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二、教学内容编排与分析
由于传统的教学内容往往局限于学科知识,强调知识的严密逻辑性,而生态化教学的教学内容则更加丰富、范围更加广泛,这要求教师在生态化教学中,应善于发挥主动性和创造性,设计出适合学生接受,利于学生多种能力形成和科学素养的提高,体现生态化特色的教学内容。地理是一门有着广泛实践性、生活性、开放性的学科。因此,在教学中一方面要根据学生实际出发,选取贴近学生日常生活的内容作为课堂教学资源,并与课本内容相互融合,促进课堂教学内容生活化;另一方面教师要引导学生运用所学知识去分析现实生活中的地理现象、地理问题,做到学以致用。地理教材选择的教学内容反映本学科最基本、最基础的知识结构,但并非一成不变。当今社会是知识总量急剧增长的“信息爆炸”时代,以静态形式呈现的教材不可能即时呈现出本学科的最新研究动态。这要求教师在教学中将新信息与现有教材相结合,丰富教学内容,提高地理学的学科魅力。四、学习任务设计地理教学理论认为,突出人地关系、注重空间关系是地理学科教学的鲜明特色,人地关系既是地理教学的核心内容,也是地理教学设计的思想论和方法论,同时地理事物之间存在着各种关系,主要有空间关系、因果关系、利害关系等,其中最重要的就是空间关系。因此,设计学习任务时应以人地关系和空间关系为核心,促进学生认识人地关系、理解协调人地关系的途径、懂得可持续发展的重要性,培养学生空间思维与地理智慧。学习任务设计是地理生态化教学设计模式的核心与重点。对人地关系和空间关系的认识与理解包含一系列问题,这些问题可分为主问题和子问题,子问题的解决有助于解决主问题,这样使人地关系和空间关系在教学过程中更加明确具体化,使学习者更容易认识与理解人地关系和空间关系。地理生态化教学强调教师营造一个对学习者有意义的真实情景,学习情景设计,有助于将地理问题置于真实的地理环境中,有助于学生知识与能力的迁移;信息资源设计可为人地关系和空间关系的理解与解决提供更加丰富的资源和方案;认知工具是支持、指引扩充使用者思维过程的心智模式和设备,利用它进行信息与资源的获取、处理、编辑、制作等可促进学生对人地关系和空间关系的认知;教学策略是为达成教学目的,在对教学活动清晰认识的基础上对教学活动进行调节和控制的一系列执行过程,教学设计应依据具体的教学目标、教学内容、课堂生态主体选择适当的教学策略,有利于促进学生对人地关系和空间关系的认识与理解。
三、教学管理与生态环境设计
地理生态化教学强调的是一种动态平衡、和谐发展、可持续的教学氛围,因此地理教学管理应关注学生个体的成长与发展和师生、生生关系,建设一个和谐、开放的教学管理系统。良好的生态系统首先应具有共生平衡性,生态系统上的动态平衡即系统中各因子与内外界环境之间,因子与因子之间,通过量的流动、物质循环和信息传递达到一种高度适应、协调统一的共生关系,缺少任何条件,就会导致生态平衡被破坏。地理教学生态系统如果要达到最优化的动态平衡就要充分考虑教师与学生、课堂与外界环境之间的关系。传统教学设计中,教师很少关注教学生态环境对教师教学、学生学习的影响。然而教室光线不足、空气不流通、温度不适宜和学生座位排列都会影响师生情绪,所以要创造良好的教学环境非常重要,而民主、轻松、融洽的教学氛围更能提高学生学习兴趣。
1.过于追求课堂间学生的活动形式而弱化了地理学科的逻辑性和系统性
