首頁 > 精品范文 > 地基基礎(chǔ)工程論文
時(shí)間:2023-03-02 15:02:55
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇地基基礎(chǔ)工程論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
我國(guó)房屋建筑施工過程中地基基礎(chǔ)施工的特點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn):第一點(diǎn),施工復(fù)雜性;第二點(diǎn),多發(fā)性;第三點(diǎn),潛在性;第四點(diǎn),嚴(yán)重性;第五點(diǎn),困難性。
1.1地質(zhì)條件的復(fù)雜性
由于我國(guó)的國(guó)土面積較大,跨越的經(jīng)度和緯度的范圍比較廣,因而各地的地質(zhì)條件有很大的差別。我國(guó)的房屋建筑施工不僅僅要在常規(guī)的土地上,也可能要跨越鹽堿地和凍土地等地質(zhì)條件較為惡劣的地區(qū)。從東南到西北,不同的地質(zhì)條件和氣候條件都給地基基礎(chǔ)的施工增加了挑戰(zhàn)。除此之外,由于我國(guó)是一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家,因而在地基基礎(chǔ)的施工過程中也對(duì)地基有著更嚴(yán)格的要求。這些復(fù)雜的地理?xiàng)l件和地質(zhì)因素使得我國(guó)房建地基基礎(chǔ)的施工過程具有一定的復(fù)雜性。
1.2多發(fā)性
根據(jù)我國(guó)的房屋質(zhì)量監(jiān)測(cè)的最新數(shù)據(jù)來看,我國(guó)的房屋質(zhì)量整體水平不高,房屋坍塌的事件發(fā)生頻率未減反增。這些質(zhì)量事故的發(fā)生,有很大一部分原因是由于地基基礎(chǔ)的施工不當(dāng)。除此之外,在地基基礎(chǔ)的施工過程中由于施工不當(dāng)也很容易造成事故的頻發(fā)。
1.3潛在性
在建筑工程的地基基礎(chǔ)施工過程中,很多工序都是環(huán)環(huán)相扣,互為依托的。很多情況下,在施工過程中很多問題都是潛在的,不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn),只有當(dāng)下一工序施工之后才可能發(fā)現(xiàn)前一工序中的問題。因而,在地基基礎(chǔ)的施工過程中,要求工作人員必須對(duì)每一施工工序進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收,并系統(tǒng)的收集和保存數(shù)據(jù)。
1.4嚴(yán)重性
地基是整幢建筑的支撐基礎(chǔ),沒有夯實(shí)的基礎(chǔ)就不能保證后續(xù)的施工質(zhì)量,就會(huì)給整幢建筑帶來不可估量的隱患。在后期的施工過程中,即使發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)的施工出現(xiàn)了問題,想要糾正也是十分困難的。由于基礎(chǔ)施工的重要性以及地基基礎(chǔ)施工過程中問題的不易察覺性使得地基基礎(chǔ)施工具有嚴(yán)重性的特點(diǎn),稍有不慎變釀成大錯(cuò)。
1.5困難性
對(duì)于整個(gè)工程來說,上部結(jié)構(gòu)中存在的質(zhì)量問題是可以通過某些措施來調(diào)整的,但是基礎(chǔ)由于處于地下,其特殊的地理位置加大了施工的難度。地基基礎(chǔ)施工的困難性主要表現(xiàn)在以下兩方面:第一方面,地基基礎(chǔ)工程的事故處理難度大;第二方面,地基的問題將直接影響上部結(jié)構(gòu)安全,因而一旦出現(xiàn)問題,整幢建筑都將面臨嚴(yán)重的事故。
2提高地基基礎(chǔ)工程的施工技術(shù)
提高地基基礎(chǔ)的施工技術(shù)要從提高施工技術(shù)和選擇地基類型兩方面著手。只有做好這兩部分工作才可以提高地基基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。
2.1選擇合適的基礎(chǔ)類型
選擇合適的基礎(chǔ)類型是做好地基基礎(chǔ)施工的首要環(huán)節(jié)。基礎(chǔ)是用來銜接整幢建筑和地基的。基礎(chǔ)的作用就是將建筑物的重量傳遞給地基,因而選擇基礎(chǔ)的類型時(shí)要充分考慮地基的性質(zhì)。常見的基礎(chǔ)類型有獨(dú)立基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)等,這些不同的基礎(chǔ)形式適用于不同的建筑類型和地質(zhì)條件。只有掌握各種基礎(chǔ)的特點(diǎn),并充分利用各種不同基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn),才可以實(shí)現(xiàn)最大限度的保證建筑物的安全。在選擇基礎(chǔ)類型時(shí)還應(yīng)充分考慮地質(zhì)條件和地基的承載力。如果地基的承載力較大,并且具有較大的硬度,就可以采用獨(dú)立基礎(chǔ)的基礎(chǔ)形式。如果地基的土質(zhì)硬度較低,并且較為疏松,就要根據(jù)建筑物的類型對(duì)地基進(jìn)行處理或者選擇恰當(dāng)?shù)幕A(chǔ)類型。比如在土質(zhì)較為松散的地方建高層建筑就要采用和地基接觸較大的筏型基礎(chǔ),來更好的傳遞荷載,但是這種基礎(chǔ)類型的造價(jià)較高,因而選擇基礎(chǔ)類型時(shí)要慎重。
2.2地基基礎(chǔ)的施工技術(shù)和方法
地基基礎(chǔ)的施工過程中要充分考慮土質(zhì)的情況。如果地基土是淤泥土并且淤泥土的上層僅有較薄的土層時(shí),要做好淤泥的除了工作,避免直接在淤泥上進(jìn)行施工,否則地基土?xí)兊酶榆浫酢H绻鼗潦侨斯ぬ钍炕蛘呃鴪?chǎng),則需要對(duì)地基進(jìn)行人工處理,使地基具有良好的均勻性和密實(shí)度,進(jìn)而可以承受地上荷載。在對(duì)地基進(jìn)行處理的過程中,不僅要選擇有效的地基處理形式還應(yīng)做好細(xì)節(jié)的建設(shè)工作,只有保證地基基礎(chǔ)的每一處結(jié)構(gòu)都有足夠強(qiáng)度和剛度,才可以確保當(dāng)?shù)鼗霈F(xiàn)不均勻沉降時(shí)施工人員有足夠的時(shí)間來做出應(yīng)對(duì)措施。要選擇合適的地基類型,在進(jìn)行房屋建筑施工之前就要做好地基基礎(chǔ)方案的選擇。在選擇的過程中要充分考慮地質(zhì)條件、地下水的形式以及建筑物的功能等因素。并且在施工的過程中,也有很多值得注意的地方。比如,沉降縫的設(shè)置。由于沉降縫可以減少熱脹冷縮對(duì)于混凝土的影響,因而施工人員要合理的設(shè)置沉降縫,注意對(duì)沉降縫的材料的選擇,只有這樣才可以使基礎(chǔ)的承載力有所保障。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞:框架結(jié)構(gòu);上部結(jié)構(gòu)剛度;地基沉降值;復(fù)合地基
Abstract:This paper will analysis the anti-force distribution, the settlement and bending moment variation by using PKPM software on the frame structure under the influence of different factors with composite foundation. And it will provide a reference to study building settlement and foundation optimized design.
