重要分支之一,是预应力施工技术的发展和革新,是近年来的热点。体外预应力现阶段主要应用在特种结构、预应力混凝土桥梁和大跨度建筑工程结构中,形成了两种主要体系。体系一是有粘结体外预应力体系,优点是预应力摩擦损失小,因为孔道管在结构体外,容易检查和控制管道的铺设质量及其水密性;体系二是无粘结体外预应力体系,优点是可采用单根张拉工艺,易于操作,且单根无粘结筋的摩擦损失极小。体外预应力相对与传统预应力体系有很多优点,对工程经济效益有积极影响。
结语:
总之,土木工程施工技术在近几十年虽然有了飞速发展,但是土木工程施工至今仍以手工操作,半机械作业为主,劳动效率大大低于其他产业部门,还属于劳动力密集型的产业,现代土木工程施工技术的发展方向,除了要有满足当前土木工程建设需要而与之配套的施工技术,还要向高效率、无公害、高质量、机械化、信息化、高技术含量的方向发展。
参考文献
[1] 段树金主编,土木工程概论.北京:中国铁道出版社,2005
关键词:卓越工程培养;桥梁工程施工;本科教学;课程改革
作者简介:王海良(1966-),男,河北定州人,天津城市建设学院土木工程学院,教授;赵瑞斌(1964-),男,河南中牟人,天津城市建设学院土木工程学院,教授。(天津 300384)
基金项目:本文系2012年天津城市建设学院教育教学改革与研究项目“道路桥梁工程施工组织与概论课程建设”(项目编号:JG-1182)、“结构实验课程实践教学改革研究”(项目编号:JG-1180)、2012年天津市普通高等学校本科教学质量与教学改革研究计划项目“道路桥梁施工技术”课程建设(项目编号:C05-0810)、“土建类专业实施卓越工程师教育培养计划的探索与实践”(项目编号:B01-0810)、“土木工程品牌专业建设的改革与实施”(项目编号:C03-0810)的研究成果。
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)34-0090-01
“桥梁工程施工”课程具有信息量大、与其他专业基础课联系密切、实践性、工程背景较强、对教师要求更高、内容更抽象等特点,[1]该课程的教学质量对土木工程专业下桥梁工程方向及道路桥梁及渡河工程专业学生的培养质量至关重要。针对该课程的特点,结合国家卓越工程师计划的推进、落实,对该课程教学模式、教学方法进行探索和改革,对提升学生实践能力、工程素质,培养高素质的工程技术人才,具有重要的现实意义和长远价值。
一、“桥梁工程施工”课程现状
天津城市建设学院土木工程学院设置土木工程专业课程教学大纲时,在土木工程专业桥梁工程方向上设置有“桥梁工程施工”限选课,在后期建设的“道桥及渡河工程”专业教学大纲中将其列为必选课,共24学时,原教学大纲中规定此课程仅设置理论教学内容,未设置实践教学环节。
选修该课程的学生主要为大四学生,开课时间在每年秋季,即大四第一学期,选修该课程的学生已完成如“材料力学”、“结构力学”、“建筑材料”、“混凝土结构设计原理”等基础课和专业基础课及“基础工程”、“桥梁工程”等专业课,已具备一定的专业基础知识和专业知识,但对结构构造、施工工艺等涉及实践性非常强的内容十分欠缺,也没有建立非常强的规范意识,且不能很好的将已学的基础知识、专业基础知识、专业知识贯通、联系在一起。
在日常教学中,学生对该课程的学习表现出了较强的积极性,但由于学生存在以上知识缺陷,导致学生对“桥梁工程施工”课程教学内容掌握不牢,存在似懂非懂的现象,背景资料发生变化后不知用何种已学知识解答、解决,对现场实际问题不知如何简化,缺乏现场应用的灵活性,解决现场问题的能力不够强,没有遵守规范的概念,而国家、行业、地方规范是工程界应严格遵守的“法律”,这些不足将影响其今后工作的质量,对我国交通建设也将埋下重大隐患。[2,3]
