土木工程的基础大全11篇

土木工程的基础篇（1）

中图分类号：S969文献标识码： A

一、土木工程结构的设计和混凝土施工技术的探讨

1.钢筋混凝土结构的设计原理和方法

钢筋混凝土这种结构中包括斜截面承载力计算，正截面承载计算以及裂缝控制及耐久性设计、扭曲截面承载力计算，钢筋混凝土构件的延性与抗震，预应力混凝土结构，高性能混凝土以及纤维增强混凝土性能等结构设计。钢筋混凝土结构是由土木工程中各种受力构造比如说水利施工、房屋建设以及道路桥梁等组成的结构系统。由钢筋混凝土制成的构造部件由于其施工工程结构不同，钢筋混凝土的结构也会不一样。比如说房屋建筑中只需要考虑钢筋混凝土的柱、梁和顶帽的结构部件。钢筋混凝土结构的外观结构以及内部构造会因为建筑设计的不同而有所差别，土木工程的建筑质量会因为钢筋的数量和大小受到影响，长期的土木工程技术对不同的结构模板以及钢筋配搭数量有所定量，对不同结构的钢筋混凝土结构也确定了结构设计方式。目前土木工程发展中最先考虑的是大跨度、高层的钢筋混凝土结构，这使钢筋混凝土结构的发展遭遇了巨大的挑战，钢筋混凝土结构发展中需要面临各种设计荷载力、结构动力特性、钢筋结构可靠度以及结构可靠性和结构空间稳定性。

2.土木工程中地基加固技术

土木工程中很重要的一个问题就是地基加固问题，青藏铁路的通行向全世界证明了我国铁路的技术，但地基加固问题是青藏铁路施工中遇到的最为严重的问题，可以看出地基加固问题仍然是目前土木工程技术中亟待解决的重要问题，目前土木工程中使用的最多的地基加固技术就是排水法、换填法、挤压法以及加筋法等，采取的地基加固法会因为工程施工地段地质的不同而有所区别。排水加固法比较适用于湿地和沼泽地带，因为这些地段中的土质水分比较多，不利于建筑的安全性和稳定性，所以要通过这种方法将多余的水分排出，使土层能够更加的坚硬，排水加固法分为真空预压法和提案载预压法，采用的排水法会根据工程量的不同而有所不同。换填法是地基加固中最常用的一种方法，主要有置换法和换土垫层这两种方法，适用于地质和当前工程不匹配的施工，其中换土垫层主要适用于整体置换，就是将自然土换成优质的泥土来当作材料，置换法是由碎石置换法、石灰置换法以及水泥置换法等组成的。加筋法在土木工程中也很普遍，它的作用是稳定土质，将土质固定住而无法轻易移动，尤其是对于建筑难度大和高层建筑来说使用这种地基加固方式再适合不过了。

3.工程测量和施工管理技术和方法

工程测量贯穿于工程施工的整个过程，它是施工测量人员按照土木工程设计图纸进行测量，为施工做出标志和记录。使工程施工能够正确的按照图纸的规范进行。测量时应该按照先整体后局部、先控制后碎步的原则，避免因错误的测量而使工程出现质量问题。

工程测量人员不仅需要专业的技能知识，还要有丰富的经验，比如说使用的仪器和图纸比例的大小。比如说应该在测量中建筑物的数据、观测记录的数据、原始数据以及图纸的数据等进行初测和复测，测量的具体内容是全站仪三角高程测量、导线测量外业工作以及导线测量等等。其中外业工作指的是踏勘选点以及建立测角、量边和标志，导线测量分为支导线测量、符合导线测量以及闭合导线测量。全站仪三角高程测量能预测到整个工程的结构，能控制全局。测量工作中最关键也是最后一道工作是误差分析，也就是分析测量的结构，以便及时的发现问题并采取相应的措施进行处理。误差分析包括测距误差分析、测角误差分析、量高误差分析以及大气折光误差分析。

4.土木工程混凝土施工技术

土木工程中的混凝土施工技术是一种比较科学的施工技术手段，决定着土木工程的质量和安全。在水工混凝土的施工过程中，要使施工的过程和工程的施工要求相符，为了避免施工过程中出现卡管的现象，应该严格控制混凝土初凝的时间以及混凝土的骨料粒径以及坍落度，应该根据相应的施工要求来进行混凝土灌注施工，灌注活动要贯穿于灌注的整个过程。

在施工场所常常会看到混凝土固化的现象，主要是由于水和水泥产生水化反应造成的。所以在浇筑的初期要对混凝土进行养护，采取相应的措施来应对这种因水化反应造成的裂痕。温度的骤降也会使混凝土产生裂缝，所以也对混凝土采取保温措施。另外，模板质量的好坏也影响着混凝土的质量，很多工程施工中都存在着拼缝不密实、模板空洞不平的现象，造成混凝土的表面有蜂窝麻面出现。还有一点值得注意，那就是不能过早的拆模，否则会损伤混凝土以及使混凝土失去支撑力从而无法有效的和钢筋结合。

二、土木工程的选材方法和策略

1.混凝土的选材方法和策略

混凝土是工程建设中应用的最广泛的材料，和其他工程材料相比，具有多方面的优势，所以应该引起足够的重视。混凝土是由石子、砂子、水泥和水按照比例调制而成，在设计混凝土的配合比时要考虑到它的强度和耐久性，根据规定及时的调整砂石的含水量，满足混凝于强度和施工要求，水泥进场使应分批对强度和安定性进行复检，不同品种的水泥不能混合使用。砂最好是选择不含任何有害物质的中砂，适合混凝土等有效材料的拌合。混凝土多采用自来水和地下水，由于它们富含的矿物质不同，所以在选择时要注有害离子的指数，避免超标。最好不要选择粒径较大的石子，不利于混凝土的搅拌。

5、土木复合材料的选择方法和策略

土木复合材料是一种新型的工程材料，又称为“土工织物”随着工程的需要，这类材料不断有新的品种出现，比如说土工格栅、土工模袋以及土工网等。随着科技的进步，土工材料在使用范围越来越广，其生产和应用技术也得到了不断的提高，逐渐应用到了土木建筑工程的各个领域。土工织物代替了传统的天然反滤材料具有减少工程量以及速度快等特点。土工织物还具有排水的功能，由于传统的排水材料大多是选择强透性的粒状材料，而土工织物在排水时还可以起到排水的作用，它可以有效的节约工程的费用，缩短工期。所以应重视对土木复合材料的选择。

三、土木工程预算体系的制定

土木工程是一项耗时长、投资高的庞大的工程，投资具有一定的风险，因此建立健全全面的预算编制体系，其中包括工程造价预算、工程量预算、各种技术经济指标和材料分析以及套用定额单价预算等。建立健全土木工程的全面预算体系有利于保证工程持续稳定的发展，以便更好的为长期资金投放进行宏观调控。

总结

总而言之，土木工程是一项系统、庞大的工程，需要我们从工程施工的各个环节去进行控制，以确保工程施工的安全性和耐久性，钢筋混凝土结构的设计、地基加固技术以及混凝土施工技术改进是土木工程中需要面临的关键问题，本文简单分析了工程材料选择的方法和策略，提出制定土木工程预算体系，通过采取有效的措施来促进土木工程持续稳定的发展。

参考文献

土木工程的基础篇（2）

0引言

土木工程建筑施工技术是建筑施工中一个基本的施工技术，通过改造自然的能力上使人们的基本的生活和生产得到保障，而且优质的基础施工，可以避免发生质量通病。考虑到土木基础施工技术对整个工程的施工质量有着决定性作用，因此在建筑施工技术的基础上找出其中关键的技术控制点，最终实现土木工程施工质量的提高。

1 建筑工程中土木施工技术的特点及要求

一般来说，土木工程施工有如下特点[1]：单件性和多样性：工程各不相同，完全一样的工程几乎没有庞大性和协作性。综合性：需要建设、设计、施工、监理、材料供应商等多家不同单位配合协作完成；复杂性和易受干扰性：技术、管理复杂，易受气候，周围环境等外界因素干扰。建筑工程中土木工程的基础施工工艺包括开挖、支护、土壁稳定、排水、填土与压实、混凝土灌注等等。基坑开挖时，首先确定开挖的顺序及分层厚度，再进行连续的施工，来防止地基土出现松动；在整个开挖的过程中，必须进行认真的检查，对地下水位以及挖土施工进行科学、合理的降水。

2 建筑工程中土木基础的施工技术

2.1地基基础施工技术

在土木工程建设中，地基基础施工技术是整个建筑过程的首要工序，也是整个土木工程建筑施工的根本所在，承载了整个工程的竖向和载力。在进行地基基础施工之前，技术人员和工作人员要在施工现场就实际情况进行分析，选择有针对性的施工方案，在软土地基进行施工时，要在进行换土处理后才能进行施工，这样可以提高地基的强度和稳定性。桩基础施工是地基基础施工的最主要方法，在设计时分为两类极限状态设计，分别是承载能力极限状态和正常使用极限状态。按承载性状划分，基桩有两种类型，即摩擦型桩和端承型桩，摩擦型桩又分为摩擦型桩和端承摩擦桩，端承桩又分为端承桩和摩擦端承桩。摩擦桩在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载是由桩侧摩阻承受，端阻力可以忽略；端承摩擦桩在极限状态下，桩顶竖向荷载则是由桩侧阻力承受主要部分。端承桩在极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力可以忽略不计；摩擦端承桩则是由桩端阻力承受大部分的竖向荷载。