Keywords: frame structure; the upper structure stiffness; Foundation settlement value; Composite foundation
中圖分類號(hào):TU398+.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、概述
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),各種工程建設(shè)得到迅猛發(fā)展,高、新建筑日益增多,大量的建筑物不得不建在具有不良地質(zhì)條件的地基上。建筑工程由上部結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)兩部分組成,上部主體結(jié)構(gòu)的安全與否,不僅取決于自身各種構(gòu)件的強(qiáng)度,同時(shí)還受地基基礎(chǔ)變形的影響。而地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)又要充分考慮上部結(jié)構(gòu)的剛度問題,不同的上部結(jié)構(gòu)形式對(duì)地基基礎(chǔ)變形的適應(yīng)能力不同的[1]。常規(guī)設(shè)計(jì)方法與實(shí)際受力情況有一定的差別,實(shí)際地基壓力分布是受到上部結(jié)構(gòu)剛度以及地基基礎(chǔ)剛度作用影響的。通過收集工程資料,本論文將在滿足安全性的條件,運(yùn)用PKPM軟件針對(duì)框架結(jié)構(gòu)采用不同基礎(chǔ)形式及是否上部結(jié)構(gòu)剛度影響的復(fù)合地基的反力分布規(guī)律、沉降規(guī)律和彎矩變化規(guī)律進(jìn)行對(duì)比分析,為研究建筑沉降及地基優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一定的參考。
PKPM的JCCAD軟件對(duì)整體性基礎(chǔ)(如交叉地基梁、筏板、樁筏和樁基礎(chǔ))采用了多種方法來考慮上部結(jié)構(gòu)剛度的影響。包括:上部結(jié)構(gòu)剛度凝聚法,上部結(jié)構(gòu)剛度無窮大的倒樓蓋法,上部結(jié)構(gòu)等待剛度法[2]。
二、工程實(shí)例
1.工程概況
某員工宿舍樓為5層,長(zhǎng)50.40米,寬16.20米,框架結(jié)構(gòu)。工程地質(zhì)資料如下:
表 1.1土層參數(shù)表
2.PKPM設(shè)計(jì)計(jì)算步驟
(1)PMCAD的輸入及TAT-8計(jì)算梁、柱。
首先布置軸網(wǎng)并根據(jù)規(guī)范布置柱、梁。根據(jù)軸壓比,初步估計(jì)本工程柱為500×500,根據(jù)規(guī)范估計(jì)梁尺寸,分別為350×750,250×450。接下來定義樓層(層高3.6米,板厚100),輸入荷載(根據(jù)建筑荷載規(guī)范GB50009-2001)以及設(shè)計(jì)參數(shù)——包括本工程的總信息,材料信息,地震信息,風(fēng)荷載信息等。最后進(jìn)行樓層組裝并保存。
圖1.1某員工宿舍標(biāo)準(zhǔn)層布置
進(jìn)入結(jié)構(gòu)樓面布置信息,在此可以進(jìn)行樓板開洞,修改板厚等。接下來進(jìn)入樓面?zhèn)鲗?dǎo)計(jì)算,該計(jì)算可以生成各層荷載傳到基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。
(3)JCCAD計(jì)算。
首先,地質(zhì)資料輸入,即將勘察院提供的各土層的物理參數(shù)輸入。點(diǎn)擊“土層布置”,將會(huì)出現(xiàn)土層參數(shù)表,因?yàn)榇斯こ坦灿辛鶄€(gè)勘探點(diǎn),各點(diǎn)參數(shù)均不相同,所以在“輸入孔位”菜單中輸入六個(gè)點(diǎn),并對(duì)這幾個(gè)勘探點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行修正。
在“參數(shù)輸入”里,將地基承載力特征值改為勘察院提供的土的承載力特征值110kPa。
接下來運(yùn)行菜單,點(diǎn)擊讀取荷載,此工程要讀取TAT荷載,目標(biāo)荷載分為三種情況:標(biāo)準(zhǔn)組合用于承載力設(shè)計(jì);基本組合用于基礎(chǔ)設(shè)計(jì);準(zhǔn)永久組合用于沉降計(jì)算。則此工程選擇基本組合。
最后進(jìn)入菜單,點(diǎn)擊“自動(dòng)生成”,將結(jié)構(gòu)全部選中,進(jìn)行基礎(chǔ)碰撞檢查。由于地基承載力小,可能產(chǎn)生的基礎(chǔ)會(huì)很大,所以軟件提示會(huì)進(jìn)行多次碰撞檢查,直到滿足地基承載力要求。本工程獨(dú)基尺寸最大達(dá)到了6200mm×6200mm,許多學(xué)者和設(shè)計(jì)人員都認(rèn)為柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)不宜取過大的截面尺寸,從經(jīng)濟(jì)角度考慮,應(yīng)該采取地基處理,提高地基承載力從而使得獨(dú)基尺寸達(dá)到合理的范圍,此工程經(jīng)過反復(fù)計(jì)算,當(dāng)?shù)鼗休d力特征值達(dá)到180kPa的時(shí)候,最大基礎(chǔ)尺寸為4800mm×4800mm,此時(shí)合理,所以需要進(jìn)行地基處理,處理后地基承載力特征值為180kPa。如果沖切高度過大,應(yīng)該考慮提高混凝土強(qiáng)度等級(jí),以達(dá)到減小基礎(chǔ)沖切高度的目的。這樣即使控制基礎(chǔ)底板最小配筋率,配筋面積也不至于大得不能接受。如果仍然不合理,就應(yīng)該考慮工程設(shè)計(jì)柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)是否合理,是否更換基礎(chǔ)形式。做完后結(jié)束退出。
最后,運(yùn)行菜單,計(jì)算參數(shù)參看《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007---2002[3]。運(yùn)行“沉降計(jì)算”,選擇TAT荷載,可以查看其荷載圖、沉降圖和數(shù)據(jù)文件。
三、輸出數(shù)據(jù)文件及圖形文件分析
1、實(shí)際工程輸出圖形及文件分析
圖1.2框架結(jié)構(gòu)沉降等值線圖(單位:毫米)
圖1.3 B軸沉降剖面圖(單位:毫米)
圖1.4 3軸沉降剖面圖(單位:毫米)圖1.5 5軸沉降剖面圖(單位:毫米)
通過以上圖形分析可知:獨(dú)立基礎(chǔ)沉降圖表現(xiàn)為四個(gè)角部處沉降最小,中間部位最大,所以進(jìn)行地基處理及沉降分析時(shí),應(yīng)有的放矢。由于軟件存在缺陷,框架結(jié)構(gòu)只能輸出沉降數(shù)據(jù),無反力及彎矩?cái)?shù)據(jù)輸出項(xiàng)。[4-5]
2、不考慮上部結(jié)構(gòu)剛度影響下筏板基礎(chǔ)對(duì)于不同結(jié)構(gòu)形式工程分析
將框架結(jié)構(gòu)工程的基礎(chǔ)改為采用筏板基礎(chǔ)進(jìn)行分析,筏板厚度與原基礎(chǔ)的高度相同。暫不考慮上部結(jié)構(gòu)剛度的影響。所有輸出圖形文件的橫縱剖面的原點(diǎn)均為A軸與1軸的交點(diǎn),不包括筏板出挑。
(1)沉降
圖1.6框架結(jié)構(gòu)沉降等值線圖(單位:毫米)
采用獨(dú)基,最大沉降值為83.2mm,最小沉降值為43.7mm,差值為39.5mm。采用筏板基礎(chǔ),最大沉降60.8mm,最小沉降值為52.4mm,差值為8.4mm。采用筏板基礎(chǔ)時(shí),最大沉降值減小了26.9%,最小值增大了19.9%。可見筏板相對(duì)獨(dú)基,有不可忽視的調(diào)平沉降的作用。
圖1.7 B軸沉降剖面圖(單位:毫米)
圖1.8 1軸沉降剖面圖(單位:毫米)圖1.9 5軸沉降剖面圖(單位:毫米)
相對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)而言,B軸沉降剖面圖、1軸沉降剖面圖和5軸沉降剖面圖沉降曲線變化比較緩和,由此可見筏板基礎(chǔ)本身對(duì)沉降的調(diào)平作用是顯著的。
(2)地基反力
圖1.10基底反力等值線圖(單位:千帕)
圖1.11 B軸線基底反力剖面圖
[關(guān)鍵詞]地基 技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì)
[中圖分類號(hào)] TU973+.35 [文獻(xiàn)碼]B [文章編號(hào)] 1000-405X(2015)-3-391-1
在建筑工程當(dāng)中,地基是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工程,它對(duì)整個(gè)建筑工程質(zhì)量有著重大影響。隨著工程建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大,工程建筑質(zhì)量問題也越來越突出,不僅影響到了建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,更影響到了我國(guó)社會(huì)的健康發(fā)展。地基是一項(xiàng)地下隱蔽工程,其工程自身的特點(diǎn)導(dǎo)致了其竣工驗(yàn)收工作十分困難,其工程質(zhì)量不過關(guān)造成的損失是難以計(jì)算的。因此,工程建筑企業(yè)必須提高地基施工技術(shù)水平,加強(qiáng)施工管理,確保施工質(zhì)量,從而為人們建造一個(gè)安全、舒適的居住環(huán)境。
1地基處理技術(shù)
1.1鋼筋處理技術(shù)
在建筑工程中,地基工程中常用的材料就是鋼筋,而鋼筋容易受到多種因素的影響,會(huì)出現(xiàn)鋼筋強(qiáng)度不夠、鋼筋銹蝕等問題。在地基基礎(chǔ)工程中,鋼筋的作用的加強(qiáng)地基強(qiáng)度,增加地基基礎(chǔ)的抗壓力。為了確保地基礎(chǔ)出工程質(zhì)量,在地基處理技術(shù)中,首先必須確保鋼筋質(zhì)量。在進(jìn)場(chǎng)的鋼筋要求出示相關(guān)的檢測(cè)證書,在鋼筋應(yīng)用的時(shí)候,要防止鋼筋銹蝕,一旦銹蝕,要在不損害鋼筋性能的前提下, 采取相關(guān)的除銹措施,在除銹之后再運(yùn)至綁扎部位。鋼筋數(shù)量要根據(jù)工程實(shí)況來定,鋼筋焊接要確保質(zhì)量,高出地基地面的鋼筋頭要齊平基面,在鋼筋綁扎的時(shí)候,鋼筋網(wǎng)不許出現(xiàn)變形、松脫等問題。
