時間:2023-03-21 17:11:39
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土建工程新型節能技術,主要表現在建筑物的選材上,建筑材料是工程施工的基礎和前提;當代社會科學技術日新月異,新型建筑材料層出不窮,它們不僅可滿足高層建筑對施工材料剛度、耐腐蝕性等的要求,還具有重量小、耗能少、污染少等特性,最重要的是,新型節能技術站在長遠的角度來看,能夠在很大程度上減少施工成本和未來的使用成本,而且對環境保護和節約資源都將做出積極的貢獻。與傳統的建筑材料相比,新型節能技術、材料的使用需要更高的施工要求與之相配套,因此,新型節能技術的使用對于施工效率和施工質量的提高都有很大幫助。
二、土建工程施工中混凝土技術的探討
混凝土施工技術主要有材料的配比、攪拌、澆灌、振搗以及后期的養護工作,每個環節都需要高水平的專業施工,以確保混凝土的質量,提高建筑物的使用壽命。
1.混凝土材料的配比混凝土由于自身具備的優點,是目前建筑行業中應用最廣泛的建筑材料之一,在土建工程中涉及到的混凝土施工,需要在選材上進行精細的檢測,還需要嚴格的配比試驗才能確定,它將直接決定了建筑物的安全性和使用性能,因此這是一項非常重要的工作;同時在施工過程中,還要根據不同建筑物的用途對選材進行限制,或者是要求材料能耐高溫、或者是要求材料具有一定的抗震性能。
2.混凝土的攪拌混凝土的攪拌工作,是混凝土投入施工的一個重要環節,攪拌效果的好壞會對建筑物的質量有很大的影響,因此要特別注意以下幾點,首先,在進入攪拌環節之前,要確定材料性能是否符合要求,并對計量工作進行嚴格的控制;其次,就是對攪拌設備的檢查,看其是否符合相關要求;最后,就是在攪拌過程中要按照不同材料的投放順利依次放入,并且還要把握好攪拌時間,特別是在最后的卸料環節,要控制好混凝土的溫度;這一系列的工作都將對混凝土的質量產生影響,因此,整個攪拌過程中,要求施工人員必須具有精細、準確、嚴謹的工作態度,認真按要求完成每道工序。
3.混凝土的澆灌對豎向的施工結構來說,要想確保施工質量,要特別重視以下幾個方面的問題;第一,要用水泥砂漿在豎向建筑的底端進行填充,將厚度保持在五厘米到十厘米之間;第二是要及時解決建筑過程中出現的離析現象;第三是在混凝土澆灌過程中,如果模板的高度超過了三米,那么應該在施工中采取具體的措施來確保混凝土的施工質量,盡可能地避免混凝土出現下滑。比如說通過由外向內的方式,連續性地澆灌墻體和柱體,減少模板承受的壓力;在完成澆筑工作后,要給予它兩個小時的時間用來完成混凝土初凝工作;當混凝土具有一定的強度之后,再進行接下來的梁板施工;第四在混凝土澆灌中要注意好時間的控制,包括各道工序持續的時間,還要提前對模板、預埋件、支架等進行檢查。
4.混凝土的振搗在進行混凝土振搗工作時,一定要注意工作的連續性,并控制好振搗面的沉落情況,以盡量避免出現過振的現象。如果在施工中使用的是插入式的振動器,要在對振搗范圍進行控制的基礎上,按照一定間距完成振搗工作,一般情況下振搗器的直徑應該控制在3倍范圍之中。除此之外,混凝土施工中常用的振搗方式就是行列式以及交錯式。
1.1煤礦土建工程項目管理中存在的問題
與其他類項目工程不同,煤礦土建工程項目對質量要求更高[1],倘若存在安全隱患或發生危險,其后果極為嚴重。可見,確保煤礦土建工程項目質量安全非常必要和重要。然而,當前煤礦土建工程項目建設管理中卻存在一定的安全隱患,管理中存在不足。首先是施工單位管理人員工程質量意識不高,在項目工程質量檢查、監督方面存在懈怠或忽視的現象,使監管及檢測效果下降,致使工程項目存在安全隱患。其二是工程管理者缺乏專業的管理知識,且管理內容極為單一,通常只關注項目工程的經濟成本及進度、工期,常為減少成本或縮短工期而無視工程項目質量。其三是管理缺乏執行力,未能有效執行上級主管布置的任務,許多設計、要求沒能有效落實,責任意識淡薄,致使項目工程存在安全隱患。最后是缺乏有效的監管體系,煤礦土建工程項目監管體系不完善,致使項目監管缺失,不合規、不達標工程大有常住,造成煤礦土建工程項目的效率不高,且質量較低。
1.2煤礦土建工程項目技術中存在的問題
煤礦土建工程項目建設技術設計缺乏合理性,存在交叉現象,工程設計中不能合理有效地利用場區和地貌地形,浪費現象嚴重。通常,施工設計中污染嚴重,未能采取有效的污染防范措施,施工前準備工作不足。項目施工未能嚴格按照項目要求進行,安全保障系數低,使得項目工程的整體安全性下降,質量不高。
2完善煤礦土建工程項目管理及技術的措施
2.1項目管理方面
其一是煤礦土建工程項目管理的完善首先應強化管理人員責任意識,提升其職業素養。為此,需要對管理人員定期進行專業技術及管理知識培訓,利用培訓、微信平臺、微博等宣傳安全知識,提高其安全意識。強化其處理問題的能力培訓,增強其責任意識和專業素養,以有效提升土建工程項目管理的有效性和科學性,進而提升工程質量。其二是搜集和管理好項目相關資料,以確保計算的可靠性和準確性。若資料管理混亂或資料殘缺,項目計算就難以實現精準性。但是在搜集資料時不僅要重視其完整性,還要強調信息的質量,存在事故信息及質量缺陷的必須進行定期統計,依據項目合同及進度標注好需要長期跟進的項目資料,整理好各類文件、圖紙,使其完整歸檔。其三是在項目各項審批環節中,必須完善審批體現,施工現場設置專門的資料人員對信息及資料進行記錄和搜集,并將其整理后上傳給監理工程師,向其提供相應的改善建議或意見。施工場地監理工程師對該材料實施審查,審理環節中提出的意見及存在的問題則需要上報給總監理工程師,由其進行終審,并簽發及做出審批結果,進而完成整個項目審批環節。然而,需要強調的是,審批過程中若遇到特殊或重大項目,相關的意見及資料均要上報建設單位或其相關管理部門,由其批示后方能簽發。最后是完善監督體系,煤礦土建工程項目較為復雜和特殊,對其監管提出了較高的要求,因此必須完善其監管體系,確保監管的有效性。監管過程中要定期考核檢測人員,使其全面了解和認識項目監管的重要性,督促其堅守監管原則,經得住金錢和權力的誘惑。同時還要建立一定的獎懲機制,以調動監管人員的主動性和積極性,推動監管風氣的良好發展。此外,要嚴懲賄賂及行為,做到殺一儆百的警示作用,進而確保煤礦土建工程項目的質量及安全。當然,也要對領導者進行強化管理,重用原則性強且無私無畏的領導,使其帶頭做好監管工作,以其工作的積極性和責任感帶動其他監管人員依規監管,進而提升土建工程項目的質量,確保其可靠性和安全性。
2.2技術措施
在技術層面上,首先應選擇優秀的工藝設計,確保其符合生產流程。設計運輸路線時必須確保其科學性和合理性,避免交叉現象的出現,且對分配好功能區職責并進行明確。礦井設計施工中,要按照井口地面生產情況、具置、輔設施等勘察其自然地貌,依據勘察的實際結構布置土建工程項目。其二消除相關安全隱患,對于斷層、滑坡、溶洞等地段,設計時要極力避免,場區地面布置要緊湊,合理有效地利用地貌地形,科學地布置施工項目,以盡量降低工程土方量和節省土地面積。其三是防范污染,工程項目設計中要充分考慮到施工對環境的影響,采取有效措施保護環境,合理設置安全建筑物衛生及采光,以避免或減少施工中環境的污染。煤礦施工建設過程是一個科學的過程,要做好相應的開工前準備,依據設計標準及要求平整施工現場,將施工土方運到指定點,且要避免運輸過程中的污染及二次拉運等問題。最后是設置施工的整套程序,以確保施工的科學性和可靠性。確保施工人員的安全及正常生活,確保項目施工按期有序完成。
3結語
總之,煤礦土建工程項目較為復雜,對技術和管理的要求較高,要強化監督管理和技術工藝,以提升其管理及技術水平,從而確保工程項目質量的可靠性和安全性,提升煤礦企業的經濟及社會效益。
作者:宋英杰 單位:山西潞安集團司馬煤業有限公司
1.設置學術交流場所
圖書館不僅是保存以及借閱文獻的場地,更是兼有學術交流的功能。因此,在建筑設計中需要考慮集多種功能為一體的報告廳、交流廳等,并配以先進的設備,以促進學術交流研討。
2.圖書館現代化設備建設
應在每間館室進門處設置信息檢索站,其功能在于更加便利的為讀者查詢書籍。除此之外,圖書館還應配有網絡接口和計算機,方便讀者上網查詢。現代化的技術設備很大程度上決定了圖書館的工作效果。因此,在建筑設計時,還應考慮綜合布線,預埋照明、網絡、消防等接口,為以后的設備安裝預留可能性。2.4合理規劃館內交通流圖書館中最常見的三種交通流分別為:讀者流、圖書流以及工作人員流。館內布局交通組織合理通暢,做到讀者、工作人員與卸運書籍互不干涉,平面交通盡量避免臺階。