2.2 深基坑的开挖技术

深基坑施工是为了保证高层建筑物施工质量。它主要包括对岩土工程进行勘察和调查、基坑开挖和支护施工、支护结构设计、施工先创量测与监控以及周边工程保护和底层位移预测五个方面。在深基坑进行开挖的过程中，为了确保坑基开挖过程中的土壁的稳定，通常情况下会采用临时支撑来保证深基坑土壁的稳定，对于支撑部分的结构来说，可以采用层锚杆、型钢水平支撑等结构；对于透水挡土支护结构来说，可以采用预制桩、双排灌注桩来进行挡土等等。

2.3混凝土浇筑施工技术

在进行完挖土施工之后，就要进行基础混凝土的浇筑，浇筑之前，必须将模板内的泥土、垃圾清除掉，尤其是其中不要有积水。同时结合高层建筑的设计的具体要求配置等级强度不同的混凝土，与此同时，还要对其进行强度检测，结合测试的结果，合理调节混凝土的配制比例，从而最终达到高层建筑施工的标准[2]。

浇筑的方法主要采用的是集中搅拌的方式，运用混凝土运送泵或者混凝土车运输等等。在加工钢筋笼时，采用的钢筋必须提前进行多次的实验，实验结果证明可以的时候，还必须在施工的现场进行外观与质量的检测评价，对于一些低温焊接钢筋，需要在室内进行操作，在完全冷却后再拿到室外，在焊接完成后集体运送，浇筑过程在清孔一小时内开始进行，采用导管法，使用剪球法将混凝土封顶浇筑。

2.4钢结构施工技术

2.4.1 钢结构构件的安装

（1）钢柱安装。第一节钢柱安装在柱基临时标高支承块上，钢柱安装前应将登高扶梯和挂蓝等临时固定好。钢柱起吊后对准中心轴线就位，固定地脚螺丝，校正垂直度。其他钢柱都安装在下节钢柱的柱顶，钢柱两侧装有临时固定用的连接板，上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后，即用螺栓固定连接板作临时固定。钢柱就位后，先对钢柱的垂直度、轴线、牛腿面标高进行初校，然后安装临时固定螺栓，再拆除吊索、钢柱起吊后回转过程中应注意避免同其他也吊好构件相碰撞，吊索应具有一定的有效高度[3]。

（2）框架钢梁安装。钢筋在吊装前，检查柱子牛腿处标高和柱子间距。主梁吊装前，在梁上装好扶手杆和扶手绳，待主梁吊装就位后，将扶手绳与钢柱系牢，以保证施工人员的安全。钢梁采用两点吊，一般开孔于钢梁上翼缘处，作为吊点。钢梁的跨度决定吊点位置。重量较小的次梁和其他小梁，利用多头吊索一次吊装数根，可加快吊装速度。水平桁架的安装基本同框架梁，但吊点位置选择应根据桁架的形状而定，须保证起吊后平直，便于安装连接。

2.4.2 钢框架的校正

（1）轴线位移校正。任何一节框架钢柱的校正，均以下节钢柱顶部的实际柱中心线为准，安装钢柱的底部对准下节钢柱的中心线即可。控制柱节点时须注意四周外形，尽量平整以利焊接。实测位移，按有关规定作记录[4]。校正位移时应注意钢柱的扭矩，钢柱扭转对钢架安装很不利，应引起重视。

（2）柱子标高调整。每安装一节钢柱后，应对柱顶作一次标高实测，根据实测标高的偏差值来确定调整与否。标高偏差小于6mm，只记录不调整，超过6mm 需进行调整，调整标高用低碳钢板垫到规定要求。

（3）垂直度校正。垂直度校正用一般的经纬仪难以满足要求，应采用激光经纬仪来测定标准柱的垂直度。测定方法是将激光经纬仪中心放在预定的基准点上，使激光经纬仪光束射到预先固定在钢柱上靶标上，光束中心同靶标中心重合，表明钢柱垂直度无偏差。

2.5 土木工程基础施工中排水技术

建筑工程中土木工程施工的过程中，保证土体的干燥非常重要，一般的施工排水分为两种：一种是明排水法，另外一种是人工降低地下水位法。明排水法是用拦截、疏、抽的方法进行排水，拦截水流，疏散积水，在基坑开挖的过程中，在坑底设置排水沟与集水井，使水流经过排水沟流入到集水井中，即可用水泵将其抽走。人工降低地下水位法就是在基坑开挖之前，将滤水管填埋在基坑的周围，从水泵中抽水，保持地下水位始终在坑底以下，直到基础工程施工完成为止。排水后可以有效的改善施工的条件，同时又可以使基坑土体保持干燥的状态，有效的防止事故的发生。除此之外要考虑会不会影响原有建筑物可能发生的沉降、位移而引起的裂缝、倾斜、或者倒塌的现象，因此，事先做好保护的措施是非常关键的。

3 结语

建筑工程中土木工程工程量比较大，是一项综合性的复杂工程，对质量安全的要求非常高，而这些均要由基础的施工技术决定。因此掌握施工中的基础技术是降低工程成本、保证工程质量和工期的重要基础。

参考文献：

[1]简丽超.土木施工技术问题分析与研究的探讨[J].中华民居，2014（6）

土木工程的基础篇（3）

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：

1.钢结构

作为现代结构中主要形式之一的钢结构，其形式较为简单，它是由钢材为只要材料，由将型钢和钢板焊接、螺栓连接或铆接制成的承重结构。相比与其他结构，钢结构的设计计算方法，和结构形式相对简单，在处理这两方面的工作也着显著的特征。

1.1钢结构的安全技术特征：

(1) 强度高、自重轻。钢材料在承载同样的重量条件下，所需的钢材料要比其他建材的量要少得多。这便体现了它高强度的优越性，不仅如此，在施工建设中，钢材料自重轻的特点，也有利于装载运输及施工安装。

(2) 材料匀质性，属理想弹性体。钢材料质地均匀，安全性高。在生产冶炼钢材料的生产线中，环环严格监控，可筛选出不合格的产品，是材料质量得到有力保障，进而保证了它在施工建设中的可靠性。此外它的内部结构均匀，各向同性好。是最符合一般工程力学的基本理论和假定。

(3)材料的塑性和韧性好。在施工建设中，钢结构形式所使用的钢材都是有很好的可塑性。在承载重物的时候，可有较大的变形，所以能够更好地承受动力荷载。在国家的重视下，我国对钢材料的研究也有了一定的突破，大大提高了钢材的屈服点强度。使得钢材在拉伸时，即使应力达到了极限，不再增加，而钢材仍然继续弯曲变化，但不会因此而断裂。

(4)工业化程度高，可高程度机械化的专业化生产。工厂制造的构件不仅精确度极高，而且符合了严格的专业化工艺要求，制造的周期较短。

(5)构件可以在任何地方组合安装，而且非常便利。倘若在工地上组装的话，可以采用简便的螺栓，然后进行焊接的连接，这样能够缩短建工的周期，还可以提高了整个工程的效率。使其提前投入使用，能较早的取得收益。

(6)密闭性好；

(7)耐热性好，耐火性差；

(8)耐腐蚀性差。

1.2工业和民用建筑的钢结构类型：

(1)大跨度结构。与其他建筑结构比较，他的钢结构轻还且质量强硬，结构具有多样化。

(2)高层建筑的骨架。在高层超高层建筑中钢结构有着无可取代的地位。例如：到 1998年为止，在国内300米以上的建筑有3座，其中2座为钢架加钢筋混凝土或劲性混凝土核心的筒结构。

(3)重型厂房结构。

(4)轻型钢结构。

(5)塔桅结构。

2.钢筋混凝土结构

由于混凝土硬化的原理是由不同的粗细材料配合而成的，各种材料搅拌后浇灌模型中成型的。混凝土的抗拉强度远低于抗压强度，而且自身的坑压能力又欠缺。可是，当把钢筋配置在其中，会产生有反弹压应力的能力。每当混凝土有开裂的趋势，其所承担的拉力可由钢筋帮助分担，这样的组合不仅增加了混凝土得而抗压能力还延长了其使用寿命，充分发挥钢筋混凝土强度较高和抗拉强度的优势，钢筋与混凝土两种不同性质的材料能有效地共同工作。

2．1钢筋混凝土结构的优点

2.1.1取材方便

钢筋混凝土结构中，砂和石料所占比例很大，所以一般可以由建筑工地附近提供，从而降低了材料在运输途中的费用，降低建筑造价。

2.1.2耐久性好

在混凝土中埋放的钢筋，不易发生锈蚀，因为混凝土具有较高的抗侵蚀性，而且也有很好的耐久性，并不需要像钢结构那样要经常的进行维修和保养。

2.1.3耐火性好

当发生火灾时，混凝土因为本身性质的原因，没有良好的导热性，而且钢筋被包裹在混凝土中，在厚厚的保护层下，即使是大火灾燃烧中也能保持其固有的强度，从而减缓结构遭到破坏的时间，而往往现实中火灾时伤及都是混凝土表面的结构并未对里层的钢筋造成损坏。