1.2基坑支護(hù)技術(shù)
在我國(guó)地基基礎(chǔ)施工過程中,常常會(huì)出現(xiàn)地基基礎(chǔ)變形,地基變形就會(huì)給工程造成很大的安全隱患。因此在地基基礎(chǔ)施工過程中,利用錨桿、鋼樁、混凝土灌注樁等部件,形成支護(hù)保護(hù)體系,并結(jié)合地基基礎(chǔ)土層內(nèi)部的支撐結(jié)構(gòu)對(duì)土體實(shí)施共同的支擋,同時(shí)加大支護(hù)體系的管理,時(shí)時(shí)刻刻對(duì)支護(hù)體系進(jìn)行監(jiān)控,確保支護(hù)體系的質(zhì)量,從而保障地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量。
1.3測(cè)溫技術(shù)
在建筑地基工程中,影響地基基礎(chǔ)工程質(zhì)量的一個(gè)重要因素就是溫度,混凝土結(jié)構(gòu)容易受溫差產(chǎn)生的應(yīng)力影響,為此施工人員必須嚴(yán)格沒控制內(nèi)外溫差變化,紡織混凝土結(jié)構(gòu)受溫差應(yīng)力的影響。例如在某建筑地基基礎(chǔ)工程中,施工人員為了準(zhǔn)確的測(cè)量溫度,根據(jù)工程的特點(diǎn),利用工程測(cè)溫計(jì),布設(shè)測(cè)溫點(diǎn),在施工低點(diǎn)處進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫,測(cè)溫計(jì)用線繩吊掛,并在每根線繩上用口取張標(biāo)明測(cè)溫計(jì)的位置,以便讀取溫度時(shí)不混亂。同時(shí)安排專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行詳細(xì)的記錄,并及時(shí)的進(jìn)行數(shù)據(jù)整理。
1.4回填技術(shù)
首先地基是建筑工程的基礎(chǔ),其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整個(gè)建筑工程的質(zhì)量,在我國(guó)當(dāng)前的工程中,出現(xiàn)工程質(zhì)量問題主要是體現(xiàn)在地基基礎(chǔ)沒有處理好,為此做好地基基礎(chǔ)處理工作相當(dāng)重要。例如,在某工程的地基處理中,施工單位在確定地基的土質(zhì)后,將地基基礎(chǔ)中一定范圍內(nèi)不合適土層用裝土車運(yùn)走,并在該地區(qū)回填一些碎石,利用壓土機(jī)來回壓實(shí),從而保障了地基基礎(chǔ)的強(qiáng)度,為工程質(zhì)量提供了技術(shù)保障。
1.5混凝土澆筑技術(shù)
混凝土出現(xiàn)裂縫是我國(guó)當(dāng)前工程建筑中常出現(xiàn)的一個(gè)問題,在地基處理技術(shù)中,解決裂縫的根本性措施就是混凝土施工技術(shù)與管理。首先要嚴(yán)格控制混凝土結(jié)構(gòu)材料,確保材料不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題[1]。混凝土結(jié)構(gòu)所需要的材料有水泥、砂、水等,施工單位要嚴(yán)格按照合理的配比比例進(jìn)行攪拌。其次在混凝土澆筑的時(shí)候盡量采用多臺(tái)天泵進(jìn)行澆筑,保障混凝土澆筑的連續(xù)性,同時(shí)要控制好天泵落管與地面的距離,避免距離過大造成的沖擊力給地面造成的沖擊損傷,同時(shí)施工人員在施工過程中做好施工管理工作,利用振動(dòng)棒對(duì)混凝土進(jìn)行振搗,確保混凝土搗勻。最后要做好混凝土結(jié)構(gòu)防護(hù)措施,防止混凝土在還沒有完成凝固前出現(xiàn)裂縫。慣用的方法就是在混凝土澆筑完成后在其表面鋪設(shè)一層薄膜,防止混凝土結(jié)構(gòu)受溫度應(yīng)力影響,同時(shí)做好灑水工作,每天3到6次。
2地基處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
在建筑工程的構(gòu)建過程中地基是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié),它的質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)建筑的生命。地基質(zhì)量則與地基處理技術(shù)密不可分[2]。在計(jì)算機(jī)技術(shù)以及建模技術(shù)不斷發(fā)展的過程中給予了地基技術(shù)極大的發(fā)展空間,同時(shí)在新工藝的作用下帶給了地基技術(shù)一個(gè)新的發(fā)展方向。當(dāng)然在利用這些新技術(shù)的過程中必然還是要以先考慮建筑的穩(wěn)定性為主,同時(shí)也結(jié)合實(shí)際施工環(huán)境加強(qiáng)安全防范措施,為施工工藝提供良好的發(fā)展空間。總之地基處理技術(shù)的不斷深化為建筑行業(yè)的發(fā)展提供了巨大的推動(dòng)力,同時(shí)該技術(shù)也將朝著節(jié)能、環(huán)保的方向進(jìn)一步深入發(fā)展,這將使得我國(guó)建筑行業(yè)整體達(dá)到一個(gè)新的高度。
3結(jié)語
在當(dāng)代工程建筑中,建筑工程要想取得良好的經(jīng)濟(jì)效益,就必須保障工程質(zhì)量。而地基作為工程建筑的基礎(chǔ),加大地基技術(shù)的應(yīng)用,不僅可以保障地基基礎(chǔ)質(zhì)量,同時(shí)還可以為建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提供保障。隨著科技的發(fā)展,以綠色理念的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式逐漸深入到我國(guó)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域,以綠色為導(dǎo)向的地基處理技術(shù)也將成為我國(guó)建筑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:MicrosoftExcel的宏功能,黃土濕陷量,自動(dòng)化,模塊
1前言
甘肅省隴東、隴西等地區(qū)大范圍分布著大厚度自重和非自重濕陷性黃土層,在上覆土的自重壓力及附加壓力下受水浸濕,土結(jié)構(gòu)迅速破壞,并產(chǎn)生顯著附加下沉,造成建筑物基礎(chǔ)的不均勻下沉,導(dǎo)致建筑物墻體開裂、破壞,地面下沉等不良建筑病害,對(duì)國(guó)家的財(cái)產(chǎn)和人民的生活造成嚴(yán)重后果。
針對(duì)以上問題,我們經(jīng)過對(duì)大量工程的計(jì)算和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),編制以下計(jì)算機(jī)模塊,為黃土濕陷量計(jì)算提供一種方便、快捷、有效的途徑,它有一下幾個(gè)特點(diǎn):
①、實(shí)現(xiàn)黃土濕陷量計(jì)算自動(dòng)化,輸入基本的室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù),就可生成完整的黃土濕陷量計(jì)算表。。
②、數(shù)據(jù)校對(duì)、糾錯(cuò)功能,減少了許多應(yīng)人工計(jì)算時(shí)容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤和計(jì)算誤差等,為工程提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和參數(shù)。
③、對(duì)規(guī)模比較大的工程,采用本模塊可以大大節(jié)省時(shí)間、人力、物力,提高工程設(shè)計(jì)人員的效率。
④、在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和地基處理方案的選擇上,可以為設(shè)計(jì)人員提供剩余濕陷量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù),從而提高設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確率。
2設(shè)計(jì)概念及方法
利用Microsoft Excel程序中宏模塊功能,將輸入的濕陷量原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、校核、糾錯(cuò)等過程,最后自動(dòng)計(jì)算出自重濕陷量、濕陷量、濕陷下限深度、濕陷性等級(jí)等主要的地基設(shè)計(jì)參數(shù),最后填入正式的濕陷量計(jì)算表中,打印即可。
3.編程設(shè)計(jì)
程序框圖:
第一步,在Microsoft Excel程序中繪制黃土濕陷量計(jì)算表,見圖1。。
第二步,運(yùn)行菜單→工具→宏→Visual basic 編輯器,然后輸入以下模塊程序保存關(guān)閉即可,見圖2。。
第三步,在黃土濕陷量計(jì)算表中輸入正確的數(shù)據(jù),無數(shù)據(jù)時(shí)輸入“——”,運(yùn)行菜單→工具→宏→SXLJS(濕陷量計(jì)算)宏,一張合格準(zhǔn)確的黃土濕陷量計(jì)算表就生成了,見附
圖3、圖4。
圖1,黃土濕陷量計(jì)算表
圖2,程序輸入
圖3,計(jì)算過程
圖4,計(jì)算成果
4.結(jié)束語
該程序在隴東、隴西區(qū)域的許多工程中得到了廣泛應(yīng)用,數(shù)據(jù)計(jì)算準(zhǔn)確快捷,不但為工程技術(shù)人員節(jié)約的大量的時(shí)間和精力,也大大減少了人為計(jì)算的誤差和錯(cuò)誤,為后期的工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和結(jié)論。
參考文獻(xiàn):
[1]《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB50025-2004);
[2]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002);
[3]《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50123-99);
[4]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002);
