云計算的基本種類范文
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篇1
關鍵詞:教學理念;教學模式;以人為本
中圖分類號:G47文獻標識碼:B
文章編號:1672-5913(2007)12-0065-02
1引言
當今社會已步入了以計算機技術為主要代表的信息社會,各種新技術、新軟件層出不窮,讓人應接不暇。為了適應這一新的形勢,在高等院校中開設了大量與計算機技術有關的課程,國家也實行了全國統一的計算機等級考試,我校也在各專業的教學計劃中實行了“計算機不斷線計劃安排”。學生在計算機技術有關課程的學習中也花費了相當的時間和精力。由此我們可以看出:提高學習與計算機技術有關課程的效率和效果就顯得十分重要。
那么怎樣才能快速高效的提高學習與計算機技術有關課程的效率和效果呢?筆者認為應以先進的教學理念為指導,以學以致用的方法為手段,展開與計算機有關課程的教學活動。這便是“以人為本”理念在計算機教學中的運用。
2人與計算機的關系
眾所周知:計算機是一種部分代替人腦力勞動的工具。既然如此,這就說明了“人”與計算機的基本關系,即計算機是人的“工具”,人是計算機的“主人”,是計算機的為人服務,而絕非人是計算機的“奴隸”。是計算機主動的適應人的需求和要求,而絕不是人去適應計算機。擺正人與計算機的關系,這是我們學習計算機和使用計算機的一個前提,也是我們學好用好計算機的基礎。在這里我們應重點突出人的主導作用和領導地位。
3計算機軟件(技術)的開發與使用過程
任何一個計算機軟件(或技術)的開發都是以解決生產(生活)實踐中的實際問題為主要目的。通常采用下圖1所示的開發過程:
從圖中我們可以看出:最終的應用軟件(技術)都是要滿足我們的實際需求。滿足的程度越高,說明軟件的功能越強,反之,軟件的功能就越差。不能滿足實際需要的軟件則是毫無意義可言。人們在使用軟件(技術)時,往往和開發過程相反。如圖2所示:
由圖可以看出:對一個使用者而言,只要用軟件解決實際問題即可,并不去關心軟件內部是如何工作、如何實現的,也就是我們通常所說的“不管白貓黑貓,抓住老鼠就是好貓”。對一般的用戶,他關心的是結果,不管關心過程。
在一般的計算機教學中,通常采用以使用軟件解決實際問題為線索的教學模型。在這里,軟件是教學的核心,一切都是以軟件為基礎展開的。強調人如何使用軟件、應用軟件。這種教學方法的一個潛在的理念,就是“人” 怎樣去應用這個軟件。自覺不自覺的就把“人”放在了一個被動的地位,從屬的地位,把“主人”變成了“奴隸”。這種教學方法會導致學生把許多的注意力都集中到怎樣把這個軟件學好用好上來,也導致了學生需要記憶許多的功能、操作、代碼等等,學生學起來感覺到枯燥、乏味,壓制了學生的創新欲望和主動學習的源動力。
4“以人為本”的教學模式
既然任何軟件(技術)都是以解決實際問題為最終目的,那么我們何不以實際問題為我們研究的主要對象,把具體的軟件只看作是解決實際問題的一種手段而已。“以人為本”的教學模式可以用圖3來加以說明:
在這種教學模式中,重點強調“我想干什么”。以“我”為中心,讓軟件來滿足“我”的要求,從傳統的“你能干什么”轉變到“我想干什么”上來,真正體現“以人為本”的現念,充分發揮學生的想像力和創造力。
下面通過幾個例子如以解釋、說明:
人們在日常生活、工作中經常會遇到要寫一個報告(或總結)之類的工作。我們把它歸納一下,無非要經過以下幾個過程。首先要寫一個初稿,然后要對初稿進行反復的修改、潤色,直到滿意為至,最后用一定大小的稿紙,一定的格式,一定的字體把它再抄寫一遍。這樣的工作我們完全可以用一個字處理軟件來實現。同理,在一個字處理軟件中我們也是按照同樣的順序進行,首先需要寫初稿,即文字的輸入,當然可以有多種輸入方法,有鍵盤輸入法;手寫筆;語音輸入法;掃描+OCR法等等。具體的輸入方式有區位碼,全拼,雙拼,智能輸入法,五筆字形法,表形碼等,不管怎樣它如何的變化,無非就是要解決一個文字的輸入問題。接下來要對初稿進行修改,即編輯。若發現有字錯了,要修改它,字處理軟件一定會提供修改功能;發現丟了一個字,字處理軟件一定會有字插入功能;若要調整段落的順序,字處理軟件一定會提供塊的移動功能,如此等等。最后為了使我們打印的文稿美觀、大方,就要對文稿進行排版。在這里我們是先提出一個要求,然后到軟件中去尋找能滿足這種要求的功能。要有這樣一個信念,只要你能提出的要求,軟件一定會具有這樣的功能,因為軟件就是為我服務的。若軟件真的沒有提供你所要求的功能,那我們可以毫不客氣的更換軟件,找一個更能滿足我們要求,能為我們提供更周到服務的軟件。
再來看看日常生活中的繪畫。當我們坐下來繪畫時,我們需要什么東西呢?最主要的要有一個畫布(或畫紙);許多各式各樣的畫筆;還有各種顏色的顏料。好了在Photoshop中同樣有與之對的視圖,工具條,調色板。
學習一種計算機語言也是如此。當我們編寫一個程序時,先提出一個功能,然后再到語言中去尋找能實現此功能的語句。而不能先有語句,再來看它能實現哪些功能。
通過以上幾個例子的介紹,若采用從要求到軟件(或語言)的教學模式,重點突出了人的主觀能動性,發揮了人在學習、使用中的主動權和主導地位,真正把人從眾多的軟件和語言學習中解脫出來。這樣可以大大提高學習的效率和效果。
采用“以人為本”的教學模式,筆者先后進行過計算機基礎知識培訓;多媒體課件制作培訓;圖形圖像軟件培訓;桂林市地稅局干部培訓;廣西區干部培訓等多個計算機培訓班的教學實踐,都取得了較好的教學效果,受到了學員的好評。
5結論
采用何種教學模式和教學方法,主要取決于教師在對知識本身深入理解的基礎上,采取靈活多樣的教學模式和教學方法,而不能僅局限于一種或兩教學模式和教學方法,最終的目的是提高教學質量和教學水平,為國家培養更多合格的人才。
參考文獻:
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作者簡介:
篇2
【關鍵詞】采購環節;遵循原則;企業管理
前言
采購作為企業成本控制的首要環節,隨著我國市場經濟的不斷發展而日益重要,成為現代化企業管理水平的重要體現,提高企業市場競爭力的根本保障。尤其是近些年來,企業所面臨的市場經濟環境日益復雜多樣,如何在采購中獲得最大化效益,早已成為企業繪制藍圖的基礎。以下筆者就企業采購過程中應遵循的基本原則進行粗淺的探討。
1.目前我國企業采購所面臨的共性難題
目前我國大多數企業在采購中存在許多問題,嚴重制約了企業的成本控制經濟發展,具體可歸納為記下幾點:一、企業在采購戰略上定位模糊,并沒有將采購管理、采購控制納入到企業整體戰略規劃中;二、企業所指定的采購計劃不明確,造成采購部門疲于奔命,但仍不能及時、準確的采購到所需物資;三、企業在采購上過于總之價格站,而沒有對所需采購的物質進行深入分析、評價,缺乏明確的采購策略;四、在與供應商合作上,管理粗放,制度不健全,以至于與供應商的關系僅存在于買賣物質,而沒有培養及建立雙贏的戰略合作伙伴關系;五、企業采購部門、采購渠道過于分散,降低了企業集中采購的優勢所在,額外提高了采購成本;六、企業在采購過程中,缺乏有效的跟蹤、評估和分析,往往造成價格、質量、付款環節上出現失控;七、企業在采購過程中,缺乏有效的衡量工具與對比制度,以至于在采購前期無法對價格做好判斷,在采購中無法做到良好的監督,采購后又無法對物質進行統計的審核與評定,嚴重造成企業采購環節嚴重失控。
2.我國企業在采購中應遵循的基本原則
2.1 企業在采購中應遵循適價原則