2.1.4可模性好

通过和砂石搅拌而凝结的混凝土是可模的，可按照不同模板尺寸和式样浇筑成设计所要求得形式。当建造一些大规模、大体积的建筑物时，钢筋混凝土的这一优势更能体现，是一般木质建筑所不能达到的。

3.钢筋混凝土结构的缺点

(1)现场施工周期长，且受季节性影响；

(2)费工，费模板

(3)导热性较差

根据以上的缺点，可以采用一些轻质的替代材料，通过减轻其自身的负担并改善结构上的不可避免抗裂性。等到在实际的施工时候，可以使用钢板模型，使得混凝土能够镶嵌其中，并批量化生产。

4.地基及基础

首先，地基和基础是两种概念.地基：指承载建筑物的压力的建筑物以下的部分，主要指建筑物下面支承基础的土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。基础：基础指建筑底部与地基接触的承重构件，作用是把建筑上部的荷载传给地基。因此地基必须坚固、稳定而可靠。

地基满足两个基本要求即可。首先地基在满足其上面建筑物的同时要有足够的承载能力，并且要有必要的安全设施。然后再考虑到建筑物会有小幅度的变形，所以其变形的尺度得满足正常使用的规定。

天然地基就是在没进过处理和改进之前不就可以直接放置基础的天然土层。而在地质状况不佳的条件下，天然环境的如沙地或淤泥地质，即便土层质地再好也不一定就能满足承载能力的需要，所以为使地基具有足够的承载能力，就对这些地基进行人工的加固处理，也就成了所说的人工地基。

通常的说把那些埋设深度不大，仅仅经过挖槽、排水的一些普通可以建造起来的基础称为浅基础。虽然浅却可以扩大建筑物与地基的接触面积，从而减少上部分的负担。

在进行地基设计时，第一，要计算建筑物的底面积，再通过压力判断出基地的面积是否能承受住建筑物的重量；第二，确保建筑物的沉降变形值在可允许的范围之内；第三，地基应该无滑动，稳定可靠。

大家都知道，建筑离不开地基，所以建筑物建造的好与坏有很大一部分是受到地基的影响，而人工地基主要是用于改善天然地基的缺陷应运而生的，所以人为地因素还是很重要的。做好地基的基础工作显得尤为重要。

参考文献：

[1]刘丹．世界建筑艺术之旅．中国建筑工业出版社．

土木工程的基础篇（4）

当前，建筑数量和种类越来越多，传统基础设计形式已经无法满足建筑行业的发展需求。只有确保基础设计的科学合理性，才能维护土木工程建筑结构的安全性，进而推动整个建筑行业的良好发展。

1基础形式设计说明

1．1单多层建筑的基础设计说明

一般来说，单多层建筑以框架结构和砌体结构为主。单多层框架结构基础形式主要形式为柱下独立基础或者柱下条形基础，这种基础由于受力简单明确、方便施工、同时经济效益显著。因此，是工程设计的首选。柱下条形基础一般用于柱网布置比较有规律的结构中。近年来，独立基础加防水板基础也在工程中得到了广泛应用。多层砌体结构基础主要以墙下钢筋混凝土条形基础为主，墙下条形基础受力简单，传力直接，墙下条形基础一般均可拆分为两个单向条形基础进行计算。

1．2高层建筑的基础设计说明

高层建筑的垂直高度较高，基础结构所需承受的来自上部结构的重力荷载相对较大。基础形式主要有筏形及箱型基础、桩基础。筏形基础具有整体性好、承载力高、结构布置灵活等优点，箱型基础施工难度大，造价较高，一般用于人防等特殊用途的地下室建筑中。

2土木工程建筑设计中结构基础设计的相关要点

2．1墙下条形基础的设计要点

土木工程建筑的基础设计形式是多种多样的。墙下条形基础是一类较为常见的基础设计形式。在选择材料时，多以砖石、混凝土以及毛石等刚度条件良好的基础材料为主。这些材料不仅具有良好的刚度条件，而且在抗压能力、抗拉能力与抗剪能力等方面也体现出诸多优势。设计人员必须从刚度角度出发，对墙下条形基础内部产生的抗拉能力与抗剪能力展开控制，将基础所承受的拉应力和剪应力控制在耐受限度内。通常来说，多层砌体结构以墙下条形基础为主，比如早些年的小区住宅、办公楼等。如果持力层为良好的天然地基，能承受一定的重力荷载，也可以适当提升建筑的楼层数。总的来说，墙下条形基础具有施工便捷迅速、造价成本低等优势。为增强整体基础的整体性，可采取基础上方增设地圈梁的方式。将钢筋混凝土柔性基础运用到土木工程建筑的条形基础中，当上部结构产生的重力荷载超过地基基础的抗压耐受限度，地基基础就会出现不规则沉降，增大基础断面。此外，基础埋深应根据建筑物的高度、体型、结构形式、地质情况和抗震设防烈度等因素综合考虑。如果地基基础分布不均匀，可以采取增设肋梁的方式，增强基础抗弯矩能力，以此有效抑制地基基础的不规则沉降。

2．2独立基础的设计要点

按照独立基础的刚度差异，可将其划分为刚性基础和柔性基础两大类。独立柱基础断面以矩形和方形为主。通常情况下，设计人员会根据柱荷载偏心距对断面形状加以选择。若柱荷载偏心距较大，以独立柱基础为宜，可以节约投资成本，扩大经济效益。采用拉梁拉结设计形式，可以显著提升地基基础的抗震性能，避免地基基础在发生地震时出现不规则形变。如果土木工程建筑的上部结构是框架结构，而地基基础又具备一定的承载负荷能力，则地基基础出现不规则形变的概率是较低的。对于独立柱基础来说，宜沿两个主轴方向设计基础拉梁。拉梁的主要目的是:(1)加强独立基础之间的整体性;(2)调整柱基之间的不均匀沉降;(3)减小首层柱的计算高度等等。

2．3柱下条形基础和十字交叉基础的设计要点

如果土木工程建筑所处区域的地基条件较差，或者产生的柱荷载较大，单纯采用独立基础形式根本无法满足整体建筑结构的承载负荷力要求。又由于施工现场预留的回旋空间有限，环境杂乱，无法扩大基础面积。所以在这种情况下，柱下条形基础是最佳选择。柱下条形基础具有良好的刚度条件，可以避免地基基础发生不规则沉降。但是如果柱基础的荷载偏心距过大，条形基础的刚度条件也无法满足要求，自然也无法控制地基基础的不规则沉降。为保证柱下条形基础充分发挥实际作用，一般条形基础的梁截面高度高取柱距的1/4～1/8，条形基础的端部宜向外伸出，长度宜为第一跨距的0．25倍。如果地基基础的承载负荷力不足，或者柱基础承受的荷载力过大，则需扩大地基基础底面积，提升基础的承载负荷能力与抗形变能力。此时，十字交叉基础形式是最合适的选择。尽管十字交叉基础形式具有良好的空间刚度条件，但并不适用于所有土木工程建筑。为此，设计人员就要结合实际情况，在条件允许的情况下选择十字交叉基础形式。

2．4钢筋混凝土筏片基础的设计要点

如果地基土质分布不均匀，地基基础承载负荷能力较差，且土木工程建筑上部结构产生的重力荷载较大，可以选择十字交叉基础形式。由于部分地基基础的底面积存在相互重叠的可能性，无法提供充足的底面积空间。对此，可采用钢筋混凝土筏片基础结构形式。通常来说，钢筋混凝土筏片基础结构形式往往更加适用于土木工程建筑的地下室结构设计中。钢筋混凝土筏片基础也分为多种类型，而且不同基础形式的适用条件不同。若地基基础所受到的荷载力较小，可以选择平板式筏片基础;若地基基础所受到的荷载力较大，可以选择梁板式筏片基础。此外，钢筋混凝土筏片基础具有良好的刚度条件，可以有效抑制墙体或柱体的不规则沉降，尤其是对于软土地基，具有良好的效果。

2．5桩基础的设计要点

桩基础具有承载负荷能力强，沉降量小等优势特点。大多数土木工程建筑都会选择浅基础形式。只有当地基基础抗荷载能力与抗形变能力无法满足要求时，才会选择桩基础形式。桩基础形式在土木工程建筑基础结构设计中的应用情况如下。第一，如果土木工程建筑上部结构产生的重力荷载过大，同时，下部结构作为桩端持力层时，可以选择桩基形式;第二，如果土木工程建筑地基浅层基础出现不规则沉降，而软土地基的夯实加固处理无法满足整体结构的沉降需求，需采用桩基础形式;第三，尽管地基基础具有较强的承载负荷能力，但由于土木工程建筑的自身重量较大，对地基基础的抗沉降能力提出了较高的标准要求，所以适宜选择桩基础形式。