二、课程教学探索、改革的思路及做法
分析“桥梁工程施工”课程教学效果不佳的主要原因不难发现,在日常教学中理论教学内容偏多、实践教学环节缺乏,影响了学生的实践能力和工程素质的提高。对于没有相关从业经验的在校学生,教师如何通过实例介绍、动手操作、多媒体教学等直观性更强的教学方法和教学模式,将基础知识、专业基础知识、专业知识贯穿、联系在一起,将其中的原理更简练的介绍给学生,是一个值得深入探讨的问题。下面将对课题组已开展的课程教学方法加以介绍,意在起到抛砖引玉的作用。
1.加大实践教学环节内容
在日常教学中增加实践教学环节,使实践教学环节内容增加4学时,即将理论学时压缩到20学时,使实践教学环节的教学内容占到总学时的15%以上。增加的实践教学环节的内容为张拉千斤顶工作原理及标定,先张、后张法混凝土结构施工原理两部分,每部分实践教学环节占2学时。
选择增加这两部分实践教学内容基于以下考虑:土木工程学院结构实验中心具有张拉千斤顶、压力试验机等开展张拉千斤顶工作原理及标定实践教学所需要的设备;学校结合卓越计划培养构建了先张、后张施工台座和反力架等;此部分内容在桥梁工程施工中经常用到,可以说现在绝大部分桥梁工程会用到预应力结构;此部分内容比较抽象,对于没有接触过现场的学生来说,掌握好此部分内容比较困难。
在此部分实践教学中,学生可将张拉千斤顶拆除后组装,使学生更加直观的掌握张拉千斤顶的内部构造,了解张拉油表读数和张拉力之间的关系,理解在标定千斤顶时为何应是千斤顶顶试验机,而不是试验机压千斤顶,以及张拉千斤顶校验系数为何会是大于1等知识。
在先张法施工中,需要对端部部分钢束套上PVC管,以便将此部分钢束和混凝土隔开,使其丧失粘结力,以减小放张时预应力产生的梁体端部负弯矩,防止放张时在预应力和梁体自重作用下梁体端部上侧开裂,此称为“绝缘”。在以往单纯依靠理论教学时,学生总是和电工学中的绝缘联系,掌握效果不好,通过学生在先张法台座上自己亲身操作,再由指导教师对着实物讲解,学生可更加牢固掌握此知识点。在先张法、后张法施工内容教学中,先通过理论教学,然后再开展实际操作、测试等实践环节教学,再由教师结合理论教学内容、学生实践操作中存在的问题,加强学生对此部分内容的理解,使其知识由理论、实践再到理论的升华,使其真正掌握预应力施工的原理,以便能在今后工作中活学活用。
2.加大课程网站建设
首先,“桥梁工程施工”内容相当丰富,不同结构类型的桥梁施工方法不同,同种结构形式的桥梁所处场地情况、施工单位所具有的临时结构情况不同,施工方法也不相同,由于课程学时限制,将所有类型桥梁施工方法全部介绍清楚是不现实的;其次,随着计算手段提高、施工设备能力增强、新材料的出现等,国内外新型施工方法不断出现,在规定学时内无法完全介绍。而在校学生掌握国内外最新的桥梁工程施工进展,对于其今后的发展是必要的。另外,每年国内外桥梁工程结构由于各种原因,都会出现病害,甚至在使用过程发生垮塌事故,这些病害和垮塌事故往往和施工有很大关系,分析其病害、垮塌原因对防止今后类似事故的发生、确保交通运输的健康发展具有重要意义。
由于课程特点,在进行课程多媒体教学时需要很多图片、现场实际资料,由于时间限制,学生在课堂上对图片、现场实际资料观看时间不会太长,导致学生掌握效果不佳。
结合“桥梁工程施工”课程的以上特点,应建立课程网站,在网站上保留课堂教学中的图片、现场资料,学生在课下也可浏览课堂理论教学内容;在网站上设置课堂以外的知识拓展区,主要介绍国内外重大桥梁工程的施工特点、进展,使学生掌握国内外此领域的最新进展;设置桥梁工程病害、事故讨论专区,介绍国内外桥梁工程病害、事故情况,探讨产生病害、事故的原因,研讨避免此类事故的措施,使学生在浏览、探讨过程中逐步提升其实践能力、工程素质。结合主讲教师主持、参与的实际工程介绍,在起到以上效果的同时,还可提升学生的自豪感,激发学生的学习兴趣。