價格作為企業采購永恒的焦點,是企業在采購環節中最為關心的事情。因此,許多采購人員在采購過程中將大量的經歷與時間放在跟供應商的“砍價”上。而對商品的質量、成分、市場行情知之甚少,以至于采購人員在接收供應商報價時極有可能受到“蒙騙”,給企業造成經濟損失。因此,采購人員在采購中應遵循實價原則,在保障商品質量,企業可實現持續生產的前提下,得到一個更為合適的價格。企業遵循適價原則具體表現在以下幾個方面:首先,企業采購人員應該從多個渠道獲得相同商品的報價。采購人員可通過對市場行情的基本分析后,與多個供應商取得聯系,從不同渠道獲得多分商品報價,以進一步對該商品的市場價格做比較,提高對商品市場行情的了解;其次,貨比三家,對商品進行綜合評定。企業在進行專業采購時,其所采購的商品既有可能是價值百萬或千萬元的設備或年采購金額達千萬元的零部件,這就要求采購人員必須謹慎行事。故采購人員必須將不同供應商報價中的條件轉化一致后才能進行比較,只有這樣才能得到真實可信的比較結果;再次,篩選出合適的價格后,進行議價商談。隨著采購人員對商品價格篩選后,采購人員可與供應商進行進一步殺價。而經過上述三個環節以后,買賣雙方可接受基本議價,則可以進入到正是采購報價環節中。
2.2 企業在采購中應遵循適質原則
品質作為企業立足市場發展的基石,對企業而言至關重要。因為,良好的品質不僅能夠有效提高企業信譽,擴大企業正面影響,還能進一步拓展企業經濟市場,提高經濟效益。因此,一個優秀的采購人員,不僅要為企業采購適價的商品,更應該作為一個眼光長遠的精明商人,采購優質、穩定的商品,已達到企業的可持續生產,提高企業自身品質。在采購中,采購人員應事先對所需采購的商品成分、品種進行深入的分析與調查,明確其成本含量,成本種類,借以大致推斷出何種商品為好品質,何種商品為劣質后,與企業專業工作人員一起進一步分析供應商所提供的商品質量,并從多方渠道獲取供應商的日常信譽度,進行綜合考量,以避免在采購中受到供應商的“蒙騙”,所造成企業經濟損失。
2.3 企業在采購中應遵循適時原則
當企業與供應商達成協議簽訂商品購買合同后,企業必然將開始準備生產、經營計劃。如果在生產、經營中,原材料未能如期到達,勢必會引起企業內部管理混亂,造成生產停工待料,無法按原定時間計劃出貨,或經營銷售斷貨,無法按計算進行預計銷售,極易引起客戶的強烈不滿。而如果提前大量購買商品回庫囤積,又會造成庫存過多,大量采購資金積壓,這也正是企業十分忌諱的事情。因此,采購人員在商品采購中,既要扮演協調者,去協調企業與供應商之間的價值需求、時間差異,最大限度滿足生產、經營需求,又要扮演監督者的角色,時刻督促供應商按照合同預定時間交付商品,以確保企業自身的出貨時機。
2.4 企業在采購中應遵循適量原則
采購人員在商品采購中大量采購時,雖有可能獲得豐富的折扣,但極易造成企業庫存囤積,采購資金擠壓,太少又不能滿足生產需要。因此,采購人員在簽訂商品采購合同師,應遵循適量原則,即選擇合理確足的采購數量,以確保企業可持續生產的同時,達到經濟效益最大化。
2.5 企業在采購中應遵循適地原則
古語云:天時不如地利,采購人員在采購中益如此。企業往往容易與距離較近的供應商的合作中取得主動權。因此,采購人員在選擇試點供應商時,最好選擇近距離的供應商來實施近距離供貨,不僅使買賣雙方溝通更為方便,處理事務更快捷,更可以降低采購物流成本。目前我國大多數企業在建廠初期,就已考慮到選擇供應商的“群聚效應”,即在周邊地區能否找到企業所需的大部分供應商,以促進企業的長期發展。
結束語
總之,本文筆者就企業采購應遵循的基本原則進行粗淺的分析,使我們更清楚的認識到。隨著企業向更高層次,更大規模的發展,采購環節在成本控制中所占的比重越來也大。因此,企業在構建采購框架初期,就應該遵循采購基本原則,完善采購戰略規劃,為企業更好的發展提供良好的基礎。
參考文獻
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篇3
關鍵詞:高等學校;多媒體博物館;實踐教學;開放性實驗室
作者簡介:劉鵬(1978-),男,黑龍江齊齊哈爾人,哈爾濱師范大學生命科學與技術學院,副教授;趙文閣(1961-),男,黑龍江哈爾濱人,哈爾濱師范大學生命科學與技術學院,教授。(黑龍江 哈爾濱 150025)
基金項目:本文系哈爾濱師范大學青年學術骨干基金項目(項目編號:11KXQ-02)、黑龍江省教育廳指導項目(項目編號:11553053)的研究成果。
中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)01-0154-02
動物學的實踐教學是農業、林業、水產、醫學和師范類高等學校動物學教學的重要組成部分,是鞏固和加深課堂教學效果、培養學生理論聯系實際的能力和提高其動手能力的重要環節,也是豐富學生動物學知識,激發學生學習興趣的有效途徑。[1]同時,高校的實踐教學過程作為提升大學生科學素質、培養學生分析問題和解決問題的重要手段,有著其他教學環節不可替代的作用。[2]因此,為了給一些學有余力的學生提供實踐機會和實驗條件,學校應建立更多的、有專門教師管理的、完全開放式的實驗室,讓學生在此基礎上進行自主性和創新性的探索和研究。
生物標本不僅在物種分類研究中占有重要的地位,而且是生物學教學過程中必不可少的直觀教具,對學生的實驗起著重要作用。[3]近些年,許多高校依據自身的教學和科研力量,收藏、保管了大量的動物標本,并建立了自己的多媒體博物館,這些集聲、光、電、三維動畫、多媒體觸屏、視頻為一體的博物館成為當地的動物資源信息中心、生物學和生物多樣性研究基地以及普及生物科學知識的重要場所。[4-7]這些標本種類眾多,資源豐富,具有濃厚的地方特色和重要的研究價值,在彌補自然博物館標本不足的同時,也可以成為高校開放實驗室的一部分,將學生從被動的學習中解放出來,使其融入到標本館的建設和管理的整個過程中,提高其實踐動手能力和獨立思考能力,激發學習興趣,培養創新能力,從而讓這些博物館成為我國教育事業中的重要的組成部分。
哈爾濱師范大學多媒體動植物博物館成立于2005年,經2009年擴建至1400m2,是由哈爾濱師范大學原生物系(現生命科學與技術學院)的標本室擴建而成的,是黑龍江省較大的綜合性高校多媒體動植物博物館。它是集聲、光、電、三維動畫、多媒體觸屏、視頻為一體的多媒體現代手繪生態場景模擬的動植物博物館。
動物標本收藏范圍除已覆蓋多個省、市、自治區,另有少量國外標本,總藏量達2萬余件,在這基礎上該館的收藏與研究具有鮮明的地域特色。哈爾濱師范大學動物學課程為省級精品課程,在動物學實踐教學過程中,充分利用學校多媒體博物館的空余時間,為本科生提供了實踐教學的平臺,使其參與動物標本的采集、制作、物種鑒別、標本講解、科普宣傳、網絡化和數字化建設及日常管理等工作,并在此基礎上進行科學研究和創新性實驗,為其學年論文和畢業論文的完成提供素材。
一、標本的采集和制作
動物標本的采集是一項既艱苦又重要的工作,[8]教師一般利用暑假和野外實習的機會,帶領學生在一些典型生境中(如森林、濕地、農田、校園)進行標本采集,采集種類以原生動物、土壤動物、昆蟲、魚類、兩棲類和爬行類為主,然后將采集到的動物制成浸制標本、剝制標本、骨骼標本、干制標本和玻片標本等獻給學校博物館,用以擴充和更新館內展品。學生通過動物標本的采集和制作,不僅提高了動手能力和生物技能,還增強了學習動物學的興趣,也培養了學生愛校園、愛自然、愛集體的優秀品質。據不完全統計,哈爾濱師范大學動植物博物館現有館藏中就有近200余件展品為學生自己采集、自己制作的,每當講解員講到自己采集的標本時都會充滿著自豪感,邊講鑒別特征,邊講采集生境和經歷,這樣聲情并茂的講述,往往能得到參觀者更多的掌聲和贊許。每個展區的多媒體視頻播放器中播放的也都是同學們每年實習中錄制的關于各種動物最真實的生態場景,如2009級同學錄制的關于《灰喜鵲育雛行為》的視頻,就成為一個經典之作,其錄像效果和錄像技巧都得到了廣大參觀者的好評。
二、物種的識別、分類和保養
對常見的、有重要經濟價值的物種的識別和分類方法是動物學教學過程的重點內容,但是一些大型的、珍稀的標本由于件數有限,不可能放在實驗室內提供給實驗教學使用,而多媒體動植物博物館提供了這樣的機會和條件。因此,讓學生到多媒體動植物博物館參觀和查找相關的標本,甚至使用檢索表對照標本的主要特征進行物種識別和分類鑒定,可以培養其物種識別和分類的基本能力,為我國動物資源本底調查和物種多樣性保護工作提供一些專業人才。此外,動物標本需要進行定期的保養和維護,[9]這就要求學生掌握足夠的標本防蟲和防腐的知識,才能保證標本的完整和美觀。
