土木工程概论笔记范文

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中图分类号：TU；G642477 文献标志码：A 文章编号：

1005-2909(2012)03-0136-04

毕业设计（论文）是土木工程专业本科教育阶段最后一个综合性实践教学环节，也是实现该专业人才培养目标的重要环节。毕业设计（论文）的质量直接反映了学生的专业水平，影响学生毕业后的工作能力和发展潜力，也是高等院校教学质量的直接反映。然而，目前许多普通高等院校土木工程专业的毕业设计（论文）教学环节存在诸多不足，毕业设计（论文）质量不容乐观［1-3］。

温州大学是一所市属综合性大学，旨在为地方经济建设培养高素质的应用型人才。笔者结合近年来对毕业设计（论文）指导的探索性教学改革和实践，探讨了当前普通地方性高等院校在毕业设计（论文）教学中存在的问题以及解决方法。

一、本科毕业设计（论文）现状剖析

（一）学生重视程度不够，毕业设计（论文）只是简单模仿

传统意义上，本科毕业设计（论文）是在教师指导下，学生完成一项设计或研究的全过程。其最终的实质成果是一个符合规范要求但却并不完整的设计图纸，或是研究的部分成果。而大多数本科院校的培养计划是将毕业设计（论文）安排在本科阶段的最后一个学期，少数学校将时间提前到了大四上学期期中，时间大约为12周左右。毕业设计（论文）期间需要收集、分析设计（论文）资料和完成毕业设计（论文）的一些相关学习任务，如文献综述、外文翻译和开题报告等，进一步压缩了建筑、结构设计或论文写作的时间。另外，大四学生忙于毕业设计（论文）的同时，还要参加研究生和公务员考试，以及各种招聘会和实习等，这极大地分散了学生的精力、消耗了大量时间，影响毕业设计（论文）正常进行。

而且，许多学生对毕业设计（论文）不够重视，以致很多时候毕业设计（论文）只是一个模仿或者模拟过程，质量偏低，效果不好。

（二）指导教师投入不足，实践经验缺乏

大学扩招导致许多普通高等院校的师生比例不断下降，导致教师指导毕业设计（论文）时间不足，力不从心。另外，毕业设计（论文）的指导工作要求教师具有丰富的教学经验、工程实践经验或科学研究经验，而近年来高校扩招亟需扩大教师队伍，许多硕士、博士从学校毕业就直接进入了一线教学岗位，没有经过工程实践锻炼和系统的岗前培训，许多青年教师因缺少毕业设计（论文）的指导经验、工程实践经验和长期科研经验，在选题、教学手段、教学方法和教学内容等方面都存在较大不足，直接影响了毕业设计（论文）的质量。

（三）学生缺乏主动性和创新性

在以往的毕业设计（论文）过程中，指导教师也会让学生对其设计或论文进行修改，学生只是被动地按指导教师要求修改，往往停留在改正错误层面上，而不是考虑使设计更合理或研究创新等问题。另外，学生即使根据教师的建议对设计或论文进行了修改，他们对当前的修改为什么能够比较有效地满足要求，是否还有其他更有效的方法，其他方法与当前修改比较起来效果如何等问题也不甚明了。

（四）学校的培养与实际工程需求明显脱节

设计或研究过程并不是直线型的，其结果也不是唯一的。按照传统的指导方法，学生完成毕业设计（论文）仅仅是知道了如何做的问题，而对满足规范或研究要求的其他设计或分析方案（更好或者更坏的方案），则几乎没有概念。也就是说，几乎还完全没有考虑如何使设计或研究分析更合理、更有新意。但是在实际工程的设计和研究中，往往是要进行多种方案的比较，或尝试用不同的方法研究分析，并根据其他单位、专业的要求修改、调整设计和研究。这就导致了学校的教学、人才培养和现实需求明显脱节，学生的毕业设计（论文）缺乏创新。目前的探索与实践工作就是试图在一定程度上弥补这一缺陷，通过毕业设计（论文）环节提升学生的综合能力和创新意识。

二、探索性教学改革目的

根据土木工程本科专业的人才培养目标，如何解决普通高等院校现阶段毕业设计（论文）指导中存在的主要问题，是教学改革亟需探讨的问题，具体措施为如下三方面。

（一）让学生尽早熟悉培养方案，提前准备，积累相关知识与经验

毕业设计结果可以粗略地分成合法的设计（满足规范的设计）、可行的设计（合理的设计）、满意的设计和优化的设计。毕业研究论文成果也可以粗略地分成初步的研究分析（采用常规分析方法）、系统的研究分析（采用常规分析方法）、有一定创新的研究分析、有较大创新的研究分析。学生在毕业设计（论文）开始前就应该知道有这样一个链条，并且尝试在这个链条中（而不是仅仅局限于链条的一个点上）做一些起步性的工作，开始积累相关知识和经验，培养一个成熟工程师或研究人员所应具有的思维和意识品质。实际上，应鼓励学生尽早和指导教师建立联系，参与到指导教师的工程结构设计和科学研究工作中，这样学生就有足够的时间进入状态、积累相关知识和经验。

（二）通过毕业设计（论文）奠定学生工作基础

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(二)课程体系从培养目标来看，美国土木工程高校十分重视实践在教学中的地位。对比国内土木工程专业的课程体系，美国的土木工程课程体系具有以下特点:1.美国高校土木工程专业的设计综合类课程学时数明显高于国内高校;2.美国高校土木工程选修课的课时数占总课时数的比例多于国内高校;3.美国高校土木工程专业实践性教学环节占总课时数的比重显著高于国内高校。

(三)课堂教学与评价方法在美国德克萨斯大学(UTA)为期1年的访学期间，全程旁听了土木工程系的土力学和基础工程两门专业核心课程。该课程授课内容与国内高校的土力学和基础工程课程类似，是土木工程专业本科生的主干必修课。采用大班授课，每周2次共3小时教师授课，以及每周一次的2小时自习课。自习课安排博士研究生(助教)为本科生答疑，自习课还包括点名和交作业的内容。该课程的成绩分配与国内高校比较类似，其中每学期至少安排两次闭卷小测试，占总成绩的20%;每学期一次分组大作业，占总成绩的15%;自习课占总成绩5%;期末考试成绩占总成绩60%。与我国的课程相比，美国课堂教学具有以下特点:1.每堂课的课程信息量非常多，学生需要课前预习才能跟上教师的节奏;教师教学风格自由，学生在课堂上可以随时打断教师，并提出自己的意见。2.课程网络建设比较成熟。由于大量采用现代多媒体教学手段，教学信息量大，为便于学生课后学习和复习，解决学生课堂来不及记笔记的问题，教师会在课后将课程全程录像，将笔记内容、课外阅读材料、上课讨论内容等放在课程网站上，供学生自由阅读。课表也会在网站公布，包括各课时授课内容计划、学期测试时间、大作业时间等，以便学生自习参考。3.分组大作业，培养学生团队合作能力，鼓励学生通过编程或者使用数值软件建模解决各种工程实际问题。4.强制参加自习课。对于基础主干课，自习是非常重要的。美国大学生在课余时间一般都会参加很多社会实践，对此，学校要求学生必须参加某些课程自习课。为了巩固学生的学习效果，美国高校的作业非常多，而且作业通常为综合或实际工程问题，需要学生结合教师的上课内容，查阅大量资料，通过分析问题，提出解决方案。为检验学生知识点的掌握程度，考试环节主要分为平时阶段的小测试、期中考试和期末考试三部分。可以避免学生平时不学习，在考试前突击学习的情况，保证了学习过程的连续性，确保学习效果。为综合评估教师的教学水平和效果，对于教学方面而言，美国高校有学生评价教师的评价体系，对教师教学的各环节进行指标量化评价，打出评价等级，作为评价教师教学的重要依据之一。

(四)实践教学环节实践教学环节主要包括实验、实习和设计等，是增加学生感性认识、增强动手能力、将理论知识转换为实践知识的重要手段，美国高校的土木工程专业非常重视这一实践性教学环节。以美国德克萨斯大学为例，土木工程专业采用课堂理论学习与工程实习相结合的方式开展。学生在校期间有3—5次工程实践机会，每次2—4个月。部分学生的毕业论文(设计)可直接在相关工程和科研单位进行，真正做到“真题真做”，而且提前实现上岗培训。

二、我国高校土木工程教育的启示

(一)注重基础课程的教育，加大专业课程比例为确保通识教育的教学质量和效果，美国土木工程院校规定授课教师必须是教授或者工程界的专家，而且要求最终的教学效果必须达到优良。为提高学生对土木工程专业的认识，增加对土木工程专业的兴趣，为今后的工作和继续深造打下扎实基础，我国大多数高校已规定具有教授职称的教师必须给本科生教授相关专业的基础课，如土木工程概论和结构力学等课程，但由于师资和教学资源的不均衡等原因制约，目前主要还是以年轻教师授课为主。相比国外高校，国内高校可参照美国大学土木工程专业的课程设置情况，根据人才培养方案，设置多个课程群模块。加大专业基础课程比例，加强专业基础课教育，处理好基础与专业技能，校内与校外，知识、能力与素质之间的关系，优化课程体系结构，保证课程之间的良好衔接，整合课程内容，避免内容重复，提高课程效率。

(二)加强理论教学与实践环节的结合实践教学是土木工程本科教学中重要的环节之一，目前国内土木工程专业教学课程设置存在实践教学环节比重偏少的问题，存在学生实践训练内容较少、实习时间短并流于形式等问题。参考美国高校土木工程的教育经验，有以下几点建议:1.聘请工程单位的专家开设工程设计和施工管理类课程。以选修课的形式，通过大量的工程实例教学模式，提出实践中亟待解决的问题，从而激发学生的学习兴趣，提高学生解决实践问题的能力。2.鼓励学生利用寒暑假时间去工程单位进行相关课程的现场实习，实习合格后给予一定的学分和资金资助，同时学校在学生奖学金和三好生评定等方面给予相应的考虑。3.提高教师的工程实践能力。特别是鼓励年轻教师定期到相关工程单位实习，和工程单位联合申报产学研项目，将课程教学与工程项目结合，提升教师的工程实践和科研能力，在职称评审和岗位考核方面给予政策支持，培养“双师型”教师队伍。4.实行毕业论文或设计的双导师制度，即校内导师和校外导师合作指导的模式。可以将毕业论文或设计直接安排在工程设计施工单位进行，真正做到毕业课题“真题真做”，学生毕业后可以直接上岗，缩短岗前培训的周期。

(三)加强学生创新和创业能力培养大学生创新和创业训练是培养学生创新、创业能力的最要途径之一。美国土木工程院校鼓励学生创新思维的训练，充分发展学生的个性，做到因材施教，鼓励学生的创造性思维的发展，培养具有创新能力的人才。加强有特色的本科生研究计划(UROP)，UROP是美国麻省理工学院的首创，该计划鼓励学生在大学一年级就参加教师的研究工作，从而增长他们的学识和能力。微软公司的创始人比尔盖茨退学创业和Google的总裁布林的成功案例足以说明大学创新创业精神的必要性，这和美国的教育宗旨相吻合，能够充分发挥每个学生的特长。