3.编制适合本科教学的教材
目前,我国有大量有关桥梁工程施工的出版物,这些出版物有的属于某种类型桥梁施工的介绍,有的内容过多、过深,基本上面向桥梁工程师,这些出版物虽然可作为本科学生的课外拓展资料,但作为本科学生的教材不是很合适,国内还没有适合本科教学的“桥梁工程施工“课程教材,大多以教师编写的课程讲义替代。[4]
笔者以为,适应本科教学的桥梁工程施工教材内容应深入浅出,重在原理的介绍,理论和实践应能兼顾,编写教材的教师应具有深厚的理论知识和丰富的一线实践背景,编写过程中应积极征求一线施工单位技术人员的意见,应适当加大实例的介绍。
三、结语
天津城市建设学院土木工程学科是天津市“十二五”一级重点学科,土木工程专业被列入天津市“十二五”卓越工程师培养计划。卓越工程师培养计划对所有单位都是全新内容,没有经验可以借鉴,“桥梁工程施工”课程是天津城市建设学院土木工程专业桥梁方向、道桥与渡河工程专业实践性较强的专业课程,开展该课程的教学方法、教学模式的探讨、研究,对将天津城市建设学院卓越工程师培养计划的落实是必要的。
卓越工程师培养的核心是实践能力和工程素质的培养,该工作的落实、执行是一个非常复杂的系统工程,涉及培养模式、课程设置、师资、课程教学方法、评价体系等多方面内容,本文只是针对“桥梁工程施工”课程特点,结合卓越工程师培养计划落实开展了课程教学方法、教学模式的探讨,意在起到抛砖引玉的作用。
笔者承担该课程教学工作以来,一直在探索课程的教学方法改革,并在日常教学中应用,从近年用人单位反映及与学生日常交流情况来看,起到了一定的效果,但仍然存在诸多不足,相信通过全体教师的努力,从一点一滴做起,真正重视课程教学方法、教学模式的改革和落实,学生培养质量一定会有更大的提升。
参考文献:
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基于校企合作、产学融合共同培养应用型人才理念,充分发挥企业优势和资源,提升企业参与人才培养广度和深度,文章以地方性高校温州大学土木工程专业人才培养为例,从校企共同搭建校企合作平台、制定人才培养方案、创新课堂教学模式、开展专业实习和毕业设计指导等人才培养全过程详细介绍校企共同培养应用型人才的探索实践,为同类地方性高校基于校企共同培养应用型人才提供借鉴。
关键词:土木工程专业;校企合作;人才培养;课堂教学;专业实习;毕业设计
中图分类号:TU-4 文献标志码:A 文章编号:
10052909(2016)06006103
《国家中长期教育改革和发展规划纲领》(2010―2020年)明确倡导政府主导、行业指导、企业参与的应用型人才培养模式,鼓励校企合作、产学融合,实现校企共同培养模式。通过校企合作,一方面可直接接轨行业标准,培养服务于行业企业要求的高素质应用型人才,让企业提前介入人才培养,从人才培养方案制定、课程体系建设、毕业设计辅导、专业实习指导等让学生提前熟悉工作环境、接触工程实践,缩短学校教育与实际岗位需求差距;另一方面主要基于现阶段地方性高校“双师型”队伍缺乏,教师(尤其是青年教师)工程实践能力较弱,缺乏实践经验的现状,充分利用企业资源开展应用型人才培养,提升人才培养质量。温州大学土木工程专业前身为1984年成立的工民建专业(专科),2004年开始招收本科,2006年以“优秀”的成绩通过浙江省新专业验收,并成为校级重点建设专业,2009年评为浙江省重点专业,2014年评为浙江省特色专业。作为地方性高校应用型专业,服务和依托地方企业,积极开展产学深度融合的人才培养模式,充分学习和借鉴兄弟院校成功经验[1-6],经多年探索实践,在人才培养方案制定、课程体系建设、毕业设计辅导、专业实习指导等方面展开全方位的