二、圖書館人性化建設的需要
圖書館是工作學習的場所,許多讀者和工作人員在這里度過半天或者一天的時間,因此,對于圖書館不僅是典藏書籍文獻的場所,更應該在設計時考慮人的需求,體現以人為本的理念。
1.書柜桌椅的布置選擇
圖書館中書柜以及桌椅的配置直接影響讀者的使用舒適性和便利性。如書架的最高排和最低排應考慮人體行為的特征。桌椅的布置類型有成排布置、單個布置等,在材質上也分木質、金屬、塑料、皮革等。許多讀者反映金屬座椅在移動時會有刺耳的聲音,冬天入座太冷,人體感覺不舒服。對于報刊休閑類書籍,讀者更傾向于倚靠沙發閱讀。所以,在布置時如果能夠注意這些細節將很大程度上提高讀者的滿意度。
2.閱覽室的隔音及采光
圖書館中閱覽室的隔音及采光也十分重要,適當的噪音值是必要的,否則,讀者容易在缺少刺激的環境中產生厭煩心理和睡意。另外,在采光方面,應著重考慮自然采光,平面布置中應爭取閱覽室有良好的朝向,為了防止陽光直射入室,需再設置窗簾,或采用可調式百頁光簾,兼作通風。
3.閱覽室顏色的選擇
研究表明:不同的色彩對人的生理影響效果是不同的。暖色調能賦予人活力、使人產生激情。冷色調使人安靜,減輕眼睛的疲勞。長期處于緊張焦慮狀態的人處于冷色環境中,能使人放松心情。普遍的圖書館都會采用白色墻壁為主基調,這樣的設計少了些許用心,在專業性較強的閱覽室可偏用暖色調,在較為輕松的休閑閱覽室可以偏用冷色調。
三、圖書館的建筑節能
隨著人們對節約能源意識的增強,越來越多的節能需求在設計中被考慮。對于圖書館而言,在設計時應避免過分追求超高層建筑,前期設計時減少采用玻璃幕墻,減少全空調設備以及全人工照明的布置。這些設計要素不僅會造成前期投資巨大,對于后續的運營成本也是負擔。所以,對于圖書館的建筑節能如果在設計時能夠從以下幾點考慮會對能耗下降大有益處。
1.建筑布局合理
在規劃選址時,應充分考慮氣候和地理條件的影響,考慮建筑南北朝向的同時,并需結合考慮日照、風向等因素,以便在設計時能運用好建筑的自然通風、采光。
2.建筑材料的運用
建筑保溫性能的良好主要取決于圍護結構的傳熱以及門窗縫隙的空氣滲透。首先,對于建筑外墻應該選擇保溫性能良好的材料;其次,選擇節能效果良好的窗框如斷熱型鋁合金、PVC等型材,玻璃選擇中空、熱反射等,都有助于保溫,減少熱量的損失。
3.設備能耗的有效控制
圖書館的供暖和制冷消耗圖書館近一半的能源,而不同空調機組的供暖和制冷功率相差懸殊,因此,空調系統的有效控制對于節能具有十分重要的意義。科學的設計方案以及精心的運行管理對空調的系統節能十分重要。空調制冷時,室內溫度應控制在26℃以上,在條件允許的情況下,盡可能的依靠自然通風。合理布置照明,也是節能的有效途徑。圖書館應在充分利用自然光的基礎上,輔助以人工照明,照明燈具應采用高效節能燈具。
4.窗墻比的合理設計
自然采光依賴于窗戶,因此窗戶也是建筑能耗的主要考慮因素,大面積的采用玻璃幕墻雖然能提高圖書館建筑的美觀度和現代化程度,但是由于玻璃的傳熱系數大,不利于采暖和防熱。而且在閱覽空間,大面積的使用玻璃幕墻會使室內照度均勻度極差,易使讀者產生視覺疲勞。在滿足自然光的前提下,應可能減少玻璃幕墻的使用,通過控制窗戶面積能夠降低能耗。
5.太陽能等清潔能源的有效利用
太陽能具有清潔,安全可靠,取之不竭的優點。可以在圖書館頂層或者圖書館的停車場安裝光伏板,既可以作為停車場的遮陽棚,而且光伏板還能將太陽能轉換為電能并供給圖書館。我國南方夏季較長,因此在南方實用性較強,這一方案也能緩解資源消耗的壓力。
四、總結
論文摘要:鋼管混凝土拱橋作為一種承受壓力的空間曲桿體系,不可避免的涉及到穩定問題。隨著鋼管混凝土跨徑不斷的增大,對于其穩定性計算必須考慮非線性的影響,本文主要是介紹當拱橋穩定性計算理論及非線性分析理論。
隨著鋼管混凝土組合材料研究不斷深入,施工工藝的大幅度改進,鋼管混凝土拱橋在全世界范圍內,特別是在我國得到了廣泛的應用。據不完全統計,自從1990年我國第一座鋼管混凝土拱橋建成以來到目前為止,我國已建或在建鋼管混凝土拱橋有200多座。鋼管混凝土拱橋之所以發展如此迅速,主要具有如下特點:(1)施工方便,節省費用;(2)有較成熟的施工技術作支撐;(3)跨越能力大,適應能力強;(4)造型優美,體現了民族特色;(5)大直徑鋼管卷制工業化,有力地促進了我國鋼管混凝土拱橋的發展。
隨著鋼管混凝土拱橋的跨徑的增大,剛度越來越柔,作為以受壓為主的結構,穩定成為制約其發展的關鍵因素之一。不少學者根據不同的拱橋形式在不同的參數下,提出了不同的假設,推導出了很多簡化的穩定公式。這些穩定公式將為有限元發展提供了理論基礎。本文主要是對拱橋穩定計算理論進行簡單的闡述。
1 穩定計算理論
1.1 概述
穩定問題是橋梁工程常常遇到的問題,與強度問題同等重要。但是,結構的穩定問題不問于強度問題,結構的失穩與材料的強度沒有密切的關系。結構失穩是指結構在外力增加到某一量值時,穩定性平衡狀態開始傷失,稍有撓動,結構變形迅速增大,從而使結構失去正常工作能力的現象。在橋梁工程中,總是要求其保持穩定平衡,也即沿各個方向都是穩定的。
在工程結構中,構件、部件及整個結構體系都不允許發生失穩。屈曲不僅使工程結構發生過大的變形,而且往往導致結構的破壞。現代工程結構中,不斷利用高強輕質材料,在大跨度和高層結構中,穩定向題顯得尤為突出。
根據上程結構失穩時平衡狀態的變化特征,存在若干類穩定問題。土建工程結構中,主要是下列兩類:
(1) 第一類穩定問題(分枝點失穩):以小位移理論為基礎。
(2) 第二類穩定問題(極值點失穩):以大位移非線性理論的基礎。
實際工程中的穩定問題一般都表現為第二類問題,但是,由于第一類穩定問題是特征值問題,求解方便,在許多情況下兩類問題的臨界值又相差不大,因此研究第一類穩定問題仍有著重要的工程意義。
研究壓桿屈曲穩定問題常用的方法有靜力平衡法((Eular方法)、能量法(Timosheko方法)、缺陷法和振動法。
靜力平衡法:是從平衡狀態來研究壓桿屈曲特征的,即研究荷載達到多大時,彈性系統可以發生失穩的平衡狀態,其實質是求彈性系統的平衡路徑(曲線)的分支點所對應的荷載值(臨界荷載)。
能量法:表示當彈性系統的勢能為正定時,平衡是穩定的;當勢能為不正定時,平衡是不穩定的;當勢能為0時,平衡是中性的,即臨界狀態。
缺陷法:認為完善而無缺陷的力學中心受壓直桿是不存在的。由于缺陷的影響,桿件開始受力時即產生彎曲變形,其值要視其缺陷程度而定。在一般條件下,缺陷總是很小的,彎曲變形不顯著,只是當荷載接近完善系統的臨界值時,變形才迅速增大,由此確定其失穩條件。
振動法從動力學的觀點來研究壓桿穩定問題,當壓桿在給定的壓力下,受到一定的初始擾動后,必將產生自由振動,如果振動隨時間的增加是收斂的,則壓桿是穩定的。
以上四種方法對于歐拉壓桿而言,得到的臨界荷載是相同的。如果仔細研究一下可以發現它們的結論并不完全一致,表現在以下幾個方面:
靜力平衡法的結論只能指出,當P=P1、 P2、…、Pn時,壓桿可能發生屈曲現象,至于哪種最有可能,并無抉擇的條件。同時在P≠P1, P2,…、Pn時,屈曲的變形形式根本不能平衡,因此無法回答極限系數的平衡是不穩定的問題。
缺陷法的結論也只能指出當P=P1、P2 ,…、Pn時,桿件將發生無限變形,所以是不穩定的。但對于P在P1、P2…、Pn各值之間時壓桿是否穩定的問題也不能解釋。
能量法和振動法都指出,P>P1之后不論P值有多大,壓桿直線形式的平衡都是不穩定的。這個結論和事實完全一致。
由于鋼管混凝土系桿拱橋的復雜性,不可能單依靠上述方法來解決穩定問題,日前大量使用的是穩定問題的近似求解方法。歸結起來有兩種類型:一類是從微分方程出發,通過數學上的各種近似方法求解,如逐次漸進法;另一種是基于能量變分原理的近似法,如Ritz法。有限元方法可以看作為Ritz法的特殊形式。當今非線性力學把有限元與計算機結合,使得可以將穩定問題當作非線性力學的特殊問題,用計算機程序實現求解,取得了很大的成功。
1.2 第一類穩定有限元分析
根據有限元平衡方程可以表達結構失穩的物理現象。在T.L列式下,結構增量形式的平衡方程為:
(1-1)
0[K]0——單元剛度矩陣;
0[K]σ——單元初應力剛度矩陣;
0[K]L——單元初位移剛度矩陣或單元大位移剛度矩陣;
0[K]T——單元切線剛度矩陣。
U.L列式下,結構的平衡方程為:
(1-2)