[5]MicrosoftExcel學(xué)習(xí)與實(shí)踐
[6]《中文Excel2000速成教程》
[7]《Excel函數(shù)教程》
[8]《VBA入門課程》
[關(guān)鍵詞]減沉樁;復(fù)合樁基;沉降計(jì)算
0前言
舟山群島存在大面積的海積、沖海積和山前沖海積平原,地基土存在厚10~50m的高壓縮性、低強(qiáng)度、大孔隙比和高含水量的淤泥質(zhì)粘土層。在其頂部大多存在厚1~2m的粉質(zhì)粘土(俗稱硬殼層),當(dāng)量大面廣的多層住宅等建筑采用淺基礎(chǔ)時(shí)以該層為持力層,一般情況下地基承載力和軟弱下臥層承載力均能滿足要求。但由于軟土層太厚,將產(chǎn)生過大的沉降,不滿足使用要求,因此該地區(qū)1~6層建筑大部分均采用樁基礎(chǔ),且多數(shù)采用預(yù)應(yīng)力管樁,樁長(zhǎng)達(dá)40~60m,甚至某公園一單層廁所也打了6根直徑0.4m、樁長(zhǎng)30m的預(yù)應(yīng)力管樁[1],因此基礎(chǔ)造價(jià)相對(duì)較高。和常規(guī)樁基相比,減沉樁的復(fù)合樁基可以減小沉降和降低造價(jià),所以在上海、天津等軟土地區(qū)已有較多的應(yīng)用,但在舟山還未曾用過。某3層辦公樓減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工程在舟山是首例,可為這項(xiàng)技術(shù)的推廣使用積累經(jīng)驗(yàn)。
1、減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)工作機(jī)理
減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)是在軟土天然地基承載力基本滿足要求的情況下,為了減小建筑物沉降采用疏布樁(樁距>6d,d為樁徑)的復(fù)合樁基礎(chǔ),外荷載由樁和樁間同承擔(dān),樁的截面較小,樁間距較大,以保證樁間土的荷載分擔(dān)足夠大。隨著上部結(jié)構(gòu)荷載增加,荷載開始主要由樁承擔(dān),樁、土間的變形以受基礎(chǔ)底壓力作用影響為主,受樁土相互作用影響次之,基礎(chǔ)底的樁和土沉降是相等的,而承載力的可靠度主要由淺基礎(chǔ)承載力作保證。
減沉樁設(shè)計(jì)為變形控制設(shè)計(jì)方法,主要對(duì)存在深厚軟土層的多層建筑的絕對(duì)沉降和整體傾斜、撓曲和結(jié)構(gòu)支點(diǎn)間的差異沉降進(jìn)行控制。減沉樁的工作機(jī)理很復(fù)雜,其受力性狀與常規(guī)樁距的樁基礎(chǔ)有明顯的不同,對(duì)此目前還研究得不夠,尤其現(xiàn)場(chǎng)足尺試驗(yàn)資料不多,學(xué)術(shù)上有不同的觀點(diǎn),爭(zhēng)論焦點(diǎn)之一是在正常使用條件下,減沉樁是在承載力特征值還是在極限承載力下工作或在兩者之間工作。本文[2]通過減沉樁模型試驗(yàn)和有限元分析認(rèn)為,樁在80%~90%的單樁極限承載力下工作;文[3],[4]建議樁承載力按0.9Qu設(shè)計(jì)(Qu為單樁極限承載力),按單樁極限承載力設(shè)計(jì)復(fù)合樁基可為充分發(fā)揮承臺(tái)底地基土的直接承載作用創(chuàng)造條件;文[5]認(rèn)為,當(dāng)淺基礎(chǔ)(承臺(tái))產(chǎn)生一定沉降時(shí),樁能充分發(fā)揮并始終保持其全部極限承載力,即有足夠的“韌性”;文[6]提出上海地區(qū)可令樁發(fā)揮極限承載力的樁與承臺(tái)摩擦樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)建議;上海規(guī)范[7]規(guī)定,復(fù)合樁基、樁和同作用,當(dāng)荷載達(dá)群樁極限狀態(tài)時(shí),荷載全部由樁承擔(dān),地基土不承受荷載,當(dāng)荷載超過極限承載力時(shí),超過的部分由基底地基土承擔(dān)。文中工程減沉樁復(fù)合樁基設(shè)計(jì)采用《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94―2008)[8]中的設(shè)計(jì)方法,基底附加壓力按總荷載扣除單樁承載力特征值進(jìn)行計(jì)算。
2工程概況
六橫沙浦一3層辦公樓,建筑面積1600m2,框架結(jié)構(gòu),上部結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì)值32442kN,基礎(chǔ)埋深0.9m,地下水位0.9m,采用梁板式筏型基礎(chǔ),平面尺寸39.24m×17.4m,板厚250mm,縱向地基梁500mm×650mm和500mm×800mm,橫向地基梁400mm×600mm,基礎(chǔ)平面見圖1,承臺(tái)構(gòu)造見圖2。
3、天然地基沉降計(jì)算
(1)基底平均壓力為:
pk=Fk+Gk
A=32442P1135+68218×019×2068218=5312kPa
(2)軟弱下臥層承載力按下式驗(yàn)算:
pz+pcz≤fazpz=lb(pk-pc)(b+2Ztanθ)(l+2Ztanθ)式中:pz為軟弱下臥層頂面附加壓力;pcz為軟弱下臥層頂面自重壓力,pcz=2413kPa;faz為經(jīng)深度修正軟弱下臥層承載力特征值,faz=6216kPa;pc為基礎(chǔ)底面處自重壓力,pc=1711kPa;Z為基礎(chǔ)底面至軟弱下臥層頂面距離,Z=018m;θ為擴(kuò)散角,由ZPb=018P1714=0105,Es1
PEs2=811P212=317,故θ=0°。計(jì)算得:
pz=39124×1714×(5312-1711)(1714+2×018×tan0°)(3914+2×018×tan0°)
=3611kPapz+pcz=3611+2413=6014kPa≤faz=6216kPa滿足要求。
(3)按分層總和法計(jì)算筏板基礎(chǔ)沉降:
s=ψsΣn1p0Esi(zi.αi-zi-1.αi-1)式中:ψs為沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù),根據(jù)地基規(guī)范[13]由.Es=2146MPa查表得ψs=111;p0為荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合的平均附加壓力,p0=33kPa;Esi為基底下第i層土壓縮模量;.αi,.αi-1為承臺(tái)等效面積角點(diǎn)平均附加應(yīng)力系數(shù);zi,zi-1為承臺(tái)底至第i,i-1層土底面距離。最終計(jì)算得出s=25414mm。
4、減沉樁復(fù)合疏樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和沉降計(jì)算
由上述計(jì)算結(jié)果可知,采用天然地基的筏板基礎(chǔ)的基底壓力和軟弱下臥層承載力驗(yàn)算均滿足要求,但沉降s=254.4mm,已超過各地規(guī)范[7,9,12]規(guī)定的地基變形容許值:上海規(guī)范[7]規(guī)定,多層框架結(jié)構(gòu)天然地基筏板基礎(chǔ)中心點(diǎn)容許沉降為15~20cm;天津規(guī)范[9]規(guī)定,多層建筑容許沉降值為10~15cm;北京規(guī)范[12]規(guī)定,多層建筑框架結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期最大容許沉降量為3~12cm。
為減少筏基沉降,采用減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ),即在每一根柱下各布設(shè)一根預(yù)制樁,樁截面250×250,樁長(zhǎng)21m,樁端持力層為層③含角礫粉質(zhì)粘土,總樁數(shù)44根。
根據(jù)表1中的參數(shù),單樁承載力特征值為:
Ra=uqsiaLi+qpaAp=376.5kN
減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)底板中點(diǎn)最終沉降由兩部分組成:一是基礎(chǔ)底面土在附加壓力作用下的壓縮變形的沉降ss,二是樁對(duì)土影響產(chǎn)生的沉降ssp。
s=ψ(ss+ssp)(1)
式中ψ為沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù),無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)ψ取1.0。
由于基礎(chǔ)底面樁和土的沉降是相等的,式(1)是通過計(jì)算樁間土沉降的方法計(jì)算基底中點(diǎn)最終沉降量。
4.1基底地基土附加壓力產(chǎn)生的沉降ss
基底地基土附加壓力產(chǎn)生的沉降ss,是按Bouissinesg解計(jì)算土中附加應(yīng)力,由單向壓縮分層總和法計(jì)算:
ss=Σui=1p0Esi(zi.αi-zi-1.αi-1)(2)承臺(tái)等效寬度為:
Bc=BAcPL(3)
式中:Ac為承臺(tái)底凈面積;B,L分別為承臺(tái)基礎(chǔ)平面的寬度和長(zhǎng)度。經(jīng)計(jì)算Ac=680m2,B=17.4m,L=39.24m,Bc=11.56m。
根據(jù)荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計(jì)算假想天然地基平均附加壓力p0
p0=ηp(F-nRa)/Ac(4)
式中:ηp為基樁刺入變形影響系數(shù),取1.2;F為荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合荷載值,F=33918kN;n為樁數(shù),n=44。計(jì)算得出p0=30.6kPa。
基底附加壓力作用下的沉降計(jì)算見表2。
滿足σz=011σc確定的沉降計(jì)算深度zn=15m,由基底地基土附加壓力作用下產(chǎn)生的筏板基礎(chǔ)中點(diǎn)沉降ss=131.3mm。
4.2樁對(duì)土影響產(chǎn)生的沉降ssp
因減沉樁端阻力相對(duì)較小,同時(shí)l/d=84(d為樁徑),單樁沉降受樁端持力層性狀影響不大,所以忽略端阻力對(duì)基底地基土沉降的影響,僅考慮樁側(cè)阻力引起樁周土的沉降。按剪切位移傳遞法計(jì)算,當(dāng)軟土層樁側(cè)剪切位移影響半徑按8d考慮時(shí),可得到ssp的簡(jiǎn)化公式:
ssp=280.qsu.Esi×d(SdPd)2(5)