应用型人才校企培养模式探索和实践,积极扩大企业参与深度和广度,有效提升了人才培养质量。
一、领导机构
土木工程专业前身为1984年成立的工民建专业(专科),迄今30多年,毕业生超过2 000人并广泛分布于温州乃至浙南地区的建筑管理部门、建设单位及生产一线企业。学院充分利用广大校友资源,同时积极与温州建设集团、温州设计集团等建筑业龙头企业组建温州大学建筑工程学院校企合作理事会,统筹与指导校企合作、人才培养和专业建设全过程。理事会由行业企业协会专家、知名校友、知名企业专家、技术骨干及骨干教师组成,涉及建筑业管理部门、建设单位、设计、施工、监理、概预算、监测等土木工程各领域专业专家,理事会从专业人才需求调研、人才培养方案制定、课程体系构建、核心课程开发建设、课程标准制定、实训项目开发、学生实习实训指导、毕业生答辩考核、学生就业推荐、毕业生跟踪调研及人才培养方案修订与完善等全过程参与专业建设。
二、人才培养方案
充分依托校友和校企合作平台,通过咨询座谈、现场走访、问卷调查与资料研读等多种途径深入行业企业进行调研,在专业定位、培养目标和培养标准的制定上,在课程体系、核心课程、课程内容乃至专业课程课时的设置上,在毕业设计内容、设计参数选择、成果要求及校企双方职责的确定上,专业实习的形式、内容、校企双方职责、成果要求的设定上等涉及人才培养方案、培养框架制定的全过程,始终坚持产学对接、企业高度介入,梳理土建类专业人才的知识、能力与素质要求。在2012级人才培养方案制定时,为适应卓越工程师培养模式,充分听取企业意见和建议,构建了基于“3+1”模式的卓越工程师人才培养方案,增设实践教学环节和实践学时。2014级人才培养方案制定时,进一步根据学生就业方向及用人单位对不同岗位知识能力的要求,按照分层分类思想,培养方案中设置“工程设计类”和“工程建设类”两大类别,不同类别设置不同的课程体系和课程内容。
三、课堂教学
首先依托校企合作平台构建“三位一体”课堂教学模式。“三位”是指课程理论、课程案例和课程实践三个教学单元,“一体”指将课程案例和课程实践贯穿于课程理论教学中,通过现场参观、现场学习、视频录像促进专业知识学习和理解。在土木工程施工、钢筋混凝土结构、钢结构、土力学等专业课程中推行“三位一体”课堂教学模式,在其教学大纲中明确课程实践时间及内容(一般为两次,共4个学时,两个不同参观内容)。课程实践中由现场工程师与校内教师共同担任导师,共同讲解相关内容,每次课程实践后各小组完成实习报告。
其次部分专业课程的部分章节请企业人员承担。部分专业性强,与实际工程联系紧密课程由校内教师与企业工程师共同讲解,其中理论部分由校内教师担任,而企业工程师以专家讲座形式,结合具体工程案例介绍相关知识的工程应用,现阶段土木工程专业中的结构设计PKPM软件、工程造价广联达软件、建筑节能等专业课程由校内外教师共同讲解。
专家系列讲座。现阶段土木工程专业中的土木工程概论、土木工程技术两门课采用理论教学+专家系列讲座形式开展,其中理论教学部分由校内教师担任,讲解整个课程脉络、整个框架,之后请校外专家开展系列讲座。土木工程概论主要
进行宏观、科普性地讲解,由行业专家具体介绍建筑工程、水利工程、交通工程等各领域发展及典型案例,使学生初步认识专业并激发学习兴趣。土木工程技术则结合具体工程案例介绍具体应用技术,如桩基础、基坑围护、混凝土工程、模板工程、建筑节能等具体技术。
四、专业实习
首先依托校企合作理事会和广大校友资源构建覆盖土木工程全领域的实习基地,基地覆盖建筑业建设、设计、施工、监理、概预算、监测等土木工程各领域,并与各实习基地共同制定实习内容、实习方式、指导书、考核办法、校内外导师职责及报酬等规定。实习前请相关企业技术负责人开展系列讲座,包括“施工员第一课”、“施工现场安全注意事项”、“混凝土、钢筋施工注意要点”、“桩基础施工技术要点”等讲座,使学生知道到现场要看些、注意什么,并给学生发放各工种实习教学录像,通过现场参观、辅导讲座、交流座谈及教学录像等多维教学模式,有效保证实习效果。
