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在实际施工过程中,土木工程受诸多因素影响其抗震能力有较大的波动性,掌握土木工程抗震技术的前提是明确土木工程影响抗震能力的因素,笔者对影响因素做了以下总结:第一,地基影响因素。地基是建筑物整体质量的基础保障,是后期各项施工顺利开展的依据,如果土木工程地基选址不合理,在实际施工过程中建设工程的抗震能力将受到严重削弱;第二,土木工程的结构及原材料对土木工程抗震能力有直接影响,施工过程中如果土木工程结构设置不合理或者使用的原材料质量存在问题,土木工程的整体质量将受到严重影响,其抗震强度必将受到严重削弱;第三,建筑项目的高度对土木工程抗震能力有直接影响。伴随着经济的发展,城市高层建筑数量越来越多,国家对高层建筑的安全指标、材料特性以及力学模型等提出了更高要求,以上因素如果不符合施工要求遇到地震危害后将产生严重的后果;第四,抗震预防影响因素。在实际施工过程中各建设项目必须针对建筑物抗震性能编制合适的预防措施,为提高土木工程使用寿命提供技术保障。
2土木工程结构中的抗震技术发展
2.1合理选择地基场地
合理选择地基场地是促进我国土木工程抗震技术发展的基础保障。在实际施工过程中,设计人员应该结合实际施工状况选择合理的施工场地,施工人员必须深入施工现场,了解土木工程所在地的地质状况,明确该地段的地震活跃状况,结合当地实际地震发生情况对可能出现地震区域进行分析,研究人员还应该准确地评定该区域一旦发生地震后地震的等级以及毁坏程度等。选址过程中,应该尽量少选择不利于施工的场地,如果建设项目中必然存在施工困难的区域,施工人员应该对该区域的地质加工加固,经过筛选后的地基应该处在密度较高或者岩石较多的基土位置,从根本上提高建筑物的抗震能力。
2.2关注建筑结构的规则特性
实际施工中,为提高土木工程的抗震能力,施工人员还应该更高度关注建筑结构的规则特性。土木工程结构设计人员应该尽量选择最简单的抗侧力结构,与此同时确保结构的规律特性,在实际施工过程中,在合理分布建筑物承载能力的同时,还能提高建筑物的稳定性和牢固性。如果土木工程的结构不规则,施工时钢心和建筑物结构会出现严重的交错现象,一旦发生地震建筑物架构将出现严重偏离,整体强度降低后土木工程的稳定性也随之降低。因此,设计人员应该关注建筑结构的规则特性,减少因建筑结构不规则引发的地震灾害。
2.3合理选择建筑结构原材料
合理选择建筑结构原材料是提高建筑物整体质量的基础保障。钢筋材料在土木工程施工中使用范围非常广,钢筋材料的质量直接决定建筑物的整体抗震能力。因此,施工人员应该结合建筑施工的实际状况,选择合适的材料,在考虑钢筋韧性的同时还应该充分考虑钢筋的受力方向与竖直方向。在选取土木工程施工中使用其他材料时,施工人员在考虑材料抗震性能的同时还应该注重成本控制,从根本上为土木工程的发展提供动力。
2.4合理设计隔震及消能减震项目
地震常发带对土木工程的抗震能力要求非常高,土木工程不仅要具备基本的抗震能力还应该具有隔震和消能减震的作用。因此,土木工程研究人员应该在选址期间确保地基的密实性和稳定性,从根本上降低地震对建筑物整体质量的影响。另外,研究人员还应该结合建筑物自身存在差异,明确各建筑物的隔震系数,选择合适的隔震支座,提高建筑物的抗震性能。最后,研究人员还应该设计合适的隔震和抗震构建,明确建筑用材的延性,减小地震对建筑物的破坏。
2.5加固设计
第一,如果土木工程的结构设计存在问题,设计人员应该及时增加构建的数量,以增强土木工程整体强度为依据,提高建筑物的整体抗震性能。第二,设计人员应该通过增强建筑物承载性的方法提高土木工程的抗震能力,在扩大建筑物原截面的同时,增加构建提高建筑物的稳固性。第三,如果建筑物的整体结构不符合土木工程抗震标准,设计人员应该及时调整建筑物整体结构,在分散地震力的过程中减少地震对建筑带来的损坏。
