時間:2023-03-02 15:02:55
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇地基基礎工程論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
我國房屋建筑施工過程中地基基礎施工的特點主要包括以下幾點:第一點,施工復雜性;第二點,多發性;第三點,潛在性;第四點,嚴重性;第五點,困難性。
1.1地質條件的復雜性
由于我國的國土面積較大,跨越的經度和緯度的范圍比較廣,因而各地的地質條件有很大的差別。我國的房屋建筑施工不僅僅要在常規的土地上,也可能要跨越鹽堿地和凍土地等地質條件較為惡劣的地區。從東南到西北,不同的地質條件和氣候條件都給地基基礎的施工增加了挑戰。除此之外,由于我國是一個地質災害頻發的國家,因而在地基基礎的施工過程中也對地基有著更嚴格的要求。這些復雜的地理條件和地質因素使得我國房建地基基礎的施工過程具有一定的復雜性。
1.2多發性
根據我國的房屋質量監測的最新數據來看,我國的房屋質量整體水平不高,房屋坍塌的事件發生頻率未減反增。這些質量事故的發生,有很大一部分原因是由于地基基礎的施工不當。除此之外,在地基基礎的施工過程中由于施工不當也很容易造成事故的頻發。
1.3潛在性
在建筑工程的地基基礎施工過程中,很多工序都是環環相扣,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,不能被及時發現,只有當下一工序施工之后才可能發現前一工序中的問題。因而,在地基基礎的施工過程中,要求工作人員必須對每一施工工序進行質量驗收,并系統的收集和保存數據。
1.4嚴重性
地基是整幢建筑的支撐基礎,沒有夯實的基礎就不能保證后續的施工質量,就會給整幢建筑帶來不可估量的隱患。在后期的施工過程中,即使發現基礎的施工出現了問題,想要糾正也是十分困難的。由于基礎施工的重要性以及地基基礎施工過程中問題的不易察覺性使得地基基礎施工具有嚴重性的特點,稍有不慎變釀成大錯。
1.5困難性
對于整個工程來說,上部結構中存在的質量問題是可以通過某些措施來調整的,但是基礎由于處于地下,其特殊的地理位置加大了施工的難度。地基基礎施工的困難性主要表現在以下兩方面:第一方面,地基基礎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構安全,因而一旦出現問題,整幢建筑都將面臨嚴重的事故。
2提高地基基礎工程的施工技術
提高地基基礎的施工技術要從提高施工技術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的施工質量。
2.1選擇合適的基礎類型
選擇合適的基礎類型是做好地基基礎施工的首要環節。基礎是用來銜接整幢建筑和地基的。基礎的作用就是將建筑物的重量傳遞給地基,因而選擇基礎的類型時要充分考慮地基的性質。常見的基礎類型有獨立基礎、筏板基礎、箱型基礎等,這些不同的基礎形式適用于不同的建筑類型和地質條件。只有掌握各種基礎的特點,并充分利用各種不同基礎的優點,才可以實現最大限度的保證建筑物的安全。在選擇基礎類型時還應充分考慮地質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,就可以采用獨立基礎的基礎形式。如果地基的土質硬度較低,并且較為疏松,就要根據建筑物的類型對地基進行處理或者選擇恰當的基礎類型。比如在土質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,來更好的傳遞荷載,但是這種基礎類型的造價較高,因而選擇基礎類型時要慎重。
2.2地基基礎的施工技術和方法
地基基礎的施工過程中要充分考慮土質的情況。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,要做好淤泥的除了工作,避免直接在淤泥上進行施工,否則地基土會變得更加軟弱。如果地基土是人工填士或者垃圾場,則需要對地基進行人工處理,使地基具有良好的均勻性和密實度,進而可以承受地上荷載。在對地基進行處理的過程中,不僅要選擇有效的地基處理形式還應做好細節的建設工作,只有保證地基基礎的每一處結構都有足夠強度和剛度,才可以確保當地基出現不均勻沉降時施工人員有足夠的時間來做出應對措施。要選擇合適的地基類型,在進行房屋建筑施工之前就要做好地基基礎方案的選擇。在選擇的過程中要充分考慮地質條件、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,沉降縫的設置。由于沉降縫可以減少熱脹冷縮對于混凝土的影響,因而施工人員要合理的設置沉降縫,注意對沉降縫的材料的選擇,只有這樣才可以使基礎的承載力有所保障。
3結語
關鍵詞:框架結構;上部結構剛度;地基沉降值;復合地基
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:TU398+.2文獻標識碼:A 文章編號:
一、概述
隨著我國國民經濟的快速增長,各種工程建設得到迅猛發展,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條件的地基上。建筑工程由上部結構與地基基礎兩部分組成,上部主體結構的安全與否,不僅取決于自身各種構件的強度,同時還受地基基礎變形的影響。而地基基礎的設計又要充分考慮上部結構的剛度問題,不同的上部結構形式對地基基礎變形的適應能力不同的[1]。常規設計方法與實際受力情況有一定的差別,實際地基壓力分布是受到上部結構剛度以及地基基礎剛度作用影響的。通過收集工程資料,本論文將在滿足安全性的條件,運用PKPM軟件針對框架結構采用不同基礎形式及是否上部結構剛度影響的復合地基的反力分布規律、沉降規律和彎矩變化規律進行對比分析,為研究建筑沉降及地基優化設計提供一定的參考。