实施纵向+横向的多维实习模式。根据学生自愿,可结合就业自主选择实习单位或者参加学院统一安排实习,部分学生甚至可选择吃住在现场的集中实习方式。学院一般在实习基地中选择地下工程与上部结构同时在施工的实习基地,在为期两个月的实习期间实行纵向与横向相结合的多维实习模式。横向即学生在实习前半阶段先在多个工种上实习,熟悉了解多个工种,后半阶段在其中一个工种上实行顶岗实习,做到横向与纵向相结合的多维实习。
五、毕业设计
首先共同制定毕业设计内容及成果要求。1)与企业共同制定各种毕业设计类型成果要求,如建筑+结构类型,明确建筑设计图纸、结构设计图纸、计算书等具体要求;2)PKPM电算时参数选择及设计方法直接套用设计院做法。
其次毕业设计过程中开展系列专家讲座。毕业设计过程中针对共性问题聘请设计院等企业相关专家开展专家讲座,如房屋建筑方案设计、建筑构造与施工图,钢筋混凝土框架结构手算、PKPM电算、施工图,建筑钢结构屋盖设计,桩基础与基坑设计,施工组织设计,房地产开发与可行性研究,工程造价等。讲座结合具体工程案例介绍相关专题如何开展,参数如何选择,与其他工种如何衔接配合等,使学生了解熟悉实际工程相关设计。
校内外教师共同指导毕业设计。聘请部分企业工程师直接担任导师,一方面可直接接纳少数学生在设计院等企业边毕业设计边实习,直接参与到实际工作环境,个别甚至可在导师指导下直接参与实际工程。同时鉴于企业工程师没法每周两次来校指导,企业工程师可在若干关键节点参与指导,包括选题、计算参数选取、计算结果合理性判别、出图规范性等方面,
从而保证质量。
学院组织外审。虽然浙江省教育厅已组织毕业设计外审,但学院为充分保证质量,在毕业设计答辩前,将所有毕业设计成果送设计院等企业按企业标准评审。设计院等企业工程师按照审图标准给出设计成果评价并提出修改意见。学生则需根据修改意见在指导教师指导下逐条完成修改意见,如企业评审不及格则该学生直接不及格。学院每年汇总外审意见,并请设计院总工对学院所有专业教师及下一届学生进行集中培训,以提升校内毕业设计指导教师水平,逐年提升毕业设计质量。
最后,企业工程师参加毕业设计答辩。聘请设计院等企业人员参加毕业设计答辩,不仅对学生,同时也为学院其他教师提供一个学习机会。
六、结语
学院充分利用校友资源,搭建校企合作平台,提升企业参与人才培养的广度和深度。通过校企共同培养模式,吸纳企业共同参与人才培养,从人才培养方案制定、课程体系建设、指导专业实习及毕业设计等全方位参与人才培养。一方面可直接接轨行业标准,培养行业企业所需的高素质应用型人才,另一方面可有效弥补现阶段“双师型”教师队伍缺乏,青年教师工程实践能力较弱,缺乏实践经验的问题,有效保证了人才培养质量,相关做法可为同类学校提供借鉴。
参考文献:
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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:
力学是一门基础科学,它所阐明的规律带有普遍的性质。力学又是一门技术科学,它是许多工程技术的理论基础。土木工程是力学应用最早的工程领域之一[1]。对于土木工程专业的学生来说,力学课程是一类极为重要的专业基础课,它不但影响学生对今后其他专业课程的理解,还将影响学生以后解决工程实际问题的能力。所以,对力学课程在土木工程专业的重要性进行研究,可以帮助培养出适宜于社会发展的合格的工程技术人员。