發生第一類穩定前,結構處于初始構形線性平衡狀態,因此式(1-1)中大位移矩陣。0[K]T為零。在U.L列式中,不再考慮每個荷載增量步引起的構形變化,所以,不論T.L還是U.L列式,結構的平衡方程的表達形式是統一的:
(1-3)
在結構處于臨界狀態下,即使{AR}0,{u}也有非零解,按線性代數理論,必有:
(1-4)
在小變形情況下,[K]σ與應力水平成正比。由于假定發生第一類失穩前結構是線性的,多數情況下應力與外荷載也為線性關系,因此,若某種參考荷載{ }對應的幾何剛度矩陣為[ ]σ,臨界荷載為{P}cr=λ{ },那么在臨界荷載作用下結構的幾何剛度矩陣為:
(1-5)
于是(1-4)為
(1-6)
式(1-6)就是第一類線彈性穩定問題的控制方程。穩定問題轉化為求方程的最小特征值問題。
一般來說,結構的問題是相對于某種特定荷載而言的。在橋梁結構中,結構內力一般由施工過程確定的恒載內力(這部分必須按施工過程逐階段計算)和后期荷載(如二期恒載·活載·風載)引起的內力兩部分組成。因此,[K]σ也可以分成一期恒載的幾何剛度矩陣 [Kl]σ和后期恒載的幾何剛度矩陣[K2]σ,兩部分。當計算是一期恒載穩定問題時,[Kl]σ=0。[K]σ可直接用恒載來計算,這樣通過式(3-6)算出的 λ就是一期恒載的穩定安全系數;當計算的是后期荷載的穩定問題時,恒載[K]σ可近似為一常量,式((1 - 6)改寫成:
(1-7)
形成和求解式(1-7)的步驟可簡單歸結為:
1)按施工過程,計算結構恒載內力和恒載幾何剛度矩陣[Kl]σ。;
2)用后期荷載對結構進行靜力分析,求出結構初應力(內力);
3)形成結構幾何剛度矩陣[K2]σ和式(1-7)
4)計算式(1-7)的最小特征值問題。
這樣,求得的最小特征值兄就是后期荷載的安全系數,相應的特征向量就是失穩模態。
1.2 第二類穩定有限元分析
第二類穩定是指結構在不斷增加的外載作用下,結構剛度發生不斷變化,當外載產生的應力使結構切線剛度矩陣趨于奇異時,結構承載能力就達到了極限,穩定性平衡狀態開始喪失,稍有撓動,結構變形迅速增大,使結構失去正常工作能力的現象。
從力學分析角度看,分析結構的第二類穩定性,就是通過不斷求解計入幾何非線性和材料非線性的結構平衡方程,尋找結構極限荷載的過程。
全過程分析法是用于結構極限承載力分析的一種計算方法,通過逐級增加
工作荷載集度來考察結構的變形和受力特征,一直計算至結構發生破壞。
2拱橋的平面屈曲
2. 1拱橋平面屈曲的基本概念
圖1 拱頂的豎直變位v及水平變位u與外荷載q的關系曲線
當拱所承擔的荷載達到某一臨界值時,在豎向平面內,拱軸線偏離初始純壓或主要為受壓的對稱變形狀態,向反對稱的彎壓平面撓曲轉化,稱為拱的面內屈曲。拱的面內屈曲有兩種不同的形式,第一種形式是在屈曲臨界荷載前后,拱的撓曲線發生急劇變化如圖1所示,可看作是具有分支點問題的形式,橋梁結構中使用的拱,在體系和構造上多是對稱的。當荷載對稱的滿布于橋上時,如果拱軸線和壓力線是吻合的,則在失穩前的平衡狀態只有壓縮而沒有彎曲變形。當荷載逐漸增加至臨界值時,平衡就出現由彎曲變形的分支,拱開始發生屈曲。
第二種屈曲形式:在非對稱荷載作用下,拱在發生豎向位移的同時也產生了水平變位。隨著荷載的增加,二個方向的變位在變形形式沒有急劇變化的情況下繼續增加。當荷載達到了極大值,即臨界荷載之后,變位將迅速增加,這類失穩為極值點失穩。求解這類穩定問題的極限荷載,需要采用非線性分析方法。
在實際結構中,當滿布對稱荷載時,拱軸線和壓力線也不一定完全吻合,此時拱一開始加載就可能出現帶有對稱彎曲變形的平衡狀態。然而當荷載達到一定的臨界值時,拱仍然會發生分支點失穩現象。理論研究表明:初始的對稱彎曲變形對拱的反對稱屈曲的臨界荷載的影響很小。因此,研究拱的平面屈曲時,我們可以近似的假設拱軸線與壓力線是吻合的,采用分支點屈曲理論。
2. 2拱橋的平面屈曲
2. 2.1圓弧拱及拋物線拱的屈曲
(1)圓弧拱的屈曲荷載
圓弧拱軸線線形簡單(如圖2),全拱曲率相同,施工方便。其拱軸線方程:
圖2 受徑向均布荷載的圓弧拱
由平衡條件和幾何關系可以推導出屈曲微分方程:
(2-1)
解此微分方程,并代入邊界,ψ=0,υ=0;ψ=2α,υ=0得兩鉸拱臨界應力
把拱看成當量的壓桿,引入有效屈曲長度的概念,轉化為中心壓桿的歐拉公式的標準形式
(2-2)
歸結成求拱的計算長度的問題,也就是涉及到邊界條件。
經過理論計算,加之經驗和概率論數理統計,就得到了橋涵設計規范4.3.7給出的拱圈縱向穩定時的計算長度取值。
為了實用的方便也可轉化為矢跨比和跨度作為影響因子
(2-3)
(2-4)
同理可得到無鉸拱和三鉸拱的臨界荷載。
將結果K1、K1’按矢跨比做成表格,這就得到了拱橋設計手冊上的表值。
通過理論的分析可以看出拱橋的穩定性隨鉸數的增加而降低,無鉸拱穩定性好于兩鉸拱;再則,各種拱的臨界荷載都在矢跨比0. 25~0. 3左右達到各自的最大值,因為在EIx和L相同的情況下,若矢跨比很小,則拱弧長雖短,但均布荷載所產生的壓力大,反之,若矢跨比很大,則壓力雖小,但弧長較長。
(2)拋物線拱的屈曲荷載
在均布荷載作用下,拱的合理拱軸線是二次拋物線。故對于恒載分布比較接近均勻的拱橋,可以采用二次拋物線作為拱軸線。其軸線方程為:
(2-5)
在均布豎向鉛垂荷載作用下,雖然拱只承受軸向壓力而沒有彎矩,但是壓力沿拱軸線是變化的,并且拱的曲率也是變化的,因而其平衡微分方程是變系數的,直接求解比較困難,一般只能用數值法進行計算。同圓弧拱一樣,拋物線拱的臨界荷載可按下式計算:
(2-6)
式中K1,為穩定系數,它的值可以查表得到。
2.2.2拱橋的平面壓屈
大跨度拱橋的拱上結構常布置連續的加勁梁。這樣當拱屈曲時,加勁梁將隨同彎曲,因而增加拱的穩定性。要獲得這類結構的臨界荷載解析解是相當困難的,一般只能求得其數值解。
如果拱橋的立柱剛度遠比拱圈和梁的剛度小,可以假定各立柱上下端均系鉸結,以簡化問題。通過數值計算,可把數值這種簡化結構的臨界荷載近似地寫成:
(2-7)
式中:K1一只有拱時的臨界荷載系數;
Elb一加勁梁的抗彎剛度;
EIa一拱平面抗彎剛度。
對于上承式柔拱剛梁組合體系,臨界荷載可仿上式寫成:
(2-8)
在這種體系中,除按上式驗算總體平面屈曲外,尚須同時驗算拱在立柱間的局部彎曲。
如果拱的矢跨比很小,即通常所說的扁拱。式(2-8)可化為如下臨界水平推力的計算公式:
(2-9)
2.2.3拱橋的側傾失穩
(1)單拱的側傾
若拱在面外沒有受到橫向荷載的作用,對于橫向剛度較小的拱,當拱所承受的面內荷載達到臨界值使拱軸線向豎平面之外偏離而出現側傾時,由于這一失穩過程中出現了平衡分枝,所以它屬于第一類穩定問題。當臨界狀態下的應力小于屈服應力時,即為面外彈性屈曲,由于屬于空間問題,所以精確解就更為困難,只能采用近似解法。
平
面的拱軸,在側傾后是一個空間的曲線,其位移與幾何關系·由曲線坐標(如圖2)所示:
圖2側傾變形后的拱
根據平衡條件和幾何關系可以推導出空間彎扭側傾失穩微分方程:
(2-10)
相對面內屈曲,此方程更難獲得解析解,一般都采用數值方法。
研究發現拱橋的側傾穩定性隨矢跨比的增加而提高;再則,用圓弧拱代替拋物線拱計算側傾臨界荷載,對坦拱是足夠精確的。
(2)組拼拱的側傾
組拼拱是指用橫向聯結系組拼起來的雙肋拱或多肋拱,也稱橫撐拱。這類拱的側傾臨界荷載在很大程度上取決于撐架的剛度和布置方式。
對于組拼拱,以往一般采用“當量壓桿法”驗算其側傾穩定性。這種方法的基本思想是忽略拱的矢跨比、拱肋的抗扭剛度和橫撐繞順橋向水平軸線的抗彎剛度,將拱軸拉直,近似地把它視為一當量的中心壓桿并按有綴板的組合壓桿屈曲臨界荷載公式計算組拼拱的側向屈曲臨界軸力,通常取較大的穩定系數以保證橋梁的安全。研究結果表明:當量壓桿法計算結果過于粗略,且偏于不安全。
下面簡單的介紹一下對于平式橫撐連接的雙肋拱,采用能量法推導其側傾臨界荷載。
沿拱軸環向設置了一系列切向平放的橫撐的組拼拱,當組拼拱在外荷載作用下發生側傾失穩時,二根拱肋除發生了整體變形外,每根平式橫撐將在切向平面內發生S形的彎曲變形,同時拱肋還發生了局部撓曲變形。
1.拱的整體變形能
通常組拼拱的橫向聯接系比較弱,在計算整體變形能時,只考慮二根拱肋獨立產生的橫向彎曲和扭轉變形能,略去二根拱肋可能產生的軸向伸縮形成的拱截面整體彎曲變形能。一般組拼拱的二拱肋大小是相等的,故可只討論單根拱肋的變形能
(2-11)
2.局部彎曲變形能
組拼拱側傾后,拱肋點體變形繞Y軸的轉角γ,設拱肋由于在節間內的局部變形在節點轉動了γ2角,則由于剛性節點上各桿的夾角保持不變,橫撐在節點的轉角γ=γ-γ2。可推導出局部彎曲變形勢能