3合理设计土木工程建筑基础结构的方法

3．1合理布置建筑总平面图

在建筑总平面图设计时，设计人员还需考虑建筑物周边的具体情况。在土木工程建筑地基基础设计中，必须严格参照建筑抗震设计标准规范进行设计。在科技时代背景下，设计人员要结合工程地质、工程分类、基础等级合理运用设计软件创建建筑结构模型，综合分析基础结构的承载负荷能力，保障整体建筑结构的安全性。

3．2选择合理的基础结构形式

在对建筑物展开基础结构展开时，应根据建筑物功能要求以及建筑物周边环境的特点，选择适宜的基础结构类型。满足安全的前提下避免浪费，同时，在设计中应避免“偷懒”设计。例如，有设计人员在梁板式筏基中，采用满堂布桩，看似是保守设计，但实际中地基梁与筏板的刚度差距较大，基础梁刚度很大，而板相对刚度较小，很难满足梁板同时作用，严重时就有可能造成梁下桩先破坏，进而致使板下桩也遭到破坏，严重危害结构的安全性。

3．3合理设计上部结构设计

土木工程的基础篇（5）

结构工程：它是研究土木工程中具有共性的结构选型、力学分析、设计理论和建造技术及管理的学科。

市政工程：它包括城市和工业的给水工程、排水工程和城市废弃物处理与处置工程等的研究、规划、设计、施工、管理与系统运行的学科。

供热、供燃气、通风及空调工程：它是为人类的居住、工作和交通等提供各种适宜的人工环境，提高生活质量的学科。

土木工程的基础篇（6）

0 引言

自改革开放以来，我国经济迅猛发展，基础设施建设在规模和数量上也有了几何级数的增长。各种土木工程新技术、新理论不断应用于工程实践，使得我国的土木工程人才培养模式也要不断改革，以适应当今土木工程教育新形势。著名的土木工程专家刘西拉教授曾指出，当代中国的土木工程人才培养模式应满足以下几个要求：首先，应具备比较全面的专业基础知识以适应当代科学技术的日新月异，即具有较强的理论功底，较多的工程经验和较好的计算能力；其次，应具有扎实的理论知识。话句话说，当代土木工程专业的合格毕业生应具有独立思考的能力及很强的创造能力，也要具备从当代社会特色的角度分析与解决工作中所遇到的各种问题，最后，也要具备较好的组织与交际能力。

当前，“慕课”、微课等创新的教学模式正在不断得到认可，同时也在促使当代高等教育人才培养模式做出改革。这些新的教学模式，为翻转课堂在中国高等教育建设打下了良好的基础。在国家教育信息化发展过程中，融合“慕课”、微课等创新教学方式的翻转课堂，需要大量的信息化技术支撑以及学生对此技术的掌握，翻转课堂的教学模式必将对我国的教学改革产生一定的影响，我国高校要积极主动地推动融入翻转课堂的实践和应用，使其早日成为我国教育的可行模式，丰富我国的教学模式。

1 翻转课堂教学模式现状分析

1.1 翻转课堂的“诞生”

对翻转式课堂教学最初“诞生”于美国，其最初的模式在于师生的积极互动。在北美的林地公园高中，那里的老师经常遇到这样的一个问题：学生家里离学校较远，导致很多时间都花费在了回校途中，还因为种种原因，有的学生会错过学校举办的一些活动。但是，在该校就读的很多学生因为以上原因无法紧跟老师的上课进度。

这种情况长期得不到改善，严重影响了学生的学习效果。后来，随着科技的发展、网络的普及以及自媒体的兴起，该校的两位化学教师于是借助新兴的软件技术――屏幕截取，开始录制PowerPoint演示文稿并用于课堂上教授课程内容。他们把录制的PPT文稿和讲解内容制作成视频并上传到网络，让缺课的学生可以利用课余时间补回课程内容，视频网站也才处于起步阶段。

最具开创性的是，这两位逐步地以学生在家看视频听讲解为基础，把课堂时间空余出来，用来给学生解决在做作业或做实验过程中的困难。很快，这样创新性的教学方式得到了广大学生的认可，并广泛传播开来，得到学生的支持。“翻转课堂已经完全颠覆了我们常规教学方式。现在不会在课堂上耗费半个小时到一个小时来讲解。”两位创始老师如此评价。

两位老师的教学改革逐渐得到广泛关注和认可，所以经常受到同行的邀请，并向周围感兴趣的人或机构推介这种教学模式。越来越多的老师加入到这样的教学模式中，开始利用在线视频在课外向学生传授知识，课堂时间则开展互动学习和实践练习。

其实从19世纪末开始，美国学者就开始对翻转课堂教学开展广泛且深入的研究，如：在课堂教学中朗读文章及播放视频，引导学生运用已学知识来思考所见所闻，然后提出问题；在课堂上组织学生开展讨论，一同探讨所学知识；老师在课前集中学生提出的相关问题或意见，在此基础上进行教案设计与准备教学资料等。研究主要集中在实际应用层面，务求探索出在实际教学中发挥出最大作用，对课堂教学有充分补充的翻转课堂模式。得益于业界和学者的积极探索，翻转课堂很快流行起来，其影响逐渐从美国向其他国家扩散。

1.2 国内对“翻转课堂”的研究与探索

“翻转课堂”作为一种基于互联网、信息化的新型教学模式，虽然进入中国的时间较短，但是也引起我国教育界的热切关注，对其进行了较深入、系统的探索与实践。目前，在知网上搜索以“翻转课堂”为关键词的论文就有三千多篇，不包含以慕课、微课等词进行探讨的文章。除了理论研究，教育界也开展了翻转课堂的应用实践，进行试点探索的有大学、中学和中职学校，较有影响的试点分布在京津、沪宁、重庆与广州等几个区域。

重庆市聚奎中学的“翻转课堂”教学改革已走在全国的前列，它是“全国第一所深度运用先进信息技术整合策略实施新课程改革”的学校，该校总结出翻转课堂实际操作中3个“翻转”路线：课前4环节、课堂5步骤和6大优势。国内学者把“翻转课堂”定位为：是将数字技术整合、信息化校园建设以及新的人才培养模式相融合的一次具有深远意义的大变革。但是，由于学者、学校等实施主体对于翻转课堂的切入点各不相同，因此实施主体的改革方向也不尽相同。比如：聚奎中学强调“翻转课堂”应内含三类翻转：（1）教育目的的翻转；（2）教育理念的翻转；（3）教学方式的翻转。行知中学认为探索“翻转课堂”是基于网络的教育模式的教学改革。上海市仙霞高中开展“翻转课堂”是侧重于“促进教师专业发展和提升学生学习效能的提高”，其内核是基于自学知识点上的“对话、讨论与练习”。

1.3 中西方国家高校土木工程专业教学和课程设置比较

西方国家的土木工程专业是以实践为目标的，强调培养应用型人才，做到学以致用。在课程设置中，注重强化工程实践能力的培养。在英国，很多的工科院校实行的是“三明治”式教学模式，即第一、二、四学年在校学习理论知识，第三学年学生被要求到公司或者企业实习，工程实践可作为工作实践经验。本科教育完成后，还要接受2年的企业培训或是2年的工作实践，或3年的博士深造，方可参加执业注册考试，取得签字权。

中国国务院学位委员会在学科简介中定义：“土木工程（英文：Civil Engineering）是建造各类工程设施的科学技术的统称，它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动，也指工程建设的对象。即建造在地上或地下、陆上或水中 ，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水排水以及防护工程等。”我国土木工程专业是广泛服务于国家基础设施与民生的宽口径一级学科，包括建筑工程、土木工程、岩土工程、地下工程和道桥等二级专业方向。本专业学习理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基础。土木工程专业的培养目标主要是培养适应我国经济发展与工程需要的 “复合型”工程技术人才。根据建设部土建类土木工程专业教育指导委员提出的土木工程专业（本科）人才培养基本规格和指导性计划，目前国内绝大多数高等院校都采用的是基础课程、专业基础课程和专业方向课程这一模式，可以看出，高校教学计划中基本包含以下主干课程，三大力学、建筑材料、项目管理、钢筋混凝土结构、施工技术等专业基础课和专业课。

2 土木工程基础类课程新教学模式的探索

土木工程是一门工程应用性很强的基础学科。土木工程的起源是通过各类人类工程活动，不断归纳与总结各类成功与失败经验，特别是在吸取失败教训的基础上发展而来的。自从18世纪初，以牛顿和伽利略为代表的近代土木工程实践相结合，逐渐形成系统基础理论的学科。自此，土木工程才逐渐从工程经验过渡并发展成为一门学科。回顾整个土木工程专业的发展历史，实际工程实践经验往往先行于理论，各类工程失败经验往往能触发新理论的研究和发展。如今，还有很多工程问题的处理，仍然依靠广大工程师的实践经验。

自建国以来，我国高校工科生的培养模式主要参考苏联模式，即：专业划分过繁，学科交叉性较少；重点培养学生自然科学知识与专业基础知识，重视理论联系实践，而对相关的新发现新领域缺乏应有的重视，对工程实践的课时安排相对较少；主要以教师单向授课为主，没有重视学生的自主性与创造性。在实行改革开放以后，这种教育模式的不足不断凸显，教育与实践脱节，土木工程专业学生在适应社会工作的过程中出现了不同程度的困难。因此高校教师必须不断分析与探索，建立适应我国国情的高等教育培养模式。令人欣慰的是，高校人才培养新模式已经初步形成，并在不断修正与完善。