2土木工程专业主要设置的力学课程
根据土木工程专业培养计划,四年本科期间,8学期内,共设置7门力学类课程。所以说,除了理论力学、材料力学和结构力学这“三大力学”之外,结合土木工程必须与流体接触的特点,也设置了流体力学这样的学科基础课。另外,考虑到大三之后,土木工程专业学生有“建筑工程方向”、“地下工程方向”、“古建筑修复与保护工程方向(特色方向)”三个不同的发展方向,也设置了土力学、弹性力学与有限元基础和岩石力学基础这样三门专业方向课程。
3各门力学课程的教学内容及特点
3.1理论力学
理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学,是各门力学的基础。它忽略一般物体的微小变形,建立在力作用下物体形状、大小均不改变的刚体模型。主要讲授内容分三个部分:淤静力学部分。主要研究受力物体平衡时作用力所应满足的条件;同时也研究物体受力的分析方法,以及力系简化的方法等。于运动学部分。只从几何的角度来研究物体的运动,而不研究引起物体运动的物理原因。盂动力学部分。研究受力物体的运动与作用力之间的关系。
3.2材料力学
材料力学以单个杆件作为主要研究对象,并且将其看作均匀、连续、各向同性的可变性固体。它研究杆件的拉、压、弯、剪、扭变形特征,并对杆件进行强度、刚度及稳定性分析计算。
3.3流体力学
流体力学是研究流体的平衡和流动的机械运动规律及其在工程实际中应用的一门学科。流体力学研究的对象是流体,包括液体和气体。
3.4结构力学
结构力学以杆件结构(包括梁、拱、桁架、刚架和组合结构等)为主要研究对象;研究在外力和其他外界因素作用下结构的内力和变形,结构的强度、刚度、稳定性和动力反应,以及结构的组成规律。
3.5土力学
土力学研究土的本构关系以及土与结构物相互作用的规律。土的本构关系,即土的应力、应变、强度和时间这四个变量之间的内在关系。
3.6弹性力学与有限元基础
弹性力学研究弹性体由于受到外力作用或温度变化以及支座沉陷等原因而发生的应力、变形和位移。它一方面对杆状物件作进一步的、较精确的分析;另一方面,对板和壳,以及挡土墙、堤坝、地基等实体结构,加以研究。
3.7岩石力学基础
岩石力学基础主要研究岩石和岩体力学性能的一门学科,是探究岩石和岩体在其周围环境(力场、温度场、地下水等)发生变化后,作出响应的一门力学分支。其所研究的岩体,具有不连续性、各向异性和不均匀性的特征。
4力学课程在土木工程专业的重要性
力学是土木工程专业的技术基础课,若缺乏对力学课程基本概念、物理意义和求解方法的深入理解,想真正掌握好相关专业课程,做好有关工程设计、施工、监理乃至进一步的科研工作,是不可想象的。
4.1对本科后续专业课程学习的影响
混凝土结构基本原理、钢结构基本原理、基础工程、土木工程施工技术、房屋砌体与混凝土结构设计、钢结构设计、结构抗震设计、地基处理、深基坑工程、城市轨道交通工程、隧道工程、古建筑设计与保护技术等专业课程,都与力学课程有关,如不打好力学基础,将无法真正掌握及应用好专业知识。例如在学习“混凝土结构基本原理”课程中受弯构件斜截面承载力计算这部分内容时,需首先了解斜裂缝出现的原因,这时就需利用材料力学主应力迹线的分析方法,在构件上取出微元体,来做截面主应力分析等。再如“钢结构基本原理”课程,由于钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性体,而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的,所以钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合;在课程的学习过程中,经常会用到材料力学中的各种计算公式和计算理论等。除了这些专业课程,对于土木工程专业毕业设计这个实践教学环节来说,力学知识也是非常重要的。就拿经常会出现的“混凝土框架结构设计”这种毕业设计题目来说,它分为结构布置、计算简图框架内力计算、框架内力组合、框架梁柱截面设计、现浇楼面板设计、基础设计、楼梯结构设计计算和软件计算这样几个部分。所以说,若不能利用力学基础知识先进行结构计算简图的简化和结构内力的计算,后面实际结构设计部分,均无法完成。