PKPM的JCCAD軟件對整體性基礎(如交叉地基梁、筏板、樁筏和樁基礎)采用了多種方法來考慮上部結構剛度的影響。包括:上部結構剛度凝聚法,上部結構剛度無窮大的倒樓蓋法,上部結構等待剛度法[2]。
二、工程實例
1.工程概況
某員工宿舍樓為5層,長50.40米,寬16.20米,框架結構。工程地質資料如下:
表 1.1土層參數表
2.PKPM設計計算步驟
(1)PMCAD的輸入及TAT-8計算梁、柱。
首先布置軸網并根據規范布置柱、梁。根據軸壓比,初步估計本工程柱為500×500,根據規范估計梁尺寸,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(根據建筑荷載規范GB50009-2001)以及設計參數——包括本工程的總信息,材料信息,地震信息,風荷載信息等。最后進行樓層組裝并保存。
圖1.1某員工宿舍標準層布置
進入結構樓面布置信息,在此可以進行樓板開洞,修改板厚等。接下來進入樓面傳導計算,該計算可以生成各層荷載傳到基礎的數據。
(3)JCCAD計算。
首先,地質資料輸入,即將勘察院提供的各土層的物理參數輸入。點擊“土層布置”,將會出現土層參數表,因為此工程共有六個勘探點,各點參數均不相同,所以在“輸入孔位”菜單中輸入六個點,并對這幾個勘探點參數進行修正。
在“參數輸入”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。
接下來運行菜單,點擊讀取荷載,此工程要讀取TAT荷載,目標荷載分為三種情況:標準組合用于承載力設計;基本組合用于基礎設計;準永久組合用于沉降計算。則此工程選擇基本組合。
最后進入菜單,點擊“自動生成”,將結構全部選中,進行基礎碰撞檢查。由于地基承載力小,可能產生的基礎會很大,所以軟件提示會進行多次碰撞檢查,直到滿足地基承載力要求。本工程獨基尺寸最大達到了6200mm×6200mm,許多學者和設計人員都認為柱下鋼筋混凝土獨立基礎不宜取過大的截面尺寸,從經濟角度考慮,應該采取地基處理,提高地基承載力從而使得獨基尺寸達到合理的范圍,此工程經過反復計算,當地基承載力特征值達到180kPa的時候,最大基礎尺寸為4800mm×4800mm,此時合理,所以需要進行地基處理,處理后地基承載力特征值為180kPa。如果沖切高度過大,應該考慮提高混凝土強度等級,以達到減小基礎沖切高度的目的。這樣即使控制基礎底板最小配筋率,配筋面積也不至于大得不能接受。如果仍然不合理,就應該考慮工程設計柱下鋼筋混凝土獨立基礎是否合理,是否更換基礎形式。做完后結束退出。
最后,運行菜單,計算參數參看《建筑地基基礎設計規范》GB50007---2002[3]。運行“沉降計算”,選擇TAT荷載,可以查看其荷載圖、沉降圖和數據文件。
三、輸出數據文件及圖形文件分析
1、實際工程輸出圖形及文件分析
圖1.2框架結構沉降等值線圖(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:獨立基礎沉降圖表現為四個角部處沉降最小,中間部位最大,所以進行地基處理及沉降分析時,應有的放矢。由于軟件存在缺陷,框架結構只能輸出沉降數據,無反力及彎矩數據輸出項。[4-5]
2、不考慮上部結構剛度影響下筏板基礎對于不同結構形式工程分析
將框架結構工程的基礎改為采用筏板基礎進行分析,筏板厚度與原基礎的高度相同。暫不考慮上部結構剛度的影響。所有輸出圖形文件的橫縱剖面的原點均為A軸與1軸的交點,不包括筏板出挑。
(1)沉降
圖1.6框架結構沉降等值線圖(單位:毫米)
采用獨基,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,最大沉降60.8mm,最小沉降值為52.4mm,差值為8.4mm。采用筏板基礎時,最大沉降值減小了26.9%,最小值增大了19.9%。可見筏板相對獨基,有不可忽視的調平沉降的作用。
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)
相對獨立基礎而言,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,由此可見筏板基礎本身對沉降的調平作用是顯著的。
(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
[關鍵詞]地基 技術 發展趨勢
[中圖分類號] TU973+.35 [文獻碼]B [文章編號] 1000-405X(2015)-3-391-1
在建筑工程當中,地基是一項基礎性的工程,它對整個建筑工程質量有著重大影響。隨著工程建筑規模不斷擴大,工程建筑質量問題也越來越突出,不僅影響到了建筑企業的經濟效益,更影響到了我國社會的健康發展。地基是一項地下隱蔽工程,其工程自身的特點導致了其竣工驗收工作十分困難,其工程質量不過關造成的損失是難以計算的。因此,工程建筑企業必須提高地基施工技術水平,加強施工管理,確保施工質量,從而為人們建造一個安全、舒適的居住環境。
1地基處理技術
1.1鋼筋處理技術
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,會出現鋼筋強度不夠、鋼筋銹蝕等問題。在地基基礎工程中,鋼筋的作用的加強地基強度,增加地基基礎的抗壓力。為了確保地基礎出工程質量,在地基處理技術中,首先必須確保鋼筋質量。在進場的鋼筋要求出示相關的檢測證書,在鋼筋應用的時候,要防止鋼筋銹蝕,一旦銹蝕,要在不損害鋼筋性能的前提下, 采取相關的除銹措施,在除銹之后再運至綁扎部位。鋼筋數量要根據工程實況來定,鋼筋焊接要確保質量,高出地基地面的鋼筋頭要齊平基面,在鋼筋綁扎的時候,鋼筋網不許出現變形、松脫等問題。
1.2基坑支護技術