式中:.qsu,.Es分別為樁身范圍內(nèi)按厚度加權(quán)極限側(cè)阻力和平均壓縮模量;d為樁身直徑,方樁d=1.25b(b為單樁截面邊長(zhǎng));Sd/d為等效距徑比,方樁Sd/d=0.886A/(nb)。經(jīng)計(jì)算.qsu=2318kPa,.Es=2179MPa,SdPd=14,ssp=318mm。
故減沉復(fù)合疏樁筏基中點(diǎn)沉降為:
s=ψ(ss+ssp)=1.0×(131.8+3.8)=135.6mm所以減沉復(fù)合疏樁筏基比筏板天然地基中點(diǎn)沉降(254.4mm)減小47%,且沉降值滿足規(guī)范要求。
5、結(jié)論
(1)計(jì)算的基礎(chǔ)中點(diǎn)沉降比天然地基沉降減小47%,說明設(shè)計(jì)少量減沉樁可使沉降滿足規(guī)范要求。從結(jié)構(gòu)封頂后的沉降觀測(cè)知,其最大沉降量為45mm,預(yù)計(jì)最終沉降達(dá)128mm左右(假設(shè)封頂后沉降完成35%),當(dāng)沉降速率0.01mm/d為沉降基本穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)[10],預(yù)計(jì)沉降穩(wěn)定時(shí)間不超過10年[11]。而不遠(yuǎn)處類似土層的框架結(jié)構(gòu),采用十字交叉梁條形基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)封頂后的最大沉降達(dá)105mm。
(2)該辦公樓周邊有多層住宅樓,道路下有自來水管線,當(dāng)采用常規(guī)的預(yù)應(yīng)力管樁或預(yù)制方樁時(shí),無論是錘擊法或靜壓法沉樁都將產(chǎn)生擠土效應(yīng),擠土范圍達(dá)1~1.5倍樁長(zhǎng),所以要設(shè)置應(yīng)力釋放孔等減少擠土效應(yīng),同時(shí)設(shè)置測(cè)斜孔監(jiān)測(cè)深層土移來控制打樁速率,就會(huì)增加工程造價(jià)。而減沉樁樁間距很大,達(dá)15.2d~16.4d,大大減少了擠土效應(yīng),甚至可不用考慮樁施工的擠土效應(yīng)。
(3)該工程與采用常規(guī)樁基比較,采用減沉復(fù)合樁基可減少樁數(shù)30%,降低造價(jià)35%(含防擠土措施和監(jiān)測(cè)費(fèi)用)。
參考文獻(xiàn):
[1]東港海濱公園預(yù)應(yīng)力管樁檢驗(yàn)報(bào)告[R].浙江宏宇勘察設(shè)計(jì)有限公司,2004.
[2]鄭剛,顧曉魯.減沉樁承載機(jī)理的試驗(yàn)及計(jì)算分析[C]PP中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)樁基學(xué)術(shù)委員會(huì)第2屆年會(huì)論文集.北京:中國(guó)建材出版社,1994.
[3]宰金珉.復(fù)合樁基工作性質(zhì)分析[C]PP中國(guó)建筑學(xué)會(huì)地基基礎(chǔ)學(xué)術(shù)委員會(huì)論文集.太原:山西高校聯(lián)合出版社,1992.
[4]宰金珉.復(fù)合樁基設(shè)計(jì)的新方法[C]PP第七屆土力學(xué)及基礎(chǔ)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1994.
[5]黃紹銘,高大釗.軟土地基與地下工程(第二版)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.
[6]童翊湘.上海樁基礎(chǔ)的使用經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)方法[J].華東電力設(shè)計(jì)院院刊,1979.
[7]上海市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn).DGJ08―11―1999地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[8]JGJ94―2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007.
[9]天津市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn).DB29―20―2002巖土工程技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002.
[10]JGJP8―2007建筑變形測(cè)量規(guī)范[S].
[11]陳皓彬.軟土地基建筑物沉降分析與計(jì)算[C]PP建筑地基研究文集.福州:福建省地圖出版社,2005.
[12]北京市標(biāo)準(zhǔn).DBJ01―501―92北京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
關(guān)鍵字:泵閘 地基 基礎(chǔ) 不均勻沉降 數(shù)值模擬 Plaxis
中圖分類號(hào):TU47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1 前言
上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)位于浦東新區(qū)瀕海地區(qū),整個(gè)機(jī)場(chǎng)分兩期實(shí)施,一期第一、二、三跑道已經(jīng)投入運(yùn)行,二期新建第四與第五跑道,浦東機(jī)場(chǎng)需東擴(kuò),為了保證第四、第五跑道建成后的防汛除澇安全,需調(diào)整相應(yīng)的二級(jí)排水規(guī)劃,并與跑道同步建成投入使用。新建薛家泓泵閘是二級(jí)排水的一部分。根據(jù)平面布置推薦方案,泵閘工程布置采用閘+泵+閘布置型式,即泵站居中、水閘分居兩邊的結(jié)構(gòu)型式。其中泵站設(shè)計(jì)裝機(jī)流量60 m3/s,泵站站身長(zhǎng)29 m,寬31.6m;水閘分兩孔分別布置在泵站南北兩側(cè),每孔水閘凈寬12m,總凈寬24m,閘首長(zhǎng)29m。本工程與1線海塘相接,工程等別為Ⅰ等。本工程地基處理應(yīng)統(tǒng)籌整個(gè)泵閘工程的結(jié)構(gòu)布局,地基處理結(jié)合基坑圍護(hù)從主體結(jié)構(gòu)地基承載控制要求,沉降變形控制要求、防滲安全要求及避免閘首和進(jìn)水池翼墻墻后高回填土等幾方面考慮,通過對(duì)已有地質(zhì)資料的詳細(xì)分析,針對(duì)地基處理系統(tǒng)中的各部分分別提出了相應(yīng)的處理措施。
2 地質(zhì)條件
根據(jù)工程總體布置,泵閘采取“閘+泵+閘”的平面布置型式,泵、閘底板間分縫,主體結(jié)構(gòu)分為三塊底板,底板總寬度60.8m(14.6m+31.6m+14.6m)。水閘閘室底板底高程-2.65m,泵站站身底板底高程-3.7~-5.45m。泵閘底板以下土層由上往下分別為第②3層、第④層、第⑤1-1層、第⑦1層、第⑦2層土。整個(gè)水閘將坐落于第②3層粘質(zhì)粉土層,閘室底板下第②3層厚度較薄,最薄處僅約1.3m,而下伏的第④層淤泥質(zhì)粘土為軟弱下臥層,土質(zhì)比較差,厚度很大,達(dá)到10 m左右。第⑤1-1層為粘土,層厚較薄,層厚10m左右,呈飽和,軟塑狀態(tài),高等~中等壓縮性,土質(zhì)一般。第⑦1層砂質(zhì)粉土,層厚5m左右,土質(zhì)較好。第⑦2層粉砂土,未穿,土質(zhì)較好。
表1土層主要物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)表
閘基下第②3層砂質(zhì)粉土的滲透系數(shù)KV=3.7E-04cm/s,KH=5.94E-04cm/s,滲透性較大,抗沖刷能力差,為防止?jié)B透和沖刷破壞,應(yīng)采取必要的防滲及防沖刷措施。
閘室底板下第②3層厚度較薄,最薄處僅約1.3m,而下伏的第④層淤泥質(zhì)粘土為軟弱下臥層,土質(zhì)比較差,厚度很大,計(jì)算地基承載力時(shí)需考慮軟弱下臥層。由于軟弱下臥層厚度很大,閘首基礎(chǔ)采用天然地基變形一般難以滿足規(guī)范要求,需進(jìn)行地基處理。
根據(jù)上述分析,本工程泵閘地基處理需重點(diǎn)解決地基承載力、沉降變形、防滲等問題。
3 總體思路與研究方法
3.1總體思路
本工程重點(diǎn)研究泵閘主體結(jié)構(gòu)地基處理的基礎(chǔ)上,統(tǒng)籌考慮進(jìn)水池、出水池及內(nèi)外河翼墻等部位,確保各部位地基承載力滿足要求的同時(shí),關(guān)鍵使各部位自身沉降位移變形、不同部位間不均勻沉降差滿足使用要求,且滿足泵閘整體防滲要求等。
3.2研究方法
要準(zhǔn)確分析泵閘主體結(jié)構(gòu)的沉降及內(nèi)力,不僅需統(tǒng)籌考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基三者間共同作用,而且還需考慮墻后高填土產(chǎn)生的影響,常規(guī)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法已經(jīng)不能滿足優(yōu)化設(shè)計(jì)要求,需采用整體有限元計(jì)算方法統(tǒng)一考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基及墻后高填土間的相互作用,比較真實(shí)反映泵閘實(shí)際工作狀態(tài)和加載過程。本工程采用了大型巖土有限元分析軟件Plaxis對(duì)本工程進(jìn)行數(shù)值模擬分析,并通過對(duì)比分析的方法研究整體結(jié)構(gòu)受力和變形情況,為結(jié)構(gòu)及地基處理方案優(yōu)化提供相應(yīng)的依據(jù)并進(jìn)一步指導(dǎo)方案的優(yōu)化。
4 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)研究
根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn),泵閘主體結(jié)構(gòu)地基處理不僅與自身結(jié)構(gòu)地基處理方案關(guān)系密切,同時(shí)墻后填土情況對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響也十分大。本工程所處位置屬近年來新促淤,地基土為欠固結(jié)土,墻后高填土將引起場(chǎng)地出現(xiàn)較大沉降量,也可能使泵站主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻沉降。為選取合理經(jīng)濟(jì)的地基處理方案,本階段對(duì)主體結(jié)構(gòu)地基處理方案與墻后地基處理(兼顧基坑圍護(hù))不同組合情況進(jìn)行對(duì)比分析,根據(jù)分析成果,選取科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)的地基處理方案。