4.2对研究生阶段学习的影响
毕业后,若继续就读本专业研究生,除了在研究生入学考试中可能会考核到材料力学、结构力学这样的力学课程;在读研期间,也将涉及更多更深入的力学课程,如应用弹塑性力学、塑性力学、连续介质力学、有限单元法、高等结构动力学等。如在本科阶段没有打下良好的基础,将很难掌握这些课程。
4.3对就业后解决工程实践问题的影响
力学知识在工程设计工作中的作用是不言而喻的。同样,力学知识对于施工或监理等工作,也是不可或缺的。如预制桩在堆放时垫木位置和吊装时吊点位置的确定,施工脚手架的安装计算,施工模板拆除顺序的确定,施工缝留设位置的确定,施工中钢筋放置位置的确定等,都需要通过力学知识来确定。从事建筑施工或监理的工程技术人员,只有掌握了建筑力学的基本知识,才能懂得建筑物中各种构件的作用、受力情况、传力途径以及它们在各种力的作用下在什么条件下会产生什么样的破坏。这样,在施工中就能正确理解设计意图,制定出合理的安全措施和质量保证措施,从而保证建筑施工过程中的绝对安全,确保工程质量,避免事故发生。
5对本科阶段力学课程野教冶与野学冶两方面的建议
力学课程内容繁多,概论抽象,在“教”与“学”两方面都存在很多问题,容易使教师教起来用时多,任务紧;学生学起来难度大,负担重,且容易出现书能看懂而求解问题无从下手的情况。
5.1教学方法建议
依据土木工程专业培养目标,考虑力学课程与相关专业课程的衔接性,整合力学课程教学内容。注重工程实践教育,加强学科工程背景教学。培养学生创新意识,开展竞赛活动,强化学生动手能力。引导学生参与教师科研活动,培养学生的科研意识。教学中运用案例教学,趣味教学,启发式、探究式、研讨式等教学方法。理论教学之余,也可简要介绍结构力学求解器、ANSYS、ABAQUS、PKPM等计算软件,加强学生在力学计算方面的综合能力。
5.2学习方法建议
“教”与“学”相辅相成,无法分离。所以除了教师需运用不同的教学方法来提高学生的学习兴趣之外,学生也需掌握合理的学习方法,以加强对教师教授知识的理解与渗透。第一,课前做好预习,课后加强复习。有效的预习,可以使学生在上课之前,了解自己即将要学的知识,这样在课堂学习时,就可以对自己所学的东西做到心中有数;及时的复习,可以使学生及时消化课堂所学,以便深入了解所学知识,深入掌握。第二,善于积累,善于提问。本科教学不比高中教学,它讲授新知识的时间往往多余复习旧知识的时间,所以,在学习的过程中,不能存在“猴子掰玉米”的现象,学了新的忘了旧的,而是要不停积累,不停学习;对于不懂的知识点,要善于提出疑问,问同学,问教师,问网络,及时解答疑问,及时解决问题。第三,要加强练习。学习力学知识的过程中,不做一定数量的习题,将很难对基本概念和计算方法有深入的理解,也很难培养出好的计算能力,所以,要学以致用,加强练习。第四,善于创新,积极参与不同的实践活动。教师教授的知识是有限的,在学习教师教授的方法之后,举一反三,要自己善于发现问题,创新思维;积极参与各项社会实践活动,如省大学生力学竞赛、省大学生结构设计大赛等,将学到的力学知识应用到实际的大赛活动中,并且从实践的过程中又学习新的力学知识,循环往复,提高自身的学习积极性;积极参与教师的科研项目,提高自身的研究思路和水平,也是加强自身力学思维的较好方法。
6结语