(2-12)
3.外力勢能
受徑向均布荷載的圓弧拱,發生側傾后,拱軸位置下降了v,外力勢能T于q在V上所作的功的負值
(2-13)
4.臨界荷載
組拚拱在側傾時產生的總勢能
(2-14)
利用最小能量駐值原理,對關于C的泛函取變分,考慮曲率影響,在拱肋局部變形部分乘上拱度影響系數,推導出平式橫撐聯結下臨界荷載
(2-15)
上式中的前一項反映了橫撐的剛度與其間距d對穩定性的影響,減小橫撐間距和增大橫撐剛度都有利于提高雙肋拱的側傾穩定性。
同樣方法得到立式橫撐、一般橫撐連接的雙肋拱的側傾臨界荷載。由于理論求解非常復雜,大部分形式的拱橋只能采用數值法求得近似值,建議采用空間有限元程序求解。
通過理論分析可以看出比較合理的方法是在拱頂或拱頂附近的區段設置關鍵性的幾根立式橫撐,以約束扭轉角和拱頂位移,而其余區段則布置平式橫撐。
3非線性分析理論
在鋼管混凝土拱橋工程實踐中,恒載壓力線與拱軸線的偏離、施工預拱度的設置、施工偏差導致的初變形、非對稱加載等因素使實際拱橋的失穩形態大部分屬于第二類失穩,即極值點失穩問題。一般來說屈曲理論過高估計拱的臨界力。正確的應考慮拱的變形影響和材料彈塑性的影響,按幾何非線性和材料非線性理論來求得拱橋的失穩極限荷載,也通常稱為壓潰荷載。鋼管混凝土拱橋隨著跨徑的增大、材料強度的提高,在第二類失穩破壞時結構表現出大位移、大應變的特點。因此應考慮結構的幾何非線性和材料非線性問題。
3.1幾何非線性分析
對線性問題,一般是假設結構發生小位移,根據變形前的位置來建立平衡方程。幾何非線性問題通常是由于結構的位移已相當大,以致必須按照變形后的幾何位置建立平衡方程。嚴格地說,所有平衡問題都應采用變形后的幾何位置寫出其平衡方程。不過,如果位移很微小,使得變形或位移對平衡條件影響可以忽略時,則可利用變形前的幾何位置來建立平衡條件。由于位移變化產生的二次內力不能忽略,放棄小位移的假設,從幾何上嚴格分析單元體的尺寸、形狀變化,整個結構的平衡方程應按變形以后的位置來建立,荷載一變形為非線性,此時疊加原理不再適用。
不同理論導出的兩種方法T.L列式與U.L列式,分別是采用參照描述和相關描述的方法,都是以已知位形為基準的,都屬于Lagrangian描述,只是選取的基準有所不同。寫成T. L列式
(3-1)
式中大變形剛度矩陣,
由于U.L列式中,平衡方程中的積分在t時刻單元體積內完成,因此代表大撓度的剛度矩陣可以省略,這是T.L列式與U.L列式最大的區別
(3-2)
3.2材料非線性
材料非線性是由材料的非線性應力一應變關系引起基本控制方程的非線性問題。這種非線性特點是材料不滿足胡克定律。結構在承受超載時部分材料應力超過比例極限,進入塑性變形范圍,破壞與損傷從這些區域開始,導致最終結構失穩。應力超過彈性極限后,材料彈性模量E不再是常數,而是成為應力的函數,導致基本控制方程的非線性。研究材料非線性問題,對于分析結構極限承載力,解冷橋粱非繪性穩寧問題有著十分重要的煮義。
考慮材料非線性后,彈性矩陣[D]將不再是常數,而是應變{ε}的函數,從而也是位移iuc6iqgkg6的函數
(3-3)
其表達式為
(3-4)
材料非線性問題分析求解時,單元的EI,EA隨受力歷程不斷發生變化,因而[k]不為常量,結構的整體平衡方程是如下的非線性方程組
(3-5)
式中: ——不平衡力; ——與位移相關的剛度矩陣;——節點位移列陣; ——節點荷載列陣。
3.3求解方法
求解非線性問題的方法基本可分為三類:迭代法,增量法和混合法。
(1)迭代法
迭代法(總荷載法),即對總荷載進行線性化處理。采用循環減小內外不平衡力差值,不斷逼近極限荷載,直到差值小到規定的值。其中有直接迭代法(割線法)、Newton-Raphson法(切線剛度法)、修正的Newton-Raphson法(初始剛度法)、擬Newton-Raphson法(割線剛度矩陣迭代法的主要應用)等等。
直接迭代法較為簡單,但收斂速度慢,且可能出現迭代過程的不穩定,實際中較少采用此法。切線剛度法在求解下一個荷載步時會修正結構剛度矩陣,而初始剛度法則克服了在每次迭代過程中必須解全部新方程的困難,使用初始的剛度矩陣,但這樣做收斂較慢。
用迭代法求解非線性問題時,一次施加全部荷載,然后逐步調整剛度,使基本方程得到滿足。迭代法的計算量相對小一些,對計算精度也能加以控制。但迭代法不能給出荷載—位移過程曲線,適用范圍也小一些。
在迭代法計算中,為了中止迭代過程,必須確定一個收斂的標準。實際應用中,有兩種量是常用的:一個是用不平衡節點力;另一個是用位移增量。
(2)增量法
增量法(逐步法),即對增量進行線性化處理。將整個荷載變形過程劃分為一連串增量段,每一增量段中結構的荷載反應被近似地線性化。增量法實質是用一系列線性問題去近似非線性問題,用分段線性的折線去代替非線性曲線,逐步求解過程就是累積線性彈性解的過程。增量法的主要缺點是無法判斷其解偏離精確解的近似程度。
常見的有荷載增量法、撓度增量法和曲率增量法,其中用后兩種方法較易獲得曲線的下降段。在荷載增量法中主要有:Euler-Cauchy法、修正的Euler-Cauchy法、半增量法等。
增量法的一個優點是適用范圍廣泛,即其通用性強;另一個優點是它可提供荷載—位移全過程曲線。但增量法不知道近似解與真解相差多少。
(3)混合法
混合法則是對同一非線性方程組混合使用增量法和迭代法。如Euler-Newton法、Euler-修正的Newton法、Euler-擬Newton法、Eule一次迭代法,等等。混合法綜合了迭代法和增量法的優點,某種程度上克服了各自的缺點,雖然計算量更大,但計算精度提高了,而且可以判斷每一增量步終了時刻解的近似程度,尤其在荷載,變形的全過程分析中,需要比較準確的輸出每一荷載增量末的位移值,此時采用混合法是較好的選擇。
4結語
眾所周知,實際拱的失穩大部分屬于第二類穩定,二類失穩實際是非線性作用的結果,目前采用的線彈性理論會過高的估計安全系數。所以,精確地給出計入非線性后對穩定計算的影響是非常重要的。隨著拱橋跨度越來越大,原有的計算方法已經不能滿足工程需要,對拱橋穩定性考慮非線性計算,已成為橋梁學者研究的方向。本文只是簡單地介紹了一下穩定性計算理論和方法。
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以某高層建筑剪力墻工程為例,為保證該工程土木施工的質量水平,在施工之前有必要做好相應的準備工作,其中混凝土的配合比設計,是整個施工準備工作的重中之重。本工程混凝土的配合比設計,需要確定各種級配混凝土的用水量和最佳砂率,然后選定“LZ”引氣劑摻量,并通過混凝土性能的試驗,完成混凝土的配合比設計。一方面在保持各種級配混凝土用水量和水灰比恒定的情況下,試配試驗不同砂率的混凝土,工程經試驗分析,確定各種級配混凝土的最佳砂率、用水量、強度比。另一方面需要改善混凝土的和易性,在混凝土當中摻入適量的引氣劑,而摻量的多少,直接關系到混凝土的泌水問題,經試驗,確定混凝土的含氣量需要控制在3%左右,而此時一級配混凝土、二級配混凝土、三級配混凝土的引氣劑摻量分別為0.05%,0.08%,0.12%。在水灰比不同的情況下,每一種級配的混凝土的用水量,應控制在一定的范圍之內,其中一級配混凝土的用水量為148kg/m3~153kg/m3,二級配混凝土的用水量為128kg/m3~133kg/m3,三級配混凝土的用水量為103kg/m3~108kg/m3。另外通過混凝土水灰比與抗壓強度的回歸分析,可看出兩者之前具有良好的相關性,可為混凝土配合比的選定提供更為合理的依據。
2某高層建筑剪力墻工程土木施工技術的應用方法
案例工程的土木施工內容,主要是混凝土施工,其中溫控技術和質量檢驗技術是工程技術應用的重點,結合本工程土木施工的背景概況,筆者提出以下幾方面的技術應用建議。
2.1混凝土溫控技術
本工程歷經一年半的施工,期間在夏天和冬天時,需要采取必要的溫控措施,提高特殊季節下混凝土的施工質量。1)夏季時溫控技術。本工程夏季主要采用冷混凝土澆筑的方法,從混凝土的運輸開始,需要分別在自卸車和攪拌車罐體之上覆蓋一層帆布遮陽篷和隔熱層,減少混凝土在太陽直射下溫度過高,同時將彩布條覆蓋在剛澆筑好的混凝土上方,同時采用噴霧的方法,降低倉面的溫度,對于大體積混凝土的澆筑,應盡量選擇在早晚時間段施工,同時控制好澆筑層的高度的澆筑間歇時間,原則上澆筑層高在1m~2m之間,而上層澆筑和下層澆筑的間歇時間,以5d~10d為宜,這樣就能夠為混凝土澆筑提供較為良好的散熱條件。2)冬季時溫控技術。本工程冬季混凝土施工,按照《水工混凝土施工規范》的相關規定,在澆筑混凝土之前,使用蒸汽或者電熱加熱混凝土,然后在澆筑時采用保溫模板,盡量減少混凝土表面長期暴露,以免受到低溫凍裂,并在澆筑完畢后,在混凝土表面及時覆蓋保溫材料,另外側面的模板盡量不要拆除,需要拆除時,則需張掛EPE保溫板。