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中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）37-0060-02

一、课程概述

能源是使一个系统能够产生对外部活动的能力，在自然界中可以被人类用来获取各种形式能量的自然资源就是能量资源，简称能源[1]。能源既是重要的经济发展和社会生活的物质前提，又是现实生活中的重要污染来源。目前，我国能源工业主要面临以下几个问题：人均能源拥有量低、储备量低；能源生产和消费结构依然以煤为主；能源资源分布不均匀；能源利用效率低；农村商品能源短缺等[2]。解决好我国环境保护与能源开发利用之间的矛盾问题，是实现我国社会经济可持续发展的重要环节。社会经济可持续发展必须在能源与环境生态的可持续发展基础上才能得到实现，所以在人口高度密集，人均能源相对匮乏，自然生态环境十分脆弱的条件下，如何实现社会经济的可持续发展是我国面临的一项艰巨任务。这就要求我们不仅要改善能源结构，开发新能源及可再生能源，还要应用环境科学的知识，在能源开发和利用过程中，控制污染物的排放，实现绿色生产下的绿色能源[3]。“能源工程”作为本科生公共选修课，主要以地质矿产、物理、化学、土木工程等相关领域的一般知识为基础，系统讲授能源工程的相关理论和基础知识，环境保护和环境工程技术在能源开发中的相关工程技术，从而使大学生能掌握能源利用和制备领域的相关知识，了解改善能源结构、开发新能源及可再生能源等技术途径，掌握在能源开发和利用过程中控制污染物的排放、实现绿色生产下的绿色能源应用等技术政策。通过课程学习，学生可基本掌握能源工程领域的基础知识，了解能源研究领域国内外热点的最新进展，有利于拓宽大学生的知识面以及培养其创新能力。由于本课程主要面向全校二至四年级大学本科生开设，且文科、理科学生均可选修，所以在实际教学过程中发现，部分学生（特别是文科生）对于本课程所需的地质矿产、物理、化学、土木工程等专业背景知识掌握较少，在理解一些专业性强的教学内容时会遇到一些困难。因此，如何将专业性强的教学内容讲生动易懂是激发学生的学习热情与兴趣的关键所在。

二、教学目标

本课程作为南京大学全校本科生的通识课程，紧密结合南京大学“三三制教改”最新要求，一方面贯彻“四个融通”人才培养理念，以基本知识入手，继承、发扬和创新“匡亚明学院人才培养模式”的成功经验，通过综合多媒体、板书、现场参观等多种教学手段，使学生对能源工程与环境保护的基本内容有系统地学习，对能源与环境领域的前沿热点研究问题有所了解。通过课程学习，有利于培养出知识面宽、对能源工程与环境保护都有所了解的复合型人才，培养出具有创新精神、实践能力和国际视野的新能源和可再生能源行业顶尖人才，以满足社会不断发展的需要；通过该课程的建设，有利于继续保持南京大学本科教学的优势和领先地位。

三、教材内容

选择合适的教材，是取得良好教学效果的前提。本门课程选择的教材一方面不能太简单，以避免用“科普常识”替代“通识”教学，要充分展现能源工程相关领域的专业知识及最新科研应用进展；另一方面也要考虑到不同专业（特别是文科专业）学生的需求与理解能力，让他们可以充分掌握课堂所学内容。因此不能简单照搬一两门专业教材，需重新组织编撰本课程的课堂讲义，真正做到深入浅出，将基础知识与国内外最新研究进展有机结合。课堂的讲义内容要解决两个问题：第一，课程所涉及到的地质矿产、物理、化学、土木工程等相关领域的专业知识如何删繁就简，以适应不同专业背景的学生；第二，如何组织编排教学内容以易于学生理解，同时有机穿插介绍国内外能源工程领域的最新研究成果、应用现状及相关产业政策法规，从而调动学生学习的主动性。针对以上问题，我们的措施是：首先，在第一堂课，为同学们介绍本课程的参考阅读书目，通过阅读地质矿产、物理、化学、土木工程等相关领域的基本科普书籍，使有兴趣的同学可以快速掌握相关基础知识；其次，在课堂讲义中添加能源开发过程中的生态环境影响以及环境工程技术在能源利用中的实际应用，并辅助列出相关基础知识点，将基础知识与国内外前言应用有机结合，从而普及能源与环境专业的相关概念和知识；最后讲授新型能源的开发和利用，如风能、核能、生物质能与潮汐能等课程的核心部分，引领学生把环保节能理论贯彻至现代能源工程内容中。

四、教学方式

本课程以课堂理论讲授为主，充分利用现代教学手段，开展以多媒体教学为主、辅以板书示范的课程教学，将科技视频、计算机模拟、现场动画等多媒体内容融入教学设计。围绕学生学习的多样化和个性化需求，本课程有机开展师生讨论、学生小组调研报告等教学活动，充分调动学生的学习积极性，全方位培养学生的学习实践能力、创新意识和国际化视野。本课程所采用的几种促进教学方法有：

1.丰富多样的多媒体教学手段与内容。结合PPT讲义将课堂的重点、难点内容清晰有序地列出，方便学生记录笔记；采用大量的图片、动画生动形象地展示与知识点相关的科学原理、实际工程、仪器设施等，使同学们对能源工程有一定的感性认识；同时播放一定数量的科技视频、计算机模拟现场动画，将国内外最新的研究进展进行充分展示。

2.分组布置研究调研作业。针对能源工程领域的重大科技、应用、政策问题，让学生分组调研汇报，化被动听讲为主动学习；把同学按不同专业背景进行分组，充分发挥学科交叉的优势，促进不同专业同学们之间的学习交流，同时培养其团队合作精神。通过布置研究调研作业，一方面快速培养了学生使用图书馆电子信息资源的能力，特别是现代化方式的终端检索、光盘检索和网络查询等科研基本功，学生基本掌握了从目录、期刊索引和主题索引中查询资料的方法；另一方面，研究调研作业可显著提高学生的文献利用与分析能力。面对海量的电子信息资源，学生在完成研究调研作业过程中，可以学会如何组织管理文献，并对文献的海量信息进行分析与总结。

3.积极开展学生小组调研报告中的师生互动讨论。针对研究调研作业，定期组织学生以PPT形式开展小组调研报告，一方面可锻炼学生制作科研PPT报告的能力，同时还可以强化同学的语言组织、文字表达、口头表述能力。在PPT报告过程中，积极鼓励学生之间进行提问与讨论，极大地锻炼了学生对问题的思考、质疑、提问与解答能力；与此同时，教师适时点评，穿插知识点介绍，展开师生互动讨论，更有助于形成良好的学术讨论氛围。

五、考核方法

为了有效地提高教学效果，避免出现学生轻视上课、考前突击背书复习等不良现象，本课程考核成绩由课堂点名、课堂抽查、课外调研及开卷考试等部分组成。本课程学生学习成绩考核，开卷考试成绩占40%，课堂抽查成绩占30%，课外作业占30%。多种形式综合考核有效地提高了学生参与作业调研与课堂讨论的学习热情，有利于培养学生的学术兴趣。

六、结语

本课程已开设3个学期，选课学生人数由80多人增加到140多人，学生的平均成绩也在逐步提高。在教学过程中发现，课程内容的多样化与教学方式的多媒体化是直接影响学生学习兴趣与课堂教学效果的两大因素。例如，在讲授理论基础知识中，穿插介绍研究领域内的相关最新研究热点问题，可极大提高学生的学习兴趣；播放教学内容相关视频可使学生较容易掌握难懂的专业知识点，显著提高教学效果。

参考文献：

[1]黄素逸.能源概论[M].北京：高等教育出版社，2004.

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二、目前桥梁工程课程学习的现状

1.桥梁工程课程枯燥无味，学生对该课程学习兴致不高。

土木类专业课程的学习特点就是培养学生动手、动脑及分析、应变能力，这些专业课程应着手培养学生的逻辑思维能力，抛开形象思维定式的约束，充分发挥学生的想象力，抓住问题的关键，从而帮助学生更好地认识科学发展的客观规律。在课程的学习中，很多学生反映土木类专业课程之一的桥梁工程课程有着公式繁多、难以理解、逻辑性强、抽象性强等问题，觉得该课程枯燥无味，因此对该课程的学习失去了兴趣。

2.没有掌握好桥梁工程课程的学习方法，课程重修率高。

因为桥梁工程课程的这些特点，而有些同学又没有掌握较好的学习桥梁工程课程的方法，导致了学生对该课程学习的厌怠，相当的学生在课堂上显得积极性不高。2010年学年，笔者从某大学《桥梁工程》课程的到课率调查情况来看，在《桥梁工程》课程的前阶段（本阶段主要讲述桥梁工程的概论，介绍桥梁的发展和建设成就，桥梁的组成等），学生到课率为90%以上；而在课程的中后阶段（本阶段主要讲述桥梁工程各种体系桥梁的构造和计算），学生到课率为75%～85%，明显低于课程前阶段的到课情况。总结原因主要是：学生对于桥梁专业有关于桥梁发展的内容听得懂也感兴趣，而对于桥梁构造及计算的内容感到枯燥无味。因为该部分内容理论相对较深，需要应用到前面的基础知识，如在学习“荷载横向分布系数”计算内容的时候，需要同学们运用到《结构力学》中求影响线的知识，如果影响线绘不出“荷载横向分布系数”是计算不出来的。有的同学听得一知半解，又不及时对上课内容进行课后消化，不懂的知识越积越多，索性就对《桥梁工程》课程失去了信心，便萌发了“与其坐在课堂上听‘天书’，不如出去干其他事”的想法，使得到课率产生了下滑。这种情况也导致了相当一部分同学对桥梁工程课程学习不足，课程重修率较高。从2009—2011年桥梁工程专业学生的《桥梁工程》考试（考试内容为包含大部分教学重点的中等难度的闭卷考试试题）成绩分析可知，三年里面年均重修率＞15%，考试成绩＞80分以上的比率＜15%，这些数据也证实了这一点。

三、实践与探讨

1.加强基础理论学习，夯实专业基础。

专业课涵盖内容广泛，需有一定的基础课作为基础，而桥梁工程以《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》、《结构设计原理》等基础课程为基础，因此学好这些基础课程是学好《桥梁工程》的前提。学习要脚踏实地、一步一个脚印，不能操之过急。一些刚进大学的新生，还没开专业课，就急于去学习《桥梁工程》课程，结果看不懂也是正常的。如在学习梁桥构造的时候，主梁的构造及配筋为什么是这样一个原则或这样的规律，这是与《材料力学》和《结构设计原理》的知识相关的，如果没有这些基础知识做铺垫就不能真正掌握梁桥主梁构造及配筋的原理。