在我國地基基礎施工過程中,常常會出現地基基礎變形,地基變形就會給工程造成很大的安全隱患。因此在地基基礎施工過程中,利用錨桿、鋼樁、混凝土灌注樁等部件,形成支護保護體系,并結合地基基礎土層內部的支撐結構對土體實施共同的支擋,同時加大支護體系的管理,時時刻刻對支護體系進行監控,確保支護體系的質量,從而保障地基基礎施工質量。
1.3測溫技術
在建筑地基工程中,影響地基基礎工程質量的一個重要因素就是溫度,混凝土結構容易受溫差產生的應力影響,為此施工人員必須嚴格沒控制內外溫差變化,紡織混凝土結構受溫差應力的影響。例如在某建筑地基基礎工程中,施工人員為了準確的測量溫度,根據工程的特點,利用工程測溫計,布設測溫點,在施工低點處進行多點測溫,測溫計用線繩吊掛,并在每根線繩上用口取張標明測溫計的位置,以便讀取溫度時不混亂。同時安排專業的技術人員進行詳細的記錄,并及時的進行數據整理。
1.4回填技術
首先地基是建筑工程的基礎,其質量的好壞直接關系到整個建筑工程的質量,在我國當前的工程中,出現工程質量問題主要是體現在地基基礎沒有處理好,為此做好地基基礎處理工作相當重要。例如,在某工程的地基處理中,施工單位在確定地基的土質后,將地基基礎中一定范圍內不合適土層用裝土車運走,并在該地區回填一些碎石,利用壓土機來回壓實,從而保障了地基基礎的強度,為工程質量提供了技術保障。
1.5混凝土澆筑技術
混凝土出現裂縫是我國當前工程建筑中常出現的一個問題,在地基處理技術中,解決裂縫的根本性措施就是混凝土施工技術與管理。首先要嚴格控制混凝土結構材料,確保材料不會出現質量問題[1]。混凝土結構所需要的材料有水泥、砂、水等,施工單位要嚴格按照合理的配比比例進行攪拌。其次在混凝土澆筑的時候盡量采用多臺天泵進行澆筑,保障混凝土澆筑的連續性,同時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,同時施工人員在施工過程中做好施工管理工作,利用振動棒對混凝土進行振搗,確保混凝土搗勻。最后要做好混凝土結構防護措施,防止混凝土在還沒有完成凝固前出現裂縫。慣用的方法就是在混凝土澆筑完成后在其表面鋪設一層薄膜,防止混凝土結構受溫度應力影響,同時做好灑水工作,每天3到6次。
2地基處理技術的發展趨勢
在建筑工程的構建過程中地基是十分重要的一個環節,它的質量關系到整個建筑的生命。地基質量則與地基處理技術密不可分[2]。在計算機技術以及建模技術不斷發展的過程中給予了地基技術極大的發展空間,同時在新工藝的作用下帶給了地基技術一個新的發展方向。當然在利用這些新技術的過程中必然還是要以先考慮建筑的穩定性為主,同時也結合實際施工環境加強安全防范措施,為施工工藝提供良好的發展空間。總之地基處理技術的不斷深化為建筑行業的發展提供了巨大的推動力,同時該技術也將朝著節能、環保的方向進一步深入發展,這將使得我國建筑行業整體達到一個新的高度。
3結語
在當代工程建筑中,建筑工程要想取得良好的經濟效益,就必須保障工程質量。而地基作為工程建筑的基礎,加大地基技術的應用,不僅可以保障地基基礎質量,同時還可以為建筑企業的經濟效益提供保障。隨著科技的發展,以綠色理念的經濟發展模式逐漸深入到我國當前社會發展的各個領域,以綠色為導向的地基處理技術也將成為我國建筑技術發展的一個重要方向。
參考文獻
關鍵詞:MicrosoftExcel的宏功能,黃土濕陷量,自動化,模塊
1前言
甘肅省隴東、隴西等地區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,土結構迅速破壞,并產生顯著附加下沉,造成建筑物基礎的不均勻下沉,導致建筑物墻體開裂、破壞,地面下沉等不良建筑病害,對國家的財產和人民的生活造成嚴重后果。
針對以上問題,我們經過對大量工程的計算和實踐經驗,編制以下計算機模塊,為黃土濕陷量計算提供一種方便、快捷、有效的途徑,它有一下幾個特點:
①、實現黃土濕陷量計算自動化,輸入基本的室內試驗數據,就可生成完整的黃土濕陷量計算表。。
②、數據校對、糾錯功能,減少了許多應人工計算時容易出現的錯誤和計算誤差等,為工程提供準確的數據和參數。
③、對規模比較大的工程,采用本模塊可以大大節省時間、人力、物力,提高工程設計人員的效率。
④、在進行地基基礎設計和地基處理方案的選擇上,可以為設計人員提供剩余濕陷量的準確數據,從而提高設計效率和準確率。
2設計概念及方法
利用Microsoft Excel程序中宏模塊功能,將輸入的濕陷量原始數據進行分析、校核、糾錯等過程,最后自動計算出自重濕陷量、濕陷量、濕陷下限深度、濕陷性等級等主要的地基設計參數,最后填入正式的濕陷量計算表中,打印即可。
3.編程設計
程序框圖:
第一步,在Microsoft Excel程序中繪制黃土濕陷量計算表,見圖1。。
第二步,運行菜單→工具→宏→Visual basic 編輯器,然后輸入以下模塊程序保存關閉即可,見圖2。。
第三步,在黃土濕陷量計算表中輸入正確的數據,無數據時輸入“——”,運行菜單→工具→宏→SXLJS(濕陷量計算)宏,一張合格準確的黃土濕陷量計算表就生成了,見附
圖3、圖4。
圖1,黃土濕陷量計算表
圖2,程序輸入
圖3,計算過程
圖4,計算成果
4.結束語
該程序在隴東、隴西區域的許多工程中得到了廣泛應用,數據計算準確快捷,不但為工程技術人員節約的大量的時間和精力,也大大減少了人為計算的誤差和錯誤,為后期的工程基礎設計提供了準確的數據和結論。
參考文獻:
[1]《濕陷性黃土地區建筑規范》(GB50025-2004);
[2]《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002);
[3]《土工試驗方法標準》(GB/T50123-99);
[4]《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002);
[5]MicrosoftExcel學習與實踐
[6]《中文Excel2000速成教程》
[7]《Excel函數教程》
[8]《VBA入門課程》
[關鍵詞]減沉樁;復合樁基;沉降計算