2.2質量檢驗技術
在剪力墻鋼筋澆筑好之后,混凝土質量的檢驗,是必不可少的一道工序,同時也是保證混凝土澆筑質量過關的關鍵。本工程采用回彈法,其檢驗技術具體如下:1)檢驗條件。采用回彈法來檢測混凝土的抗壓強度,需要滿足以下條件:要求被檢測的混凝土內外部質地均勻,如果混凝土外表和內部質地有不均勻情況,比如煅燒后內部呈蜂窩狀孔洞、遭受過冰凍或腐蝕等混凝土,不適用采用這類檢測方法的,另外由于剪力墻施工的復雜性,被檢測的混凝土比較潮濕,不能夠即刻采用回彈法檢測,需要在干燥后方可檢測;2)檢測要點。在應用回彈儀檢測混凝土抗壓強度的時候,要掌握操作過程的要點,符合操作規范,并按照正確的流程操作,才能保證檢測的精度和可靠性。一方面是選擇檢測范圍選擇要檢測的區域并做好布置工作。一般的做法是在一個4.5m×0.3m的區域內選擇大概5個~10個測試點,每兩個測點的距離保持在2m以內,測試點與構件末尾處的距離宜保持在0.2m~0.5m之間,并用砂輪清除掉被測區域表面的疏松層、浮漿、油垢、涂層和蜂窩麻面,保持被測區域的平整性和干燥性。被測區域,最好選擇在構件的兩個對稱側面上,同樣的測試區域宜確定在混凝土澆筑體的邊面上,或是在作業環境不允許的情況下,可以布置在混凝土澆筑的表面和底部,而且須避開預埋件。另一方面是大批量檢測,在進行大批量檢測的時候,由于檢測現場存在大量的塵埃和回彈儀自身質量問題等因素,可能會影響到檢測的結果,導致檢測出來的數據低于標準狀態時的數據。在進行大批量檢測的時候,回彈儀的率定值前后會有較大的差異,使得檢測的結果偏低。所以,在檢測的過程中應同步使用標準的鋼砧,用于檢測率定值。在檢測的過程中,要保持回彈儀的軸線與結構或構件的檢測面垂直,如果有偏差的話將會影響到檢測的準確性。
3本工程土木施工經驗總結
本工程應用高性能混凝土,其土木施工基本原則為“安全性”“可靠性”和“耐久性”。通過整個施工流程的總結,筆者提出以下幾方面的施工經驗:1)原材料的高標準把關。混凝土的配置科學與否,是決定混凝土性能水平高低的關鍵,而原材料是配置混凝土不可或缺的唯一資源,在選擇原材料過程中,除了要嚴格按照混凝土的配置標準,還應該建立嚴格的采購、保管、應用機制,保證原材料質量符合配置要求;2)在制備混凝土的工程中,包括材料用量、強度、坍落度、抗滲性、和易性等性能,直接決定了混凝土的配合比,但由于剪力墻工程的受力件不同,對混凝土的制備會有一定的差異性。筆者建議在制備混凝土之前,展開全方位的試驗研究,確定適用于本工程混凝土的最佳配合比;3)混凝土的攪拌,對混凝土的應用水平保證同樣至關重要,在這個環節中,除了要嚴格計量原材料,而且還需要根據不同澆筑部位的具體要求,確定最佳配合比,而在攪拌過程中,應該以先后順序倒入水泥、骨料、摻合料、外加劑等,以及保證攪拌后的混凝土不會存在泌水現象,如有問題,應該予以及時糾正;4)混凝土的澆筑。在澆筑混凝土之前,清理干凈模板,將模板上面的縫隙和孔洞堵住,并適量灑水濕潤,可適當試鋪一層水泥砂漿;在澆筑混凝土時,以分層澆筑振搗的方式,因為這樣可以保證混凝土下料的均勻,同時要求密切關注模板是否存在位移、變形、堵塞等情況;5)混凝土拆模。拆模對時間的要求最高,如果未能準確拿捏混凝土結構的強度,輕則使得混凝土結構缺棱掉角,重則導致混凝土結構倒塌毀損,在此筆者認為拆模時,要實時檢測混凝土的強度狀態,不能一味為了節約拆模成本,而盲目地提前拆模;6)混凝土養護。本工程混凝土養護重點關注混凝土的溫度和濕度,而不同厚度的混凝土結構,溫度和濕度可能存在較大的差異性,因此建議采取合適的降溫措施,盡可能減少受到高溫天氣的影響。
4結語
①界址點與宗地線(圖1)宗地線上附著的界址點。界址點參與重生成界址線。界址點的最終標定精度影響界址線(由入庫軟件依據原始的界址點和宗地線繪制成)的重生成質量。②宗地權屬線與接邊處理(圖1)宗地線需要接邊。接邊處的宗地線在同一處的描述表達,決定接邊處理的質量。接邊成果參與重生成界址線。接邊處理不到位會導致不必要甚至錯誤的宗地邊界線段。③界址點與接邊處理(圖1)界址點參與接邊工作。接邊處界址點個數、位置等要素的一致與否影響著接邊質量。接邊成果決定界址點的取舍。不必要或錯誤的接邊成果導入后期入庫軟件后,檢查處理時軟件會提示甚至強制建庫員改動界址點(例如加界址點),否則無法成功入庫。④微短線由上分析可知,界址點、宗地線、接邊處理三者相互影響問題的癥結在于微短線。微短線的存在,有數據接邊處處理時產生的,也有MapGIS軟件處理時產生的。消除微短線,以上問題就解決了。
2基礎空間數據優化處理方案
優化處理伴隨基礎空間數據的生產過程。
2.1原始數據準備1———現有資料收集與分析為保證調查結果數據與歷史數據的有效銜接,所需資料:①1:5000比例尺DOM可作為權屬調查的外業工作底圖;②農村土地調查數據庫成果,用來提取各級行政界線以及與權屬界線有關的主要地物;③原有的權屬登記資料可用來確權的;④各等級控制點成果、各種比例尺地形圖(包括數字化)、最新的二調成果以及土地利用現狀分幅圖、國有土地報批和林權證發證資料及原始檔案、權屬界限協議等歷史檔案資料。
2.2原始數據準備2———調查路線和數據采集處理辦法農村集體土地所有權調查,采用2.1①中所指調查工作底圖,實地調查確認集體土地所有權權屬界址點和界址線。影像清晰的可直接在工作底圖上進行判讀,標繪權屬界址點、界址線和宗地權利人;影像難以判讀或地物發生明顯變化的,采用RTK獲取界址點的坐標數據,測繪權屬界線。采用內外業一體化模式數據采集方案:白天以村民小組為單位進行宗地權屬界線調查,由村民小組長或代表人、人正確指明權屬范圍線位置,專業作業員判繪完成所有權原始數據采集;晚上根據外業調查結果和野外記錄在計算機上運用MapGIS軟件進行上圖和必要的屬性錄入。保證矢量數據與外業調繪結果一致。
2.3優化處理1———界址點的制作依據設定界址點位置的“三原則”(宗地權屬線相交處、宗地權屬線大拐彎處、地類變化處),在野外調查時在工作底圖標繪界址點,內業上圖時制作成點文件“.WT”。點制作優化處理:①MapGIS中不易在線交匯處和線節點處絕對捕捉點,所以轉入CAD軟件操作是個好辦法,可逐一移點至絕對捕捉到位并改變顏色,全部完成后依據顏色提取移好的成果點。但是需要注意:⑴不能漏移點,⑵要放大視圖,將點正確移至線交匯處。②MapGIS中同位置的界址點不能重復或偏位,偏位會產生后期重生成的界址線與原宗地線間存在縫隙,或入庫軟件報出界址點不在界址線的錯誤。③一條權屬線上兩界址點過近(此多為不必要的點),會導致入庫后產生微短界址線。
2.4優化處理2———宗地線的制作依調查結果,繪制宗地線文件“.WL”。線制作優化處理:①放大影像底圖,依據外業成果繪制宗地線,宗地線的矢量化精度很大程度上決定了界址點的定位精度。同時,線需要有充足節點,以保證宗地線的光滑。②對于宗地線交匯處,宗地線上的節點不能離此太近且不能使相交的宗地線空間上形成小角度尖角的情況。這樣做的原因是:提高后續移動界址點(絕對捕捉到位)的正確性及庫中生成的界址線準確性;解決后續數據庫中“SYQ融合成DJZQ”、“DJZQ融合成DJQ”時出現“倒刺”現象(圖3)。③MapGIS繪制宗地線時,不能保存線拓撲檢查結果(避免線的微小偏移),否則接邊處會產生縫隙。④正確方法處理完宗地線中微短線,可提高后續工作效率:在MapGIS的線工作區屬性檢查(圖4)中,點擊長度字段,雙擊右側的長度值列表中的微短值,定位到對應宗地線,結合影像底圖合理處理。