翻转课堂等新模式的出现，正式对于全国的教育模式探索的有力补充。它的出现为传统课堂的创新、学生活力的激活，都起到了一定的作用。除了基础教育外，在专业教育上，在土木工程专业，也可以开始相应的探索。对于任何新事物的研究，从源头认知、挖掘及摸索是根本。

2.1 促使学生主动学习

在如今科技飞速发展的过程中，教育也必须跟随着科技的发展而发展，翻转课堂模式便是一种很好的尝试和进步，这能让学生能够成为自己学习的主人，而不是一味地被动接受老师的灌输，各种学习网站提供了丰富的课程，学生可以在网上自主选择学习内容，利用教学视频，学生能根据自身情况来安排和控制自己的学习进度，完全可以依照自己的弱点或者兴趣去学习，不受时间地点限制，而且可以线上和同学或者老师进行交流答疑互动，对于课程的问题可以即时沟通，不会受时空因素的影响，自主性和实时性很强。

2.2 增强学习的互动性

全面提升了课堂的互动是翻转课堂最大的优势所在，主要体现在教师和学生之间以及学生与学生之间。

因为翻转课堂的教学方式主要是课外学生自主学习，课堂进行答疑互动，所以，教师的任务就是增加课堂的互动性，针对多数同学遇到的问题，大家可以一起讨论解决，这也即“以学生为中心的教学”。教师更多的是作为一位观察指导者，由于互动性的增加，教师可以更加了解学生，进行一对一指导帮助，这也提高了学习的有效性。

教师在观察的过程中可能会注意到学生自创的学习方法、自发组成的学习小组，学生们彼此帮助，相互学习和借鉴，而不是完全依赖老师。这样，老师把更多精力放在引导上，促进他们更加开放地学习，真正理解课堂内容，而不仅仅是死记硬背。老师就会给予学生们更多的自主学习的空间，从而形成一种良性的学习与指导的循环。

2.3 形成教师―学生―家长交流新模式

翻转课堂同时改变了教师与家长交流的内容。在翻转课堂后，家长们对于孩子的学习情况有了更加清晰、直观的认识，可以帮助理解教师的教学。

学生不学习有各种各样的理由，比如：他们贪玩？他们学习能力不一样，有的跟不上老师进度，所以产生厌学心理？他们的基础知识学得不牢，所以感觉学习很费劲？亦或是他们有什么个人问题干扰了他们？教师和家长都需要找到学生不学习的根源，然后对症下药，采取必要措施来让学生回到学习的轨道。

翻转课堂是一种方式方法，增加了学生和教师之间的双向互动和自主化的学习时间；是让学生对自己学习方法、学习效果等负责的途径；使课堂的内容得以长期保存，可用于复习或补课的学习；是所有学生都可以主动学习的课堂；更是让所有学生都能得到个性化、互动性、自主化教育的学习。因此，翻转课堂的内涵涉及了师生关系、教学手段、教学环境、教学目标等多个方面，是基于现代信息技术出现的一种符合世纪信息时代学习者特征的学习模式。这种模式应用于土木工程专业基础类课程的教学实践中，能使土木工程学科学生从繁重的通识教育课时中脱身，把线下面对面的课堂教学用于专题讨论课、个性化培养及工程实践。

3 结语

翻转课堂通过对知识传授和知识内化过程的翻转与革新，创新了传统教学中的师生角色并对课堂时间的使用进行了重新规划，实现了对传统教学模式的更新，使之与实际接轨，与时俱进。翻转课堂通过对课时、课程的重新规划，教学模式的创新，重新梳理教学流程，使之更加高效，激发学习的主动性和积极性。在翻转课堂中，信息技术和互动学习为学生构建出个性化协作式的学习环境，有助于塑造新型的学习文化。

参考文献

[1] 何朝阳，欧玉芳，曹祁.美国大学翻转课堂教学模式的启示[J].高等工程教育研究，2014.2：148-151，161.

土木工程的基础篇（7）

中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号：

Abstract: the tall buildings from the ground up, visible in the construction of foundation soil is very important for building. Similarly, in the civil engineering construction, foundation work directly affects the construction quality. In the face of the different geological conditions, we should design the foundation of different, continue to make geological foundation and construction to adapt.

Keywords: Civil Engineering; foundation; foundation design

中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：

一、前言

一般的建筑物有两大结构，即上部结构和下部结构。土层或者岩石承担了建筑的整体重量，而地基就是受到建筑物影响的土层或是岩石，基础就是建筑物的下部结构。基础是将承受到建筑物上部分的负荷传递到地基中，从而满足地基土承载力的要求。

二、地基基础分类

在对土木工程中地基基础设计时，要多方位的考虑建筑结构的功能、性状等因素。在设计时要充分保证基底的压力不能超过地基本身承载力，并且地基变形量应该在建筑物地基变形允许的范围之内，然后进行安全实用、科学合理的设计。

（一）按照性能划分

1、无筋扩展基础。基础可以承受竖向的荷载，且自身的抗压强度比抗拉强和抗剪强度大，却不可以接受因弯曲变形而形成的拉应力和剪应力。比如，砖基础和钢筋混凝土基础。

2、柔性基础。与无筋扩展基础相比，柔性基础有着较强的抗压强度，也可以接受较大的竖向荷载，并且能够承受因弯曲变形而形成的拉应力和剪应力，所以在一定程度上，它可以抵抗住不均匀的沉降。比如，钢筋混凝土基础。

（二）按照基础构造和形成分

1、墙下条形基础。它包括两种，一种是刚性，另一种是柔性。刚性调基根据自身的特性，适合在荷载均匀的均质地基使用。而柔性调基与刚性调基相反，它不用受刚性角的限制，且有着一定不均匀沉降的抵抗能力。在实际生活中，当上部荷载力大，而地基承荷载力小的时候，能够采取增加基础宽度的手段来降低基底单位面积的荷载。

2、单独基础。一般情况下，独立基础常用于厂房柱基或是民用框架结构基础中，且在承载力较大的均质地基中也适用。独立基础包括墩式基础、壳体基础和杯形基础三大类。

3、连续基础。扩大基础面积变成柱列或柱网下的条形基础或是连续的设置成建筑物下的筏板基础等，从而极大限度的满足地基承载力的要求，统称为连续基础。

（三）按照基础的作用和施工方法划分

1、低下连续墙基础。它可以将上部结构荷载当做基础使用，还能承受低下连续墙，不过在施工时要配有专用机械才能进行。

2、沉井基础。施工时采取沉井的方法，等到施工完成以后，就可以将沉井当做基础使用。

3、桩基础。采用各种施工方法，比如钻、挖等手段，而逐渐形成的灌注桩基础和预制桩基础。

三、土木工程地基基础设计的基本原则

土木工程在建设的过程中会遇到一些问题，在不同的地基上，结构的正常运转情况是不一样的。只有全面的分析相关的因素，并采取相应的措施，才能设计出科学合理方案。在土木工程建设中，地基基础设计应该遵循以下几个原则。第一，基底压力应该小于或等于地基的承载力特征值。第二，地基变形值应也应该小于或等于建筑物地基变形允许值。第三，水平荷载应该符合稳定性的标准。只有满足三者的要求，才可能将地基基础设计得合理。在实际操作中，一定要结合现实的施工段进行全面衡量，保证地基稳固扎实。

四、土木工程地基基础设计时应注意的问题

（一）对地质资料的分析判断

在对地基基础设计时，一定要现场勘查，了解基土的类别、分布情况等以免给设计造成误导。还要尽可能的知道地下水的分布及其变化、周边的建筑基础情况以及地下管线的深埋状况等，避免在后期的实际操作中，与这些情况相冲突而影响工程建设。

（二）上部结构进行分析

这个环节中，应该充分的了解建筑物的功能以及使用方面的要求，从而准确、有效的控制地基变形值。在设计特殊的工业建筑、民用建筑等建筑物时应该慎重考虑地基变形值的范围，因为地基的沉降与倾斜情况，对于建筑物使用功能有影响，还会造成居民没有安全感。

建筑物的基础形式选择时应将建筑物的结构形式、规模大小、体型的复杂程度等因素全盘考虑。对于不同的建筑物的体型、荷载程度等情况分析后，要选择不同的基础形式，确保建筑物的基础设计完美无误。

（三）设计方案应合理

建筑物的基础形式和它本身的结构形式应该相符，而且要保证地基的变形值应该在规定的范围之内，避免后期出现质量问题，如结构损坏、建筑倾斜等。因此，为了确保地基具有一定的稳定性，地基基础设计前应该对地基的稳定性与变形值进行验算，增加建筑设计方案的准确性与合理性。

（四）设计方案与施工技术相适应

设计方案的可行性是要靠实际的施工技术来体现的，只有施工技术达到一定的水平，才能将设计方案中的建筑物完美的展现在人们眼前。因此，设计者应该熟悉现有的施工工艺与施工人员的技术水平，然后设计出理想的设计方案，确保施工方案具有可行性。