三、語言表達能力的培養
多媒體動植物博物館中陳列的每件標本本身都是孤立的、靜止的,它無法自動根據不同知識水平、不同理解能力的參觀者顯示其所包含的豐富內容,[10]因此,為了更好地發揮多媒體動植物博物館的宣傳教育功能,學校每年從本科生中選取一定數量的講解員對標本館的歷史及標本的種類、特點、生境等方面進行詳細的解說和介紹。講解過程是一個學習和提高的過程,不僅需要學生具有廣泛的自然和科學文化知識、相應的組織能力和語言表達能力,還需要有高度的事業心、工作責任感和敬業精神。哈爾濱師范大學多媒體動植物博物館的講解員是經過層層選拔、公開競聘“上崗”的,他們對標本館都有著深厚的情誼,因為其中的某一件展品可能就是由其親手制作的,他們講述起來更加嫻熟和生動。講解員們還注重“傳、幫、帶”的優良傳統,上一屆講解員總是手把手的培訓下一屆講解員,猶如在把自己最鐘愛的“寵物”交給下一屆同學。
四、網站制作和維護更新
與傳統標本館相比,多媒體動植物博物館的特點是收藏數字化、操作電腦化、傳遞網絡化和資源共享化,而多媒體動植物博物館網站和標本資源信息管理系統的建立,可以為標本展廳管理的科學化和系統化打下良好的基礎,[11]此外,在網站的維護及管理上,不僅需要生物學知識,還需要網絡、通信等方面的應用技術,[12]這為學生提供了更加廣泛的學習機會和創新平臺,對于提高教學質量和開展科普活動都具有重要意義。生命科學與技術學院的學生除了要對所學動物學知識有深入的了解外,還自覺主動地學習了網站維護和多媒體資料編輯、整理、上傳等現代教育技術。這些技術的綜合運用使多媒體動植物博物館中的多媒體資料,每年都有新的更新和補充,尤其是在動物學實習結束后,同學們都及時地把在實習中拍到的鳥類照片和鳥類育雛錄像上傳到多媒體平臺上,供其他同學學習、欣賞和研究。
五、科研創新和能力培養
多媒體動植物博物館在長期的建館過程中積累了大量珍稀的、瀕危的動物種類標本,這些標本是進行分類學、形態學、比較解剖學、譜系地理學和分子生物學方面科學研究的重要材料,具有重要的科研價值。[13,14]多媒體動植物博物館有保藏、科研、宣教三大主要功能,教學科研工作除依靠精良設備外,還有賴于17450件生物學標本、2550件古生物化石標本,對于教學中學生認知性的實驗及科學研究工作起著不可估量的作用,對藏品進行科學研究是博物館的重要職能,但是面對浩瀚的生物標本藏品,想要提高其科研價值并將其最大化,就首先要對動物標本藏品進行準確的鑒定、分類、統計并建檔。學生可以根據自己的興趣和愛好,在查閱文獻的基礎上選擇科研項目,進行大學生創新基金項目的申請,完成學年論文或者畢業論文。其中,2008級本科生的《哈師大動植物博物館物種多樣性分析》和《哈師大動植物博物館館藏古生物化石考證》兩篇畢業論文由于論據充分,挖掘深入,被評為系內優秀論文。這種以科研為目的,以多媒體博物館為載體的創新性、開放性的實驗室管理模式,能夠充分激發和培養學生的創新思維和創新能力,有利于提高其綜合運用科學知識、科學方法的能力,培養其科學精神和科學品質,從而全方位地提升其科學素養。
六、結論與討論
高校的多媒體博物館在向社會開放,實施公眾教育,進行科普宣傳,弘揚綠色文明的同時,主要是面向學校,服務于教學,立足于提高學生的綜合素質的基礎上。[15,16]因此,將高校的多媒體博物館建設成輔助動物學實踐教學的開放性實驗室是課程建設的一個重要內容,也是提高資源利用率和學生實踐能力的重要手段。
通過多媒體博物館的開放,可以讓更多的學生參與到標本館的建設和管理之中,不僅增強了學生的環境保護意識,培養了大學生熱愛家鄉、熱愛祖國的情感,還提高了學生的積極性、主動性和創新能力。而且這些博物館將來還可以為其他專業學生提供實驗和實習機會,如現代教育技術、計算機、旅游管理、繪畫等專業的學生。
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篇4
1、服從實習隊伍的統一安排,不得無故缺席;
2、注意自身人身及財產安全;
3、認真做好現場及講座筆記,現場參觀要不恥下問;
4、遵守現場相關規章制度,關心他人及自身安全;
5、注意自己的言行,行為要得體;
6、有異常情況時,要及時通知帶隊老師;7、實習結束后,登記返程目的地,保證全程安全。
第一部分 隧道與地下工程
第一節 概述
隧道和地下工程隨著我國經濟和人民生活水平的提高而進一步發展和推廣。隧道和地下工程已經是解決我國交通和工業的和很有前景的一門科學。
隧道是一種地下工程結構物,通常是指修筑在地下或山體內部,兩端有出入口,供車輛、行人、水流及管線通過的通道。隧道一般包括交通運輸方面的鐵路、公路、航運和人行隧道;城市地下鐵路和海底、水底隧道;軍事工程方面的各種國防坑道;水利發電工程方面的各種水工隧道或隧洞等。
隧道工程是指從事研究和建造各種隧道的規劃、勘測、設計、施工和養護的一門應用科學和工程技術,它是土木工程的一個分支。
目前,大部分隧道的設置以交通運輸為主要目的,穿越山嶺、河流、港灣等障礙,修建地下鐵道,縮短交通線路,改善線形,可提到車輛行駛速度,以獲得良好的經濟效益和社會效益。除此之外,在水電工程中設置各類水工隧道可實現引水、排水、通風等目的;在市政工程中,設置各類公共隧道可實現污水排放、管線鋪設等目的。隧道的這些功能,決定了其一般在長度方向上有較大的尺寸,多數長度為幾千米道幾十千米,有的甚至更長。而橫斷面的尺寸則相對較小,一般僅幾米到幾十米。斷面較小的隧道,一般不作為交通設施,僅用于污水排放和水、氣管道、電纜、通訊線路等敷設用途,這些通道常常也被稱為隧硐、導溝、管溝等。斷面較大、長度較短的隧道所形成的地下空間,一般有其專用功能,如作為地下變電站、地下停車場、地下倉庫、地下廣場等。
隧道之所以在近幾年迅猛的發展,是因為它有獨特的優點:
首先,利用隧道可以實現各種運輸線路直線等穿越山嶺而不必盤山繞嶺。
其次,隧道還可以改善線路中的車輛運行情況和提高線路的運行能力。
其三,隧道是一項隱蔽在地下、水下或山體內部的重要結構。
其四,隧道在具有以上功能的同時,還存在有另一重要特點就是它不占據地面空間,這等于無形中增加了城市的有效面積,對于人口擁擠、道路集、交通繁忙的城市來說,無疑是十分重要的。
最后,城市地下隧道的興起,也帶動了整個城市地下工程的發展。
隧道是地下工程的一種,而礦井和巷道同樣是地下工程的重要組成部分。礦井的建設和施工比隧道更困難,因為它位于較深的地下,地質條件更復雜和施工技術不完善!
我們這次實習,主要是焦晉高速隧道工程。
第二節 隧道工程我們這次實習地點是焦晉高速的隧道工程,特別是牛郎河隧道,它是焦晉隧道中工程量最大,地質條件最復雜,施工最困難的最長的隧道。共16頁,當前第1頁12345678910111213141516
1、焦晉高速
1.1、概況
焦作至晉城高速公路(焦作境),是經國家計委批準立項的河南省重點工程,也是國內第一條由地、市級公路局自籌資金、自行建設、自主管理的跨省高速公路。焦晉高速(焦作境)穿梭在太行山崇山峻嶺之中,懸掛于縣崖峭壁之上,地質條件復雜,施工場地狹小,施工難度前所未有。去年年底全線通車的河南焦作至晉城高速公路,由于采用了多項諸如煤炭采空區注漿加固等先進技術,使這條穿越太行山的高速公路成為國內先進筑路技術的實驗示范基地。
焦作至晉城高速公路(焦作至省界段)雖然只有短短的17.036公里,但因穿越太行山,地形復雜,地質條件十分惡劣,全線從起點到終點總落差達566米,有大中型橋梁22座,隧道7座,并有多處穿越孤峰的橋隧工程,施工難度極大。具體表現為橋墩高、擋墻高,其中最高的橋墩達83米,有“河南第一墩”之稱;最高的擋墻高達30米,接近工程規范極限,技術要求極高。省界至晉城段有隧道10座,其中牛郎河隧道是焦晉高速最長的隧道,約為3900米。
1.2、成果