2.着力提升《桥梁工程》课堂教学质量。

桥梁工程课程的课堂教学是“启发式”教育，讲授桥梁工程有关的理论知识。因此，老师的讲课方法固然重要，学生还应在课堂上记住老师讲课的思路、重点、难点、方法和主要结论，对要点、难点和因果关系要作课堂笔记。教师的言传身教对培养学生的学习积极性起着相当重要的作用，有经验的老师在课堂上会引入一些自己参与的工程实例，通过PPT的形式把工程照片放映出来，增强学生们的感性认识，然后引发学生们去思考和讨论，加深他们对概念的理解和认识。由于专业的特点，目前相当多的桥梁工程教材对于桥梁知识的描述不是很生动，激发不了同学们的学习兴趣，笔者曾经思考能否将桥梁工程课堂教学与桥梁实习结合起来，穿行讲解，有助于提高讲课的效率和学生们的学习兴趣。但由于学校附近符合实习要求的场地不多（太远了又涉及到时间和交通等问题），而且现在学生人数较多，实习难度加大。因此，采用此方法来进行教学有一定的难度，如何解决这些困难从而找到一条合适的教学途径值得我们进一步探讨。

3.充分利用桥梁实习，加强理论联系实际的能力。

工地实习是理论联系实际的宝贵时机，观察施工现场、学习施工组织、了解施工程序、观摩施工过程，向工人和工程技术人员请教可以学到课堂上学不到的知识和技能。高校的教学大纲里要求桥梁工程专业的学生要进行为期一个月（4周）的生产实习和两周的毕业实习，目的也是让同学们通过现场工程技术人员讲解、现场参观并参加生产工艺活动，掌握桥梁工程课程所学知识；增强理论联系实际的观念和培养解决实际问题的能力；了解桥梁的设计和施工，即各种桥梁的设计特点、构造形式、施工方法、施工组织、监理过程等方面的实用知识。有不少的同学通过在实习中对桥梁的感性认识，与课本知识很好地结合起来，大大加深了对专业知识的理解。记得实习中有一位2009届的学生在预制梁厂里仔细观看了主梁的配筋和浇注过程后，真正理解了《桥梁工程》课本上枯燥的文字叙述，说明了理论联系实践后产生的微妙作用。一位做了某桥梁公司技术总工的校友在一次讲座上曾经感慨的说道“：桥梁实习解答了我在桥梁工程专业知识上的很多疑惑，使我真正把课本的知识与实际工程第一次联系起来，加深了我对桥梁专业知识的认识，感觉好极了。”可见，充分利用桥梁实习课程的时间来掌握专业知识是多么的宝贵，能否成为桥梁工程方面的优秀人才，工地实践尤为重要。

4.做好课程设计与毕业设计，训练学生的专业综合能力。

桥梁工程专业教学中安排有大量的课程设计，如“悬链线拱桥的设计”、“钢筋混凝土T梁设计”等，还有长达12周的毕业设计，目的都是训练学生综合运用所学知识解决问题的能力。特别是桥梁工程的毕业设计，要求学生们按照指导书的要求，根据实际情况独立地进行桥梁设计，这就要求学生要在设计中能综合运用所学课程，要有一定的分析问题和解决问题的独立工作能力，要掌握计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术及计算机辅助设计计算等基本技能，掌握大、中型桥梁的设计原则、设计方法、步骤和正确的设计成果表达方式，熟悉国家制图规范和标准设计图集的运用等。如果一个学生能按照指导书的要求完成桥梁工程毕业设计的任务，这对于提高他的桥梁工程专业知识将大有帮助。笔者在毕业设计中曾经指导过一个学生，该生由于桥梁专业知识掌握不好《桥梁工程》考试没有及格，最头疼的是该生准备要进行毕业设计，然而专业知识的匮乏成为了他巨大的拦路石。其实该生的基础知识并不差，《桥梁工程》课程没有学好是因为没有掌握正确的学习方法，在笔者的指导和鼓励下，该生在毕业设计中一步一个脚印，扎扎实实地学习桥梁工程专业知识并运用到设计中，一边设计一边学习，专业知识的掌握得到了大大的提高，并以高分顺利通过了《桥梁工程》补考，同时也较好地完成了毕业设计。可见，做好毕业设计对于学好桥梁工程知识起到了良好的补充和促进作用。

5.重视实验课程的教学。

实验教学的目的是验证、弄懂技术原理，掌握用实验方法解决实际问题的手段。桥梁工程的教学课本上，有一章书的内容是“混凝土简支梁桥的计算”，里面有一个内容是计算“荷载横向分布系数”，这也是简支梁桥计算的一个重点和难点，要顺利地进行计算必须先要理解荷载横向分布的原理，相当一部分学生在学习中对于原理的理解一知半解。针对于这种情况，我们在教学内容中增加了“验证荷载横向分布系数计算方法”的实验，在实验中学生可以通过加载测试的方法测出结构的实际受力情况，然后与理论计算进行比较从而验证计算方法的正确性。通过这个实验，学生对于荷载横向分布的原理更加理解，真正掌握了“荷载横向分布系数”的计算方法。因此，实验课对于桥梁工程课程知识的学习起到了很好的辅助作用。

6.积极参与课外学习与设计竞赛。

课堂学习侧重的是专业和基本的理论和方法，在校期间不能满足于教材的学习，要多渠道获取知识和信息、拓宽知识面和专业视野。课外学习是对桥梁工程课程的一个有益补充，一是可以通过到图书馆借阅老师推荐的相关参考书，了解本专业国内外的科技发展水平和最新科技动态；二是可以通过经常登录土木类网站、论坛，了解本专业的行业动态和政策法规。三是学习国家标准、规范、规程，这是土木工程的行业准则和工作依据，这样既能巩固在校的学习效果又可以提高工作后的实战能力。同时，要积极参加与桥梁工程专业相关的一些竞赛，提高自身的动手动脑能力。很多高校的土木工程专业都组织了“桥梁模型设计大赛”这一项活动，这个活动要求学生们通过自己学习到的桥梁专业知识，按照要求的材料（如纸、木材等）制作出一定比例的桥梁模型，谁制作的模型在相同质量下承载力最大就获胜。这个活动激发了学生对于桥梁结构的研究：到底怎么制作的模型承载力最大？怎么制作的模型质量小一点？怎么制作模型更加优美？并通过自己对专业知识的理解，制造出符合要求的各种桥梁模型。同时，在比赛中通过加载试验学生们可以直观地了解到模型的实际受力能力，并与理论计算的比较，加深了他们对桥梁结构的理解。笔者曾经参加过几次长沙理工大学土木与建筑学院举行的“桥梁模型设计大赛”，在比赛中学生们充分发挥了自身的创造性，参加比赛的各种桥梁模型千姿百态，汇集了学生们的巨大心血，从他们在一次一次加载过程中的欢呼声中笔者感受到了学生们对活动的积极性和热爱性。这说明活动的开展无疑是成功的。在活动中，学生们的动手能力和创造能力得以发挥，更加激发了他们对专业的热爱，极大地促进了他们对桥梁工程知识的掌握。

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合作学习的教育学观念是苏联著名教育革新家阿莫纳什维利和雷先科娃最先提出的，目的是让学生乐意学习，乐意参与到师生共同构建的教学过程中。小组学习，又称小组合作学习，是指在课堂授课的背景下，在按照某一标准将学生班级划分为若干合作学习小组的基础上，通过各种方式充分调动学生的学习积极性和主动性，从而有效提高教学效果的方式。中国高校的思想政治理论课（以下简称思政课）教学普遍采取以教师为中心、学生被动接受的个人独立完成学习的传统教学模式。在多年的思政课教学中，笔者对小组学习的意义、划分原则、效果测评及过程调控等问题，有一些初步思索，且在2014年提交的基本原理概论课程小组合作学习模式设计与实践的研究申请获得学校教学改革立项。以此为契机，对这一问题有了更多的探索与思考。

1小组合作学习的必要性

1．1调动学习积极性，增强课程吸引力在学习过程中，学生的有效参与度除了与自己的兴趣有关外，还与自己被群体其他成员的重视程度紧密相关。高校思政课教学一般以教师课堂授课为主，近百人的大班授课，教师和学生间直接沟通和交流不多，教师很难关注到每位学生，很难给每位学生表现自我的机会。而在小组合作学习过程中，情况就大不同了———学生处在一个比课堂更小的集体内，每位学生都在群体成员的关注之下，都有自己的发言机会，都须为集体做点什么。为了出色完成在小组合作学习中的任务，而不至于因自己的原因给所在小组丢分，进一步赢得小组其他同学对自己的认可与称赞，每个人都要认真收集、整理资料，积极参加到小组的各项活动中来，这在很大程度上增强了学生的角色意识，增加了课程对学生的吸引力和感染力［1］。

1．2锻炼学生多种能力，培养学生团队协作精神在小组合作学习过程中，学生对问题的关注能力、收集整理资料的能力、处理信息能力、与人沟通合作的能力等均能得到较大程度的提高。在共同参与的过程中，学生需要了解同伴的个性，学会交流、协作，彼此尊重、理解和宽容，在倾听和说服他人的过程中，和睦相处地开展研究学习，这也是学生之间的思想碰撞和情感交流过程。在小组合作学习的过程中，依靠小组成员的集体智慧和分工协作，共同探讨研究，成员之间互教互学、相互合作。这时，协作既是学习的手段，也是学习的目的，通过协作学习和研究，学生可以取长补短，增强团结协作的团队精神、提高合作共事的能力，达到共同进步的目的。在小组活动中，小组成员是一个密不可分的整体，可以让学生充分地体验合作，体现团队的力量。

1．3符合思政课性质，培养学生创新意识目前的大学生大多属于90后，他们主体意识强，思维活跃且参与意识强。高校思政课是对学生进行理论教育和党的路线方针政策宣传的主渠道之一，做的是人的思想政治工作，具有很强的意识形态属性。为了上好思政课，教师必须想方设法调动学生的积极性，在小组合作学习中，学生是主体，从“要我学”到“我要学”，在学习过程中他们减轻了压力，增强了自信，增加了自我表现和动手实践的机会，激发了发展动力，敢于质疑问难、大胆创新，从而培养了探索精神、创新精神和实践能力［3］。特别是在目前大班授课、教学内容丰富而课内学时又相对不足的情况下，组织学生开展小组学习，将课堂内外教学结合起来，既发挥了学生个性，又实现小组成员的全面进步，更有助于教学任务的完成和教学效果的提高。

2小组合作学习在思政课教学中的模式设计

在课堂教学中如何发挥学习小组的作用是一个值得思考的重要问题，通过丰富多彩的小组活动并对其进行有效的管理和考评，使之更好地完成教学目标。

2．1学习小组的划分按照一定原则，对授课班级进行科学合理的小组划分，是有效开展小组学习的前提之一。目前高校的思政课除个别课堂由1个自然班，四五十人组成外，一般由2～3个自然班甚至更多班组成，大多为一百人左右的大课堂，在划分时应注意以下几点。

1）以自然班为单位划分学习小组，每组5～8人。以自然班为单位进行小组划分，是因为这部分学生无论是在平常上课方面，还是在食宿生活方面，都相对集中，彼此了解得更多一些，开展小组学习活动也更方便一些。5～8人的小组不至于小组数量过多，方便教师对小组活动的指导；小组人数也不要太多，避免有些学生的“搭便车”行为，以及在学习过程中会产生不公平的问题。