（五）合理的工程造价

有时候基础工程的设计方案不只一两种，而是多种的时候，就要全面合理的对工程造价作出比较，选出经济合理的最优方案。因此，建筑方案设计时，要充分的考虑到相关的因素，比如地质、环境等，而且还要进行一定的宏观经济分析，不仅要追求合理的建筑形式，还应该节约资源，不断提高经济效益。

五、结束语

无论何种情况下，建筑工程中存在不同的刚度要求，对应的地基基础设计方案也是不同的。所以，选择相关的方案时，应该优化地基基础设计并且选择最优的设计方案，进而有效的控制地基基础的变形范围。设计者要确保地基基础设计的安全性与合理性，分析不同的建筑物上部的结构，选用合适的地基基础类型，减少设计的过程中出现不均匀的情况。

土木工程的基础篇（8）

中图分类号：O3文献标识码： A

随着经济的快速发展，土木工程中的项目规模不断扩大，比较大的工程项目包括高大的建筑、有相当跨度的建筑、地下建筑、大坝、海洋工程等都在不断增加，它们都是施工大规模、范围广、持续的时间长、过程复杂。在土木工程建设规模在不断增大的同时，伴随而来的是土木工程施工的过程中安全事故的增多，这严重给人民的生命财产安全带来了伤害以及影响了工程建设的效率。因此，对于土木工程的分析研究是有意义的。

一、土木工程分析中的施工力学

1、施工力学和数学基础

在土木工程这门学科中，时变力学是施工力学最基本的东西。这是由于在土木工程的项目中，施工力学研究的对象都是随着时间的流动而变化的。力学并不是一成不变的，它也是会随着时间而向前发展的，在这种变化中，同时还会出现新的想法。这些想法大部分的基础都是随着时间的变化而改变的，但是，力学的基本原理是不变的，也就是力学的构成要素是恒定的。但是，随着经济的发展，技术在不断的革新，一开始的一些想法已经跟不上现在的发展水平，导致现在对力学的研究更加注重其构成要素的研究，就在这种情况下，时变力学就诞生了。在现在得实际生产中，一些土木工程的项目依据的都是时变力学。

目前，对于土木工程的分析，还要参照数学方面的东西。在土木工程项目的具体施工过程中，那些关于土木工程内在因素的分析需要用到数学中的微积分，因此，在土木工程分析中，涉及到了时变性的数学知识。在具体的土木工程分析过程中，时变数学的施工分析难免会遇到很多困难，这就需要在具体的实际操作中，要注重分析和研究。

2、土木工程施工分析中的力学效应

土木工程施工分析中的力学效应包括两类，即时效和路效。第一类时效，说的是在相同结构的建筑设计中，由于选用了不同的设计方案，导致其最后的结果也是不同的，最终，力学所处的状态也是不同的。例如，在实际的施工过程中，建筑物材料的状态会随着时间的变化而变化，这就是产生了土木工程中施工力学的时效性因素。第二类路效，在实际的施工过程中，由于采用施工方案不一致，施工的过程和施工力学最终的结果有所不同，导致状态不同。在具体的土木工程施工过程中，原材料的几何性质等都能引起施工力学的路效。

二、土木工程分析中的时变力学

1、物性时变力学

在土木工程分析施工的过程中，有一些建筑材料的物理性质会随着施工的进行会发生改变，会发生这些变化的施工材料就属于物时性力学的范畴。例如，像施工的过程中用到的混凝土这样的建筑材料，在使用其后，过一段时间它的物理性质就会发生一定程度的改变，那么对其进行的施工方面的计算就属于物性时变力学分析的范畴。关于这一类的时变力学分析中，要特别注重对时间函数的区分，假如用到了时间函数那么就可以直接利用力学中的方程式进行分析研究。

2、线弹性时变力学

在土木工程分析的施工过程中，假如所选用的施工材料有线弹性和无热效应。在整个工程的施工过程中，施工的循环的时间远超出了系统自身发出振动是循环的时间，在这样的情况下，可以不考虑由于惯性产生的结果，运用静力学分析的方法，那么，对于土木工程分析的施工就属于线弹性时变力学。在以前的分析手段中，关于这类问题的分析一开始采用的是空间变量方程，但是在目前的情况下，因为物理方面的因素和几何范围方面的因素会随着时间的改变而改变，这就使得在实际的施工过程中要仔细的分析和计算，进而出现了时间上的变量参数。

3、粘弹性时变力学

在土木工程分析施工的过程中，所采用的施工材料很多，随着施工的进行就会有一些施工材料随着时间的改变而改变，拥有这种特性的施工材料具有一定的流变性。在土木工程分析的施工力学中，关于这类问题的分析就属于粘弹性时变力学分析的范畴。在实际的操作过程中，依据的是时间参数、物理参数、几何范围产生的时变耦联，把一开始的时间上的变量和空间上的变量转化为有参数变化的方程式。在现实的实际施工过程中，像混凝土、沥青和粘土等施工时用到的材料都具有这种流变的性质，对于这些原材料的施工分析就属于粘弹性时变力学分析的范畴。

4、非线性时变力学

在土木工程分析施工的过程中，在施工过程中用到的材料有一定的非线性，那么关于这部分材料的施工分析就包括在非线性时变力学分析的类别中。像建筑材料中的混凝土、岩土介质等都属于非线性特点的材料，在对其地基进行挖掘的过程中，可以利用粘弹性时变力学进行分析，另一个可行的方法就是利用积分转换。在不属于线性时变力学的计算范围内的，最终得到的结果影响因素是多方面的，包括一开始的使用过程、几何范围、物理因素等。实际上，在不是线性分析中，时变分析和传统分析方法所产生的最终结果是有区别的。

非线性包括了物理上的、边界上的和几何上的非线性，并且这三类中有细分为好多小的方面。在实际中的解决方法中，可以采用数学中的微分方程。

三、结语

（1）在土木工程分析施工的过程中，关于受力的分析属于比较大的工程设计计算中的一个不可或缺的内容。在土木工程分析施工中，需要全面的分析所设计的图纸和施工的整个过程两个方面，这样才可以保证工程顺利进行。

（2）在对施工力学进行分析时，极值或者最后的结果是与一般的非施工力学分析法是有很大区别的，这种差别小到一倍之差，大到三倍之差，所以需要加大对其的重视程度。

（3）如果所采用的施工材料有明显的粘性、非线性的特点或者施工中具有热效应，那么就需要通过更加专业的施工力学方法进行研究；如果在施工中改变的只是几何的范围或者所使用材料的特点，就需要依据施工过程中的不同参数进行多次常规分析组合。

（4）如果施工材料有很明显的粘性、非线性特点或者施工过程中有热效应的产生，那么工程结束后表现出来的力学最终的结果与施工的过程有联系，由此可以得出，采用施工力学手段，对施工的整个过程进行最优处理，使得在相同的工程条件下，使得最终的结果最优。

（5）在土木工程分析力学的施工过程中，依据的是时变力学，包括的对象有线弹性、粘弹性、非线性、热弹性及物性时变力学。为了突破土木工程施工力学分析中的问题，需要注重研究在施工过程中的时变力学数值的方法及其通用程序，来找到施工分析计算的好用的方法。

（6）在土木工程分析施工的过程中，应依据不同工程类型的特征分别进行研究，例如，结构工程、地基工程、地下工程、大坝工程、桥梁工程、海洋工程等。所属不同类别的工程要有不同的解决方法，把所有的人力和物力收集到一块进行研究，制定出只属于本类别的有效的解决方法、过程与制度，这在未来是急需要解决的。对土木工程分析施工力学的研究，将会在整个土木工程中产生深远的影响。

参考文献：

土木工程的基础篇（9）

中图分类号：TU318文献标识码： A

前言

今时今日，工程建设大范围崛起，各式各样的建筑结构被广泛建立，在理论及实践中的技术都大大提升，建筑结构出现了很多创新的思维和实践。基础作为建筑结构安全体系的基本，在不同地质条件下结合建筑结构体系要求，基础设计如何作出安全、合理的选型，起到举足轻重的作用；然而建筑结构基础技术在结构安全、节约能源及经济效益等产生的新思维，新技术面临着巨大的挑战。

一、土木工程中建筑基础选型设计的重要性分析

1.建筑结构基础选型设计的合理性需结合建筑结构体系，地质条件，施工技术等多方面因素进行确认；基础设计方法不对或者选型不当，将直接或间接影响建筑物的结构使用安全性；不合理的基础选型设计，可能会导致建筑物出现不均匀沉降引起的结构开裂、建筑物倾斜甚至倒塌情况，对建筑物的安全使用性造成很大的威胁；所以必须综合各种因素进行分析，选择合理的基础形式。

2.建筑结构基础选型设计的合理性是降低工程造价的一个有效措施；基础工程在建筑工程造价中占有很大的比重，一般情况为工程总造价的25%左右，在结构复杂或地质情况复杂的情况下，所占比例还会有所增加；所以，合理的基础选型设计可以避免资源浪费，从而达到节约能源的效果，有效降低工程造价。