為了優質完成工程建設,工程業主單位———焦作市公路局在設計過程中,先后采取了紅外遙感、衛星導航攝像技術對地質構造、巖石進行科學分析,并普遍采用計算機輔助設計線路、橋隧、擋墻,使所有工程設計都達到了科學化和標準化。開工以后,工程指揮部相繼聘請了省內外8名筑路工程專家成立了工程技術專家組,針對工程建設中出現的技術難題,定期召開科研論證例會進行技術攻關。
在治理大面積煤礦采空區時,工程施工單位在有關專家的幫助下,采用最先進的鉆孔注漿施工方法實施治理,共鉆孔912個,注漿近12萬立方米,從根本上解決了采空區地表不規則沉降這一難題。其他如橋梁高墩滑模頂升、隧道淺埋偏壓和膨脹土路基處理等高新技術的相繼采用,使該工程的各分項工程合格率達到100%,優良率達到90%。
2、牛郎河隧道
2.1、概況
牛郎河隧道進口位于張莊河附近,出口位于牛郎河村,屬越嶺特長隧道,為雙線、雙洞、雙車道、雙側電纜槽和排水溝的隧道。其中左線起訖里程lk26+415~lk30+370,全長3955m;右線里程rk26+405~rk30+300,全長3895m。
牛郎河隧道地處太行山中低山區,海拔高度介于724m~1046m之間,隧址區地形起伏較大。地勢陡峭,相對高差320m。隧道最大埋深280m。區內溝谷發育,多呈“u”及“v”型谷。
2.2、工程地質條件
隧道進口隧址區主要穿越中奧陶統上馬家溝組第三巖性段中厚層灰巖及第四薄層泥灰巖,巖層產狀平緩,近于水平。地表覆蓋薄層第四系殘坡積地層。進口80m屬ⅲ類圍巖,薄泥層灰巖,強~弱風化,硬質巖組。發育兩組節理,巖體較破碎,呈碎石狀鑲嵌結構,圍巖穩定性差。中間ⅳ圍巖,中厚層灰巖,微風化~新鮮巖石,硬質巖組, 單斜構造,產狀平緩。受構造影響較重,節理較發育,呈x型張性節理,節理走向分別5°~7°和290°,節理寬度約1~1.5cm,貫通性良好,由黃粘土殘積物充填,層間結合性差。巖體呈塊碎石狀鑲嵌結構塊狀砌體結構,圍巖穩定性一般。地下水主要為巖溶水和基巖裂隙水,呈滴水狀或涌水狀。
2.3、施工概況
根據隧址區地形、地貌及地質條件,兩端接線工程量和隧道照明的需求,隧道進、出口段平面線形分別設置為半徑r-2500m、r-1500m的不設超高的平曲線,洞身段均為直線,主要是考慮減少隧道長度和有利于通風而為之。左洞縱坡為-1.90%的單坡,右洞縱坡為-2.654%和-1.89%的合成坡。依救援逃逸的需求,隧道內布設車行橫洞3道、人行橫洞3道。另外,左、右洞內各設置4處應急停車帶。牛郎河隧道采用分離式斷面,兩洞凈間距約30m,其建筑限界為:凈寬9.75m(0.75+0.25+0.50+3.75×2+0.50+0.25),凈高5m。洞內設單側檢修道,高0.40m,隧道內輪廓為單心圓。應急停車帶處的內輪廓為三心圓。除明洞外,隧道襯砌結構系按natm原理,采用以柔性支護體系為主要受力結構的復合式襯砌,即以噴、錨、網、格柵或型鋼鋼架等為初期支護,模筑混凝土或模筑鋼筋混凝土為二次襯砌,并在兩者之間敷設防水板。這種支護方式既能充分維護和利用圍巖的自承能力,減薄襯砌厚度,又便于機械化快速施工有利于保證施工安全和工程質量。隧道內設置有電光照明、全射流風機縱向式通風、消防、監控通訊以及配套的養管設施。
牛郎河隧道采用分離式、雙洞、雙車道布置,兩洞凈距30m。隧道凈寬9.75m,凈高6.8m。隧道內輪廊為r=527cm單心圓。本標段左、右線各設緊急停車帶兩處,行車方向右側加寬2.5m,凈寬12.25m,內輪廊為三心圓。車行橫洞、人行橫洞各兩處,洞門為端墻式。隧道以柔性支護體系結構的復合式襯砌為主要受力結構,即以噴錨,鋼筋網,鋼格柵支撐、噴25#防水混凝土為初期支護,模注混凝土為二次支護,并敷設防水層防水;路面為25cm厚35#混凝土,上鋪7cm瀝青混凝土作為上路面。隧道采用新奧法施工技術,利用大型配套施工機械施工作業生產線。ⅲ類圍巖采用上半斷面開挖法作業,ⅳ圍巖采用全斷面光面爆破法開挖,洞口段采用上半斷面弧形導坑開挖先拱后墻法施工,并且打入間距為50cm、長度為5m錨桿三排;明洞采用明挖方法施工。不良地質采用短循環、弱爆破、超前錨桿、強支撐方法。ⅲ類圍巖開挖循環進尺1.5m~2.0m,ⅳ類圍巖循環進尺2.5m~3.0m。裝碴運輸采用無軌裝碴,無軌運輸方案。二次襯砌采用自行全液壓整體模板臺車施工方案。共16頁,當前第2頁12345678910111213141516
2.4、新奧法施工新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡稱簡, 原 文 是 new austrian tunnelling method 簡稱 natm , 新奧法概念是奧地利學者拉布西維茲 (l. v. rabcew icz) 教授于 50 年代提出的, 它是以隧道工程經驗和巖體力學的理論為基礎, 將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護手段的一種施工方法,經過一些國家的許多實踐和理論研究, 于60年代取得專利權并正式命名。之后這個方法在西歐、北歐、美國和日本等許多地下工程中獲得極為迅速發展, 已成為現代隧道工程新技術標志之一。六十年代natm 被介紹到我國, 七十年代末八十年代初得到迅速發展。至今,可以說在所有重點難點的地下工程中都離不開natm。新奧法幾乎成為在軟弱破碎圍巖地段修筑隧道的一種基本方法。
2.4.1、新奧法施工特點
一、及時性
新奧法施工采用噴錨支護為主要手段,可以最大限度地緊跟開挖作業面施工,因此可以利用開挖施工面的時空效應,以限制支護前的變形發展,阻止圍巖進入松動的狀態,在必要的情況下可以進行超前支護,加之噴射混凝土的早強和全面粘結性因而保證了支護的及時性和有效性。
在巷道爆破后立即施工以噴射混凝土支護能有效地制止巖層變形的發展,并控制應力降低區的伸展而減輕支護的承載,增強了巖層的穩定性。
二、封閉性
由于噴錨支護能及時施工,而且是全面密粘的支護,因此能及時有效地防止因水和風化作用造成圍巖的破壞和剝落,制止膨脹巖體的潮解和膨脹,保護原有巖體強度。
巷道開挖后,圍巖由于爆破作用產生新的裂縫,加上原有地質構造上的裂縫,隨時都有可能產生變形或塌落。當噴射混凝土支護以較高的速度射向巖面,很好的充填圍巖的裂隙,節理和凹穴,大大提高了圍巖的強度。(提高圍巖的粘聚力c和內摩擦角)。同時噴錨支護起到了封閉圍巖的作用,隔絕了水和空氣同巖層的接觸,使裂隙充填物不致軟化、解體而使裂隙張開,導致圍巖失去穩定。
三、粘結性
噴錨支護同圍巖能全面粘結,這種粘結作用可以產生三種作用:
① 聯鎖作用,即將被裂隙分割的巖塊粘結在一起若圍巖的某塊危巖活石發生滑移墜落,則引起臨近巖塊的聯鎖反應,相繼喪失穩定,從而造成較大范圍的冒頂或片幫。開巷后如能及時進行噴錨支護,噴錨支護的粘結力和抗剪強度是可以抵抗圍巖的局部破壞,防止個別威巖活石滑移和墜落,從而保持圍巖的穩定性。
②復和作用,即圍巖與支護構成一個復合體(受力體系)共同支護圍巖。噴錨支護可以提高圍巖的穩定性和自身的支撐能力,同時與圍巖形成了一個共同工作的力學系統,具有把巖石荷載轉化為巖石承載結構的作用,從根本上改變了支架消極承擔的弱點。
③增加作用。開巷后及時繼進行噴錨支護,一方面將圍巖表面的凹凸不平處填平,消除因巖面不評引起的應力集中現象,避免過大的應力集中所造成的圍巖破壞;另一方面,使巷道周邊圍巖由雙方向受力狀態,提高了圍巖的粘結力c和內摩擦角,也就是提高了圍巖的強度。
四、柔性
噴錨支護屬于柔性薄性支護,能夠和圍巖緊粘在一起共同作用,由于噴錨支護具有一定柔性,可以和圍巖共同產生變形,在圍巖中形成一定范圍的非彈性變形區,并能有效控制允許圍巖塑性區有適度的發展,使圍巖的自承能力得以充分發揮。另一方面,噴錨支護在與圍巖共同變形中受到壓縮,對圍巖產生越來越大的支護反力,能夠抑制圍巖產生過大變形,防止圍巖發生松動破壞。
2.4.2、新奧法理論要點及施工要點
一、新奧法與傳統施工方法的區別:傳統方法認為巷道圍巖是一種荷載,應用厚壁混凝土加以支護松動圍巖。而新奧法認為圍巖是一種承載機構,構筑薄壁、柔性、與圍巖緊貼的支護結構(以噴射混凝土、錨桿為主要手段)并使圍巖與支護結構共同形成支撐環,來承受壓力,并最大限度地保持圍巖穩定,而不致松動破壞。