3结束语
土木工程活动中的树木与森林问题。许多土木工程活动存在一定的孤立性,重点局限在项目实物本身,忽视其在整体环境中的作用及影响。例如大量个体建筑和工程设施组成了城市,在保持其个性的同时,形成了个体所没有的城市性能,如景观协调、下垫层、热岛效应、交通拥堵等等,这是一个量变到质变的过程。这就从工程技术层次的“微观建筑”上升到技术科学层次的“宏观建筑”或“城市科学”[9]。现代土木工程活动早已超越工程技术层面了,但土木工程教育往往滞后。未来发展对土木工程的压力。人口增长、能源和资源匮乏、环境气候变化要求我们可持续发展,引导全球接受绿色设计理念和在全社会进行资源消耗平衡。全球对环境安全及环境恢复的要求不断提高,大多数环境目标却没有实现。对可持续能源、洁净水、清洁空气及废物安全处理的要求,推动了全球范围内的基础设施发展[10]。土木工程业是解决上述问题的主要承担者。土木工程的信息化建设。土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升。重点建设设计、施工的技术和控制信息系统;标准、行业管理、工程管理、企业管理的信息系统以及土木工程基于互联网的方案。土木工程的信息化可能引起土木工程活动方式的深刻革命,土木工程新的理论和技术不断出现。例如工程项目生命周期成本(lifecyclecost,LCC)、工程材料生命周期评价(lifecycleanalysis,LCA)、适应拆毁的设计理念(DFD,DesignforDisassembly)、建筑构件和结构含能设计理念[11]、建筑垃圾最小化设计概念[12]、工程材料的复合高性能化与再生性的关系等等。上述已不是传统土木工程技术范围的问题,应对现代土木工程活动所需知识已经远远超出了传统工程技术范围。除了传统的土木工程技术外,土木工程师必须熟悉大量相关知识并承担社会与道德责任。此外,由于土木工程师的工作与基础设施建设和环境发展密切相关,因此他们将在维护世界稳定方面发挥着重要作用[13]。
二、新形势对工程教育技术的要求
党的十六大提出走新型工业化的发展道路[14]。“走新型工业化道路”要求全面提升工程师的知识面和工程素质:“科技含量高”要求工程师专业知识和能力过硬;“经济效益好”要求工程师懂市场,善于促销路、降成本、增利润;“能源消耗低”要求工程师有节能意识、熟悉与产品有关的能源知识和节能技术;“环境污染少”要求工程师对保护自然环境和人文环境有强烈的责任感和相应的文化素养;“人力资源优势得到最大程度的发挥”要求工程师提高管理能力和水平[15]。转型时期企业对我国的工程技术教育提出新的要求,希望在重视加强教学和科学基础的前提下,注重培养学生的工程实践能力、表达交流沟通能力与团队合作精神、终身学习能力、职业道德及社会责任、社会人文和经济管理、环境保护等知识[16]。改革开放以来,土建业产业背景已经发生根本的变化[17],这种变化对土木工程师的培养提出了新的要求。
三、土木工程专业教育技术的对策
1.培养目标的定位我国土木工程教育以四年学制为主,受培养模式、学制和就业率要求的支配,培养的学生一般为熟悉传统专业技能,略知相关知识,能够较快地从事专业技术工作的人才。现代工程的特点是将科学、技术、经济、社会、环境生态、文化以及审美艺术、伦理道德等价值观整合起来,指导工程实践,创造出一个人工的实体。如果我们培养的工程师仅关注自身的技术层面,那么正如美国北卡罗来纳大学Okun教授所言,恐怕未来的工程师将会成为服务于那些来自其他专业的受过良好教育的人手下的一名技术员而巳[18]。在科技飞速发展、社会问题日趋复杂的实践环境下,四年学制培养出现代土木工程师已经不可能,这就需要对培养目标重新定位,例如培养具有现代土木工程师基本素质的毛坯工程师或能够较快从事某些技术工作的操作型工程师。一项对近百名工程师的调查对此有参考价值[19]:88%的被调查者认为“工程意识比熟悉一个局部的工作更具有意义”;96%的被调查者认为“学校教育应注重基础和素质,过于专业化的内容应在企业内加以训练”;100%的被调查者认为“进行思想品德和职业道德教育是大学的重要任务”。具有大工程观素质的现代土木工程师的缺失是土木工程水平不高的主要原因之一。用系统的宽广的视野定位未来土木工程师的培养是我们必须做的工作。