3.建筑结构基础选型设计的合理性对缩短施工工期具有重要意义。据统计，基础工程的施工工期可以占到土建工程工期的30%，选择合理的基础形式可以有效地加快工程施工的进度。

二、土木工程建筑结构基础设计常用的选型

在土木工程建筑结构基础设计中，根据地质勘察报告，建筑结构体系，施工工艺技术要求，经济效益等方面因素，基础设计常用的类型有：扩展基础与桩基础；以下对这两种基础形式在土木工程建筑结构基础设计中的适用性、施工工艺、工程造价等方面作出论述。

1.扩展基础

扩展基础属浅基基础，通常适用于天然地基上，天然地基是指自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求，不需要人工处理的地基；天然地基土分为四大类：岩石、碎石土、砂土、粘性土；从材料上分类又可分为砖基础、毛石基础、灰土基础、混凝土基础及钢筋混凝土基础。

扩展基础的作用是把墙或柱的荷载侧向扩展到土中，使之满足地基承载力和变形的要求。又可分为柱下独立基础、墙下条形基础和筏型基础；

1）独立基础，这种基础主要为独立柱下的基础，现浇钢筋混凝土独立柱基有平台式、坡面式，预制柱下为钢筋混凝土杯形基础；独立基础适用于多层框架结构体系建筑物或单一的竖向杆件，具有容易设计，计算简便，施工方便，施工工期短，安全经济等特征。

2）墙下条形基础，是指基础长度远远大于宽度的一种基础形式，适用于多层砖混结构墙下的基础，与柱下独立基础具有相同的特征。

3）筏形基础，又分为平板式和梁板式，形象于水中漂流的木筏，井格式基础下又用钢筋混凝土板连成一片，大大地增加了建筑物基础与地基的接触面积，使单位面积地基土层承受的荷载减少，适合于软弱地基和上部荷载比较大的建筑物，筏形基础在设计与计算比独立基础复杂外，也具有施工方便，施工工期短，安全经济等特征。

2.桩基础

桩基础由基桩和连接于桩顶的承台共同组成；若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基；建筑桩基通常为低承台桩基础，高层建筑中，桩基础应用广泛。

桩身的分类按照基础的受力原理大致可分为摩擦桩和端承桩；摩擦桩：系利用地层与基桩的摩擦力来承载构造物并可分为压力桩及拉力桩，大致用于地层无坚硬之承载层或承载层较深；端承桩：系使基桩坐落于承载层上（岩盘上）使可以承载构造物。按照施工方式可分为预制桩和灌注桩；预制桩：通过打桩机将预制的钢筋混凝土桩打入地下。灌注桩：首先在施工场地上钻孔，当达到所需深度后将钢筋放入浇灌混凝土。

桩身的种类较多，比较常用的有冲孔灌注桩，钻孔灌注桩，人工挖孔桩，预应力管桩等等；每种桩身的成桩工艺不同，适用性也有较大的区别，根据不同的地质条件、施工环境等因素来思考，作出正确的桩身种类选择十分重要，以下来谈谈各类桩身成桩的特性。

1）冲孔灌注桩，灌注桩的一种。灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔,然后放入钢筋笼再灌注混凝土而成；冲孔灌注桩施工冲孔机冲击成孔，为泥浆护壁成孔。优点是：桩长和直径可按设计要求变化自如；桩端可进入持力层或嵌入岩层；单桩承载力大等。缺点是：灌注桩成孔工艺较复杂，操作要求较严，易发生质量事故，且技术间隔时间长，不能立即承受荷载，冬季施工困难较多。适用范围：冲孔灌注桩适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层、碎石土层、砾卵石层、岩溶发育岩层或裂隙发育的地层施工，桩孔直径通常为600～2500mm，最大直径可达2500mm，冲孔深度最大可达300m左右。

2）钻孔灌注桩，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种；冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法，全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外，其它的与泥浆护壁法都类同，与冲孔灌注桩有类似的地方；施工方法适用于灌注桩的持力层应为碎石层，碎石含量应在50%以上，充填土与碎石无胶结或者为轻微胶结，碎石的石质要坚硬，碎石分布均匀，碎石层厚度要满足设计要求。

土木工程的基础篇（10）

一.土木建筑桩基础工程中的施工技术

1.1人工挖孔桩施工技术

土木建筑桩基础工程中的人工挖孔桩技术是灌注桩中较为特殊的一种桩基础技术，这种技术主要是依靠人完成的，其特点主要有成本低，质量好，并且制作流程简单，并且也不会对周围的施工环境及生态环境造成应影响，因此在土建工程中常常说人工挖孔桩技术是一种环保健康、经济的技术。在施工的过程中，首先应该对已挖桩底进行扩孔，其扩孔的大小根据水流量进行控制，在透水层应该注意适当进行布置环状钢筋圈，然后进行回填混凝土，在混凝土施工后，应按照设计的直径进行开挖穿过透水层。对于桩孔护壁混凝土应该保证每挖一节就应该立即进行建筑混凝土，然后捣实，其中混凝土的强度应该控制在C20，坍塌度应该控制在100mm，以保证其稳定性。

1.2振动沉桩施工技术

土木建筑桩基础工程中的振动沉桩主要是通过电动机的振动而才产生的巨大垂直力作用于地基，使地基土层达到密实状态。由于振动时间较长，且振动效果好，因此对地基土体的作用效果也很理想。在施工中首先要在桩顶安装固定的振动器，通过震动器的振动，在桩自身重力与振动效果的共同作用下，将桩沉入地基土层，从而带动土层受迫振动，产生收缩和位移，这个过程就是利用了振动沉桩施工技术。在采用振动沉桩施工技术时，要注意的是开始打桩时，先采用小距离轻度锤击，再进行连续锤击，直到将桩打入要求的深度。

1.3钻孔灌注桩施工技术

土木建筑桩基础工程中的内部放有钢筋笼、灌注混凝土的桩孔的形成是靠机械设备来完成的，即为钻孔灌注桩技术，它是一种按方法定义的桩类型。与打入桩方式不同，钻孔灌注桩是先成孔后成桩，通过面向桩体方向移动的土体从而对桩产生动态压力，采取适合的桩距以防止坍孔和缩径。成孔的垂直精度是验证灌注桩的顺利实施的主要指标，可利用扩大桩机的支撑面积使桩机稳固、定期核实钻架和钻杆的垂直度等措施以保证其精度，成孔后必须及时拆掉钢筋前作井径、井斜超声波测试等设备。控制护筒中心与桩位中心线偏差不超过50 mm，并检查回填土是否严实，以避免漏浆现象的发生。同时为精确把握钻孔深度，可在桩架固定后实时记录底梁和桩具之间的长度，根据钻杆在钻机上的多余长度来确定成孔的实际操作深度。而当钻孔钻至设计预期值时，必须利用钻杆在原位进行一定次数的清孔以保证桩基工程的质量。

1.4静力压桩施工技术

土木建筑桩基础工程中的静力压桩施工技术是利用静力压桩机，以压桩机的自重及桩架上的配重对预制桩作反力，将其压入土中的一种沉桩工艺。由于静压桩是挤土桩，其在压桩的过程中极易破坏土层的结果，产生超空隙水压力。因此，在使用静力压柱施工技术时，不宜中途停顿，应持续进行。该技术不仅具有无振动、工艺简明、无冲击力、质量可靠、造价低廉、无噪音、检测方便等优点，同时还能节约混凝土和钢筋，降低建筑工程成本，因此，非常适用于高压缩性粘土层或砂性较轻的软粘土层区建筑。

二、建筑工程桩基础施工技术的选择原则

建筑工程桩基础施工技术的选择原则：（1）根据土层条件制宜。由于建筑工程场地的实时地质条件，比如地下水位情况、桩端持力层深度、土壤成分等，会对桩的实际功能产生影响，故可依据各种桩结构的技术指标和参数，选择适合的桩基础类型。（2）基础荷载量的有效控制。施工前，估算建筑上层部分给予基础的荷载大小以设计出对应的桩，因为基础荷载量是影响单桩承载力的主要因素。（3）对周边环境的影响。建筑工程的设桩操作对环境的影响主要是泥浆护壁的钻孔桩的实施，因此需要充分考虑泥水、沙石的有效处理。（4）机械化设备的使用。对施工单位可用的桩基础设备进行评估，如果不能不足现有项目的需要，可就近调用，实在不行那就得考虑选购新机械。

三、土木建筑桩基础工程中的施工要点

3.1土木建筑桩基础工程施工前的工作要点

施工前应做好现场踏勘工作，做好技术准备与资源准备工作，以保证打桩施工的顺利进行。桩基础施工前的一般准备工作包括以下几个方面：（1）施工现场及周边环境的踏勘。在施工前，应对桩基施工的现场进行全面踏勘，以便为编制施工方案提供必要的资料，也为机械选择、成桩工艺的确定及成桩质量控制提供依据。（2）技术准备。其主要内容包括如下几个方面：一是施工方案的编制。施工前应编制施工方案，明确成桩机械、成桩方法、施工顺序、邻近建筑物或地下管线的保护措施等。二是施工进度计划。根据工程总进度计划确定桩基施工计划，该计划应包括进度计划，劳动力需求计划及材料、设备需求计划。三是进行工艺试桩。为确定合理的施工工艺，在施工前应进行工艺试桩，由此确定工艺参数。