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、低強度、大孔隙比和高含水量的淤泥質粘土層。在其頂部大多存在厚1~2m的粉質粘土(俗稱硬殼層),當量大面廣的多層住宅等建筑采用淺基礎時以該層為持力層,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,將產生過大的沉降,不滿足使用要求,因此該地區1~6層建筑大部分均采用樁基礎,且多數采用預應力管樁,樁長達40~60m,甚至某公園一單層廁所也打了6根直徑0.4m、樁長30m的預應力管樁[1],因此基礎造價相對較高。和常規樁基相比,減沉樁的復合樁基可以減小沉降和降低造價,所以在上海、天津等軟土地區已有較多的應用,但在舟山還未曾用過。某3層辦公樓減沉復合疏樁基礎設計工程在舟山是首例,可為這項技術的推廣使用積累經驗。
1、減沉復合疏樁基礎工作機理
減沉復合疏樁基礎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)的復合樁基礎,外荷載由樁和樁間同承擔,樁的截面較小,樁間距較大,以保證樁間土的荷載分擔足夠大。隨著上部結構荷載增加,荷載開始主要由樁承擔,樁、土間的變形以受基礎底壓力作用影響為主,受樁土相互作用影響次之,基礎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承載力作保證。
減沉樁設計為變形控制設計方法,主要對存在深厚軟土層的多層建筑的絕對沉降和整體傾斜、撓曲和結構支點間的差異沉降進行控制。減沉樁的工作機理很復雜,其受力性狀與常規樁距的樁基礎有明顯的不同,對此目前還研究得不夠,尤其現場足尺試驗資料不多,學術上有不同的觀點,爭論焦點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和有限元分析認為,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設計(Qu為單樁極限承載力),按單樁極限承載力設計復合樁基可為充分發揮承臺底地基土的直接承載作用創造條件;文[5]認為,當淺基礎(承臺)產生一定沉降時,樁能充分發揮并始終保持其全部極限承載力,即有足夠的“韌性”;文[6]提出上海地區可令樁發揮極限承載力的樁與承臺摩擦樁基礎的設計建議;上海規范[7]規定,復合樁基、樁和同作用,當荷載達群樁極限狀態時,荷載全部由樁承擔,地基土不承受荷載,當荷載超過極限承載力時,超過的部分由基底地基土承擔。文中工程減沉樁復合樁基設計采用《建筑樁基技術規范》(JGJ94―2008)[8]中的設計方法,基底附加壓力按總荷載扣除單樁承載力特征值進行計算。
2工程概況
六橫沙浦一3層辦公樓,建筑面積1600m2,框架結構,上部結構荷載效應基本組合設計值32442kN,基礎埋深0.9m,地下水位0.9m,采用梁板式筏型基礎,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,基礎平面見圖1,承臺構造見圖2。
3、天然地基沉降計算
(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為經深度修正軟弱下臥層承載力特征值,faz=6216kPa;pc為基礎底面處自重壓力,pc=1711kPa;Z為基礎底面至軟弱下臥層頂面距離,Z=018m;θ為擴散角,由ZPb=018P1714=0105,Es1
PEs2=811P212=317,故θ=0°。計算得:
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)按分層總和法計算筏板基礎沉降:
s=ψsΣn1p0Esi(zi.αi-zi-1.αi-1)式中:ψs為沉降計算經驗系數,根據地基規范[13]由.Es=2146MPa查表得ψs=111;p0為荷載效應準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為承臺等效面積角點平均附加應力系數;zi,zi-1為承臺底至第i,i-1層土底面距離。最終計算得出s=25414mm。
4、減沉樁復合疏樁基礎設計和沉降計算
由上述計算結果可知,采用天然地基的筏板基礎的基底壓力和軟弱下臥層承載力驗算均滿足要求,但沉降s=254.4mm,已超過各地規范[7,9,12]規定的地基變形容許值:上海規范[7]規定,多層框架結構天然地基筏板基礎中心點容許沉降為15~20cm;天津規范[9]規定,多層建筑容許沉降值為10~15cm;北京規范[12]規定,多層建筑框架結構長期最大容許沉降量為3~12cm。
為減少筏基沉降,采用減沉復合疏樁基礎,即在每一根柱下各布設一根預制樁,樁截面250×250,樁長21m,樁端持力層為層③含角礫粉質粘土,總樁數44根。
根據表1中的參數,單樁承載力特征值為:
Ra=uqsiaLi+qpaAp=376.5kN
減沉復合疏樁基礎底板中點最終沉降由兩部分組成:一是基礎底面土在附加壓力作用下的壓縮變形的沉降ss,二是樁對土影響產生的沉降ssp。
s=ψ(ss+ssp)(1)
式中ψ為沉降計算經驗系數,無當地經驗ψ取1.0。
由于基礎底面樁和土的沉降是相等的,式(1)是通過計算樁間土沉降的方法計算基底中點最終沉降量。
4.1基底地基土附加壓力產生的沉降ss
基底地基土附加壓力產生的沉降ss,是按Bouissinesg解計算土中附加應力,由單向壓縮分層總和法計算:
ss=Σui=1p0Esi(zi.αi-zi-1.αi-1)(2)承臺等效寬度為:
Bc=BAcPL(3)
式中:Ac為承臺底凈面積;B,L分別為承臺基礎平面的寬度和長度。經計算Ac=680m2,B=17.4m,L=39.24m,Bc=11.56m。
根據荷載效應準永久組合計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,取1.2;F為荷載效應準永久組合荷載值,F=33918kN;n為樁數,n=44。計算得出p0=30.6kPa。