2.5優化處理3———宗地面的制作宗地線繪制無誤后,可使用線轉弧段功能,制作宗地面。面制作優化處理:①先處理微小碎圖斑,同樣可提高后續工作效率:在MapGIS的區工作區屬性檢查(圖5)中,點擊面積字段,雙擊右側的面積值列表中的微小值,定位到對應宗地塊。此情況多為宗地線尚存在微短值,故轉而處理微短宗地線,處理完畢后,重新生成宗地面,結合影像底圖重新檢查處理微小面,直至無。②為屬性掛接操作方便,將地籍區號、地籍子區號、預編宗地號、宗地統一編碼、宗地四至、權屬單位代碼、權屬單位名稱、坐落單位代碼、坐落單位名稱、權屬性質等分別制作成點文件,保證文字注記的左下角點位于對應閉合宗地線內,然后可完成點與區合并步驟。③對于宗地面文件里的權屬單位代碼、坐落單位代碼兩字段,需要提前制作好權屬單位代碼表,根據制作結果對應對宗地塊賦值正確的代碼。權屬單位名稱采用“xx鄉xx村xx組”形式,杜絕全縣內有同名村名情況,方便后期數據區分與統計。④面(點、線的也可)的其他屬性字段都可用MapGIS的空間賦值(圖6)或條件檢索(圖7)功能賦值成功,或者通過ArcGIS屬性匹配掛接實現。⑤各文件里的屬性字段中是否有空值,可通過工作區屬性檢查來查詢。
2.6優化處理4———空間數據的接邊數據接邊,一項非常重要的工作。其質量直接影響后續數據庫建設質量及數據處理的難易度和效率。數據接邊的幾點操作要領:①線狀地物的宗地線的對接要保證質量,著重處理掉微短線,否則殘留的微短線,會給后續工作帶來麻煩。②數據銜接處界址點要特別注意保持一致(個數、空間位置),并結合影像底圖檢核界址點設置的合理性。③宗地線的接邊處不能產生線或宗地塊的沖突,抑或存在縫隙現象,并保證圖形和屬性要素的邏輯一致性。④數據接邊處需要檢核宗地面屬性字段內容的合理性,特別注意與外調結果的一致性、與地籍區地籍子區劃定結果的相符性。
2.7數據成果的ArcGIS拓撲查錯將MapGIS基礎空間數據轉換為shape格式,導入入庫軟件里,并融入地籍區地籍子區屬性信息,由入庫軟件導出MDB數據。在ArcGIS軟件ArcCatalog工具中依質檢要求的拓撲規則,對MDB數據進行質檢(圖8)。圖9中顯示了質檢結果:宗地面有3處空隙,地籍子區有5處空隙,宗地面和地籍區間有11處不重合,宗地面與地籍子區間有14處不重合,地籍區域地籍子區間有5處不重合。界址線與宗地面的宗地界線間有79處不重合,界址點有9處不在宗地面的宗地界線上。總體來說,擁有1.8萬多宗的基礎空間數據在MapGIS階段處理結果質量較好。
3總結
(1)道路邊坡固坡工程處理技術:道路挖方邊坡是土石相間的山體邊坡。坡面極易受暴雨沖刷,產生強烈的水土流失。特別是復雜地形、地質結構區,具有裂隙和節理發育,坡體巖土層不完整,存在潛在滑坡、崩塌等地質災害風險,必須進行工程加固或支擋,確保沿線坡體穩定和行車安全。研究表明[10],框架錨桿或混凝土骨架梁支護技術適用于結構面發育、巖體風化破碎、坡體中元不良結構面和土質的路塹高邊坡;預應力錨索梁加固防護技術適用于裂隙和斷層發育的巖石路塹高陡邊坡及易滑坡地段、軟硬質巖互層路塹高邊坡;易坍塌滑坡的土質、軟巖或順層高邊坡,宜將抗滑樁與框架錨索防滑加固工程結合使用;風化較嚴重邊坡和坡面穩定的較高土質邊坡、路堤邊坡,宜采用格子梁護坡。此外,鋪掛鍍鋅鐵絲網和錨桿技術,抗拉力強度大,能有效地防止坍塌和碎石掉落,確保道路安全。在滿足邊坡穩定性和安全性下,宜將邊坡工程防護與土壤生態植被防護相結合,盡量避免混凝土封蓋、漿砌石護面,以影響生態景觀。(2)道路邊坡土壤生態修復技術模式:山體邊坡具有土壤剖面的完整性。在土壤修復過程中,應根據巖土層次和邊坡高度,選擇不同的土壤生態修復施工技術。表1說明,低矮土質邊坡或填方邊坡,可直接噴播灌草種;高陡土質邊坡掛EM3(三層三維土工網墊)網噴混植生;強風化層掛三維網客土噴混植生;弱風化層或局部巖石層,采取錨桿掛鐵絲網、客土噴混植生技術。坡面噴射植生基材前,采取掛三維網、EM(三維土工網墊)網、鐵絲網(鍍鋅或過塑)、土工格柵和土工格室,以及鋪CF(椰絲纖維)網或植被草毯等,并用錨桿固定。(3)植物選擇與種群配置技術:植物種群結構是道路邊坡土壤修復重要環節[11,13-14]。經研究,植物種類選擇及種群配置的成熟技術主要有:①按氣候地帶性規律選擇植物品種,北方以落葉樹種為主,如胡枝子(Lespedezabicolor)、紫穗槐(Amorphafruticos)等;南方以常綠樹為主,如銀合歡(Acaciaglauca)、美國刺(Leucaenaleucocephala)、臺灣相思(Acaciaconfusa)等(表2),以充分利用南方水光熱條件。②南方土壤生態重建應堅持生物多樣性,種群結構以灌木為主,喬灌草藤結合。③針對路域土壤實際,應以豆科植物為主,多科屬配置,以維護低肥力下種群植物養分的常態循環。④以地方植物品種為主,以適應當地生物氣候環境,提高成活率。⑤植物應立體配置,形態共生互補,并與周邊生態景觀相協調。2002年云南元(江)磨(黑)高速公路,我們以坡柳(Dodonaea)、銀合歡等為主,灌草結合,第一次做出了喬、灌、草混植示范樣板,現與周邊熱帶雨林融為一體,為扭轉全國高速公路單一草被生態作出了貢獻。(4)可規模化、機械化施工的噴混植生創新技術:路域工程土壤生態修復規模大,工程量多,時限緊。我們自主研發的噴混植生技術,從質量、速率和效益上,適應了國家重大工程項目的需求,已在全國推廣。其主體技術優勢:①灌草種多品種混合噴播;②添加有機基材、營養物質、粘結劑、保水劑,有利于維護種苗安全生長環境;③增厚客土層,對缺少表土的風化層或母質層更適用。噴混物料厚度10~15cm,每天噴混500~800m28h-1。(5)道路邊坡土壤植被后養護技術:“兩高”道路建設是國家重點工程,要求土壤生態修復養護期長,一般達2~3年,待植被層穩定后方能工程驗收。多年工程實踐表明,節水澆灌是后養護主要技術。因此,①在500m內找好固定水源,否則宜打井,尋找地下水源;②配裝高壓抽水和灌溉機械,抽水系統是固定的,排灌可移動;③前期勤澆,后期間歇。出苗期一天兩次,齊苗后一天一次,嗣后逐步減少;④南方濕暖氣候下,前期灌溉量3kgm-2左右,后期灌溉量2kgm-2左右,養護2年約需水量800kgm-2,若1×104m2工作面,即需水8000t。一般養護1~2年即可依靠自然雨水維護水分和養分循環。(6)道路邊坡土壤生態修復效果的后觀察:近兩年,對15年來已完成的2000×104m2南方道路邊坡土壤生態修復多項工程的實際效果,進行了定點抽樣觀測(表3),表明:①生物群落的演替總趨勢。植物群落是由草本植物群落—灌草混生群落—喬灌草立體群落演變。植物群落立體配置技術,是保持邊坡人工植被群落可持續演替和生物多樣性的關鍵。②草被生態的演替過程。20世紀末,多種草種單純噴播工程,有海南西線、昆玉、玉元、漳龍早期參與的高速公路,人工草被壽命短,3~5年后逐漸被芒箕(Dicranopterispedata)侵化,夾有少量山蒼子(Litseacubeba)、黃梔(GardeniajasminoidesEllis)、野茉莉(Styraxjaponicus)叢。可見,道路邊坡不宜單純植草,草本植物水光熱利用率極低,植被易退化,延長向自然立體生態演替過程。③喬、灌、草立體生態模式的穩定性。后期考察的相關工程有廣惠、開陽、揭普、元磨、昆石、福寧、成南、粵贛粵北段、寧杭、清平等高速主干道,采用喬、灌、草混噴,喬灌木生長茂盛,林下草退化無幾,外來侵入種極少。特別提及的種群組合中的金合歡(Acaciafarnesiana)、銀合歡、山毛豆(Tephrosiacandida)等強結實植物,種子成熟后散落地面,產生了多代演替,已成永久性植被。
2城鎮化建設中山體土壤生態修復問題
2.1采石過程破壞城市生態景觀
2012年末,中國城鎮化率達到52.57%,相比于西方發達國家均在95%以上,美國是97%,中國城鎮化水平仍然較低,但當前正處于高速增長時期。大規模的城市建設產生了對石料、石材、石灰巖、石英砂等資源的大量需求,在城市周邊山體,形成了大量廢棄采石場和巍聳的高陡巖石邊坡。以深圳為例,城市化初期1953km2的國土面積一度擁有669家采石場,其中3000m2以上456座,邊坡總面積超過1000hm2。無序開采曾對城市生態景觀造成了嚴重破壞,給城市和人居環境帶來了安全隱患。海南省三亞市是旅游島建設的重點城市,目前周邊有49個廢棄的采石場,總面積達250×104m2,其中荔枝溝Ⅱ號采石場面積6.3×104m2,正處于城市發展中央區,邊坡高陡,巖石,曾給當地城市景觀和生態文明帶來嚴重破壞。這些采石場亟需政府整治和覆綠,但城市巖石邊坡,土壤破壞徹底,缺乏水肥土等植物生存的基本條件,土壤生態修復難度極大[12,16],已成為我國城鎮化生態文明建設的研究熱點和工程難點[15-20]。
2.2城市山體巖石邊坡特征