新奧法將圍巖視為巷道承載構件的一部分,因此,施工時應盡可能全斷面掘進,以減少巷道周邊圍巖應力的擾動,并采用光面爆破、微差爆破等措施。減少對圍巖的震動,以保全其整體性。同時注意巷道表面盡可能平滑,避免局部應力集中。共16頁,當前第3頁12345678910111213141516
新奧法將錨桿、噴射混凝土適當進行組合,形成比較薄的襯砌層,即用錨桿和噴射混凝土來支護圍巖,使噴射層與圍巖緊密結合,形成圍巖-支護系統,保持兩者的共同變形,故而可以最大限度地利用圍巖本身的承載力。
二、保護巷道圍巖自身的承載能力
新奧法施工在巷道開挖后采取了一系列綜合性措施:構筑防水層、圍巖巷道排水;選擇合理的斷面形狀尺寸;給支護留變形余量;開巷后及時做好支護、封閉圍巖等,都是為保護巷道圍巖的自身承載能力,使圍巖的擾動影響控制在最小范圍內,并加固圍巖,提高圍筵強度。使其與人工支護結構共同承受巷道壓力。
三、允許圍巖有一定量的變形,以利于發揮圍巖的固有強度。同時巷道的支護結構,也應具有預定的可縮量,以緩和巷道壓力。
圍巖的變形是控制在一定范圍內的,必須避免圍巖變形過大,從而導致圍巖強度的削弱以致引起垮落、失穩。支護結構具有一定的變形量,允許巷道圍巖產生一定的變形,以緩和來自巷道的巨大壓力,更進一步減輕支護荷載。
2.4.3、新奧法的主要支護手段與施工順序
新奧法是以噴射混凝土、錨桿支護為主要支護手段,因錨桿噴射混凝土支護能夠形成柔性薄層,與圍巖緊密粘結的可縮性支護結構,允許圍巖有一定的協調變形,而不使支護結構承受過大的壓力。
施工順序可以概括為:開挖一次支護二次支護。
一、開挖
開挖作業的內容依次包括:鉆孔、裝藥、爆破、通風、出渣等。開挖作業與一次支護作業同時交叉進行,為保護圍巖的自身支撐能力,第一次支護工作應盡快進行。為了沖分利用圍巖的自身支撐能力開挖應采用灌面爆破(控制爆破)或機械開挖,并盡量采用全斷面開挖,地質條件較差時可以采用分塊多次開挖。一次開挖長度應根據巖質條件和開挖方式確定。巖質條件好時,長度可大一些,巖質條件差時長度可小一些,在同等巖質條件下,分塊多次開挖長度可大一些,全斷面開挖長度就要小一些。一般在中硬巖中長度約為2-2.5米,在膨脹性地層中大約為0.8-1.米。
二、第一次支護作業包括:一次噴射混凝土、打錨桿、聯網、立鋼拱架、復噴混凝土在巷道開挖后,應盡快地噴一層薄層混凝土(3-5mm),為爭取時間在較松散的圍巖掘進中第一次支護作業是在開挖的渣堆上進行的,待把未被渣堆覆蓋的開挖面的一次噴射混凝土完成后再出渣。
按一定系統布置錨桿,加固深度圍巖,在圍巖內形成承載拱,由噴層、錨桿及巖面承載拱構成外拱,起臨時支護作用,同時又是永久支護的一部分。復噴后應達到設計厚度(一般為10-15mm),并要求將錨桿、金屬網、鋼拱架等覆裹在噴射混凝土內。
完成第一次支護的時間非常重要,一般情況應在開挖后圍巖自穩時間的二分之一時間內完成。目前的施工經驗是松散圍巖應在爆破后三小時內完成,主要由施工條件決定。
在地質條件非常差的破碎帶或膨脹性地層(如風華花崗巖)中開挖巷道,為了延長圍巖的自穩時間,為了給一次支護爭取時間,安全的作業,需要在開挖工作面的前方圍巖進行超前支護(預支護),然后再開挖。
在安裝錨桿的同時,在圍巖和支護中埋設儀器或測點,進行圍巖位移和應力的現場測量:依據測量得到的信息來了解圍巖的動態,以及支護抗力與圍巖的相適應程度。
一次支護后,在圍巖變形趨于穩定時,進行第二次支護和封底,即永久性的支護(或是補噴射混凝土,或是澆注混凝土內拱),起到提高安全度和整個支護承載能力增強的作用,而此支護時機可以由監測結果得到。
對于底板不穩,底鼓變形嚴重,必然牽動側墻及頂部支護不穩,所以應盡快封底,形成封閉式的支護,以謀求圍巖的穩定。
2.4.4、新奧法適用范圍
① 具有較長自穩時間的中等巖體;
② 弱膠結的砂和石礫以及不穩定的礫巖;
③ 強風化的巖石;
④ 剛塑性的粘土泥質灰巖和泥質灰巖;
⑤ 堅硬粘土,也有帶堅硬夾層的粘土;
⑥ 微裂隙的,但很少粘土的巖體;
⑦ 在很高的初應力場條件下,堅硬的和可變堅硬的巖石;在下述條件下應用新奧法必須與一些輔助方法相配合
① 有強烈地壓顯現的巖體;
② 膨脹性巖體(要與仰拱與底部錨桿相配合);共16頁,當前第4頁12345678910111213141516
③ 在一些松散巖體中,要與鋼背板與之配合;
④ 在蠕動性巖體中,要與凍結法或預加固法等配合;
在下列場合中應用應慎重
① 大量涌水的巖體;
② 由于涌水會產生流砂現象的圍巖;
③ 極為破碎,錨桿鉆孔、安裝都極為困難的巖體;
④ 開挖面完全不能自穩的巖體等。
2.4.5、新奧法的缺點主要有
① 實施不僅要求有良好的施工組織和管理,也要求技術人員和量測人員都十分熟練,沒有這一點就易于發生錯誤;作業質量都與每一個人的仔細操作有關。
② 開挖暴露出的地質會立即改變其狀態,因此要求施工地質人員要親臨現場,以便發現問題;
③ 用能控制的施工量測,往往給施工帶來不便;
④ 干噴射帶來的灰塵以及由于易受化學藥品的損害必須加強防護,尤其是對眼睛的防護,濕噴雖然可以避免此缺點,但在同樣條件下,不如干噴那樣有效的支護巖體。
新奧法施工是從實際經驗中總結出來的,又在不斷實踐經驗中得以豐富其內容和進一步發展,新澳法施工在我國推廣以來,經過幾十年的發展,通過科研、設計、施工三結合,在修建下坑、西坪、大瑤山、軍都山等鐵路隧道以及中梁山、二郎山、西山坪等多座公路隧道中,應用新奧法遠離及其相應的技術,取得了較大的成就。
不可否認,新奧法也存在不少缺點,不過經過工程技術人員和科技工作者的共同努力一定可以把新奧法不斷完善,在我國的現代化建設進程中發揮更加重要的作用。
除此之外隧道掘進還有盾構法、明挖法和沉管法施工技術。
盾構是一種鋼制活動防護裝置或支撐,是通過軟弱含水層,特別是河底、海底,以及城市中心區修建隧道的一種機械。在他的掩護下,頭部可以安全的開挖地層,尾部可迅速地拼裝隧道永久襯砌,并將襯砌與土層之間的空隙壓漿填實。盾構推進主要依靠盾構內部設置的千斤頂,如此不斷開挖不斷拼裝,并不斷推進,借助盾構這種施工機械可用較快的速度完成隧道施工作業循環,直至隧道建成。
盾構的種類按其結構特點和開挖方式可分為:
①手掘式盾構:有敞開式、正面支撐式和棚式,此類盾構輔以氣壓法或降水法等疏干地層的措施并使用必要的正面支撐后,可適用于各種地層中,特別是地下障礙較多的地層;在精心施工的條件下,亦可將地表變形控制到中等或較小的程度。
②擠壓式盾構:有全擠壓、局部擠壓、網格等形式。僅適用于軟弱黏性土層,適用范圍較狹窄,在擠壓推進時,對地層土體擾動較大,地面產生較大的隆起變化,所以在地面有建筑物的地區不宜使用,只能用在空曠的地區或江河底下、海灘處等區域。
③半機械式盾構:包括正、反鏟、螺旋切削、軟巖掘進機等,適用范圍基本和手掘式一樣,可減輕勞動強度。
④機械式盾構:有開胸的大刀盤切削、閉胸式的局部氣壓、泥水加壓、土壓平衡等形式,當土質好,能自立,或采用輔助措施后自立時,則可用開胸式機械盾構,如地層土質差,應采用閉胸機械式盾構。
土壓平衡盾構推進過程中依靠開挖面切削面板的臨時擋土效果、充滿于密封倉內的切削土土壓,以及螺旋輸送機排土機構的綜合作用,保證削土土壓,以及螺旋輸送機排土機構的綜合作用,保持開挖面的穩定狀態。泥水加壓盾構在開挖面和泥水室內充滿加壓的泥水,通過加壓作用和壓力保持機構,保證開挖面土體的穩定。
明挖法又稱為基坑法。它是按照隧道的寬度和高度,包括必要地施工操作余量,從地面開挖出一個基坑,并在其中修筑鋼筋混泥土箱涵,做外放水,再進行回填的方法。
沉管法修建隧道首先是在隧址以外的預制現場制作隧道管道,管道兩端用臨時封墻密封,待達到設計強度后拖運到隧址位置,沉放管段到已預先進行了溝槽浚挖的設計位置上,然后進行管段水下連接,處理管段接頭及基礎,覆土填回,以完成隧道構筑的全部工作。這種方法也稱為預制管段沉放法。
第三節 地下工程