基底附加壓力作用下的沉降計算見表2。
滿足σz=011σc確定的沉降計算深度zn=15m,由基底地基土附加壓力作用下產生的筏板基礎中點沉降ss=131.3mm。
4.2樁對土影響產生的沉降ssp
因減沉樁端阻力相對較小,同時l/d=84(d為樁徑),單樁沉降受樁端持力層性狀影響不大,所以忽略端阻力對基底地基土沉降的影響,僅考慮樁側阻力引起樁周土的沉降。按剪切位移傳遞法計算,當軟土層樁側剪切位移影響半徑按8d考慮時,可得到ssp的簡化公式:
ssp=280.qsu.Esi×d(SdPd)2(5)
式中:.qsu,.Es分別為樁身范圍內按厚度加權極限側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);Sd/d為等效距徑比,方樁Sd/d=0.886A/(nb)。經計算.qsu=2318kPa,.Es=2179MPa,SdPd=14,ssp=318mm。
故減沉復合疏樁筏基中點沉降為:
s=ψ(ss+ssp)=1.0×(131.8+3.8)=135.6mm所以減沉復合疏樁筏基比筏板天然地基中點沉降(254.4mm)減小47%,且沉降值滿足規范要求。
5、結論
(1)計算的基礎中點沉降比天然地基沉降減小47%,說明設計少量減沉樁可使沉降滿足規范要求。從結構封頂后的沉降觀測知,其最大沉降量為45mm,預計最終沉降達128mm左右(假設封頂后沉降完成35%),當沉降速率0.01mm/d為沉降基本穩定標準時[10],預計沉降穩定時間不超過10年[11]。而不遠處類似土層的框架結構,采用十字交叉梁條形基礎,結構封頂后的最大沉降達105mm。
(2)該辦公樓周邊有多層住宅樓,道路下有自來水管線,當采用常規的預應力管樁或預制方樁時,無論是錘擊法或靜壓法沉樁都將產生擠土效應,擠土范圍達1~1.5倍樁長,所以要設置應力釋放孔等減少擠土效應,同時設置測斜孔監測深層土移來控制打樁速率,就會增加工程造價。而減沉樁樁間距很大,達15.2d~16.4d,大大減少了擠土效應,甚至可不用考慮樁施工的擠土效應。
(3)該工程與采用常規樁基比較,采用減沉復合樁基可減少樁數30%,降低造價35%(含防擠土措施和監測費用)。
參考文獻:
[1]東港海濱公園預應力管樁檢驗報告[R].浙江宏宇勘察設計有限公司,2004.
[2]鄭剛,顧曉魯.減沉樁承載機理的試驗及計算分析[C]PP中國土木工程學會樁基學術委員會第2屆年會論文集.北京:中國建材出版社,1994.
[3]宰金珉.復合樁基工作性質分析[C]PP中國建筑學會地基基礎學術委員會論文集.太原:山西高校聯合出版社,1992.
[4]宰金珉.復合樁基設計的新方法[C]PP第七屆土力學及基礎工程學術會議論文集.北京:中國建筑工業出版社,1994.
[5]黃紹銘,高大釗.軟土地基與地下工程(第二版)[M].北京:中國建筑工業出版社,2005.
[6]童翊湘.上海樁基礎的使用經驗和設計方法[J].華東電力設計院院刊,1979.
[7]上海市工程建設標準.DGJ08―11―1999地基基礎設計規范[S].
[8]JGJ94―2008建筑樁基技術規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2007.
[9]天津市工程建設標準.DB29―20―2002巖土工程技術規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2002.
[10]JGJP8―2007建筑變形測量規范[S].
[11]陳皓彬.軟土地基建筑物沉降分析與計算[C]PP建筑地基研究文集.福州:福建省地圖出版社,2005.
[12]北京市標準.DBJ01―501―92北京地區建筑地基基礎勘察設計規范[S].
關鍵字:泵閘 地基 基礎 不均勻沉降 數值模擬 Plaxis
中圖分類號:TU47 文獻標識碼:A 文章編號:
1 前言
上海浦東國際機場位于浦東新區瀕海地區,整個機場分兩期實施,一期第一、二、三跑道已經投入運行,二期新建第四與第五跑道,浦東機場需東擴,為了保證第四、第五跑道建成后的防汛除澇安全,需調整相應的二級排水規劃,并與跑道同步建成投入使用。新建薛家泓泵閘是二級排水的一部分。根據平面布置推薦方案,泵閘工程布置采用閘+泵+閘布置型式,即泵站居中、水閘分居兩邊的結構型式。其中泵站設計裝機流量60 m3/s,泵站站身長29 m,寬31.6m;水閘分兩孔分別布置在泵站南北兩側,每孔水閘凈寬12m,總凈寬24m,閘首長29m。本工程與1線海塘相接,工程等別為Ⅰ等。本工程地基處理應統籌整個泵閘工程的結構布局,地基處理結合基坑圍護從主體結構地基承載控制要求,沉降變形控制要求、防滲安全要求及避免閘首和進水池翼墻墻后高回填土等幾方面考慮,通過對已有地質資料的詳細分析,針對地基處理系統中的各部分分別提出了相應的處理措施。
2 地質條件
根據工程總體布置,泵閘采取“閘+泵+閘”的平面布置型式,泵、閘底板間分縫,主體結構分為三塊底板,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。整個水閘將坐落于第②3層粘質粉土層,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層淤泥質粘土為軟弱下臥層,土質比較差,厚度很大,達到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,高等~中等壓縮性,土質一般。第⑦1層砂質粉土,層厚5m左右,土質較好。第⑦2層粉砂土,未穿,土質較好。
表1土層主要物理力學性質參數表