2）小组成员的男女性别比例大致相等。一般情况下，应尽可能地使不同小组间男女生人数相等或相近，具体情况可根据活动内容等因素来处理。

3）通过抓阄等方式来决定学生的小组归属。分组建议由班长牵头，每个自然班内学生的小组归属可以通过抓阄等随机的方式来确定，这样做比较公平，学生也比较认可，或根据学生各自的兴趣和爱好来自由组合，或由教师根据组织能力、学习能力、学习成绩和思维活跃程度等综合考虑来分配。以上三种方法可以根据实际情况任选一种，考虑到男女生比例，抓阄时可以男女生分开抓，如果是自由组合或由教师来分组，也要考虑每组男女生人数，采用哪种方法最好能征得多数学生的同意。

4）民主推荐组长，明确组员责任和分工。小组成员通过民主方式推荐一名学生担任本组组长，组长既是小组活动的具体组织者，也是教师的助手和联络员，组织和管理小组成员的学习情况，同时还选出记录员、资料员和发言人。此外，小组成员的分工要有变化，可采取轮换制，以便培养学生多方面的能力［4］。

2．2小组学习内容的确定根据课程内容、时政热点和学生专业特点来确定小组学习的内容、方式和要求，是有效开展小组学习的重要前提之一。确定小组学习的内容，应做好以下几项工作。

1）重构教学内容。为了使小组学习行之有效，需要实现从教材体系向教学体系的转变，搞清楚哪些内容是需要教师直接在课内精讲的，哪些内容是需要学生首先在课外自学，然后由教师选择在课堂内略讲或精讲的，哪些是在教师的指导下交给学习小组独立完成的，等等。

2）结合时事热点。基本原理概论作为思政课之一，要解决的是学生的思想认识问题。要搞好课堂教学，需搞清楚学生关注的问题，或引导学生关注时事热点。教学内容的设计和小组学习内容的组织，除了教材内容外，需把握近年来的一系列时事热点，使学生把所学理论知识应用到实践中去。3）把握学生专业特点。对综合性学校来说，不同专业的学生，既有共同点，也存在差异。学习小组的设计、教学内容的重构和小组学习内容的安排，既要考虑课程需要和不同专业学生的共同点，也应考虑不同专业学生的需求差异。在组织教学、指导学生小组学习时，结合学生的专业，易于激发他们的学习兴趣。以上三点，需综合考虑，不能彼此割裂开来。在此基础上，制订出每堂课的教学计划和学生活动方案。学习小组活动的设计一方面要考虑活动的必要性，另一方面必须考虑活动的可行性。

2．3小组学习的调整和考评学习小组的划分、活动内容的安排，最好在开学后两周内完成。对学习小组活动的开展情况进行必要的监控和调整，采取合理有效的考核方式，是保证小组学习活动顺利和有效开展的又一重要条件。

1）对小组学习活动的调整。教学计划与活动方案在学期开始前制订，在学期开始初向学生公布，因而难免有不合理之处；在学习小组的划分、组长人选的确定方面，也难免存在需要调整的地方。各小组活动的开展情况如何，也需要及时关注，加强引导。在整个学期的小组活动中，教师根据具体情况及其变化对小组学习进行一定监控或调整是不可缺少的。

2）对小组学习情况的考评。考评方式与考评要求对学生学习来说，是一根重要的指挥棒。考评过程中要在关注学生团队展示效果的同时，兼顾每个学生在团队中的奉献精神与工作强度，坚持公平、公正和公开的原则，采用小组整体的评价指标和对组员个人的评价指标相结合的办法［5］。除了学生期末考试成绩占一定的比重外，采用适当的考核方式对组织好小组合作学习具有非常重要的导向作用。

3小组合作学习的教学实践举例

2013—2014学年第二学期，是以基本原理概论小组学习模式设计与实践为题的教学改革的第一个学期。该学期笔者承担了基本原理概论一个大班的授课任务，由化学工程与工艺121班、土木工程121班、土木工程122班3个自然班的99名学生组成，每次3学时，每周1次课，共48学时。课程的第一堂课即提出学习小组的组建要求，组建的原则是以自由组合为主，自行推选组长，根据组员的不同能力进行分工，于第二次课报上学习小组的名单和分工，对组成的17个学习小组的学习任务作布置，并就考评方式作原则要求。该学期小组学习主要包括以下三方面的内容。

1）人物认知。2014年是中日爆发150周年。小组学习的主要内容围绕中日爆发150周年设计，给学生提供历史人物名单，供各学习小组抓阄选择。各小组的准备时间为4周，要求各组制作出PPT，自第5周开始，每次课安排2个小组讲解，每组的讲解时间为5分钟，使学生每周都会有所期待，同时也避免了课堂的单调性。讲解阶段，每组推出一名评委，对本组以外的其他各组打分；各组满分为20分，16位评委的平均分为该小组成员个人得分。各组每次活动由组长负责考勤，考勤表在该组发言时提交；对缺勤学生扣除相应的分数，每次扣分＝小组成员个人得分／活动次数。

2）指导学生开展社会实践调查活动。开展以实践性、自主性、创造性等为主要特征的活动，引导学生综合运用所学知识，培养正确的政治思想及良好的道德情操和体验社会生活，达到使学生“受教育、长才干、作贡献”的目的［6］。具体形式可灵活多样，如带学生参观纪念馆、博物馆，或到具有典型意义的企业、社区等进行实地考察，撰写心得体会或调研报告，或在清明节前，要求学生以小组为单位利用课余或周末时间瞻仰云居山革命烈士纪念馆。各组活动结束后提交一份300字左右的总结，包括活动时间、地点、应到人员、实到人员，实到人员的合影和心得等，该项活动满分10分，没有参加活动的学生不得分，以照片为证。

3）经典文献阅读。各组在组长的带领下研读与所学课程相关经典文献，每人写出不少于1500字的读书笔记或心得体会，并且应集中观看2部及以上的红。以上任务统一布置，各小组自行安排，要求各组活动结束时，提供能够充分证明活动情况的照片和书面总结，满分10分；并以小组为单位集体完成“党的基础知识竞赛”试卷，满分10分。两项得分之和为该组个人该项活动得分。小组组织的每次活动，由组长负责考勤；对缺勤的学生扣除相应的分数，每次扣分＝小组成员个人得分／活动次数。除上述50分外，对小组学习情况的考核还增加了小组学习个人贡献分。增设这10分，主要是因为在以上三项活动中，对学生个人而言，仅对出勤率作了要求，而未把其他表现列入其中，这也是捆绑式成绩评价的弊端。为避免有些学生“搭便车”，小组学习个人贡献成绩由组长及小组推出的2名学生“背对背”划出。其中，资料收集整理情况4分，小组活动发言情况4分，组织活动或代表发言等其他方面2分。综上所述，该学期学生小组学习考核总成绩为60分，课堂考勤20分，随堂作业20分，合计100分，作为学生平时成绩，按学生平时所得成绩的40％计入总分。其中课堂考勤以小组为单位，在教师抽点过程中，如有小组成员迟到或未到，都将扣掉小组所有成员的考勤分。此办法一出，大大加强了小组成员间的团结。在该学期的教学过程中，为了保证小组学习活动的顺利开展，除了在课间了解相关情况并及时予以整体调控以外，还先后召开过两次组长会议，对各组活动的具体开展情况进行交流和指导。

4结语

课堂教学目前仍是基本原理概论课教育的主要途径，小组合作学习作为一种新型的教学组织形式，在课堂内外教学中组织学生开展小组学习有其必要性。通过小组学习的教学模式设计，活动形式灵活多样，内容丰富多彩。笔者经过一学期的学习小组教学实践，探索了在实践中结合教学设计的原理提高该课的课堂参与度，实现了课内教学与课外教学的结合，教师讲授与学生自主学习的结合，平时考核与期末考核相结合，进一步了解学生的学习状况，激发学生的学习热情，提高学生课堂参与度，加深课堂知识，增进学生对党的感情和中国化理论成果的认识，深化对实践社会主义核心价值观的理解，高质量地完成了各项教学任务。教师对教学的改革和探索，对教学有效性的追求是永无止境的，唯愿通过不断努力，提高思政课课堂参与度，使教学效果越来越好，变成真正受学生欢迎的课程。

参考文献：

［1］周向军．高校思想政治理论课教学方法探索［M］．济南：山东大学出版社，2012：168．

［2］姚小玲教学技能与方法工作室．思想政治理论课教学方法改革的理论研究与实践探索［M］．北京：航天工业出版社，2014：93．

［3］李文杰．发挥学习小组在思想政治理论课教学中的作用［J］．中国林业教育，2010，28（1）：63．

［4］赵安民，牛艳娜．学习型研究生学习小组的学习与研究：以思想政治教育专业研究生的学研活动为例［J］．社科纵横，2011，26（6）：157．

篇6

2、注意自身人身及财产安全；

3、认真做好现场及讲座笔记，现场参观要不耻下问；

4、遵守现场相关规章制度，关心他人及自身安全；

5、注意自己的言行，行为要得体；

6、有异常情况时，要及时通知带队老师；7、实习结束后，登记返程目的地，保证全程安全。

第一部分 隧道与地下工程

第一节 概述

隧道和地下工程随着我国经济和人民生活水平的提高而进一步发展和推广。隧道和地下工程已经是解决我国交通和工业的和很有前景的一门科学。

隧道是一种地下工程结构物，通常是指修筑在地下或山体内部，两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线通过的通道。隧道一般包括交通运输方面的铁路、公路、航运和人行隧道；城市地下铁路和海底、水底隧道；军事工程方面的各种国防坑道；水利发电工程方面的各种水工隧道或隧洞等。

隧道工程是指从事研究和建造各种隧道的规划、勘测、设计、施工和养护的一门应用科学和工程技术，它是土木工程的一个分支。

目前，大部分隧道的设置以交通运输为主要目的，穿越山岭、河流、港湾等障碍，修建地下铁道，缩短交通线路，改善线形，可提到车辆行驶速度，以获得良好的经济效益和社会效益。除此之外，在水电工程中设置各类水工隧道可实现引水、排水、通风等目的；在市政工程中，设置各类公共隧道可实现污水排放、管线铺设等目的。隧道的这些功能，决定了其一般在长度方向上有较大的尺寸，多数长度为几千米道几十千米，有的甚至更长。而横断面的尺寸则相对较小，一般仅几米到几十米。断面较小的隧道，一般不作为交通设施，仅用于污水排放和水、气管道、电缆、通讯线路等敷设用途，这些通道常常也被称为隧硐、导沟、管沟等。断面较大、长度较短的隧道所形成的地下空间，一般有其专用功能，如作为地下变电站、地下停车场、地下仓库、地下广场等。