根據(jù)上海地區(qū)沿海軟土地質(zhì)的特性,對(duì)泵閘進(jìn)行處理的方案一般有預(yù)制樁(方樁、PHC管樁)方案、鉆孔灌注樁方案、地下連續(xù)墻方案、高壓旋噴樁方案、深層攪拌樁方案等。考慮到地下連續(xù)墻方案工程投資大,而高壓旋噴樁、深層攪拌樁方案均為復(fù)合地基基礎(chǔ),工程質(zhì)量控制較難,考慮到本工程的重要性,本工程主體結(jié)構(gòu)均不推薦采用。本工程場(chǎng)地周圍較為空曠,距離新建大堤也有一定距離,從本工程的自身特點(diǎn)、可操作性、可靠度、施工工期及工程投資等各方面綜合考慮,本階段泵閘主體結(jié)構(gòu)、進(jìn)、出水池等部位的地基處理推薦采用鋼筋砼預(yù)制方樁方案,泵閘主體結(jié)構(gòu)防滲采用三軸攪拌樁樁與兩側(cè)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成封閉體系。
4.1閘首地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)研究
泵閘地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要通過對(duì)比分析,研究主體結(jié)構(gòu)布置及主體結(jié)構(gòu)樁基布置的合理性。根據(jù)地基處理總體思路,共比選了六種不同組合的地基處理方案,基本情況如表2所示。方案一~方案四樁基進(jìn)入第71層土,地基基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ),上部荷載均由樁基承擔(dān)。方案五和方案六樁基進(jìn)入第51-1層土,地基基礎(chǔ)為沉降控制復(fù)核樁基礎(chǔ),上部荷載由樁基和地基同承擔(dān)。方案一~四站身結(jié)構(gòu)共布置12(排)×14(列)=168根鋼筋砼方樁,為減小底板內(nèi)力,樁基盡可能靠近墩體布置;左右兩孔閘室結(jié)構(gòu)各布置12(排)×6(列)=72根鋼筋砼方樁,為減小底板內(nèi)力,樁基盡可能靠近閘墩布置;站身和閘室樁基樁底標(biāo)高均為-30m。方案五和方案六樁基樁位平面布置與方案一~四相同,但樁基底高程為-25m。
表2 泵閘主體結(jié)構(gòu)布置及地基處理方案
各方案沉降位移變形及內(nèi)力對(duì)比分析見表3。
表3 各方案底板沉降及內(nèi)力對(duì)比匯總表
圖1各地基處理方案垂直位移趨勢(shì)對(duì)比
通過計(jì)算可得出以下主要結(jié)論:
(1)泵閘主體結(jié)構(gòu)沉降位移與規(guī)范計(jì)算基本吻合,方案一~方案四樁基進(jìn)入第7層土,泵閘主體結(jié)構(gòu)沉降位移變形可以控制在150mm以內(nèi),自身不均勻沉降量可以控制在20mm以內(nèi),主體結(jié)構(gòu)之間沉降差不大于10mm,沉降變形可滿足規(guī)范要求;方案五和方案六沉降量比方案一~方案四大,泵閘主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的沉降位移量達(dá)到15cm左右。
(2)由于工程所處位置地基土軟弱土層厚度較大,且為欠固結(jié)土,墻后填土將引起較為位移沉降量,墻后填土最大位移沉降量約可達(dá)300mm以上,為確保泵閘的正常安全運(yùn)行,需確保主體結(jié)構(gòu)沉降與墻后土體沉降的協(xié)調(diào)過度。
(3)對(duì)墻后一定范圍地基進(jìn)行加固處理可以起到平緩過度主體結(jié)構(gòu)和墻后土體間沉降差的作用,通過圖1可知,未對(duì)墻后進(jìn)行地基處理時(shí)(方案一和方案五),墻后土體相對(duì)泵閘主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯突降,這將影響泵閘的正常運(yùn)行使用;通過地基處理后(方案二、方案三、方案四和方案六)泵閘主體結(jié)構(gòu)沉降位移與墻后土體沉降變形過度較為緩和。
(4)根據(jù)對(duì)比分析可知,墻后地基進(jìn)行處理與否對(duì)主體結(jié)構(gòu)自身沉降變形影響有限,方案二~方案四泵閘主體結(jié)構(gòu)沉降變形均在規(guī)范允許范圍內(nèi)。
(5)根據(jù)數(shù)值模擬可知,墻后填土處理范圍越大,處理深度由遠(yuǎn)及近逐漸加深時(shí),沉降變形過度越平緩,處理效果也越好。但較大的處理范圍和較深的加固深度都將大大提高地基處理成本。
4.3地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)研究成果
通過上述計(jì)算分析可知,方案一~方案六地基承載力均可滿足要求。方案一~方案四樁基進(jìn)入第7層土,泵閘主體結(jié)構(gòu)沉降量較小,根據(jù)規(guī)范方法計(jì)算,沉降量小于100mm,方案五和方案六樁基未進(jìn)入第7層土,泵閘主體結(jié)構(gòu)沉降量相對(duì)較大,根據(jù)規(guī)范方法計(jì)算,沉降量約150mm左右。考慮到本工程的重要性,且工程所處位置地基土為欠固結(jié)土,為確保主體結(jié)構(gòu)正常安全運(yùn)行,樁基宜進(jìn)入第7層土。
根據(jù)數(shù)值模擬可知,對(duì)墻后地基進(jìn)行處理后可對(duì)主體結(jié)構(gòu)和墻后填土間的沉降差進(jìn)行平緩過度,有利于水閘的正常運(yùn)行使用,但模擬分析同樣顯示,墻后地基處理對(duì)泵閘主體結(jié)構(gòu)沉降變形位移影響有限。
綜合上述分析,在滿足地基承載力和沉降位移變形的基礎(chǔ)上,同時(shí)解決主體結(jié)構(gòu)與墻后填土的協(xié)調(diào)變形問題,并兼顧節(jié)約工程投資,本階段推薦采用方案四地基處理方案,最終總移變形云圖見圖2。主體泵閘結(jié)構(gòu)采用鋼筋砼方樁基礎(chǔ),樁底標(biāo)高為-30m,樁基長(zhǎng)度25~28m,樁端進(jìn)入第7層土,站身共布置12(排)x14(列)=168根450x450x25000mm(27000mm)方樁,閘室各布置12(排)x6(列)=72根450x450x28000mm方樁,泵閘上下游兩端設(shè)置兩道三軸攪拌樁,與兩側(cè)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)封閉形成整體防滲體系;泵閘兩側(cè)墻后土體結(jié)合基坑圍護(hù),進(jìn)行墻后土體地基處理,地基處理范圍為:垂直水流方向處理范圍為墻后20m范圍,墻后10m范圍加固至-24m,墻后10~20m范圍加固至-14m;順?biāo)鞣较蛱幚矸秶瞄l主體結(jié)構(gòu)順?biāo)飨蜷L(zhǎng)度,即29m。泵閘主體結(jié)構(gòu)及墻后地基處理半平面布置圖見圖7.7-3,橫剖面圖見圖7.7-4。
圖2地基處理方案四垂直位移云圖
5 結(jié)論與建議
通過本文研究,主要得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:
(1)泵閘主體結(jié)構(gòu)沉降位移與規(guī)范計(jì)算基本吻合,且均可滿足規(guī)范要求。
(2)工程所處位置地基土軟弱土層厚度較大,且為欠固結(jié)土,墻后填土將引起較大位移沉降量,為確保泵閘的正常安全運(yùn)行,需確保主體結(jié)構(gòu)沉降與墻后土體沉降的協(xié)調(diào)過度。
(3)對(duì)墻后一定范圍地基進(jìn)行加固處理可以起到平緩過度主體結(jié)構(gòu)和墻后土體間沉降差的作用。
(4)墻后地基進(jìn)行處理與否對(duì)主體結(jié)構(gòu)自身沉降變形影響有限。
(5)根據(jù)數(shù)值模擬可知,墻后填土處理范圍越大,處理深度由遠(yuǎn)及近逐漸加深時(shí),沉降變形過度越平緩,處理效果也越好。但較大的處理范圍和較深的加固深度都將大大提高地基處理成本。
參考文獻(xiàn):
1.《上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)第五跑道二級(jí)排水?dāng)U建工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》,上海:上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院,2011年10月;
2.龔曉南 主編. 《地基處理手冊(cè)》(第三版),北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008年;
3.施建勇等.《深層攪拌樁復(fù)合地基沉降計(jì)算理論研究》.巖土力學(xué),2002年6月第3期;
關(guān)鍵詞:畢業(yè)設(shè)計(jì);創(chuàng)新思維;巖土工程;畢業(yè)選題
現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展、特別是信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)教育提出了新的、更高的要求。要構(gòu)建適應(yīng)信息社會(huì)發(fā)展的高等教育體系,必須在教育體制、教育方式、教學(xué)方法等諸多方面有創(chuàng)新性發(fā)展,培養(yǎng)創(chuàng)新性人才,為“大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新”的戰(zhàn)略提供人才和知識(shí)支持。本科畢業(yè)階段的實(shí)踐環(huán)節(jié),即畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是教學(xué)過程的最后階段,通過該階段訓(xùn)練能使學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的各種理論知識(shí)和技能,進(jìn)行全面、系統(tǒng)、嚴(yán)格的技術(shù)及基本能力的練習(xí),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維,提高綜合素質(zhì)有重要作用,也是高等工程教育教學(xué)改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。近年來,許多高校進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)階段的改革與探索,從畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)創(chuàng)新體系建設(shè)、立題和過程管理、畢業(yè)設(shè)計(jì)全過程考核評(píng)價(jià)體系建設(shè)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面取得了豐富成果[1-3]。