3.2土木建筑桩基础工程施工现场准备的要点

现场准备的主要工作主要包括：对于预制桩，不论是锤击、静压或是振动打桩法，打桩机械自重均较大，在场地平整时还应考虑铺设一定厚度的碎石，以提高与打桩机械直接接触的地基表面的承载力，防止打桩作业时桩机产生不均匀沉降而影响打桩的垂直度。一般履带式打桩机要术地基承载力为100～130kPa。如铺设碎石仍不能满足要术时，则可采用铺设走道板的方法，以减小对地基土的压力。对于灌注桩应根据不同成孔方法做好场地平整工作。如采用人工挖孔方法，则在场地平整时需考虑挖孔后的运土道路；当采用钻孔灌注桩时，则应考虑泥浆槽及排水沟。近年来，在大城市实行了钻孔灌注桩硬地施工法，即在灌注桩施工区先做混凝土硬地，同时布置好泥浆池、槽及排水沟等，然后在桩位处钻孔成桩。该法使泥浆有序排放，做到了文明施工，同时也大大提高了施工效率。在沉管灌注桩施工时，场地平整的要术与预制打入桩类似，由于其沉管时亦需用锤击或振动法，桩机对地基土的承载力也有较高的要术。

3.3土木建筑桩基础工程施工现场放线定位的要点

桩基础施工现场轴线应经复核确认，施工现场轴线控制点不应受桩基施工影响，以便桩基施工作业时复核桩位。（1）定桩位。定桩位时必须按照施工方格网实地定出控制线，再根据设计的桩位图，将桩逐一编号，依桩号所对应的轴线、尺寸施放桩位，并设置样桩，以供桩机就位定位。定出的桩位必须再经一次复核，以防定位差错。（2）水准点。桩基施工的标高控制，应遵照设计要求进行，每根桩的桩顶、桩端均须做标高记录，为此，施工区附近应设置不受沉桩影响的水准点，一般要求不少于2个。该水准点应在整个施工过程中予以保护，不使其受损坏。桩基施工中的水准点，可利用建筑高程控制网的水准基点，也可另行设置。

四、结束语

综上所述，随着科技的进步发展，对桩基础施工技术进行研究和开发，需要不断的实践和学习，从而推动我国的建筑业健康快速发展。

参考文献：

土木工程的基础篇（11）

二、专业基础课程整合的背景

高职土木工程专业的基础课程可以分为两种类型，一类属于实作性比较强的基础课，如制图、建筑材料;另一类则属于理论性较强的课程，如力学、结构设计原理等。理论课程与实践类课程比较，有理论性强，公式理解和运用有一定难度，与实践结合点少，结合难等特点。基于这些特点，在高职课程改革中，对专业理论课的改革则显得力不从心，主要体现出以下几个问题。

1.沿袭重理论轻技能的教学观念。从传统的教学观念看，人才培养通常以夯实基础、掌握专业技能为目标，这体现在某些高职人才培养方案中理论课时占总课时份额达到60%以上。在有限的学习时间里，理论课程占去大部分时间，到了后期技能课程学习却因为学时不够，而掌握不足。如此一来，重理论轻技能的教学观念下，学生头脑中建构起来的学习目的是以理论学习为出发点，而不是以职业需要为出发点。

2.教学方法单一，教学效果欠佳。目前从基础课程实施看，绝大部分课程仍然以讲授法、练习法、讨论法等教学方法为主。这些教学方法存在明显的缺点：之于教师，学时安排过长、教学内容繁冗;之于学生，内容难于理解、学习兴趣低。缺乏兴趣培养和脱离实践的教学，既不能为后续专业课程提供良好的基础，更不能使学生毕业之后尽快地适应未来的工作岗位。

3.知识点散而多，缺乏科学整合。譬如力学与结构设计原理，按照某高职人才培养方案要求，工程力学需掌握140多个知识点，结构力学100多个知识点;而结构设计原理多则200多个知识点。两门课程存在逻辑延续关系，分开传授，那么所花费的课时则较多。而且由于时间错位的原因，导致学生在学设计时已将力学忘记七八分。所以，教师在授课时不得不花时间去回忆之前学的知识。虽然在教学中也存在将部分相关课程进行整合的情况，但只局限于某节课或者某个教学单元范围内进行，且整合内容仅由若干知识点的机械叠加，缺乏知识点的逻辑衔接，缺乏科学整合，内容仍然繁冗，重点不突出，特色不突出。

三、课程整合教学的设想

什么是课程整合?美国1990年《帕金森法》给出的定义是：设计一种课程，使得相关的概念、理论、内容、过程集中在一起，并以学习者为中心组织学习。笔者认为课程整合就是设置若干知识模块，按照逻辑关系，整合两门及两门以上课程的相关知识点，然后在小范围内形成模块体系的教学方式。

1.整合目标。整合不等于摒弃夯实理论的观念，也不等于完全保留式的改装，它必须充分地贴合工学结合的教学模式，既要保留部分理论知识，又要结合实践操作运用，主要从以下方面进行深入全面的整合：(1)教学标准整合：对两门课程标准进行整合，建立一个新标准，满足后续课程的能力要求。(2) 教学内容整合：不仅要注意力学与结构设计原理知识的合理衔接，更要注重教学内容的逻辑性和学生的认知规律。(3)考核评价方式的改进：根据新课程标准，新课程内容，设置适应整合课程的考核方式，对学生学习效果综合评价。

2.整合方法。结合力学与结构设计原理的课程特点和高等职业教育人才培养目标的定位，采用任务驱动整合法进行整合。以某一类型结构设计任务为驱动，探索两门课程之间的逻辑关系和衔接点，按照课程设计完成的需要，将这些知识按照自身的独立性划分模块，通过完成课程设计任务的过程来学习，做到教、学、做合一。达到任务典型、内容精简、课程结构性好的整合效果。

四、课程整合的基本流程

现以力学与结构设计原理两门课程的整合为例，阐述课程整合实施的主要内容和步骤。

1.确定课程定位，建立新标准。教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16号文件)中提出了建 立突 出职 业能 力培养 的 课程标准的建议，新课程标准建立必然与技能培养紧密联系，与职业标准融合在一起，以确保学生达到岗位技能的要求。课程新标准应体现内容标准、考核标准、教学指导三个方面的内涵。从课程定位、学习目标、课程设计、教学设计、考核设计、学习资源等几个方面来建立，具体步骤如下：首先，由专业教师组成调研小组，调研行业企业对本专业的技能要求，人才要求。然后，由院系领导、行业专家、专业教师(包含学科带头人、骨干教师和有经验的教师)等组成研讨小组，分析调研成果，研讨制定基础课程的定位、目标及教学内容。接着，由专业教师根据专业人才培养目标，结合职业岗位的任职要求，参照相关的职业资格标准，在已确定基础课程定位、目标及教学内容的基础上完善课程设计、教学设计、考核设计等内容。最后，汇总资料，初步定制课程标准。由各方专家组成的小组通过审核论证之后，新课程标准才能用于教学实践中。在课程标准实施中，会根据反馈建议及行业发展情况进行修订。

2.整合教学内容，设计学习任务。如何整合教学内容呢?通过寻找课程之间的衔接点，理清各点之间的逻辑联系，以课程任务的形式将完成该任务需要的知识内容囊括起来，完成整合。当然以多个知识点来确定一个课程任务不太现实，那么反过来先确定课程任务，再确定知识点的范围，这种做法要简单得多，而这实际是整合的逆向思维，但最终却达到了整合的目的。譬如力学是结构设计原理的先行课程，很多知识点都可以为各种构件结构设计服务。既然如此，便以结构设计原理的设计任务为载体，然后将任务分解成若干子任务，再将子任务划分成若干模块，然后再进一步将知识模块层层分解、梳理，直到最小单元的知识点上。这些知识点有着力学与结构设计原理课程的交叉，它们之间互相联系，为完成课程任务提供理论依据。

具体以结构设计原理中钢筋混凝土受弯构件配筋设计这一项课程任务为例，阐述课程内容整合的过程：首先确定课程任务，然后根据任务需要划分知识，最后形成结构层次图，最顶层即是任务钢筋混凝土受弯构件配筋设计，向下分解成准备工作、构造设计、抗弯设计、抗剪设计、变形验算等子任务;子任务细分成若干知识模块，如抗弯设计下分解成受力过程、破坏形式、承载力计算等知识模块;知识模块再层层分解，直到最小单元知识点。这样便形成一个以任务为中心的知识框架。在知识结构组成中，既有力学内容，也包含结构设计原理内容，所有内容都是服务于如何完成配筋设计这项任务，那么教师在讲授的时候就会有的放矢，学生就会真正地学以致用。

3.改进教学评价方式。传统的教学评价方式以知识考核为主，它最大的缺点，一是教师很难避免出题范围跑偏的情况;二是学生可能会因为应试，而忽略动手能力的锻炼，只看书不操作;三是不能多角度综合地评价教学效果、学习效果。