隧道之所以在近几年迅猛的发展，是因为它有独特的优点：

首先，利用隧道可以实现各种运输线路直线等穿越山岭而不必盘山绕岭。

其次，隧道还可以改善线路中的车辆运行情况和提高线路的运行能力。

其三，隧道是一项隐蔽在地下、水下或山体内部的重要结构。

其四，隧道在具有以上功能的同时，还存在有另一重要特点就是它不占据地面空间，这等于无形中增加了城市的有效面积，对于人口拥挤、道路集、交通繁忙的城市来说，无疑是十分重要的。

最后，城市地下隧道的兴起，也带动了整个城市地下工程的发展。

隧道是地下工程的一种，而矿井和巷道同样是地下工程的重要组成部分。矿井的建设和施工比隧道更困难，因为它位于较深的地下，地质条件更复杂和施工技术不完善！

我们这次实习，主要是焦晋高速隧道工程。

第二节 隧道工程我们这次实习地点是焦晋高速的隧道工程，特别是牛郎河隧道，它是焦晋隧道中工程量最大，地质条件最复杂，施工最困难的最长的隧道。共16页，当前第1页12345678910111213141516

1、焦晋高速

1.1、概况

焦作至晋城高速公路（焦作境），是经国家计委批准立项的河南省重点工程，也是国内第一条由地、市级公路局自筹资金、自行建设、自主管理的跨省高速公路。焦晋高速（焦作境）穿梭在太行山崇山峻岭之中，悬挂于县崖峭壁之上，地质条件复杂，施工场地狭小，施工难度前所未有。去年年底全线通车的河南焦作至晋城高速公路，由于采用了多项诸如煤炭采空区注浆加固等先进技术，使这条穿越太行山的高速公路成为国内先进筑路技术的实验示范基地。

焦作至晋城高速公路（焦作至省界段）虽然只有短短的17.036公里，但因穿越太行山，地形复杂，地质条件十分恶劣，全线从起点到终点总落差达566米，有大中型桥梁22座，隧道7座，并有多处穿越孤峰的桥隧工程，施工难度极大。具体表现为桥墩高、挡墙高，其中最高的桥墩达83米，有“河南第一墩”之称；最高的挡墙高达30米，接近工程规范极限，技术要求极高。省界至晋城段有隧道10座，其中牛郎河隧道是焦晋高速最长的隧道，约为3900米。

1.2、成果

为了优质完成工程建设，工程业主单位———焦作市公路局在设计过程中，先后采取了红外遥感、卫星导航摄像技术对地质构造、岩石进行科学分析，并普遍采用计算机辅助设计线路、桥隧、挡墙，使所有工程设计都达到了科学化和标准化。开工以后，工程指挥部相继聘请了省内外8名筑路工程专家成立了工程技术专家组，针对工程建设中出现的技术难题，定期召开科研论证例会进行技术攻关。

在治理大面积煤矿采空区时，工程施工单位在有关专家的帮助下，采用最先进的钻孔注浆施工方法实施治理，共钻孔912个，注浆近12万立方米，从根本上解决了采空区地表不规则沉降这一难题。其他如桥梁高墩滑模顶升、隧道浅埋偏压和膨胀土路基处理等高新技术的相继采用，使该工程的各分项工程合格率达到100％，优良率达到90％。

2、牛郎河隧道

2.1、概况

牛郎河隧道进口位于张庄河附近,出口位于牛郎河村,属越岭特长隧道,为双线、双洞、双车道、双侧电缆槽和排水沟的隧道。其中左线起讫里程lk26+415～lk30+370,全长3955m;右线里程rk26+405～rk30+300,全长3895m。

牛郎河隧道地处太行山中低山区,海拔高度介于724m～1046m之间,隧址区地形起伏较大。地势陡峭,相对高差320m。隧道最大埋深280m。区内沟谷发育,多呈“u”及“v”型谷。

2.2、工程地质条件

隧道进口隧址区主要穿越中奥陶统上马家沟组第三岩性段中厚层灰岩及第四薄层泥灰岩,岩层产状平缓,近于水平。地表覆盖薄层第四系残坡积地层。进口80m属ⅲ类围岩,薄泥层灰岩,强～弱风化,硬质岩组。发育两组节理,岩体较破碎,呈碎石状镶嵌结构,围岩稳定性差。中间ⅳ围岩,中厚层灰岩,微风化～新鲜岩石,硬质岩组, 单斜构造,产状平缓。受构造影响较重,节理较发育,呈x型张性节理,节理走向分别5°～7°和290°,节理宽度约1～1.5cm,贯通性良好,由黄粘土残积物充填,层间结合性差。岩体呈块碎石状镶嵌结构块状砌体结构,围岩稳定性一般。地下水主要为岩溶水和基岩裂隙水,呈滴水状或涌水状。

2.3、施工概况

根据隧址区地形、地貌及地质条件，两端接线工程量和隧道照明的需求，隧道进、出口段平面线形分别设置为半径r-2500m、r-1500m的不设超高的平曲线，洞身段均为直线，主要是考虑减少隧道长度和有利于通风而为之。左洞纵坡为-1.90%的单坡，右洞纵坡为-2.654%和-1.89%的合成坡。依救援逃逸的需求，隧道内布设车行横洞3道、人行横洞3道。另外，左、右洞内各设置4处应急停车带。牛郎河隧道采用分离式断面，两洞净间距约30m，其建筑限界为：净宽9.75m(0.75+0.25+0.50+3.75×2+0.50+0.25)，净高5m。洞内设单侧检修道，高0.40m，隧道内轮廓为单心圆。应急停车带处的内轮廓为三心圆。除明洞外，隧道衬砌结构系按natm原理，采用以柔性支护体系为主要受力结构的复合式衬砌，即以喷、锚、网、格栅或型钢钢架等为初期支护，模筑混凝土或模筑钢筋混凝土为二次衬砌，并在两者之间敷设防水板。这种支护方式既能充分维护和利用围岩的自承能力，减薄衬砌厚度，又便于机械化快速施工有利于保证施工安全和工程质量。隧道内设置有电光照明、全射流风机纵向式通风、消防、监控通讯以及配套的养管设施。

牛郎河隧道采用分离式、双洞、双车道布置,两洞净距30m。隧道净宽9.75m,净高6.8m。隧道内轮廊为r=527cm单心圆。本标段左、右线各设紧急停车带两处,行车方向右侧加宽2.5m,净宽12.25m,内轮廊为三心圆。车行横洞、人行横洞各两处,洞门为端墙式。隧道以柔性支护体系结构的复合式衬砌为主要受力结构,即以喷锚,钢筋网,钢格栅支撑、喷25#防水混凝土为初期支护,模注混凝土为二次支护,并敷设防水层防水;路面为25cm厚35#混凝土,上铺7cm沥青混凝土作为上路面。隧道采用新奥法施工技术,利用大型配套施工机械施工作业生产线。ⅲ类围岩采用上半断面开挖法作业,ⅳ围岩采用全断面光面爆破法开挖,洞口段采用上半断面弧形导坑开挖先拱后墙法施工,并且打入间距为50cm、长度为5m锚杆三排;明洞采用明挖方法施工。不良地质采用短循环、弱爆破、超前锚杆、强支撑方法。ⅲ类围岩开挖循环进尺1.5m～2.0m,ⅳ类围岩循环进尺2.5m～3.0m。装碴运输采用无轨装碴,无轨运输方案。二次衬砌采用自行全液压整体模板台车施工方案。共16页，当前第2页12345678910111213141516

2.4、新奥法施工新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称简, 原 文 是 new austrian tunnelling method 简称 natm , 新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹 (l. v. rabcew icz) 教授于 50 年代提出的, 它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础, 将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法,经过一些国家的许多实践和理论研究, 于60年代取得专利权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速发展, 已成为现代隧道工程新技术标志之一。六十年代natm 被介绍到我国, 七十年代末八十年代初得到迅速发展。至今,可以说在所有重点难点的地下工程中都离不开natm。新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。

2.4.1、新奥法施工特点

一、及时性

新奥法施工采用喷锚支护为主要手段，可以最大限度地紧跟开挖作业面施工，因此可以利用开挖施工面的时空效应，以限制支护前的变形发展，阻止围岩进入松动的状态，在必要的情况下可以进行超前支护，加之喷射混凝土的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性和有效性。

在巷道爆破后立即施工以喷射混凝土支护能有效地制止岩层变形的发展，并控制应力降低区的伸展而减轻支护的承载，增强了岩层的稳定性。

二、封闭性

由于喷锚支护能及时施工，而且是全面密粘的支护，因此能及时有效地防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落，制止膨胀岩体的潮解和膨胀，保护原有岩体强度。

巷道开挖后，围岩由于爆破作用产生新的裂缝，加上原有地质构造上的裂缝，随时都有可能产生变形或塌落。当喷射混凝土支护以较高的速度射向岩面，很好的充填围岩的裂隙，节理和凹穴，大大提高了围岩的强度。（提高围岩的粘聚力c和内摩擦角）。同时喷锚支护起到了封闭围岩的作用，隔绝了水和空气同岩层的接触，使裂隙充填物不致软化、解体而使裂隙张开，导致围岩失去稳定。

三、粘结性

喷锚支护同围岩能全面粘结，这种粘结作用可以产生三种作用：

① 联锁作用，即将被裂隙分割的岩块粘结在一起若围岩的某块危岩活石发生滑移坠落，则引起临近岩块的联锁反应，相继丧失稳定，从而造成较大范围的冒顶或片帮。开巷后如能及时进行喷锚支护，喷锚支护的粘结力和抗剪强度是可以抵抗围岩的局部破坏，防止个别威岩活石滑移和坠落，从而保持围岩的稳定性。

②复和作用，即围岩与支护构成一个复合体（受力体系）共同支护围岩。喷锚支护可以提高围岩的稳定性和自身的支撑能力，同时与围岩形成了一个共同工作的力学系统，具有把岩石荷载转化为岩石承载结构的作用，从根本上改变了支架消极承担的弱点。

③增加作用。开巷后及时继进行喷锚支护，一方面将围岩表面的凹凸不平处填平，消除因岩面不评引起的应力集中现象，避免过大的应力集中所造成的围岩破坏；另一方面，使巷道周边围岩由双方向受力状态，提高了围岩的粘结力c和内摩擦角，也就是提高了围岩的强度。

四、柔性

喷锚支护属于柔性薄性支护，能够和围岩紧粘在一起共同作用，由于喷锚支护具有一定柔性，可以和围岩共同产生变形，在围岩中形成一定范围的非弹性变形区，并能有效控制允许围岩塑性区有适度的发展，使围岩的自承能力得以充分发挥。另一方面，喷锚支护在与围岩共同变形中受到压缩，对围岩产生越来越大的支护反力，能够抑制围岩产生过大变形，防止围岩发生松动破坏。

2.4.2、新奥法理论要点及施工要点

一、新奥法与传统施工方法的区别：传统方法认为巷道围岩是一种荷载，应用厚壁混凝土加以支护松动围岩。而新奥法认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构（以喷射混凝土、锚杆为主要手段）并使围岩与支护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而不致松动破坏。