2.培养现代土木工程师的知识与能力随着产业背景的改变,以经济利益为核心、以合同为当事人之间行为和关系准则的运行模式已普及到土建业的每一个基层。土木工程师的职能迅速扩大,除了传统技术层面的能力外,综合财政、社会、经济和政策的考虑问题方法与沟通、协调和管理能力已成为现代土木工程师的重要专业职能。现代土木工程师的知识与能力归纳为具备工程实践能力、多学科的背景以及多方面的能力、职业道德和社会责任感[20]。在四年时间内即使初步完成上述三方面知识与能力的培养也是一项新的课题,需要用系统的视野确定专业的知识组成,将孤立分散的多学科知识揉合成整体,并在长期的实践中不断改善。
3.改变教学模式我国土木工程教育与其他工科教育一样,长期采用科学导向,模式单一,工程教育的特色不明显[21]。教学上普遍采用传递─接受模式。该模式源于赫尔巴特的四段教学法,后由前苏联凯洛夫等人进行改造传入我国[22]。该模式着眼于充分挖掘人的记忆力、推理能力与间接经验的作用,使学生比较快速有效地掌握更多的信息量。强调教师的指导作用,认为学习是教师到学生的一种知识的单向传递,注重教师的权威性。运用该模式传授知识的效率高,能培养学生的纪律性和抽象思维能力,并且办学硬件条件要求低,但易培养出单一化、模式化的人格,不利于创新性、分析性学生的发展以及创新思维和解决实际问题能力的培养。现代土木工程具有个性化与建造技术综合性的特点[23],因此土木工程教育有实践性、创新性等要求,科学家培养模式并不能很好地满足这些要求。由于种种原因,现在土木工程教育必须的一些实践性环节被弱化或课程化了,例如以模拟、虚拟化、演示、观摩等课程形式的实践来代替。立即改变现有培养模式的条件尚不成熟,可先在相关课程教学上考虑工程特点,加强工程训练,培养工程素质。例如设置包括多学科内容的综合性大作业、大案例分析(如阿斯旺大坝)、设计、实习,体现土木工程高度综合性、创新性的特点。此外,利用分组专题讨论形式,对学生进行表达能力、合作精神和自信心等非专业综合能力的训练。
4.培养求精务实的工程精神从士农工商的排序就可看出中国古代社会一直没有认识工程技术对提升人类生活质量、社会文明程度以及国家的富强的重要作用。改革开放以来,我国的工业制造能力得到了极大的发展,但产品质量总体上不高,土木工程也一样。这与社会伦理以及整个社会长期不重视工程技术有关,大多数不是能力问题。要改变这种状况,全社会都要倡导尊重工程的文化、建立正确的社会伦理观,从孩子开始,长期坚持。大学期间注重培养崇尚求精、务实、求真、求新,精于设计、精于制作的工程精神,将这种理念融入学生平时的作业、实验、设计中去,逐步树立求精务实的工程精神。
5.积极采用现代教育技术土木工程正在进入信息化时代。土木工程项目的单件性、时代性、环境性、多要素性决定了项目信息的大规模性、变动性、多门类性,信息技术将使传统工程成为数字工程,传统的教育模式已不能适应,必须采用现代教育技术。
四、结语
1.1强化信息技术在土木工程施工中的应用
传统土木工程施工技术不适应现代土木工程施工,为了能够满足现代化发展要求,有效的提升土木工程施工的效率,要将现代信息技术融合到土木工程施工技术中,这样能够提升土木工程施工质量。选择专业的网络人才对土木工程施工进行系统化分析研究,强化施工人员专业文化素质,使其成为施工建设主要力量。在现代技术影响下实现土木工程施工技术智能化发展,只有在现代技术影响下才能够使土木工程施工技术提升到一个全新的发展高度。
1.2完善管理体制实现技术创新