一、對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力的認(rèn)識(shí)
創(chuàng)新思維不同于常規(guī)的模仿思維,具有跳躍性、發(fā)散性、獨(dú)創(chuàng)性等特征。它主要利用已有認(rèn)識(shí)和知識(shí)為基本素材,采用非常規(guī)思維來認(rèn)識(shí)未知世界。新的科學(xué)原理的發(fā)現(xiàn)、市場(chǎng)歡迎的產(chǎn)品的研發(fā)、優(yōu)秀藝術(shù)作品的創(chuàng)作、有效的企業(yè)管理模式都是創(chuàng)新思維的結(jié)果。所以,從學(xué)校教學(xué)教育入手,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維,對(duì)學(xué)生走向社會(huì)后的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生重要影響[4]。創(chuàng)新的關(guān)鍵在一個(gè)“新”字,從工程學(xué)科角度看,所謂新,既包括基本原理和基本理論的創(chuàng)新,也包括工程方法、手段的創(chuàng)新。所以,應(yīng)該針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)、興趣等,有不同的要求,更要允許學(xué)生大膽突破傳統(tǒng),在已有基本概念基礎(chǔ)上開拓思維、發(fā)展新理論,創(chuàng)新新方法。而對(duì)于絕大部分學(xué)生來說,他們未來主要從事實(shí)際工程問題,應(yīng)以解決工程問題為目的,在解決問題的過程中從工藝、設(shè)備等角度進(jìn)行改進(jìn)、創(chuàng)新,這樣日積月累,也可以產(chǎn)生大的理論創(chuàng)新。以巖土工程為例,由于巖土體的特性,雖然主要理論體系已形成,但其中許多理論和工程實(shí)踐仍帶有很大的經(jīng)驗(yàn)性,在工程實(shí)踐中需要綜合判斷。這種現(xiàn)狀為該學(xué)科理論創(chuàng)新提供了很大空間,比如非飽和土的有效應(yīng)力及有效應(yīng)力原理、土的本構(gòu)理論等,遠(yuǎn)沒有達(dá)到理論完善,工程應(yīng)用中往往將計(jì)算結(jié)果做為參考,而經(jīng)驗(yàn)判斷仍然十分重要。在目前巖土工程中常見的基坑支護(hù)及基坑穩(wěn)定性、高填方工程工后沉降及穩(wěn)定性等方面,不管是理論基礎(chǔ)還是工程方法都有許多問題需要解決。這些說明,創(chuàng)新的空間存在于學(xué)科任何知識(shí)點(diǎn),關(guān)鍵是在平時(shí)課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中如何提高學(xué)生對(duì)學(xué)科和未知世界的興趣,繼而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)方式創(chuàng)新
畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科教學(xué)最后一個(gè)環(huán)節(jié),也是對(duì)整個(gè)教學(xué)效果的檢驗(yàn)和綜合應(yīng)用。畢業(yè)方式創(chuàng)新包括選題環(huán)節(jié)、設(shè)計(jì)過程環(huán)節(jié)、評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)等的創(chuàng)新。從選題環(huán)節(jié)看,目前工科專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)大都采用指導(dǎo)教師指定設(shè)計(jì)題目、學(xué)生按照畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書進(jìn)行設(shè)計(jì)、指導(dǎo)教師定期或不定期進(jìn)行輔導(dǎo)或檢查,最后進(jìn)行畢業(yè)答辯的過程。目前存在的主要問題是,沒有注重啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題這個(gè)環(huán)節(jié),而是直接給學(xué)生某一問題讓他去解決,而這個(gè)問題本身可能并沒有多少科學(xué)價(jià)值,畢業(yè)設(shè)計(jì)方式也顯得單一[5]。要?jiǎng)?chuàng)新,首先要能發(fā)現(xiàn)問題,不能發(fā)現(xiàn)問題也就不可能有發(fā)明創(chuàng)造。目前,學(xué)生選題都流于形式,由指導(dǎo)教師直接指定,這是由于目前大學(xué)教育評(píng)價(jià)方式?jīng)Q定的。重科研輕教學(xué),老師沒有時(shí)間、也不愿意在這方面耗費(fèi)精力。畢業(yè)設(shè)計(jì)階段應(yīng)留有一定時(shí)間讓學(xué)生自己通過調(diào)研、查閱資料、和老師交流等方式,發(fā)現(xiàn)需要解決的科學(xué)問題,形成解決問題的科學(xué)思路和方法。這個(gè)時(shí)間段甚至可以更早些,可提前數(shù)周就讓學(xué)生準(zhǔn)備。當(dāng)然,這個(gè)過程需要教師細(xì)心指導(dǎo),多溝通,最終也不是每個(gè)學(xué)生都能通過這個(gè)方式進(jìn)行選題的,但這個(gè)過程毫無疑問對(duì)學(xué)生是個(gè)鍛煉和培養(yǎng)。有些雖形不成科學(xué)問題或沒有形成解決的具體方法,但可能成為以后發(fā)現(xiàn)或解決科學(xué)問題的基礎(chǔ)。創(chuàng)新的基礎(chǔ)是思維創(chuàng)新,需要輕松的環(huán)境,也需要有一定的壓力。所謂環(huán)境輕松,主要是要給學(xué)生思考的自由,敢于挑戰(zhàn)現(xiàn)有理論和權(quán)威,要有和老師進(jìn)行自由討論、辯論的環(huán)境,而這是我們的教育最缺乏的。對(duì)于敢于提出問題的學(xué)生要給予鼓勵(lì)和獎(jiǎng)勵(lì),對(duì)通過自己思考發(fā)現(xiàn)了重要科學(xué)問題并選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)題目或方向的學(xué)生,其結(jié)果不一定是圓滿的,或者有可能在有限的時(shí)間中沒有得到預(yù)期的結(jié)果。對(duì)于這種情況,應(yīng)該在教學(xué)規(guī)定上給予指導(dǎo)教師一定靈活度,比如延長(zhǎng)畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間,或者達(dá)到某一程度也可認(rèn)為達(dá)到畢業(yè)要求等。給學(xué)生壓力也是必要的,由于社會(huì)大環(huán)境的影響,部分學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不大,不專注于畢業(yè)設(shè)計(jì)。因此,指導(dǎo)教師應(yīng)嚴(yán)要求、勤檢查,對(duì)學(xué)生和社會(huì)負(fù)責(zé),沒達(dá)到畢業(yè)要求的學(xué)生嚴(yán)格按照規(guī)定處理。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)創(chuàng)新。創(chuàng)新首先是思維創(chuàng)新,要從基本概念上下功夫。在某一學(xué)科的創(chuàng)新是一個(gè)逐漸形成、完善的過程。在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段,學(xué)生可以在具體、細(xì)節(jié)的某一點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)、創(chuàng)新,如計(jì)算方法、應(yīng)用原理、設(shè)備或工藝、程序方法等的改進(jìn)。為此,指導(dǎo)教師要讓學(xué)生首先理解畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的現(xiàn)有規(guī)范、手冊(cè)、教材中各種規(guī)定或方法的原理、機(jī)理。在此基礎(chǔ)上,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中不完善、甚至錯(cuò)誤的東西,通過小組討論提高對(duì)問題的認(rèn)識(shí),把年輕人的活躍思維充分調(diào)動(dòng)起來,讓學(xué)生敢于思考、敢于提出問題和解決問題的辦法。對(duì)學(xué)生的不同觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí),老師要以科學(xué)的態(tài)度對(duì)待,通過分析、討論達(dá)到共識(shí),若達(dá)不到統(tǒng)一認(rèn)識(shí),可留待以后繼續(xù)研究。此外,我們強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維,并不是要求每個(gè)學(xué)生在畢業(yè)生設(shè)計(jì)中一定要有創(chuàng)新性成果。每個(gè)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)水平不同、長(zhǎng)期形成的思維模式不同、個(gè)性不同,畢業(yè)設(shè)計(jì)水平自然不同。對(duì)大部分學(xué)生,首先是培養(yǎng)一種創(chuàng)新意識(shí),對(duì)以后工作和人生起到良好作用。畢業(yè)設(shè)計(jì)中能滿足正常任務(wù)要求,達(dá)到工程設(shè)計(jì)等目的就是合格的。
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)選題創(chuàng)新