新奥法将围岩视为巷道承载构件的一部分，因此，施工时应尽可能全断面掘进，以减少巷道周边围岩应力的扰动，并采用光面爆破、微差爆破等措施。减少对围岩的震动，以保全其整体性。同时注意巷道表面尽可能平滑，避免局部应力集中。共16页，当前第3页12345678910111213141516

新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩-支护系统，保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。

二、保护巷道围岩自身的承载能力

新奥法施工在巷道开挖后采取了一系列综合性措施：构筑防水层、围岩巷道排水；选择合理的断面形状尺寸；给支护留变形余量；开巷后及时做好支护、封闭围岩等，都是为保护巷道围岩的自身承载能力，使围岩的扰动影响控制在最小范围内，并加固围岩，提高围筵强度。使其与人工支护结构共同承受巷道压力。

三、允许围岩有一定量的变形，以利于发挥围岩的固有强度。同时巷道的支护结构，也应具有预定的可缩量，以缓和巷道压力。

围岩的变形是控制在一定范围内的，必须避免围岩变形过大，从而导致围岩强度的削弱以致引起垮落、失稳。支护结构具有一定的变形量，允许巷道围岩产生一定的变形，以缓和来自巷道的巨大压力，更进一步减轻支护荷载。

2.4.3、新奥法的主要支护手段与施工顺序

新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段，因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩有一定的协调变形，而不使支护结构承受过大的压力。

施工顺序可以概括为：开挖一次支护二次支护。

一、开挖

开挖作业的内容依次包括：钻孔、装药、爆破、通风、出渣等。开挖作业与一次支护作业同时交叉进行，为保护围岩的自身支撑能力，第一次支护工作应尽快进行。为了冲分利用围岩的自身支撑能力开挖应采用灌面爆破（控制爆破）或机械开挖，并尽量采用全断面开挖，地质条件较差时可以采用分块多次开挖。一次开挖长度应根据岩质条件和开挖方式确定。岩质条件好时，长度可大一些，岩质条件差时长度可小一些，在同等岩质条件下，分块多次开挖长度可大一些，全断面开挖长度就要小一些。一般在中硬岩中长度约为2-2.5米，在膨胀性地层中大约为0.8-1.米。

二、第一次支护作业包括：一次喷射混凝土、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土在巷道开挖后，应尽快地喷一层薄层混凝土（3-5mm），为争取时间在较松散的围岩掘进中第一次支护作业是在开挖的渣堆上进行的，待把未被渣堆覆盖的开挖面的一次喷射混凝土完成后再出渣。

按一定系统布置锚杆，加固深度围岩，在围岩内形成承载拱，由喷层、锚杆及岩面承载拱构成外拱，起临时支护作用，同时又是永久支护的一部分。复喷后应达到设计厚度（一般为10-15mm）,并要求将锚杆、金属网、钢拱架等覆裹在喷射混凝土内。

完成第一次支护的时间非常重要，一般情况应在开挖后围岩自稳时间的二分之一时间内完成。目前的施工经验是松散围岩应在爆破后三小时内完成，主要由施工条件决定。

在地质条件非常差的破碎带或膨胀性地层（如风华花岗岩）中开挖巷道，为了延长围岩的自稳时间，为了给一次支护争取时间，安全的作业，需要在开挖工作面的前方围岩进行超前支护（预支护），然后再开挖。

在安装锚杆的同时，在围岩和支护中埋设仪器或测点，进行围岩位移和应力的现场测量：依据测量得到的信息来了解围岩的动态，以及支护抗力与围岩的相适应程度。

一次支护后，在围岩变形趋于稳定时，进行第二次支护和封底，即永久性的支护（或是补喷射混凝土，或是浇注混凝土内拱），起到提高安全度和整个支护承载能力增强的作用，而此支护时机可以由监测结果得到。

对于底板不稳，底鼓变形严重，必然牵动侧墙及顶部支护不稳，所以应尽快封底，形成封闭式的支护，以谋求围岩的稳定。

2.4.4、新奥法适用范围

① 具有较长自稳时间的中等岩体；

② 弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩；

③ 强风化的岩石；

④ 刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩；

⑤ 坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土；

⑥ 微裂隙的，但很少粘土的岩体；

⑦ 在很高的初应力场条件下，坚硬的和可变坚硬的岩石；在下述条件下应用新奥法必须与一些辅助方法相配合

① 有强烈地压显现的岩体；

② 膨胀性岩体（要与仰拱与底部锚杆相配合）；共16页，当前第4页12345678910111213141516

③ 在一些松散岩体中，要与钢背板与之配合；

④ 在蠕动性岩体中，要与冻结法或预加固法等配合；

在下列场合中应用应慎重

① 大量涌水的岩体；

② 由于涌水会产生流砂现象的围岩；

③ 极为破碎，锚杆钻孔、安装都极为困难的岩体；

④ 开挖面完全不能自稳的岩体等。

2.4.5、新奥法的缺点主要有

① 实施不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人员和量测人员都十分熟练，没有这一点就易于发生错误；作业质量都与每一个人的仔细操作有关。

② 开挖暴露出的地质会立即改变其状态，因此要求施工地质人员要亲临现场，以便发现问题；

③ 用能控制的施工量测，往往给施工带来不便；

④ 干喷射带来的灰尘以及由于易受化学药品的损害必须加强防护，尤其是对眼睛的防护，湿喷虽然可以避免此缺点，但在同样条件下，不如干喷那样有效的支护岩体。

新奥法施工是从实际经验中总结出来的，又在不断实践经验中得以丰富其内容和进一步发展，新澳法施工在我国推广以来，经过几十年的发展，通过科研、设计、施工三结合，在修建下坑、西坪、大瑶山、军都山等铁路隧道以及中梁山、二郎山、西山坪等多座公路隧道中，应用新奥法远离及其相应的技术，取得了较大的成就。

不可否认，新奥法也存在不少缺点，不过经过工程技术人员和科技工作者的共同努力一定可以把新奥法不断完善，在我国的现代化建设进程中发挥更加重要的作用。

除此之外隧道掘进还有盾构法、明挖法和沉管法施工技术。

盾构是一种钢制活动防护装置或支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底，以及城市中心区修建隧道的一种机械。在他的掩护下，头部可以安全的开挖地层，尾部可迅速地拼装隧道永久衬砌，并将衬砌与土层之间的空隙压浆填实。盾构推进主要依靠盾构内部设置的千斤顶，如此不断开挖不断拼装，并不断推进，借助盾构这种施工机械可用较快的速度完成隧道施工作业循环，直至隧道建成。

盾构的种类按其结构特点和开挖方式可分为：

①手掘式盾构：有敞开式、正面支撑式和棚式，此类盾构辅以气压法或降水法等疏干地层的措施并使用必要的正面支撑后，可适用于各种地层中，特别是地下障碍较多的地层；在精心施工的条件下，亦可将地表变形控制到中等或较小的程度。

②挤压式盾构：有全挤压、局部挤压、网格等形式。仅适用于软弱黏性土层，适用范围较狭窄，在挤压推进时，对地层土体扰动较大，地面产生较大的隆起变化，所以在地面有建筑物的地区不宜使用，只能用在空旷的地区或江河底下、海滩处等区域。

③半机械式盾构：包括正、反铲、螺旋切削、软岩掘进机等，适用范围基本和手掘式一样，可减轻劳动强度。

④机械式盾构：有开胸的大刀盘切削、闭胸式的局部气压、泥水加压、土压平衡等形式，当土质好，能自立，或采用辅助措施后自立时，则可用开胸式机械盾构，如地层土质差，应采用闭胸机械式盾构。

土压平衡盾构推进过程中依靠开挖面切削面板的临时挡土效果、充满于密封仓内的切削土土压，以及螺旋输送机排土机构的综合作用，保证削土土压，以及螺旋输送机排土机构的综合作用，保持开挖面的稳定状态。泥水加压盾构在开挖面和泥水室内充满加压的泥水，通过加压作用和压力保持机构，保证开挖面土体的稳定。

明挖法又称为基坑法。它是按照隧道的宽度和高度，包括必要地施工操作余量，从地面开挖出一个基坑，并在其中修筑钢筋混泥土箱涵，做外放水，再进行回填的方法。

沉管法修建隧道首先是在隧址以外的预制现场制作隧道管道，管道两端用临时封墙密封，待达到设计强度后拖运到隧址位置，沉放管段到已预先进行了沟槽浚挖的设计位置上，然后进行管段水下连接，处理管段接头及基础，覆土填回，以完成隧道构筑的全部工作。这种方法也称为预制管段沉放法。

第三节 地下工程

地下工程是在岩土中建设的不同用途的工程，包括各类隧道和洞室工程。他们是修建在岩体与土体中的地下建筑。一项建筑工程的建设要经过可行性研究、设计、施工、投产等阶段，其中设计是一项涉及科学、技术、经济和方针政策等各方面内容的工作。一个工程建设项目在建设时期和生产时期的效果，在很大程度上取决于其设计和施工的质量。共16页，当前第5页12345678910111213141516

同地面工程结构物的区别是，地下建筑工程，不但要用建筑材料，而且首先要在承载的且变化难测的岩体中靠开挖地下空间，这无疑增加设计和施工的难度。所以无论设计还是施工都特别重视支护系统。地下建筑工程施工，是在地下作业，其工作面狭小，且作业场所不断延伸，工作对象是称作岩体的地质体，不稳定的客观因素多。施工过程是一个技术难度不断增加，作业条件逐渐恶化的复杂过程。虽受外界气候条件影响较小，可受地质条件的影响较大。

第二部分 地基基础工程

第一节 地基基础概论基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见，竖向结构体系将荷载集中于点，或分布成线形，但作为最终支承机构的地基，提供的是一种分布的承载能力。如果地基的承载能力足够，则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于土或荷载的条件，需要采用满铺的伐形基础。伐形基础有扩大地基接触面的优点，但与独立基础相比，它的造价通常要高的多，因此只在必要时才使用。不论哪一种情况，基础的概念都是把集中荷载分散到地基上，使荷载不超过地基的长期承载力。因此，分散的程度与地基的承载能力成反比。有时，柱子可以直接支承在下面的方形基础上，墙则支承在沿墙长度方向布置的条形基础上。当建筑物只有几层高时，只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用，就常常足以把荷载传给地基。这些单独基础可用基础梁连接起来，以加强基础抵抗地震的能力。只是在地基非常软弱，或者建筑物比较高的情况下，才需要采用伐形基础。多数建筑物的竖向结构，墙、柱都可以用各自的基础分别支承在地基上。中等地基条件可以要求增设拱式或预应力梁式的基础连接构件，这样可以比独立基础更均匀地分布荷载。

关于基础我们实习的地点是河南理工大学教师公寓楼的粉喷桩和龙泽小区的高压旋喷装。两个地方都属于地基处理。

第二节 地基处理由于焦作市的地下水丰富，地基属于软地基，所以要进行地基处理即粉喷桩处理。

一、粉喷桩处理方法

粉喷桩的桩径一般为50cm，设计的桩长宜穿透软土层并达到持力层内50cm。桩距与地基的稳定和沉降量有关，最小桩距宜为1.1～1.2m，桩位在平面上呈正三角形（梅花形）或矩形布置。