閘基下第②3層砂質粉土的滲透系數KV=3.7E-04cm/s,KH=5.94E-04cm/s,滲透性較大,抗沖刷能力差,為防止滲透和沖刷破壞,應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層淤泥質粘土為軟弱下臥層,土質比較差,厚度很大,計算地基承載力時需考慮軟弱下臥層。由于軟弱下臥層厚度很大,閘首基礎采用天然地基變形一般難以滿足規范要求,需進行地基處理。
根據上述分析,本工程泵閘地基處理需重點解決地基承載力、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
本工程重點研究泵閘主體結構地基處理的基礎上,統籌考慮進水池、出水池及內外河翼墻等部位,確保各部位地基承載力滿足要求的同時,關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
要準確分析泵閘主體結構的沉降及內力,不僅需統籌考慮上部結構、基礎、地基三者間共同作用,而且還需考慮墻后高填土產生的影響,常規的經驗計算方法已經不能滿足優化設計要求,需采用整體有限元計算方法統一考慮上部結構、基礎、地基及墻后高填土間的相互作用,比較真實反映泵閘實際工作狀態和加載過程。本工程采用了大型巖土有限元分析軟件Plaxis對本工程進行數值模擬分析,并通過對比分析的方法研究整體結構受力和變形情況,為結構及地基處理方案優化提供相應的依據并進一步指導方案的優化。
4 地基基礎設計研究
根據類似工程經驗,泵閘主體結構地基處理不僅與自身結構地基處理方案關系密切,同時墻后填土情況對主體結構的影響也十分大。本工程所處位置屬近年來新促淤,地基土為欠固結土,墻后高填土將引起場地出現較大沉降量,也可能使泵站主體結構產生不均勻沉降。為選取合理經濟的地基處理方案,本階段對主體結構地基處理方案與墻后地基處理(兼顧基坑圍護)不同組合情況進行對比分析,根據分析成果,選取科學、合理、經濟的地基處理方案。
根據上海地區沿海軟土地質的特性,對泵閘進行處理的方案一般有預制樁(方樁、PHC管樁)方案、鉆孔灌注樁方案、地下連續墻方案、高壓旋噴樁方案、深層攪拌樁方案等。考慮到地下連續墻方案工程投資大,而高壓旋噴樁、深層攪拌樁方案均為復合地基基礎,工程質量控制較難,考慮到本工程的重要性,本工程主體結構均不推薦采用。本工程場地周圍較為空曠,距離新建大堤也有一定距離,從本工程的自身特點、可操作性、可靠度、施工工期及工程投資等各方面綜合考慮,本階段泵閘主體結構、進、出水池等部位的地基處理推薦采用鋼筋砼預制方樁方案,泵閘主體結構防滲采用三軸攪拌樁樁與兩側基坑圍護結構形成封閉體系。
4.1閘首地基基礎設計研究
泵閘地基基礎設計主要通過對比分析,研究主體結構布置及主體結構樁基布置的合理性。根據地基處理總體思路,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~方案四樁基進入第71層土,地基基礎為樁基礎,上部荷載均由樁基承擔。方案五和方案六樁基進入第51-1層土,地基基礎為沉降控制復核樁基礎,上部荷載由樁基和地基同承擔。方案一~四站身結構共布置12(排)×14(列)=168根鋼筋砼方樁,為減小底板內力,樁基盡可能靠近墩體布置;左右兩孔閘室結構各布置12(排)×6(列)=72根鋼筋砼方樁,為減小底板內力,樁基盡可能靠近閘墩布置;站身和閘室樁基樁底標高均為-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 泵閘主體結構布置及地基處理方案
各方案沉降位移變形及內力對比分析見表3。
表3 各方案底板沉降及內力對比匯總表
圖1各地基處理方案垂直位移趨勢對比
通過計算可得出以下主要結論:
(1)泵閘主體結構沉降位移與規范計算基本吻合,方案一~方案四樁基進入第7層土,泵閘主體結構沉降位移變形可以控制在150mm以內,自身不均勻沉降量可以控制在20mm以內,主體結構之間沉降差不大于10mm,沉降變形可滿足規范要求;方案五和方案六沉降量比方案一~方案四大,泵閘主體結構出現的沉降位移量達到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300mm以上,為確保泵閘的正常安全運行,需確保主體結構沉降與墻后土體沉降的協調過度。
(3)對墻后一定范圍地基進行加固處理可以起到平緩過度主體結構和墻后土體間沉降差的作用,通過圖1可知,未對墻后進行地基處理時(方案一和方案五),墻后土體相對泵閘主體結構出現明顯突降,這將影響泵閘的正常運行使用;通過地基處理后(方案二、方案三、方案四和方案六)泵閘主體結構沉降位移與墻后土體沉降變形過度較為緩和。
(4)根據對比分析可知,墻后地基進行處理與否對主體結構自身沉降變形影響有限,方案二~方案四泵閘主體結構沉降變形均在規范允許范圍內。
(5)根據數值模擬可知,墻后填土處理范圍越大,處理深度由遠及近逐漸加深時,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地基基礎設計研究成果
通過上述計算分析可知,方案一~方案六地基承載力均可滿足要求。方案一~方案四樁基進入第7層土,泵閘主體結構沉降量較小,根據規范方法計算,沉降量小于100mm,方案五和方案六樁基未進入第7層土,泵閘主體結構沉降量相對較大,根據規范方法計算,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土,為確保主體結構正常安全運行,樁基宜進入第7層土。