除了前述讓學(xué)生參與或自主選題的要求外,畢業(yè)設(shè)計(jì)題目本身對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的效果十分重要[6]。畢業(yè)設(shè)計(jì)所包含內(nèi)容可以覆蓋較多知識(shí)體系,也可以集中在某一點(diǎn)。在巖土工程專業(yè)或方向畢業(yè)設(shè)計(jì)中,可以完成建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括上部結(jié)構(gòu)和巖土工程部分,后者可以是地基基礎(chǔ)、基坑支護(hù)、邊坡支護(hù)等;也可以全部進(jìn)行巖土工程的內(nèi)容。具體選擇可根據(jù)學(xué)生興趣、特長(zhǎng),對(duì)已確定工作單位的學(xué)生,還可以依據(jù)可能的工作性質(zhì)等確定。從畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容上看,我們?cè)诮鼛啄陮?shí)踐中,巖土工程方向畢業(yè)設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容:1.巖土工程勘察。巖土工程勘察是巖土工程的基礎(chǔ),通過該內(nèi)容畢業(yè)設(shè)計(jì),可使學(xué)生具體掌握巖土工程勘察的方法、步驟、內(nèi)容,增強(qiáng)對(duì)巖土體的認(rèn)識(shí),讓學(xué)生充分理解土的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的獲取方法、用途和相互關(guān)系,學(xué)會(huì)從勘察的角度對(duì)建筑場(chǎng)地和地基進(jìn)行評(píng)價(jià),認(rèn)識(shí)工程勘察與工程設(shè)計(jì)、施工之間的關(guān)系。進(jìn)行巖土工程勘察畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生以后工作和學(xué)生在巖土工程學(xué)科進(jìn)行創(chuàng)新有非常重要的作用。由于巖土體性質(zhì)的不確定性非常突出,因此,對(duì)其認(rèn)識(shí)方法、手段和評(píng)價(jià)顯得非常重要,而目前的工程和科研實(shí)際存在許多不足之處。正確認(rèn)識(shí)這些問題,有利于學(xué)科創(chuàng)新。巖土工程勘察是一個(gè)系統(tǒng)的過程,但由于條件和時(shí)間限制,完成整個(gè)過程的勘察是不現(xiàn)實(shí)的。為此,我們將畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合,比如,現(xiàn)場(chǎng)描述和土類命名主要通過正在進(jìn)行的工程的實(shí)習(xí)完成,由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員講解。畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)中提供的現(xiàn)場(chǎng)描述和室內(nèi)試驗(yàn)、原位測(cè)試數(shù)據(jù)都是實(shí)際工程原始數(shù)據(jù)。學(xué)生根據(jù)原現(xiàn)場(chǎng)描述和土工試驗(yàn)對(duì)土進(jìn)行分層,然后進(jìn)行各分層土性指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)等工作。2.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。根據(jù)我校地處西部特點(diǎn),主要進(jìn)行黃土場(chǎng)地地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì),包括濕陷性黃土地基處理、CFG地基處理、樁基礎(chǔ)等。上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、傳至基礎(chǔ)頂面的荷載等都是由設(shè)計(jì)院提供的實(shí)際工程案例。學(xué)生根據(jù)自己完成的巖土工程勘察數(shù)據(jù)或者指導(dǎo)教師提供的土層工程特性指標(biāo)和相應(yīng)的規(guī)范進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),地基基礎(chǔ)選型是很重要一環(huán),既要滿足安全要求,還要經(jīng)濟(jì)可行。比如高層建筑的CFG樁復(fù)合地基、樁基礎(chǔ)和與筏板基礎(chǔ)之間的選擇,要通過承載力、變形和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較才能確定,既涉及到巖土工程特性指標(biāo)的合理選擇、地基基礎(chǔ)基本概念的正確理解,也與工程實(shí)踐中施工、造價(jià)等有關(guān)。通過多環(huán)節(jié)分析、設(shè)計(jì),既可提高學(xué)生對(duì)本專業(yè)的興趣和認(rèn)識(shí)水平,也有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,為學(xué)科提高和創(chuàng)新發(fā)展創(chuàng)造條件。3.基坑工程設(shè)計(jì)。在巖土工程方向課程設(shè)計(jì)中已進(jìn)行過基坑支護(hù)設(shè)計(jì),但其基坑深度較淺,通過土釘墻或單排錨索+排樁即可達(dá)到支護(hù)目的。畢業(yè)設(shè)計(jì)中完成的基坑工程深度較深,設(shè)計(jì)計(jì)算明顯復(fù)雜。學(xué)生可完成基坑支護(hù)或基坑降水設(shè)計(jì)。前者通常為3~4排錨索+排樁支護(hù),后者為井點(diǎn)降水。4.邊坡治理。設(shè)計(jì)任務(wù)書中,建筑場(chǎng)地位于邊坡底或頂部,要求學(xué)生完成邊坡的安全性評(píng)價(jià)和加固處理設(shè)計(jì)。以上幾部分內(nèi)容之間可組合為一個(gè)完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)。而以下內(nèi)容可分別單獨(dú)為一個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。5.地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。一般為地下車庫、商場(chǎng)、地鐵車站等,因?yàn)榇瞬糠衷O(shè)計(jì)包括功能要求,所以需配備建筑學(xué)專業(yè)的指導(dǎo)教師。該設(shè)計(jì)內(nèi)容包括了建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)工程和巖土工程。6.動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。對(duì)于大型機(jī)器設(shè)備,如發(fā)電機(jī)組等,其不同于一般建筑物地基基礎(chǔ),基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有其特殊性。設(shè)計(jì)題目取自于設(shè)計(jì)院的實(shí)際工程,通常設(shè)計(jì)內(nèi)容包括動(dòng)力荷載計(jì)算、動(dòng)力基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等。7.隧道設(shè)計(jì)。對(duì)取自實(shí)際隧道工程的題目,讓學(xué)生完成隧道圍巖分級(jí)、圍巖壓力、圍巖支護(hù)設(shè)計(jì)與施工等。8.其他。除了以上內(nèi)容外,根據(jù)實(shí)際情況,我們還有學(xué)生依托老師的科研或生產(chǎn)項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)、計(jì)算、理論分析等,完成畢業(yè)論文。結(jié)語在畢業(yè)設(shè)計(jì)中培養(yǎng)創(chuàng)新思維,是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期探索的系統(tǒng)工程。通過這些年的實(shí)踐,我們初步建立了一套既能滿足正常專業(yè)培養(yǎng)要求,又能在一定程度上有所提高、有所創(chuàng)新的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式,以針對(duì)具體情況,適應(yīng)不同學(xué)生的要求。但為了適應(yīng)未來形勢(shì)的要求,還必須與時(shí)俱進(jìn),繼續(xù)探索,以使工科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新,使學(xué)生創(chuàng)新能力不斷提高。
參考文獻(xiàn):
[1]高琪,李位星,廖曉鐘.工科專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)全過程考核評(píng)價(jià)體系研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2013,11(32):393—397.
[2]彭秀英.立題和過程管理是提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的保證[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2012(3):75—76.
[3]童樂為,羅烈,劉沈如,等.土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)創(chuàng)新體系建設(shè)探討[J].高等建筑教育,2010,2(19):111—114.
[4]蔣太巖.培養(yǎng)創(chuàng)造性人才應(yīng)具備的基本條件與對(duì)策[J].中國(guó)高教研究,2000(4):40—41.
[5]姚直書,宋海清.提高巖土工程專業(yè)方向畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效措施[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,4(17):43—45.