为改善基础底面的受力条件，粉喷桩处理段基础下宜铺设30cm左右石灰土或沙石垫层（掺灰量以8%为宜）。

湿喷桩也是深层搅拌法的一种，是近几年用于加固软粘土地基的一种新兴常用方法，它是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和水泥浆强制搅拌，利用水泥和软土产生的一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质复合地基。湿喷桩加固软土地基实际上就是水泥加固土的过程，即采用机械深层搅拌软土与水泥浆进而发生的一系列物理化学反应形成复合地基的过程。

湿喷桩施工是首先将水泥拌和成水泥浆，水泥中各种钙质矿物和水完成部分水解和水化反应后，再和软土中的水继续进行水解和水化反应，生成钙质化合物，这是形成复合地基强度的主导因素。当水泥中的各种水化物生成后，一部分自身继续硬化，形成水泥骨架；另一部分则与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生反应。粘土中的化合物表面带有各种离子，它们和水泥水化生成的钙离子进行当量吸附交换，从而提高土体强度；又由于软土本身具有胶凝性，再和水泥水化作用形成的凝胶粒子结合起来，形成水泥土坚固联结的团粒结构，使水泥土的强度大大提高。随水泥水化作用生成的钙离子超出交换所用的数量时，这部分钙离子就与组成粘土的化合物反应，生成许多不溶于水的结晶化合物并逐渐硬化，同样大大的增强了水泥土的强度和水稳性。

从上述水泥加固土的原理可以看出，使水泥土保持足够的强度，一要有相应数量的水泥，二是必须使水泥与土充分接触，即用机械充分拌和水泥和土。这为湿喷桩施工指明了控制要点。

二、高压喷射灌浆法

龙泽小区是高层建筑，本来是准备采用桩基础，但是考虑到经济和地质原因，经过论证可以采用地基处理方法即高压喷射灌浆法。

高压喷射法就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆（喷杆）杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液(一般使用水泥浆液)，同时钻杆（喷杆）以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。共16页，当前第6页12345678910111213141516

固结体的形状和喷射流的移动方向有关。一般分为旋转喷射(简称旋喷)，定向喷射(简称定喷)和摆动喷射(简称摆喷)。旋喷桩主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度，改善地基土的变形性能，使其在上部结构荷载作用下，不至破坏或产生过大的变形。定喷固结体呈壁状，摆喷形成厚度较大的扇状固结体。定喷和摆喷通常用于地基防渗，改善地基土的水力条件及边坡稳定等工程。

（一）加固机理

高喷法如三管高喷法用压缩空气包裹高压喷射水流冲击破坏搅动土体，同时用低压灌浆泵灌入浆液，浆液被高压水、气射流卷吸带入，同时与被搅动土体混合形成固结体。加固地基，形成桩、板、墙的机理可用五种作用来说明：

1.高压喷射流切割破坏土体作用 喷流动压以脉冲形式冲击土体，使土体结构破坏出现空洞。

2.混合搅拌作用 钻杆在旋转和提升的过程中，在射流后面形成空隙，在喷射压力作用下，迫使土粒向与喷嘴移动相反的方向(即阻力小的方向)移动，与浆液搅拌混合后形成固结体。

3.置换作用 三重管高喷法又称置换法，高速水射流切割土体的同时，由于通入压缩空气而把一部分切割下的土粒排出灌浆孔，土粒排出后所空下的体积由灌入的浆液补入。

4.充填、渗透固结作用 高压浆液充填冲开的和原有的土体空隙，析水固结，还可渗入一定厚度的砂层而形成固结体。

5.压密作用 高压喷射流在切割破碎土体的过程中，在破碎带边缘还有剩余压力，这种压力对土层可产生一定的压密作用，使高喷桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。

（二）基本种类

按喷射介质及其管路多少可分为单管法、二管法、三管法等。

1.单管旋喷法 通过单根管路，利用高压浆液（20～30mpa），喷射冲切破坏土体，成桩直径为40～50cm。其加固质量好，施工速度快和成本低，但固结体直径较小。

2.二管旋喷法 在单管法的基础上又加以压缩空气，并使用双通道的二重灌浆管。在管的底部侧面有一个同轴双重喷嘴，高压浆液以20mpa左右的压力从内喷嘴中高速喷出，在射流的外围加以0.7mpa左右的压缩空气喷出。在土体中形成直径明显增加的柱状固结体，达80～150cm。

3.三管旋喷法 使用分别输送水、气、浆三种介质的三重灌浆管。高压水射流和外围环绕的气流同轴喷射冲切破坏土体，在高压水射流的喷嘴周围加上圆筒状的空气射流，进行水、气同轴喷射，可以减少水射流与周围介质的摩擦，避免水射流过早雾化，增强水射流的切割能力。喷嘴边旋转喷射，边提升，在地基中形成较大的负压区，携带同时压入的浆液充填空隙，就会在地基中形成直径较大、强度较高的固结体，起到加固地基的作用。

三、其它地基处理方法

常用的地基处理方法有：换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。

(一)、置换法

(1)换填法

就是将表层不良地基土挖除，然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实，形成良好的持力层。从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。

施工要点：将要转换的土层挖尽、注意坑边稳定；保证填料的质量；填料应分层夯实。

(2)振冲置换法

利用专门的振冲机具，在高压水射流下边振边冲，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桩体。该桩体与原地基土组成复合地基，达到提高地基承载力减小压缩性的目的。施工注意事项：碎石桩的承载力和沉降量很大程度取决于原地基土对其的侧向约束作用，该约束作用越弱，碎石桩的作用效果越差，因而该方法用于强度很低的软粘土地基时必须慎重行事。

(3)夯(挤)置换法

利用沉管或夯锤的办法将管(锤)置入土中，使土体向侧边挤开，并在管内(或夯坑)放人碎石或砂等填料。该桩体与原地基土组成复合地基，由于挤、夯使土体侧向挤压，地面隆起，土体超静孔隙水压力提高，当超静孔隙水压力消散后土体强度也有相应的提高。

施工注意事项：当填料为透水性好的砂及碎石料时，是良好的竖向排水通道。 共16页，当前第7页12345678910111213141516

(二)、预压法

(1)堆载预压法

在建造建筑物之前，用临时堆载(砂石料、土料、其他建筑材料、货物等)的方法对地基施加荷载，给予一定的预压期。使地基预先压缩完成大部分沉降并使地基承载力得到提高后，卸除荷载再建造建筑物。

施工工艺与要点：

a、预压荷载一般宜取等于或大于设计荷载；

b、大面积堆载可采用自卸汽车与推土机联合作业，对超软土地基的第一级堆载用轻型机械或人工作业；

c、堆载的顶面宽度应小于建筑物的底面宽度，底面应适当放大；

d、作用于地基上的荷载不得超过地基的极限荷载。

(2)真空预压法

在软粘土地基表面铺设砂垫层，用土工薄膜覆盖且周围密封。用真空泵对砂垫层抽气，使薄膜下的地基形成负压。随着地基中气和水的抽出，地基土得到固结。为了加速固结，也可采用打砂井或插塑料排水板的方法，即在铺设砂垫层和土工薄膜之前打砂井或插排水板，达到缩短排水距离的目的。

施工要点：

先设置竖向排水系统，水平分布的滤管埋设宜采用条形或鱼刺形，砂垫层上的密封膜采用2-3层的聚氯乙烯薄膜，按先后顺序同时铺设。面积大时宜分区预压；做好真空度、地面沉降量，深层沉降、水平位移等观测；预压结束后，应清除砂槽和腐植土层。应注意对周边环境的影响。

(3)降水法

降低地下水位可减少地基的孔隙水压力增加上覆土自重应力，使有效应力增加，从而使地基得到预压。这实际上是通过降低地下水位，靠地基土自重来实现预压目的。

施工要点：一般采用轻型井点、喷射井点或深井井点；当土层为饱和粘土、粉土、淤泥和淤泥质粘性土时，此时宜辅以电极相结合。

(4)电渗法

在地基中插入金属电极并通以直流电，在直流电场作用下，土中水将从阳极流向阴极形成电渗。不让水在阳极补充而从阴极的井点用真空抽水，这样就使地下水位降低，土中含水量减少。从而地基得到固结压密，强度提高。电渗法还可以配合堆载预压用于加速饱和粘性土地基的固结。

(三)、压实与夯实法

(1)、表层压实法

采用人工夯，低能夯实机械、碾压或振动碾压机械对比较疏松的表层土进行压实。也可对分层填筑土进行压实。当表层土含水量较高时或填筑土层含水量较高时可分层铺垫石灰、水泥进行压实，使土体得到加固。

(2)、重锤夯实法

重锤夯实就是利用重锤自由下落所产生的较大夯击能来夯实浅层地基，使其表面形成一层较为均匀的硬壳层，获得一定厚度的持力层。

施工要点：施工前应试夯，确定有关技术参数，如夯锤的重量、底面直径及落距、最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量；夯实前槽、坑底面的标高应高出设计标高；夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围内；大面积夯时应按顺序；基底标高不同时应先深后浅；冬季施工时，对土已冻结时，应将冻土层挖去或通过烧热法将土层融解；结束后，应及时将夯松的表土清除或将浮土在接近1m的落距夯实至设计标高。

(3)、强夯

强夯是强力夯实的简称。将很重的锤从高处自由下落，对地基施加很高的冲击能，反复多次夯击地面，地基土中的颗粒结构发生调整，土体变为密实，从而能较大限度提高地基强度和降低压缩性。

其施工工艺流程：

1)平整场地；

2)铺级配碎石垫层；

3)强夯置换设置碎石墩；

4) 平整并填级配碎石垫层；

5)满夯一遍；

6)找平，并铺土工布；

7)回填风化石渣垫层，用振动碾碾压八遍。

一般在大型强夯施土前，都应选择面积不大于400m2的场地进行典型试验，以便取得数据，指导设计与施工。

(四)、挤密法

1、振冲密实法

利用专门的振冲器械产生的重复水平振动和侧向挤压作用，使土体的结构逐步破坏，孔隙水压力迅速增大。由于结构破坏，土粒有可能向低势能位置转移，这样土体由松变密。 共16页，当前第8页12345678910111213141516

施工工艺：

(1)平整施工场地，布置桩位；

(2)施工车就位，振冲器对准桩位；

(3)启动振冲器，使之徐徐沉人土层，直至加固深度以上30～50cm，记录振冲器经过各深度的电流值和时间， 提升振冲器至孔口。再重复以上步骤1～2次，使孔内泥浆变稀。

(4)向孔内倒人一批填料，将振冲器沉人填料中进行振实并扩大桩径。重复这一步骤直至该深度电流达到规定的密实电流为止，并记录填料量。

(5)将振冲器提出孔口，继续施工上节桩段，一直完成整个桩体振动施工，再将振冲器及机具移至另一桩位。

(6)在制桩过程中，各段桩体均应符合密实电流、填料量和留振时间等三方面的要求，基本参数应通过现场制桩试验确定。

(7)施工场地应预先开设排泥水沟系，将制桩过程中产生的泥水集中引入沉淀池，池底部厚泥浆可定期挖出送至预先安排的存放地点，沉淀池上部比较清的水可重复使用。

(8)最后应挖去桩顶部lm厚的桩体，或用碾压、强夯(遍夯)等方法压实、夯实，铺设并压实垫层。

2、沉管砂石桩(碎石桩、灰土桩、og桩、低标号桩等)