根據數值模擬可知,對墻后地基進行處理后可對主體結構和墻后填土間的沉降差進行平緩過度,有利于水閘的正常運行使用,但模擬分析同樣顯示,墻后地基處理對泵閘主體結構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上,同時解決主體結構與墻后填土的協調變形問題,并兼顧節約工程投資,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。主體泵閘結構采用鋼筋砼方樁基礎,樁底標高為-30m,樁基長度25~28m,樁端進入第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,泵閘上下游兩端設置兩道三軸攪拌樁,與兩側基坑圍護結構封閉形成整體防滲體系;泵閘兩側墻后土體結合基坑圍護,進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;順水流方向處理范圍同泵閘主體結構順水流向長度,即29m。泵閘主體結構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 結論與建議
通過本文研究,主要得出以下幾點結論:
(1)泵閘主體結構沉降位移與規范計算基本吻合,且均可滿足規范要求。
(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行,需確保主體結構沉降與墻后土體沉降的協調過度。
(3)對墻后一定范圍地基進行加固處理可以起到平緩過度主體結構和墻后土體間沉降差的作用。
(4)墻后地基進行處理與否對主體結構自身沉降變形影響有限。
(5)根據數值模擬可知,墻后填土處理范圍越大,處理深度由遠及近逐漸加深時,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:
1.《上海浦東國際機場第五跑道二級排水擴建工程初步設計報告》,上海:上海市水利工程設計研究院,2011年10月;
2.龔曉南 主編. 《地基處理手冊》(第三版),北京:中國建筑工業出版社,2008年;
3.施建勇等.《深層攪拌樁復合地基沉降計算理論研究》.巖土力學,2002年6月第3期;
關鍵詞:畢業設計;創新思維;巖土工程;畢業選題
現代社會發展、特別是信息技術的發展對教育提出了新的、更高的要求。要構建適應信息社會發展的高等教育體系,必須在教育體制、教育方式、教學方法等諸多方面有創新性發展,培養創新性人才,為“大眾創業,萬眾創新”的戰略提供人才和知識支持。本科畢業階段的實踐環節,即畢業設計(論文)是教學過程的最后階段,通過該階段訓練能使學生綜合應用所學的各種理論知識和技能,進行全面、系統、嚴格的技術及基本能力的練習,對培養學生創新思維,提高綜合素質有重要作用,也是高等工程教育教學改革的重點和難點之一。近年來,許多高校進行了畢業設計階段的改革與探索,從畢業設計教學創新體系建設、立題和過程管理、畢業設計全過程考核評價體系建設、創新能力培養等方面取得了豐富成果[1-3]。
一、對大學生創新能力的認識
創新思維不同于常規的模仿思維,具有跳躍性、發散性、獨創性等特征。它主要利用已有認識和知識為基本素材,采用非常規思維來認識未知世界。新的科學原理的發現、市場歡迎的產品的研發、優秀藝術作品的創作、有效的企業管理模式都是創新思維的結果。所以,從學校教學教育入手,培養學生創新思維,對學生走向社會后的發展會產生重要影響[4]。創新的關鍵在一個“新”字,從工程學科角度看,所謂新,既包括基本原理和基本理論的創新,也包括工程方法、手段的創新。所以,應該針對學生學習成績、興趣等,有不同的要求,更要允許學生大膽突破傳統,在已有基本概念基礎上開拓思維、發展新理論,創新新方法。而對于絕大部分學生來說,他們未來主要從事實際工程問題,應以解決工程問題為目的,在解決問題的過程中從工藝、設備等角度進行改進、創新,這樣日積月累,也可以產生大的理論創新。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踐仍帶有很大的經驗性,在工程實踐中需要綜合判斷。這種現狀為該學科理論創新提供了很大空間,比如非飽和土的有效應力及有效應力原理、土的本構理論等,遠沒有達到理論完善,工程應用中往往將計算結果做為參考,而經驗判斷仍然十分重要。在目前巖土工程中常見的基坑支護及基坑穩定性、高填方工程工后沉降及穩定性等方面,不管是理論基礎還是工程方法都有許多問題需要解決。這些說明,創新的空間存在于學科任何知識點,關鍵是在平時課堂教學和實踐教學中如何提高學生對學科和未知世界的興趣,繼而培養學生創新意識和創新能力。
二、畢業設計方式創新
畢業設計是本科教學最后一個環節,也是對整個教學效果的檢驗和綜合應用。畢業方式創新包括選題環節、設計過程環節、評價環節等的創新。從選題環節看,目前工科專業本科畢業設計大都采用指導教師指定設計題目、學生按照畢業設計指導書進行設計、指導教師定期或不定期進行輔導或檢查,最后進行畢業答辯的過程。目前存在的主要問題是,沒有注重啟發學生發現問題這個環節,而是直接給學生某一問題讓他去解決,而這個問題本身可能并沒有多少科學價值,畢業設計方式也顯得單一[5]。要創新,首先要能發現問題,不能發現問題也就不可能有發明創造。目前,學生選題都流于形式,由指導教師直接指定,這是由于目前大學教育評價方式決定的。重科研輕教學,老師沒有時間、也不愿意在這方面耗費精力。畢業設計階段應留有一定時間讓學生自己通過調研、查閱資料、和老師交流等方式,發現需要解決的科學問題,形成解決問題的科學思路和方法。這個時間段甚至可以更早些,可提前數周就讓學生準備。當然,這個過程需要教師細心指導,多溝通,最終也不是每個學生都能通過這個方式進行選題的,但這個過程毫無疑問對學生是個鍛煉和培養。有些雖形不成科學問題或沒有形成解決的具體方法,但可能成為以后發現或解決科學問題的基礎。創新的基礎是思維創新,需要輕松的環境,也需要有一定的壓力。所謂環境輕松,主要是要給學生思考的自由,敢于挑戰現有理論和權威,要有和老師進行自由討論、辯論的環境,而這是我們的教育最缺乏的。對于敢于提出問題的學生要給予鼓勵和獎勵,對通過自己思考發現了重要科學問題并選擇畢業設計題目或方向的學生,其結果不一定是圓滿的,或者有可能在有限的時間中沒有得到預期的結果。對于這種情況,應該在教學規定上給予指導教師一定靈活度,比如延長畢業設計時間,或者達到某一程度也可認為達到畢業要求等。