(1)城市巖體邊坡成型特征:從城市巖體邊坡成型特征看,①城市房建工程需用大量石料耗材,考慮運輸成本,以就地取材為主的采石場,大多以城市中央為軸心,散亂分布在城市近郊或城鄉結合部,地勢較陡峭、巖體外露的高丘或山地。②采石場石壁、山體宕口多為爆炸成型,采用垂直開采方式,自上而下挖掘,機械與人工結合環形開挖,石壁坡面凹凸不平。邊坡坡度在80~90°之間,形成巨大的高低不平的斷崖層面,甚至倒坡,巖體相對高度多在80~130m。③為方便石材、石料運輸,廢棄采石場多呈半環形邊坡。坡面受炸藥震力作用,局部多有裂痕或節理,但整體巖層結構并未破壞,石壁穩固和安全。(2)巖體邊坡立地環境:從邊坡環境特征看,采石場立地條件惡劣,高陡石壁坡面缺少平臺或平臺窄小,殘存土壤極少,原生植被破壞,缺乏植被賴以生存的土壤。因此,必須從工程措施上,多途徑解決回填種植土問題。同時,采石場環形開采的微地形環境,造成石宕內小氣候差異性,形成陰陽坡,坡面溫度、蒸發量、輻射熱等差異顯著,石壁陽坡夏季溫度可達50℃以上,陰坡低5~10℃。在南方亞熱帶氣候生物循環旺盛條件下,應利用采石場生物小氣候特點,在土壤生態修復和種植養護技術上,加以優勢利用。(3)水土流失趨向:從水土保持學特征看,采石場選址確定后,首先采用大型推土機和挖掘機,將土層推平運出,直見結實的巖石層。因此,巖體邊坡早期存在水土流失,并出現高峰,但土層清場后,隨著采石深度的下移,水土流失趨勢減弱。而廢棄采石場即使暴雨也只有水的流失,幾乎沒有土的流失。而且環形盆底容量很大,遇漬水也可通過周邊滲漏,對下游區域不構成水土沖刷威脅,保障了下游農田和人居安全。(4)巖體邊坡剖面形態:從土壤發生學特征看,采石場邊坡不具有完整的剖面特征,腐殖質層(O層)、表土層(A層)及淋溶淀積層(B層)基本被機械鏟除,只剩殘余的弱風化層(BC)和母巖層(C層)。我們從深圳和三亞觀察到由花崗巖母質發育的城市巖體邊坡,其周邊殘留體剖面喬灌植被覆蓋良好,表土層(A層)深1~1.5m,風化層(B層)厚度3~4m,母巖層(C層)埋藏在5~6m以下。現狀巖體邊坡,90%為C層,BC層很薄。因此土壤生態修復過程中,必須靠外來土源輸入,既要修接納槽體,又要全面掛網錨固,工序復雜,工程成本較高,現市場價格達350~400元m-2。但在城市生態文明建設的推動下,技術市場需求仍然廣闊。(5)巖體邊坡力學性質:從巖體結構力學特征分析,采石場巖體多為近直立的花崗巖高邊坡,巖體強度較高。受爆炸及開挖等外力卸荷作用影響,巖體內產生大量節理、裂隙,原生或構造節理張開。在各種節理裂隙作用下,巖體被切割成大塊狀,坡面巖體結構較破碎,具有危巖落石發生的可能。巖體破壞模式主要為傾倒、墜落及局部崩(滑)塌破壞,造成邊坡局部失穩,形成大面積碎石流,采用工程防護措施時應注意這一特點。這增加了城市環境安全治理和生態施工的技術難度。因此,相對于其他山體邊坡,特別是道路創傷邊坡,采石場巖石邊坡生態修復的難度更大。
2.3城市高陡巖石邊坡土壤生態修復技術體系
(1)城市巖體邊坡土壤生態修復技術:實踐表明,巖體邊坡視角景觀特別是俯視景觀太差,生態修復技術難度太大。主要采取:①應以生物遮擋為主,輔以全面覆蓋;②以種植苗木為主,結合灌草種子坡面混播;③充分利用邊坡及坡底平臺,種植高大喬木,以促早成林,發揮綠色遮擋效果;④坡面縱向間隔2m沿等高線設置植生槽,回填營養土;⑤充分利用槽內土壤資源栽植大苗木,建好植生帶。(2)V型槽+掛網噴混技術模式:針對80~90°坡度和土肥水皆無的城市高陡巖體邊坡的特殊性,單用掛網噴草或噴混植生技術效果很差。采用V型槽技術加掛網噴混植生技術模式,將工程措施與生物技術緊密結合,在垂直坡面上創造植物生長的微環境或植生帶。V型槽的作用:①V型槽由鋼筋混凝土現澆,深度約80cm,面寬約70cm,并與坡面成45°,2m間距等高線布設,主要功能是接納回填土和營養土;②分層切割坡面鐵絲網和噴植層重力下垂拉力,減少災害性拉力崩塌;③充分利用V型槽有限土壤資源,種植大苗,建立多層次植物生長帶。(3)V型槽技術模式的工藝流程[12]:包括:坡面亂石清理掛鐵絲網錨桿固網構筑鋼筋混凝土V型槽(搭設腳手架鉆孔錨桿制作綁扎鋼筋安裝模板澆筑混凝土)槽內回填種植土噴混植生(種植基材配置噴基底土層噴播種子無紡布覆蓋)V型槽栽種大苗植物帶建滴灌系統養護。(4)垂直巖體坡面噴混植生關鍵技術:南方80~90°巖石坡面推廣噴混植生,宜采取:①掛雙層鐵絲網,并用長、短錨桿固網;②在有機基材混合料中添加粘結劑,為降低成本,粘結劑可用國產膠粉,甚至可用硅酸鹽產品替代;③在網下墊草把或噴PE(聚乙烯)絲,可增加噴植層孔隙度和粘結力;④保障噴混層厚度10~15cm,可分2~3次噴基底,待物料凝結后再噴,以避免瀉底;⑤在噴播灌草種過程中,宜加入少量藤本種子,以加快覆綠,并攀緣局部倒巖。(5)V型槽種植帶建植技術:根據深圳、廣州南沙、海南三亞8個巖體邊坡治理工程實踐認為:①在回填土中加入營養基質,由腐殖質土、禽畜有機肥、復合肥、蘑菇肥及保水劑等組成,創造良好的根際土壤肥力環境;②針對南亞熱帶和熱帶氣候特點,種植帶建植堅持生物多樣性,強調以豆科、灌木、常綠及鄉土植物為主的原則(表2),增強植物的適應性和抗逆性;③加大藤本植物配置比例,組成喬、灌、藤、草人工生物群落;④提倡高密度種植,大苗、袋苗移栽。槽內分兩排進行種植,內側種植爬藤類,間距20cm;外側間隔50cm栽植灌木袋苗,每米段栽植苗木株數5~7株,主栽苗木為臺灣相思、小葉榕(Ficusmicrocarpa)、勒杜鵑(Bougainvilleaglabra)等,藤本植物包括爬山虎(Parthenocissusplanch)和葛藤(Puerariaphaseoloides)。(6)節水滴灌養護技術:水肥管理是V型槽及邊坡植物生長的安全保障。V型槽種植和噴混施工完成后,原工作臺、架拆除,養護工作困難,且不安全。因此,采用節水滴灌技術勢在必行。節水滴灌系統由高壓抽水泵站,蓄水池,PC(聚碳酸酯)主管、分管及滴水支管組成。蓄水池多設在山頂,以增加下泄壓力,或自流灌溉,直接將水滴送入植物根際。必要時可添加水溶性復合肥,水利用率高、工作方便,非常適合采石場邊坡水肥調節。同時做好缺苗修補、雨后追肥、防治病蟲鼠害等。養護2~3年,即可依靠自然雨水維護植被生長。
3結論
1.1開放性
公共圖書館是公益性文化服務機構,對其所在地區的公民免費開放服務。為了強化公共圖書館的開放性,公共圖書館建筑的內部空間布局往往都較為開闊且極具靈活性,在空間功能方面也較為連貫。有一些大型的公共圖書館建筑內部具有較為廣闊的空間及圖書閱覽室,且會應用靈活隔斷的方法對公共圖書館建筑的內部進行科學合理的劃分,以此帶給閱覽者一種相對開放性的體驗。
1.2生態性回歸自然、親和自然、實現建筑與自然共生的
綠色生態建筑,成為21世紀建筑的主題。公共圖書館建筑應體現出生態性,最大限度地保護環境、節約資源和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的閱讀空間,使圖書館建筑與自然共生。應盡可能地自然采光、自然通風、自然調溫,節能、節水、節材,同時營造優雅的館外環境和配置足夠的植物和人文景觀,使之與周圍建筑群之間自然聯系。如在一些公共圖書館建筑中,其屋頂位置安裝大塊玻璃進行良好的采光,并運用百葉窗對建筑內部的光線進行合理調試。我國對于公共圖書館的建筑設計制定了相應的規范標準,在規范標準中,對于公共圖書館建筑的生態方面問題較為重視,如對防塵、防潮及防污染等制定了明確的規范標準。
2公共圖書館建筑設計理念要求
2.1應充分體現開放性
公共圖書館建筑設計理念也是其設計的基本要求。現代圖書館是集學習、交流、培訓、研究、娛樂、休閑于一體的文化中心,其開放程度直接影響這一功能的發揮。首先,公共圖書館建筑外部環境的開放性能夠帶給讀者一種親切的感覺,有效縮短讀者與圖書館之間的距離。公共圖書館建筑的樓層不宜太多,且給人的整體感知不可過于突兀,便于讀者對圖書館的觀察使用。其次,公共圖書館建筑可以適當地設立一些景觀式的廣場,打破其整體的封閉狀態,實現開放性。對于公共圖書館建筑中的出入通道進行合理增加,進一步加強其開放性。在公共圖書館建筑中將其以人為本的理念與開放式的管理相互結合,增強其自身的靈活便利性,充分體現開放化的理念。較為合理的方式是把圖書館按不同職能的空間進行分區,然后按不同的功能塊進行分區模數化設計,分區確定荷載、分區設計柱網、分區確定層高。這些分區都有相對獨立性和穩定性,既保證了使用上的靈活性,又降低了建造成本。模塊式的建筑設計是對公共圖書館整體功能的科學劃分,能夠將有限的空間靈活運用,促使公共圖書館的整體適用功能得到有效加強。公共圖書館建筑要合理利用自然性的通風和采光,以有效節約資源、保護生態環境。