利用沉管制桩机械在地基中锤击、振动沉管成孔或静压沉管成孔后，在管内投料，边投料边上提(振动)沉管形成密实桩体，与原地基组成复合地基。

3、夯击碎石桩(块石墩)

利用重锤夯击或者强夯方法将碎石(块石)夯人地基，在夯坑里逐步填人碎石(块石)反复夯击以形成碎石桩或块石墩。

(五)、拌和法

1、高压喷射注浆法(高压旋喷法)

以高压力使水泥浆液通过管路从喷射孔喷出，直接切割破坏土体的同时与土拌和并起部分置换作用。凝固后成为拌和桩(柱)体，这种桩(柱)体与地基一起形成复合地基。 也可以用这种方法形成挡土结构或防渗结构。

2、深层搅拌法

深层搅拌法主要用于加固饱和软粘土。它利用水泥浆体、水泥(或石灰粉体)作为主固化剂，应用特制的深层搅拌机械将固化剂送人地基土中与土强制搅拌，形成水泥(石灰)土的桩(柱)体，与原地基组成复合地基。水泥土桩(柱)的物理力学性质取决于固化剂与土之间所产生的一系列物理-化学反应。固化剂的掺人量及搅拌均匀性和土的性质是影响水泥土桩(柱)性质以至复合地基强度和压缩性的主要因素。

施工工艺：

①定位

②浆液配制

③送浆

④钻进喷浆搅拌

⑤提升搅拌喷浆

⑥重复钻进喷浆搅拌

⑦重复提升搅拌

⑧当搅拌轴钻进、提升速度为0.65-1.om/min时，应重复搅拌一次。

⑨成桩完毕，清理搅拌叶片上包裹的土块及喷浆口，桩机移至另一桩位施工。

(六)、加筋法

(1)土工合成材料

土工合成材料是一种新型的岩土工程材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各层土体之间，发挥加强或保护土体的作用。土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。

(2)土钉墙技术

土钉一般是通过钻孔、插筋、注浆来设置，但也有通过直接打人较粗的钢筋和型钢、钢管形成土钉。土钉沿通长与周围土体接触，依靠接触界面上的粘结摩阻力，与其周围土体形成复合土体，土钉在土体发生变形的条件下被动受力。并主要通过其受剪工作对土体进行加固，土钉一般与平面形成一定的角度，故称之为斜向加固体。土钉适用于地下水位以上或经降水后的人工填土、粘性土、弱胶结砂土的基坑支护和边坡加固。

(3)加筋土

加筋土是将抗拉能力很强的拉筋埋置于土层中，利用土颗粒位移与拉筋产生的摩擦力使土与加筋材料形成整体，减少整体变形和增强整体稳定。拉筋是一种水平向增强体。一般使用抗拉能力强、摩擦系数大而耐腐蚀的条带状、网状、丝状材料，例如，镀锌钢片；铝合金、合成材料等。 共16页，当前第9页12345678910111213141516

(七)、灌浆法

是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆的浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆、石灰浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。根据灌浆的目的可分为防渗灌浆、堵漏灌浆、加固灌浆和结构纠倾灌浆等。按灌浆方法可分为压密灌浆、渗入灌浆、劈裂灌浆和电化学灌浆。灌浆法在水利、建筑、道桥及各种工程领域有着广泛的应用。

(八)、常见不良地基土及其特点

1.软粘土

软粘土也称软土，是软弱粘性土的简称。它形成于第四纪晚期，属于海相、泻湖相、河谷相、湖沼相、溺谷相、三角洲相等的粘性沉积物或河流冲积物。多分布于沿海、河流中下游或湖泊附近地区。常见的软弱粘性土是淤泥和淤泥质土。软土的物理力学性质包括如下几个方面：

(1)物理性质

粘粒含量较多，塑性指数ip一般大于17，属粘性土。软粘土多呈深灰、暗绿色，有臭味，含有机质，含水量较高、一般大于40%，而淤泥也有大于80%的情况。孔隙比一般为1.0-2.0，其中孔隙比为1.0～1.5称为淤泥质粘土，孔隙比大于1.5时称为淤泥。由于其高粘粒含量、高含水量、大孔隙比，因而其力学性质也就呈现与之对应的特点---低强度、高压缩性、低渗透性、高灵敏度。

(2)力学性质

软粘土的强度极低，不排水强度通常仅为5～30kpa，表现为承载力基本值很低，一般不超过70kpa，有的甚至只有20kpa。软粘土尤其是淤泥灵敏度较高，这也是区别于一般粘土的重要指标。

软粘土的压缩性很大。压缩系数大于0.5mpa-1，最大可达45mpa-1，压缩指数约为0.35-0.75。通常情况下，软粘土层属于正常固结土或微超固结土，但有些土层特别是新近沉积的土层有可能属于欠固结土。

渗透系数很小是软粘土的又一重要特点，一般在10-5-10-8cm/s之间，渗透系数小则固结速率就很慢，有效应力增长缓慢，从而沉降稳定慢，地基强度增长也十分缓慢。这一特点是严重制约地基处理方法和处理效果的重要方面。

(3)工程特性

软粘土地基承载力低，强度增长缓慢；加荷后易变形且不均匀；变形速率大且稳定时间长；具有渗透性小、触变性及流变性大的特点。常用的地基处理方法有预压法、置换法、搅拌法等。

2.杂填土

杂填土主要出现在一些老的居民区和工矿区内，是人们的生活和生产活动所遗留或堆放的垃圾土。这些垃圾土一般分为三类：即建筑垃圾土、生活垃圾土和工业生产垃圾土。不同类型的垃圾土、不同时间堆放的垃圾土很难用统一的强度指标、压缩指标、渗透性指标加以描述。

杂填土的主要特点是无规划堆积、成分复杂、性质各异、厚薄不均、规律性差。因而同一场地表现为压缩性和强度的明显差异，极易造成不均匀沉降，通常都需要进行地基处理。

3.冲填土

冲填土是人为的用水力冲填方式而沉积的土。近年来多用于沿海滩涂开发及河漫滩造地。西北地区常见的水坠坝(也称冲填坝)即是冲填土堆筑的坝。冲填土形成的地基可视为天然地基的一种，它的工程性质主要取决于冲填土的性质。冲填土地基一般具有如下一些重要特点。

(1)颗粒沉积分选性明显，在入泥口附近，粗颗粒较先沉积，远离入泥口处，所沉积的颗粒变细；同时在深度方向上存在明显的层理。

(2)冲填土的含水量较高，一般大于液限，呈流动状态。停止冲填后，表面自然蒸发后常呈龟裂状，含水量明显降低，但下部冲填土当排水条件较差时仍呈流动状态，冲填土颗粒愈细，这种现象愈明显。

(3)冲填土地基早期强度很低，压缩性较高，这是因冲填土处于欠固结状态。冲填土地基随静置时间的增长逐渐达到正常固结状态。其工程性质取决于颗粒组成、均匀性、排水固结条件以及冲填后静置时间。

4，饱和松散砂土

粉砂或细砂地基在静荷载作用下常具有较高的强度。但是当振动荷载(地震、机械振　动等)作用时，饱和松散砂土地基则有可能产生液化或大量震陷变形，甚至丧失承载力。这是因为土颗粒松散排列并在外部动力作用下使颗粒的位置产生错位，以达到新的平衡，瞬间产生较高的超静孔隙水压力，有效应力迅速降低。对这种地基进行处理的月的就是使它变得较为密实，消除在动荷载作用下产生液化的可能性。常用的处理方法有挤出法、振冲法等。 共16页，当前第10页12345678910111213141516

5.湿陷性黄土

在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显着附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。有些杂填土也具有湿陷性。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。(这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土，也有的老黄土不具湿陷性)。在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。

6.膨胀土

膨胀土的矿物成分圭要是蒙脱石，它具有很强的亲水性，吸水时体积膨胀，失水时体积收缩。这种胀缩变形肚往很大，极易对建筑物造成损坏。膨胀土在我国的分布范围很广，如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布。膨胀土是特殊土的一种，常用的地基处理方法有换土、土性改良、预浸水，以及防止地基土含水量变化等工程措施。

7.含有机质土和泥炭土

当土中含有不同的有机质时，将形成不同的有机质土，在有机质含量超过一定含量时就形成泥炭土，它具有不同的工程特性，有机质的含量越高，对土质的影响越大，主要表现为强度低、压缩性大，并且对不同工程材料的掺入有不同影响等，对直接工程建设或地基处理构成不利的影响。

8.山区地基土

山区地基土的地质条件较为复杂，主要表现在地基的不均匀性和场地稳定性两个方面。由于自然环境和地基土的生成条件影响，场地中可能存在大孤石，场地环境也可能存在滑坡、泥石流、边坡崩塌等不良地质现象。它们会给建筑物造成直接的或潜在的威胁。在山区地基建造建筑物时要特别注意场地环境因素及不良地质现象，必要时对地基进行处理。

9.岩溶(喀斯特)

在岩溶(喀斯特)地区常存在溶洞或土洞、溶沟、溶隙、洼地等。地下水的冲蚀或潜蚀使其形成和发展，它们对结构物的影响很大，易于出现地基不均匀变形、崩塌和陷落。因此在修建结构物之前，必须进行必要的处理。

四、基础的设计

房屋基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型与功能要求、荷载大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑，选择经济合理的基础型式。

砌体结构优先采用刚性条形基础，如灰土条形基础、cl5素混凝土条形基础、毛石混凝土条形基础和四合土条形基础等，当基础宽度大于2.5m时，可采用钢筋混凝土扩展基础即柔性基础。

多层内框架结构，如地基土较差时，中柱宜选用柱下钢筋混凝土条形基础，中柱宜用钢筋混凝土柱。

框架结构、无地下室、地基较好、荷载较小可采用单独柱基，在抗震设防区可按《建筑抗震设计规范》第6.1.1l条设柱基拉梁。

无地下室、地基较差、荷载较大为增强整体性，减少不均匀沉降，可采用十字交叉梁条形基础。

如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求，又不宜采用桩基或人工地基时，可采用筏板基础（有梁或无梁）。

框架结构、有地下室、上部结构对不均匀沉降要求严、防水要求高、柱网较均匀，可采用箱形基础；柱网不均匀时，可采用筏板基础。

有地下室，无防水要求，柱网、荷载较均匀、地基较好，可采用独立柱基，抗震设防区加柱基拉梁。或采用钢筋混凝土交叉条形基础或筏板基础。

筏板基础上的柱荷载不大、柱网较小且均匀，可采用板式筏形基础。当柱荷载不同、柱距较大时，宜采用梁板式筏基。