地下工程是在巖土中建設的不同用途的工程,包括各類隧道和洞室工程。他們是修建在巖體與土體中的地下建筑。一項建筑工程的建設要經過可行性研究、設計、施工、投產等階段,其中設計是一項涉及科學、技術、經濟和方針政策等各方面內容的工作。一個工程建設項目在建設時期和生產時期的效果,在很大程度上取決于其設計和施工的質量。共16頁,當前第5頁12345678910111213141516
同地面工程結構物的區別是,地下建筑工程,不但要用建筑材料,而且首先要在承載的且變化難測的巖體中靠開挖地下空間,這無疑增加設計和施工的難度。所以無論設計還是施工都特別重視支護系統。地下建筑工程施工,是在地下作業,其工作面狹小,且作業場所不斷延伸,工作對象是稱作巖體的地質體,不穩定的客觀因素多。施工過程是一個技術難度不斷增加,作業條件逐漸惡化的復雜過程。雖受外界氣候條件影響較小,可受地質條件的影響較大。
第二部分 地基基礎工程
第一節 地基基礎概論基礎是建筑物和地基之間的連接體。基礎把建筑物豎向體系傳來的荷載傳給地基。從平面上可見,豎向結構體系將荷載集中于點,或分布成線形,但作為最終支承機構的地基,提供的是一種分布的承載能力。如果地基的承載能力足夠,則基礎的分布方式可與豎向結構的分布方式相同。但有時由于土或荷載的條件,需要采用滿鋪的伐形基礎。伐形基礎有擴大地基接觸面的優點,但與獨立基礎相比,它的造價通常要高的多,因此只在必要時才使用。不論哪一種情況,基礎的概念都是把集中荷載分散到地基上,使荷載不超過地基的長期承載力。因此,分散的程度與地基的承載能力成反比。有時,柱子可以直接支承在下面的方形基礎上,墻則支承在沿墻長度方向布置的條形基礎上。當建筑物只有幾層高時,只需要把墻下的條形基礎和柱下的方形基礎結合使用,就常常足以把荷載傳給地基。這些單獨基礎可用基礎梁連接起來,以加強基礎抵抗地震的能力。只是在地基非常軟弱,或者建筑物比較高的情況下,才需要采用伐形基礎。多數建筑物的豎向結構,墻、柱都可以用各自的基礎分別支承在地基上。中等地基條件可以要求增設拱式或預應力梁式的基礎連接構件,這樣可以比獨立基礎更均勻地分布荷載。
關于基礎我們實習的地點是河南理工大學教師公寓樓的粉噴樁和龍澤小區的高壓旋噴裝。兩個地方都屬于地基處理。
第二節 地基處理由于焦作市的地下水豐富,地基屬于軟地基,所以要進行地基處理即粉噴樁處理。
一、粉噴樁處理方法
粉噴樁的樁徑一般為50cm,設計的樁長宜穿透軟土層并達到持力層內50cm。樁距與地基的穩定和沉降量有關,最小樁距宜為1.1~1.2m,樁位在平面上呈正三角形(梅花形)或矩形布置。
為改善基礎底面的受力條件,粉噴樁處理段基礎下宜鋪設30cm左右石灰土或沙石墊層(摻灰量以8%為宜)。
濕噴樁也是深層攪拌法的一種,是近幾年用于加固軟粘土地基的一種新興常用方法,它是利用水泥作為固化劑的主劑,通過特制的深層攪拌機械,在地基深處就地將軟土和水泥漿強制攪拌,利用水泥和軟土產生的一系列物理-化學反應,使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的優質復合地基。濕噴樁加固軟土地基實際上就是水泥加固土的過程,即采用機械深層攪拌軟土與水泥漿進而發生的一系列物理化學反應形成復合地基的過程。
濕噴樁施工是首先將水泥拌和成水泥漿,水泥中各種鈣質礦物和水完成部分水解和水化反應后,再和軟土中的水繼續進行水解和水化反應,生成鈣質化合物,這是形成復合地基強度的主導因素。當水泥中的各種水化物生成后,一部分自身繼續硬化,形成水泥骨架;另一部分則與其周圍具有一定活性的粘土顆粒發生反應。粘土中的化合物表面帶有各種離子,它們和水泥水化生成的鈣離子進行當量吸附交換,從而提高土體強度;又由于軟土本身具有膠凝性,再和水泥水化作用形成的凝膠粒子結合起來,形成水泥土堅固聯結的團粒結構,使水泥土的強度大大提高。隨水泥水化作用生成的鈣離子超出交換所用的數量時,這部分鈣離子就與組成粘土的化合物反應,生成許多不溶于水的結晶化合物并逐漸硬化,同樣大大的增強了水泥土的強度和水穩性。
從上述水泥加固土的原理可以看出,使水泥土保持足夠的強度,一要有相應數量的水泥,二是必須使水泥與土充分接觸,即用機械充分拌和水泥和土。這為濕噴樁施工指明了控制要點。
二、高壓噴射灌漿法
龍澤小區是高層建筑,本來是準備采用樁基礎,但是考慮到經濟和地質原因,經過論證可以采用地基處理方法即高壓噴射灌漿法。
高壓噴射法就是利用工程鉆機鉆孔至設計處理的深度后,用高壓泥漿泵,通過安裝在鉆桿(噴桿)桿端置于孔底的特殊噴嘴,向周圍土體高壓噴射固化漿液(一般使用水泥漿液),同時鉆桿(噴桿)以一定的速度邊旋轉邊提升,高壓射流使一定范圍內的土體結構破壞,并強制與固化漿液混合,凝固后便在土體中形成具有一定性能和形狀的固結體。共16頁,當前第6頁12345678910111213141516
固結體的形狀和噴射流的移動方向有關。一般分為旋轉噴射(簡稱旋噴),定向噴射(簡稱定噴)和擺動噴射(簡稱擺噴)。旋噴樁主要用于加固地基,提高地基的抗剪強度,改善地基土的變形性能,使其在上部結構荷載作用下,不至破壞或產生過大的變形。定噴固結體呈壁狀,擺噴形成厚度較大的扇狀固結體。定噴和擺噴通常用于地基防滲,改善地基土的水力條件及邊坡穩定等工程。
(一)加固機理
高噴法如三管高噴法用壓縮空氣包裹高壓噴射水流沖擊破壞攪動土體,同時用低壓灌漿泵灌入漿液,漿液被高壓水、氣射流卷吸帶入,同時與被攪動土體混合形成固結體。加固地基,形成樁、板、墻的機理可用五種作用來說明:
1.高壓噴射流切割破壞土體作用 噴流動壓以脈沖形式沖擊土體,使土體結構破壞出現空洞。
2.混合攪拌作用 鉆桿在旋轉和提升的過程中,在射流后面形成空隙,在噴射壓力作用下,迫使土粒向與噴嘴移動相反的方向(即阻力小的方向)移動,與漿液攪拌混合后形成固結體。
3.置換作用 三重管高噴法又稱置換法,高速水射流切割土體的同時,由于通入壓縮空氣而把一部分切割下的土粒排出灌漿孔,土粒排出后所空下的體積由灌入的漿液補入。
4.充填、滲透固結作用 高壓漿液充填沖開的和原有的土體空隙,析水固結,還可滲入一定厚度的砂層而形成固結體。
5.壓密作用 高壓噴射流在切割破碎土體的過程中,在破碎帶邊緣還有剩余壓力,這種壓力對土層可產生一定的壓密作用,使高噴樁體邊緣部分的抗壓強度高于中心部分。
(二)基本種類
按噴射介質及其管路多少可分為單管法、二管法、三管法等。
1.單管旋噴法 通過單根管路,利用高壓漿液(20~30mpa),噴射沖切破壞土體,成樁直徑為40~50cm。其加固質量好,施工速度快和成本低,但固結體直徑較小。
2.二管旋噴法 在單管法的基礎上又加以壓縮空氣,并使用雙通道的二重灌漿管。在管的底部側面有一個同軸雙重噴嘴,高壓漿液以20mpa左右的壓力從內噴嘴中高速噴出,在射流的外圍加以0.7mpa左右的壓縮空氣噴出。在土體中形成直徑明顯增加的柱狀固結體,達80~150cm。
3.三管旋噴法 使用分別輸送水、氣、漿三種介質的三重灌漿管。高壓水射流和外圍環繞的氣流同軸噴射沖切破壞土體,在高壓水射流的噴嘴周圍加上圓筒狀的空氣射流,進行水、氣同軸噴射,可以減少水射流與周圍介質的摩擦,避免水射流過早霧化,增強水射流的切割能力。噴嘴邊旋轉噴射,邊提升,在地基中形成較大的負壓區,攜帶同時壓入的漿液充填空隙,就會在地基中形成直徑較大、強度較高的固結體,起到加固地基的作用。
三、其它地基處理方法
常用的地基處理方法有:換填墊層法、強夯法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預壓法、夯實水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴樁法、單液硅化法和堿液法等。
(一)、置換法
(1)換填法
就是將表層不良地基土挖除,然后回填有較好壓密特性的土進行壓實或夯實,形成良好的持力層。從而改變地基的承載力特性,提高抗變形和穩定能力。
施工要點:將要轉換的土層挖盡、注意坑邊穩定;保證填料的質量;填料應分層夯實。