給學生壓力也是必要的,由于社會大環境的影響,部分學生學習興趣不大,不專注于畢業設計。因此,指導教師應嚴要求、勤檢查,對學生和社會負責,沒達到畢業要求的學生嚴格按照規定處理。在畢業設計過程中培養創新。創新首先是思維創新,要從基本概念上下功夫。在某一學科的創新是一個逐漸形成、完善的過程。在畢業設計階段,學生可以在具體、細節的某一點進行改進、創新,如計算方法、應用原理、設備或工藝、程序方法等的改進。為此,指導教師要讓學生首先理解畢業設計中遇到的現有規范、手冊、教材中各種規定或方法的原理、機理。在此基礎上,鼓勵學生發現其中不完善、甚至錯誤的東西,通過小組討論提高對問題的認識,把年輕人的活躍思維充分調動起來,讓學生敢于思考、敢于提出問題和解決問題的辦法。對學生的不同觀點和認識,老師要以科學的態度對待,通過分析、討論達到共識,若達不到統一認識,可留待以后繼續研究。此外,我們強調培養學生創新思維,并不是要求每個學生在畢業生設計中一定要有創新性成果。每個學生基礎知識水平不同、長期形成的思維模式不同、個性不同,畢業設計水平自然不同。對大部分學生,首先是培養一種創新意識,對以后工作和人生起到良好作用。畢業設計中能滿足正常任務要求,達到工程設計等目的就是合格的。
三、畢業設計選題創新
除了前述讓學生參與或自主選題的要求外,畢業設計題目本身對畢業設計的效果十分重要[6]。畢業設計所包含內容可以覆蓋較多知識體系,也可以集中在某一點。在巖土工程專業或方向畢業設計中,可以完成建筑工程的結構設計,包括上部結構和巖土工程部分,后者可以是地基基礎、基坑支護、邊坡支護等;也可以全部進行巖土工程的內容。具體選擇可根據學生興趣、特長,對已確定工作單位的學生,還可以依據可能的工作性質等確定。從畢業設計內容上看,我們在近幾年實踐中,巖土工程方向畢業設計主要包括以下內容:1.巖土工程勘察。巖土工程勘察是巖土工程的基礎,通過該內容畢業設計,可使學生具體掌握巖土工程勘察的方法、步驟、內容,增強對巖土體的認識,讓學生充分理解土的物理性質和力學性質指標的獲取方法、用途和相互關系,學會從勘察的角度對建筑場地和地基進行評價,認識工程勘察與工程設計、施工之間的關系。進行巖土工程勘察畢業設計對學生以后工作和學生在巖土工程學科進行創新有非常重要的作用。由于巖土體性質的不確定性非常突出,因此,對其認識方法、手段和評價顯得非常重要,而目前的工程和科研實際存在許多不足之處。正確認識這些問題,有利于學科創新。巖土工程勘察是一個系統的過程,但由于條件和時間限制,完成整個過程的勘察是不現實的。為此,我們將畢業實習和畢業設計相結合,比如,現場描述和土類命名主要通過正在進行的工程的實習完成,由現場技術人員講解。畢業設計任務中提供的現場描述和室內試驗、原位測試數據都是實際工程原始數據。學生根據原現場描述和土工試驗對土進行分層,然后進行各分層土性指標的統計和評價等工作。2.地基基礎設計。根據我校地處西部特點,主要進行黃土場地地基基礎設計,包括濕陷性黃土地基處理、CFG地基處理、樁基礎等。上部結構的結構形式、傳至基礎頂面的荷載等都是由設計院提供的實際工程案例。學生根據自己完成的巖土工程勘察數據或者指導教師提供的土層工程特性指標和相應的規范進行相關設計。進行地基基礎設計時,地基基礎選型是很重要一環,既要滿足安全要求,還要經濟可行。比如高層建筑的CFG樁復合地基、樁基礎和與筏板基礎之間的選擇,要通過承載力、變形和經濟指標的比較才能確定,既涉及到巖土工程特性指標的合理選擇、地基基礎基本概念的正確理解,也與工程實踐中施工、造價等有關。通過多環節分析、設計,既可提高學生對本專業的興趣和認識水平,也有利于學生發現問題,為學科提高和創新發展創造條件。3.基坑工程設計。在巖土工程方向課程設計中已進行過基坑支護設計,但其基坑深度較淺,通過土釘墻或單排錨索+排樁即可達到支護目的。畢業設計中完成的基坑工程深度較深,設計計算明顯復雜。學生可完成基坑支護或基坑降水設計。前者通常為3~4排錨索+排樁支護,后者為井點降水。4.邊坡治理。設計任務書中,建筑場地位于邊坡底或頂部,要求學生完成邊坡的安全性評價和加固處理設計。以上幾部分內容之間可組合為一個完整的畢業設計。而以下內容可分別單獨為一個畢業設計。5.地下結構設計。一般為地下車庫、商場、地鐵車站等,因為此部分設計包括功能要求,所以需配備建筑學專業的指導教師。該設計內容包括了建筑學、結構工程和巖土工程。6.動力機器基礎設計。對于大型機器設備,如發電機組等,其不同于一般建筑物地基基礎,基礎設計有其特殊性。設計題目取自于設計院的實際工程,通常設計內容包括動力荷載計算、動力基礎框架結構設計和樁基礎設計等。7.隧道設計。對取自實際隧道工程的題目,讓學生完成隧道圍巖分級、圍巖壓力、圍巖支護設計與施工等。8.其他。除了以上內容外,根據實際情況,我們還有學生依托老師的科研或生產項目進行試驗、計算、理論分析等,完成畢業論文。結語在畢業設計中培養創新思維,是一項需要長期探索的系統工程。通過這些年的實踐,我們初步建立了一套既能滿足正常專業培養要求,又能在一定程度上有所提高、有所創新的畢業設計模式,以針對具體情況,適應不同學生的要求。但為了適應未來形勢的要求,還必須與時俱進,繼續探索,以使工科學生畢業設計不斷創新,使學生創新能力不斷提高。
參考文獻:
[1]高琪,李位星,廖曉鐘.工科專業本科畢業設計全過程考核評價體系研究[J].實驗室研究與探索,2013,11(32):393—397.
[2]彭秀英.立題和過程管理是提高畢業設計質量的保證[J].中國大學教學,2012(3):75—76.
[3]童樂為,羅烈,劉沈如,等.土木工程專業畢業設計教學創新體系建設探討[J].高等建筑教育,2010,2(19):111—114.
[4]蔣太巖.培養創造性人才應具備的基本條件與對策[J].中國高教研究,2000(4):40—41.
[5]姚直書,宋海清.提高巖土工程專業方向畢業設計質量的有效措施[J].安徽建筑工業學院學報(自然科學版),2009,4(17):43—45.