土木工程施工技术创新要在完善的管理体制下才能够实现,科学合理的管理体制能够促进土木工程技术创新,实现土木工程施工技术不断创新发展。科学管理方式能够促进施工技术的完善。在专业知识指导下,实现对土木工程深基坑技术研究创新。深基坑支挡技术,可以逐步建立起桩与锚、支挡与承重的一体化结构体系。在传统施工过程中这种施工方式产生的效果并不明显,施工效率较低,但是通过技术的创新能够改善这种情况,提升施工效率,强化施工质量,并且能够减少施工投入的成本实现经济效益与社会效益的最大化发展。
1.3土木工程施工技术设计创新
土木工程施工技术在施工建设过程中占据重要的位置,这种情况主要表现在施工技术设计阶段。施工设计人员要根据施工特点提升对施工设备、材料、方式等方面的研究,结合具体施工情况,使土木工程施工技术能够满足施工现场的要求。土木工程施工技术会受到气候条件的影响,使施工现场荷载等方面受到限制,针对这种情况施工人员要克服施工现场的限制,实现施工技术的创新发展,并且在实际应用中更好的突破现有施工技术,实现深坑支挡技术和预应力技术创新。
1.4土木工程施工技术中深基坑支挡技术创新
城市化发展速度的加快使房屋建筑的高度越来越高,高层建筑抗震性越来越受到人们的关注,同时地下空间的利用情况也在不断的发展变化。深基坑支挡技术在新时期发展过程中有了明显的创新,主要体现在桩锚支挡体系的应用。施工建设过程中地质条件较差通常采用预应力锚杆和灌注桩体系。同时也可以制定针对地下水位上下的不同类型图层宜采用引进的套管水冲法成锚技术。土木工程施工中,许多临时支挡的加固桩或地下支撑墙或永久性的支挡桩或支挡柱可以实施支挡与承重一体化支挡技术方案,一体化的承重与支挡系统既能够满足支挡的需要和承重要求,提升施工建设的速度,使施工建设产生的经济效益最大化。在土木工程施工的支挡技术中,旋挖施工工艺在管控灌注桩施工中也是较为科学合理的技术创新方案,但在利用旋挖灌柱桩施工中必须保证成孔质量,较少施工质量中的不利影响因素。
1.5新型预应力技术在土工工程施工技术中的创新
土木工程施工技术中预应力施工技术是一种重要的施工方法。主要表现为体外应力,是一种预应力筋布置在混凝土截面外的预应力。与传统的布置于构件截面内的预应力筋,所提供的有粘结或者无粘结预应力相对应。体外预应力在大跨度土木工程和预应力混凝土道桥施工和特种结构施工中有一定程度的应用。其中粘接体外预应力是体外预应力应用中的典范之一。这种预应力主要作用在管道结构外,这样产生的预应力摩擦相对较小,有利于后期进行施工维护。管道在铺设过程中能够更好的进行控制,无粘接力体外预应力体系也是应用较多的体外预应力施工方式,无粘接力体外预应力施工操作相对较为简单,单根无粘接摩擦损失相当小,体外预应力比传统的预应力施工更加科学合理,产生的经济效益更好。
2土木工程施工技术发展新趋势
2.1土木工程施工技术科技化发展
建筑行业发展的主要动力就是实现经济效益最大化发展。在土木工程施工建设中工程造价影响着施工建设的开展,并且能够推动土木工程施工技术创新发展研究,是技术提升的重要保障。利用科学技术能够提升土木工程施工技术智能化发展,在一定程度上降低成本的投入,实现多元化渗透提升土木工程施工效率。
2.2土木工程施工技术自动化发展
科学技术的提升促进了建筑行业自动化发展,实现了传统流水线建筑向标准化、工厂化的转变,优化了传统生产方式。建筑构件到外部脚手架等都可以由工业生产完成,标准化的实施带来建筑的高效率,为土木工程施工技术创新奠定了基础。
2.3土木工程施工技术生态化发展
土木工程施工技术是人们进行施工建设的主要方式。经济的发展使人们越来越关注环境问题,因此在土木工程施工建设过程中进行生态化施工建设已经成为一种全新的发展趋势,是建筑行业发展的主要方向。在施工建设阶段要注重保护生态环境是实现土木工程节能发展的重要体现。避免在施工建设过程中出现环境污染,这样能够降低能耗,是建筑与自然环境更好的融合在一起。
3结语