(2)振沖置換法
利用專門的振沖機具,在高壓水射流下邊振邊沖,在地基中成孔,再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成樁體。該樁體與原地基土組成復合地基,達到提高地基承載力減小壓縮性的目的。施工注意事項:碎石樁的承載力和沉降量很大程度取決于原地基土對其的側向約束作用,該約束作用越弱,碎石樁的作用效果越差,因而該方法用于強度很低的軟粘土地基時必須慎重行事。
(3)夯(擠)置換法
利用沉管或夯錘的辦法將管(錘)置入土中,使土體向側邊擠開,并在管內(或夯坑)放人碎石或砂等填料。該樁體與原地基土組成復合地基,由于擠、夯使土體側向擠壓,地面隆起,土體超靜孔隙水壓力提高,當超靜孔隙水壓力消散后土體強度也有相應的提高。
施工注意事項:當填料為透水性好的砂及碎石料時,是良好的豎向排水通道。 共16頁,當前第7頁12345678910111213141516
(二)、預壓法
(1)堆載預壓法
在建造建筑物之前,用臨時堆載(砂石料、土料、其他建筑材料、貨物等)的方法對地基施加荷載,給予一定的預壓期。使地基預先壓縮完成大部分沉降并使地基承載力得到提高后,卸除荷載再建造建筑物。
施工工藝與要點:
a、預壓荷載一般宜取等于或大于設計荷載;
b、大面積堆載可采用自卸汽車與推土機聯合作業,對超軟土地基的第一級堆載用輕型機械或人工作業;
c、堆載的頂面寬度應小于建筑物的底面寬度,底面應適當放大;
d、作用于地基上的荷載不得超過地基的極限荷載。
(2)真空預壓法
在軟粘土地基表面鋪設砂墊層,用土工薄膜覆蓋且周圍密封。用真空泵對砂墊層抽氣,使薄膜下的地基形成負壓。隨著地基中氣和水的抽出,地基土得到固結。為了加速固結,也可采用打砂井或插塑料排水板的方法,即在鋪設砂墊層和土工薄膜之前打砂井或插排水板,達到縮短排水距離的目的。
施工要點:
先設置豎向排水系統,水平分布的濾管埋設宜采用條形或魚刺形,砂墊層上的密封膜采用2-3層的聚氯乙烯薄膜,按先后順序同時鋪設。面積大時宜分區預壓;做好真空度、地面沉降量,深層沉降、水平位移等觀測;預壓結束后,應清除砂槽和腐植土層。應注意對周邊環境的影響。
(3)降水法
降低地下水位可減少地基的孔隙水壓力增加上覆土自重應力,使有效應力增加,從而使地基得到預壓。這實際上是通過降低地下水位,靠地基土自重來實現預壓目的。
施工要點:一般采用輕型井點、噴射井點或深井井點;當土層為飽和粘土、粉土、淤泥和淤泥質粘性土時,此時宜輔以電極相結合。
(4)電滲法
在地基中插入金屬電極并通以直流電,在直流電場作用下,土中水將從陽極流向陰極形成電滲。不讓水在陽極補充而從陰極的井點用真空抽水,這樣就使地下水位降低,土中含水量減少。從而地基得到固結壓密,強度提高。電滲法還可以配合堆載預壓用于加速飽和粘性土地基的固結。
(三)、壓實與夯實法
(1)、表層壓實法
采用人工夯,低能夯實機械、碾壓或振動碾壓機械對比較疏松的表層土進行壓實。也可對分層填筑土進行壓實。當表層土含水量較高時或填筑土層含水量較高時可分層鋪墊石灰、水泥進行壓實,使土體得到加固。
(2)、重錘夯實法
重錘夯實就是利用重錘自由下落所產生的較大夯擊能來夯實淺層地基,使其表面形成一層較為均勻的硬殼層,獲得一定厚度的持力層。
施工要點:施工前應試夯,確定有關技術參數,如夯錘的重量、底面直徑及落距、最后下沉量及相應的夯擊遍數和總下沉量;夯實前槽、坑底面的標高應高出設計標高;夯實時地基土的含水量應控制在最優含水量范圍內;大面積夯時應按順序;基底標高不同時應先深后淺;冬季施工時,對土已凍結時,應將凍土層挖去或通過燒熱法將土層融解;結束后,應及時將夯松的表土清除或將浮土在接近1m的落距夯實至設計標高。
(3)、強夯
強夯是強力夯實的簡稱。將很重的錘從高處自由下落,對地基施加很高的沖擊能,反復多次夯擊地面,地基土中的顆粒結構發生調整,土體變為密實,從而能較大限度提高地基強度和降低壓縮性。
其施工工藝流程:
1)平整場地;
2)鋪級配碎石墊層;
3)強夯置換設置碎石墩;
4) 平整并填級配碎石墊層;
5)滿夯一遍;
6)找平,并鋪土工布;
7)回填風化石渣墊層,用振動碾碾壓八遍。
一般在大型強夯施土前,都應選擇面積不大于400m2的場地進行典型試驗,以便取得數據,指導設計與施工。
(四)、擠密法
1、振沖密實法
利用專門的振沖器械產生的重復水平振動和側向擠壓作用,使土體的結構逐步破壞,孔隙水壓力迅速增大。由于結構破壞,土粒有可能向低勢能位置轉移,這樣土體由松變密。 共16頁,當前第8頁12345678910111213141516
施工工藝:
(1)平整施工場地,布置樁位;
(2)施工車就位,振沖器對準樁位;
(3)啟動振沖器,使之徐徐沉人土層,直至加固深度以上30~50cm,記錄振沖器經過各深度的電流值和時間, 提升振沖器至孔口。再重復以上步驟1~2次,使孔內泥漿變稀。
(4)向孔內倒人一批填料,將振沖器沉人填料中進行振實并擴大樁徑。重復這一步驟直至該深度電流達到規定的密實電流為止,并記錄填料量。
(5)將振沖器提出孔口,繼續施工上節樁段,一直完成整個樁體振動施工,再將振沖器及機具移至另一樁位。
(6)在制樁過程中,各段樁體均應符合密實電流、填料量和留振時間等三方面的要求,基本參數應通過現場制樁試驗確定。
(7)施工場地應預先開設排泥水溝系,將制樁過程中產生的泥水集中引入沉淀池,池底部厚泥漿可定期挖出送至預先安排的存放地點,沉淀池上部比較清的水可重復使用。
(8)最后應挖去樁頂部lm厚的樁體,或用碾壓、強夯(遍夯)等方法壓實、夯實,鋪設并壓實墊層。
2、沉管砂石樁(碎石樁、灰土樁、og樁、低標號樁等)
利用沉管制樁機械在地基中錘擊、振動沉管成孔或靜壓沉管成孔后,在管內投料,邊投料邊上提(振動)沉管形成密實樁體,與原地基組成復合地基。
3、夯擊碎石樁(塊石墩)
利用重錘夯擊或者強夯方法將碎石(塊石)夯人地基,在夯坑里逐步填人碎石(塊石)反復夯擊以形成碎石樁或塊石墩。
(五)、拌和法
1、高壓噴射注漿法(高壓旋噴法)
以高壓力使水泥漿液通過管路從噴射孔噴出,直接切割破壞土體的同時與土拌和并起部分置換作用。凝固后成為拌和樁(柱)體,這種樁(柱)體與地基一起形成復合地基。 也可以用這種方法形成擋土結構或防滲結構。
2、深層攪拌法
深層攪拌法主要用于加固飽和軟粘土。它利用水泥漿體、水泥(或石灰粉體)作為主固化劑,應用特制的深層攪拌機械將固化劑送人地基土中與土強制攪拌,形成水泥(石灰)土的樁(柱)體,與原地基組成復合地基。水泥土樁(柱)的物理力學性質取決于固化劑與土之間所產生的一系列物理-化學反應。固化劑的摻人量及攪拌均勻性和土的性質是影響水泥土樁(柱)性質以至復合地基強度和壓縮性的主要因素。
施工工藝:
①定位
②漿液配制
③送漿
④鉆進噴漿攪拌
⑤提升攪拌噴漿
⑥重復鉆進噴漿攪拌
⑦重復提升攪拌
⑧當攪拌軸鉆進、提升速度為0.65-1.om/min時,應重復攪拌一次。
⑨成樁完畢,清理攪拌葉片上包裹的土塊及噴漿口,樁機移至另一樁位施工。
(六)、加筋法
(1)土工合成材料
土工合成材料是一種新型的巖土工程材料。它以人工合成的聚合物,如塑料、化纖、合成橡膠等為原料,制成各種類型的產品,置于土體內部、表面或各層土體之間,發揮加強或保護土體的作用。土工合成材料可分為土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復合型土工合成材料等類型。
(2)土釘墻技術
土釘一般是通過鉆孔、插筋、注漿來設置,但也有通過直接打人較粗的鋼筋和型鋼、鋼管形成土釘。土釘沿通長與周圍土體接觸,依靠接觸界面上的粘結摩阻力,與其周圍土體形成復合土體,土釘在土體發生變形的條件下被動受力。并主要通過其受剪工作對土體進行加固,土釘一般與平面形成一定的角度,故稱之為斜向加固體。土釘適用于地下水位以上或經降水后的人工填土、粘性土、弱膠結砂土的基坑支護和邊坡加固。
(3)加筋土