2.2應將傳統工藝與現代工藝進行完美結合
公共圖書館建筑的傳統建筑工藝與現代工藝相互融合主要是指,在圖書館內的圖書放置以及其流動方面,應確保其加工工藝的連貫流通性、圖書館建筑服務的靈活簡便性以及讀者流線的快捷性。公共圖書館建筑優良性的評價標準主要是指其整體建筑工藝的科學合理性。公共圖書館建筑的基本要求,應始終確保其功能的重要及關鍵性作用,而不是將外觀形式放置在第一位,避免本末倒置。
2.3應將自然采光及人工照明相結合
公共圖書館建筑中最重要的使用功能主要是指內部的通風及采光情況。在設計公共圖書館建筑時,應堅持自然采光、通風的基本性原則不動搖,在自然采光的基礎上輔助運用人工照明。在公共圖書館建筑的內部開架式閱覽室中,應將自然性采光作為主要部分,適當地運用人工照明方式。對于一些較為特殊的區域空間,便可使用人工照明與空調設備相結合。在公共圖書館建筑中,還應對其具體情況進行分析,從日照、方位方面進行合理布局,確保公共圖書館建筑在每個區域都具有較為優良的通風及采光。
2.4應用發展的眼光進行建筑整體環境的創造
公共圖書館是不斷發展的一個有機體,而不是停滯不前的。大部分的公共圖書館還正處于一個發展的過程當中,在未來將會有很多意想不到的情況發生。因此,對于公共圖書館建筑而言,應確保其既能滿足現階段時期的相應需要,同時又能夠對未來的發展有良好的適應性。在公共圖書館建筑設計中,不應將其內部中各部分分割開來,而是應將其作為一個整體進行考量。公共圖書館相關的建筑工藝,也不能因為社會前進發展的緣由而遭到不必要的破壞。
3公共圖書館建筑設計中應注重的問題
3.1公共圖書館建筑設計中的選址
在公共圖書館建筑設計中,應著重關注圖書館建筑選址方面的問題。公共圖書館建筑的設計需將其建筑的目標任務作為重點,公共圖書館建筑的設計選址則會對其使用目的及任務產生一定的影響。因此,公共圖書館建筑的設計理念應著重關注其地址的選擇問題。公共圖書館往往肩負著雙重任務:服務于生產科研以及服務于人民群眾。公共圖書館的自身性質、特點及其任務使得其選址方面的考量對于其所在區域而言也尤為重要。公共圖書館應選址在人口集中、公交便利、環境良好、相對安靜的地區,同時滿足各類公共圖書館合理服務半徑的要求。另外,還要符合當地建設的總體規劃及公共文化事業專項規劃,布局合理;具備良好的工程地質及水文地質條件;市政配套設施條件良好。如有可能的話,公共圖書館可以將地址放置在各大院校或科研單位等機構數量較多的地段,使其濃厚的文化氛圍影響整個區域。
3.2公共圖書館建筑造型設計
在公共圖書館建筑的設計理念中,其整體造型的設計可以方便人們對公共圖書館建筑的直觀性了解,因此其建筑造型在整體設計理念中顯得尤為重要。圖書館是一個地區現代文明與社會科學、文化、教育事業發展的重要標志。因此,圖書館的外型設計顯得格外重要。公共圖書館建筑的外部設計的優良性通常由兩方面所決定:第一,公共圖書館建筑是否將其標志性進行了有效的突出,其外表建筑是否蘊涵著一定的藝術感染力,在建筑設計中又是否將公共圖書館的特征進行了表現。第二,公共圖書館建筑應注重其整體的功能適用性,應確保其外觀形態與內部的各類設置維持在同步及統一的狀態下,使得讀者能夠充分感受到公共圖書館的建筑特點。公共圖書館的建筑外形設計應將其功能適用性作為首要的關注點、前提及基礎,在此基礎上使得其充分體現出建筑物的獨特美感,體現其文化底蘊。
3.3公共圖書館建筑結構及其布局
3.3.1公共圖書館建筑結構
公共圖書館建筑結構主要是指其設計理念中的結構部分,結構部分的公共圖書館建筑設計理念應從其自身的具體作用方面出發,保持一個相對開放性。公共圖書館建筑的整體結構及其布局應充分地將圖書館的服務型功能進行體現以及適應整個社會的發展,應具有一定的相對開放性以及多功能性。在公共圖書館建筑結構的整體設計中,應確保其全面開放性,盡可能減少隔斷墻面的設置。如遇到必要情況時,在材料的選擇上應盡量選取一些輕體材料或是玻璃,甚至采用可移動拉鏈做分隔的方法,形成分區,實現一室多能,使建筑結構形成大空間、大容量的以閱為主、藏閱結合、借中有閱、閱中有借的格局。此外,所設計的結構還應滿足不同載體、不同文獻類型存放要求的不同和不同讀者對象、不同服務功能、服務手段對服務方式要求的不同。
3.3.2公共圖書館建筑布局
隨著我國建筑業的發展,各項施工技術也隨之迅速發展,但是各項施工技術發展仍然暴露出不少的問題,在民用建筑混凝土施工技術的應用中,就存在一些問題應引起相關負責人的注意。這些問題的存在降低了民用建筑的質量,也阻礙了混凝土施工技術的優勢發揮,下面對混凝土施工技術應用存在的幾點問題做簡要分析。
1.施工人員施工技術能力有限
民用建筑混凝土施工技術雖然很容易掌握,但是在其應用中還是包含了很多的實際操作知識和專業化理論知識,只有經過系統的培訓和學習,才能充分的發揮出混凝土施工技術的優勢,才能更好的把握施工中各項技術細節,保證混凝土施工質量。目前在民用建筑施工中混凝土施工人員普遍存在施工能力差、施工效果粗糙、施工技術不足等問題。這些問題的存在一方面是因為在民用建筑施工中大部分施工作業人員是農民工,他們在施工前沒有經過系統的施工知識培訓,直接造成施工技術地下;另一方面是由于施工管理人員過于重視如何控制施工工期和施工成本,將混凝土施工技術的合理應用完全忽視。
2.缺少混凝土施工技術規范
科學全面的施工技術規范,有利于施工作業人員更好的開展技術施工工作,從而提升民用建筑施工質量。可見,技術規定的重要性。然而,目前的民用建筑施工中,混凝土施工技術還存在施工技術規范不健全、約束力差,不能對民用建筑施工形成有效的規范。這種問題的存在,與國家對建筑施工領域約束力度不夠有直接的關系,同時也與建筑業對施工技術規范不嚴格有關。雖然國家也出臺了建筑施工技術規范,其中也包括混凝土施工技術規范,但是這些規范的不夠細致全面,十分的籠統,并且無法與建筑施工的實際情況相符,所以缺少應用的實際性。目前,民用建筑施工中應用的大部分混凝土施工技術規范都流于表面形式,在實際應用中缺乏技術規范的監督工作,導致無法發揮出技術規范的作用,無法通過有效的技術規范,提高民用建筑施工質量。
3.施工人員對施工技術認識不足
在民用建筑施工中,普遍存在施工人員對施工技術不夠重視的情況。施工人員作業全部按照自身的經驗施工,而缺少對施工技術圖紙的參照,存在過于重視施工效率,輕視施工技術的情況。這些情況的存在非常不利于民用建筑施工質量的提升,更約束了施工技術對提升建筑質量的作用。施工作業人員不重視混凝土施工技術情況,應引起管理人員的重視,并采取有效的方法改變這種情況,從而促進施工企業長期可持續發展。
二、混凝土施工技術在民用建筑施工中的運用
1.提升混凝土施工技術人員技術能力
民用建筑混凝土施工技術人員技術能力的提升,需要施工管理人員從思想上認識到混凝土施工技術的重要性,然后采取有效的措施提升混凝土施工技術人員的技術能力。建立完善的混凝土施工人員的準入制度,施工人員上崗前必須要進行專業的技術培訓和實踐考核,保證上崗人員具有足夠的施工能力,定期對混凝土施工人員進行考核,發現技術不足的人員,要再次對其進行技術培訓,通過考核后可繼續上崗,確保混凝土施工隊伍的整體素質。
2.嚴把施工材料質量關
在民用建筑施工中,如果施工材料不合格,那么即便是應用先進的施工技術,也是無法保證建筑工程質量的。所以,要嚴把施工材料質量關,提升民用建筑施工質量。混凝土施工的材料包括砂石、水、水泥等,這種材料的質量也要嚴把把控,從而確保混凝土施工質量。在混凝土施工過程中,要重視起混凝土施工材料的采購、保存等工作,確保混凝土施工中應用材料的質量。另外,在施工中還要有專業的材料檢測人員,對混凝土施工材料進行質量檢測,加強施工過程監管,從而提高混凝土施工質量。
3.嚴把混凝土澆筑過程
混凝土澆筑是混凝土施工重要環節,該環節會對混凝土施工質量產生直接的影響。在混凝土澆筑中,要制定科學的澆筑方案,保證施工過程的合理流暢。施工人員要結合施工現場的實際情況,合理安排混凝土澆筑順序,澆筑中施工人員要做好配合工作,避免出現澆筑空洞情況。
4.混凝土結構裂縫控制
雖然通過科學有效的方法可以控制混凝土施工裂縫問題,但是仍然無法完全的避免施工裂縫,所以,在施工中要采取科學的方法控制混凝土結構裂縫。混凝土結構裂縫的控制要結合施工現場的氣候條件,當混凝土裂縫出現后,要根據裂縫的實際類型,采取相應的裂縫控制方法,如表面修復法、填充法、注入法等方法,從而確保民用建筑施工質量和建筑的安全性。
三、結束語