加筋土是將抗拉能力很強的拉筋埋置于土層中,利用土顆粒位移與拉筋產生的摩擦力使土與加筋材料形成整體,減少整體變形和增強整體穩定。拉筋是一種水平向增強體。一般使用抗拉能力強、摩擦系數大而耐腐蝕的條帶狀、網狀、絲狀材料,例如,鍍鋅鋼片;鋁合金、合成材料等。 共16頁,當前第9頁12345678910111213141516
(七)、灌漿法
是利用氣壓、液壓或電化學原理將能夠固化的某些漿液注入地基介質中或建筑物與地基的縫隙部位。灌漿的漿液可以是水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿、石灰漿及各種化學漿材如聚氨酯類、木質素類、硅酸鹽類等。根據灌漿的目的可分為防滲灌漿、堵漏灌漿、加固灌漿和結構糾傾灌漿等。按灌漿方法可分為壓密灌漿、滲入灌漿、劈裂灌漿和電化學灌漿。灌漿法在水利、建筑、道橋及各種工程領域有著廣泛的應用。
(八)、常見不良地基土及其特點
1.軟粘土
軟粘土也稱軟土,是軟弱粘性土的簡稱。它形成于第四紀晚期,屬于海相、瀉湖相、河谷相、湖沼相、溺谷相、三角洲相等的粘性沉積物或河流沖積物。多分布于沿海、河流中下游或湖泊附近地區。常見的軟弱粘性土是淤泥和淤泥質土。軟土的物理力學性質包括如下幾個方面:
(1)物理性質
粘粒含量較多,塑性指數ip一般大于17,屬粘性土。軟粘土多呈深灰、暗綠色,有臭味,含有機質,含水量較高、一般大于40%,而淤泥也有大于80%的情況。孔隙比一般為1.0-2.0,其中孔隙比為1.0~1.5稱為淤泥質粘土,孔隙比大于1.5時稱為淤泥。由于其高粘粒含量、高含水量、大孔隙比,因而其力學性質也就呈現與之對應的特點---低強度、高壓縮性、低滲透性、高靈敏度。
(2)力學性質
軟粘土的強度極低,不排水強度通常僅為5~30kpa,表現為承載力基本值很低,一般不超過70kpa,有的甚至只有20kpa。軟粘土尤其是淤泥靈敏度較高,這也是區別于一般粘土的重要指標。
軟粘土的壓縮性很大。壓縮系數大于0.5mpa-1,最大可達45mpa-1,壓縮指數約為0.35-0.75。通常情況下,軟粘土層屬于正常固結土或微超固結土,但有些土層特別是新近沉積的土層有可能屬于欠固結土。
滲透系數很小是軟粘土的又一重要特點,一般在10-5-10-8cm/s之間,滲透系數小則固結速率就很慢,有效應力增長緩慢,從而沉降穩定慢,地基強度增長也十分緩慢。這一特點是嚴重制約地基處理方法和處理效果的重要方面。
(3)工程特性
軟粘土地基承載力低,強度增長緩慢;加荷后易變形且不均勻;變形速率大且穩定時間長;具有滲透性小、觸變性及流變性大的特點。常用的地基處理方法有預壓法、置換法、攪拌法等。
2.雜填土
雜填土主要出現在一些老的居民區和工礦區內,是人們的生活和生產活動所遺留或堆放的垃圾土。這些垃圾土一般分為三類:即建筑垃圾土、生活垃圾土和工業生產垃圾土。不同類型的垃圾土、不同時間堆放的垃圾土很難用統一的強度指標、壓縮指標、滲透性指標加以描述。
雜填土的主要特點是無規劃堆積、成分復雜、性質各異、厚薄不均、規律性差。因而同一場地表現為壓縮性和強度的明顯差異,極易造成不均勻沉降,通常都需要進行地基處理。
3.沖填土
沖填土是人為的用水力沖填方式而沉積的土。近年來多用于沿海灘涂開發及河漫灘造地。西北地區常見的水墜壩(也稱沖填壩)即是沖填土堆筑的壩。沖填土形成的地基可視為天然地基的一種,它的工程性質主要取決于沖填土的性質。沖填土地基一般具有如下一些重要特點。
(1)顆粒沉積分選性明顯,在入泥口附近,粗顆粒較先沉積,遠離入泥口處,所沉積的顆粒變細;同時在深度方向上存在明顯的層理。
(2)沖填土的含水量較高,一般大于液限,呈流動狀態。停止沖填后,表面自然蒸發后常呈龜裂狀,含水量明顯降低,但下部沖填土當排水條件較差時仍呈流動狀態,沖填土顆粒愈細,這種現象愈明顯。
(3)沖填土地基早期強度很低,壓縮性較高,這是因沖填土處于欠固結狀態。沖填土地基隨靜置時間的增長逐漸達到正常固結狀態。其工程性質取決于顆粒組成、均勻性、排水固結條件以及沖填后靜置時間。
4,飽和松散砂土
粉砂或細砂地基在靜荷載作用下常具有較高的強度。但是當振動荷載(地震、機械振 動等)作用時,飽和松散砂土地基則有可能產生液化或大量震陷變形,甚至喪失承載力。這是因為土顆粒松散排列并在外部動力作用下使顆粒的位置產生錯位,以達到新的平衡,瞬間產生較高的超靜孔隙水壓力,有效應力迅速降低。對這種地基進行處理的月的就是使它變得較為密實,消除在動荷載作用下產生液化的可能性。常用的處理方法有擠出法、振沖法等。 共16頁,當前第10頁12345678910111213141516
5.濕陷性黃土
在上覆土層自重應力作用下,或者在自重應力和附加應力共同作用下,因浸水后土的結構破壞而發生顯著附加變形的土稱為濕陷性土,屬于特殊土。有些雜填土也具有濕陷性。廣泛分布于我國東北、西北、華中和華東部分地區的黃土多具濕陷性。(這里所說的黃土泛指黃土和黃土狀土。濕陷性黃土又分為自重濕陷性和非自重濕陷性黃土,也有的老黃土不具濕陷性)。在濕陷性黃土地基上進行工程建設時,必須考慮因地基濕陷引起附加沉降對工程可能造成的危害,選擇適宜的地基處理方法,避免或消除地基的濕陷或因少量濕陷所造成的危害。
6.膨脹土
膨脹土的礦物成分圭要是蒙脫石,它具有很強的親水性,吸水時體積膨脹,失水時體積收縮。這種脹縮變形肚往很大,極易對建筑物造成損壞。膨脹土在我國的分布范圍很廣,如廣西、云南、河南、湖北、四川、陜西、河北、安徽、江蘇等地均有不同范圍的分布。膨脹土是特殊土的一種,常用的地基處理方法有換土、土性改良、預浸水,以及防止地基土含水量變化等工程措施。
7.含有機質土和泥炭土
當土中含有不同的有機質時,將形成不同的有機質土,在有機質含量超過一定含量時就形成泥炭土,它具有不同的工程特性,有機質的含量越高,對土質的影響越大,主要表現為強度低、壓縮性大,并且對不同工程材料的摻入有不同影響等,對直接工程建設或地基處理構成不利的影響。
8.山區地基土
山區地基土的地質條件較為復雜,主要表現在地基的不均勻性和場地穩定性兩個方面。由于自然環境和地基土的生成條件影響,場地中可能存在大孤石,場地環境也可能存在滑坡、泥石流、邊坡崩塌等不良地質現象。它們會給建筑物造成直接的或潛在的威脅。在山區地基建造建筑物時要特別注意場地環境因素及不良地質現象,必要時對地基進行處理。
9.巖溶(喀斯特)
在巖溶(喀斯特)地區常存在溶洞或土洞、溶溝、溶隙、洼地等。地下水的沖蝕或潛蝕使其形成和發展,它們對結構物的影響很大,易于出現地基不均勻變形、崩塌和陷落。因此在修建結構物之前,必須進行必要的處理。
四、基礎的設計
房屋基礎設計應根據工程地質和水文地質條件、建筑體型與功能要求、荷載大小和分布情況、相鄰建筑基礎情況、施工條件和材料供應以及地區抗震烈度等綜合考慮,選擇經濟合理的基礎型式。
砌體結構優先采用剛性條形基礎,如灰土條形基礎、cl5素混凝土條形基礎、毛石混凝土條形基礎和四合土條形基礎等,當基礎寬度大于2.5m時,可采用鋼筋混凝土擴展基礎即柔性基礎。
多層內框架結構,如地基土較差時,中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎,中柱宜用鋼筋混凝土柱。
框架結構、無地下室、地基較好、荷載較小可采用單獨柱基,在抗震設防區可按《建筑抗震設計規范》第6.1.1l條設柱基拉梁。
無地下室、地基較差、荷載較大為增強整體性,減少不均勻沉降,可采用十字交叉梁條形基礎。
如采用上述基礎不能滿足地基基礎強度和變形要求,又不宜采用樁基或人工地基時,可采用筏板基礎(有梁或無梁)。
框架結構、有地下室、上部結構對不均勻沉降要求嚴、防水要求高、柱網較均勻,可采用箱形基礎;柱網不均勻時,可采用筏板基礎。
有地下室,無防水要求,柱網、荷載較均勻、地基較好,可采用獨立柱基,抗震設防區加柱基拉梁。或采用鋼筋混凝土交叉條形基礎或筏板基礎。
筏板基礎上的柱荷載不大、柱網較小且均勻,可采用板式筏形基礎。當柱荷載不同、柱距較大時,宜采用梁板式筏基。
無論采用何種基礎都要處理好基礎底板與地下室外墻的連結節點。