不少地理教师在公开课或比赛活动中,为了体现新课程师生互动、合作探究等新理念,精心设计情境导入,内容呈现生动活泼,小组合作探究风生水起。笔者在参加青年地理教师教学能手大赛中担任评委时,遇到如下情形:上课内容为人教版必修1第四章第一节营造地表形态的力量,各位选手都能创设生动逼真的教学情境,如有些以导游的形式带着学生欣赏各种地貌,有些则用谷歌地球软件展示,有些老师精心制作亲历的旅游电子像册配上动听的音乐等等,课堂气氛活跃,师生互动性强。但课后反思:大部分老师缺失地质作用概念的介绍、内力作用与外力作用的性质对比、板块构造学说的讲解与应用这三大块内容,我们不禁要叩问:这节课究竟培养了学生什么地理素养?学生的什么地理核心能力得到提高?又如,高二“区域地理”教学时,某教师把“中亚”“西亚”合并,按“地形、气候、水文、土壤与植被”四块内容进行分组讨论,尽管气氛活跃,师生互动,学生自主、小组合作探究的模式得以充分地展现,但是它在本质上割裂了自然地理环境各要素,违背了它们之间相互联系、相互制约、相互渗透的整体性原理,因而是一堂不可取的地理课。
2.过于追求生动震撼的直观动画视频情境而忽略了地理问题情境的精心创设
新课改倡导改变知识的呈现方式,充分利用现代多媒体教学手段辅助课堂教学。就其本质而言,现代多媒体只是一种辅助教学的手段,而提升学生的地理思维能力是内容,是目的。形式必须为内容服务,否则徒有其形,不见其神,这样的形式就有作秀之嫌,甚至过多花哨的形式反过来会冲淡主题,影响教学目标的达成。如过于追求景观图艺术照片漫画等媒体呈现而冲淡了地图、统计图表、示意图、逻辑框图的应用与深度解读;穿插过多过久的富有感染力的视频和动画,反而干扰了学生对核心问题的关注与思考。
3.过于追求现代教学媒体的应用而疏忽了传统的地理“三板”基本功的训练与应用
不少地理教师尤其是年轻教师在上课时遇到突然停电或电脑发生故障的情形下,出现无法顺利地继续开展教学工作,或照本宣科,草草行事,勉强拖到下课的现象。还有些老师运用现代媒体如行云流水,得心应手,而在黑板上竟然没有一个粉笔字、一幅板图或板画,听课老师提出中肯建议,上课老师却说既然投影屏幕上已经出现了,何必多此一举。诚然,现代教学媒体为当今课堂教学提供了强有力的手段与技术,加大了课堂教学的密度,加强了师生、生生间的交互性,改变了学生的学习方式,使地理课堂变得更加丰富多彩、赏心悦目;但也带来了视角疲劳、浮光掠影、不易用笔记录、难于铭记在心等负面影响。而在多媒体出现之前,曾经支撑传统地理课堂教学的“三板”(板书、板图、板画)基本功的训练与应用,虽然一度被遗忘和忽略,现又重受关注和宠爱。“三板”的应用和传统媒体与现代媒体各有千秋,优势互补,应用起来相得益彰,不可偏废,必须有机结合,促进地理课堂效益最优化。
4.过于追求预设中教学目标的达成度而压抑了课堂中的动态生成
目前中国基础教育的主要问题之一,偏重学生收敛性思维的训练而疏忽学生发散性思维的培养,长此以往会导致一个民族的创新意识及创造能力不足。不少教师在教学设计中,教学目标、教学内容、教学方法与媒体选择、教学过程中教师活动、学生活动、设计意图等每个环节都精心斟酌,一丝不苟,偏偏忽略了课堂中最能闪现意外的思维火花、最富于创意的动态生成这一重要环节。预设与生成是一对矛盾,它们之间的关系是对立统一的关系。科学、合理的预设不仅不会压抑生成,反而能够充分考虑营造宽松和谐的氛围、精心挑选或设计有利于激活学生发散性思维的开放性问题、创疑激趣、循循善诱,更有利于课堂教学中师生的深度互动和动态生成。
5.过于依赖典型案例的剖析而忽视了选择非典型案例进行分析提升迁移
案例教学法是新课程改革中倡导的一种新型教学方法。不少老师未深刻理解案例教学法的本质内涵,误把案例当成举例;把教材中的典型案例分析方法当成是解决同类地理案例问题的“灵丹妙药”,缺乏举一反三、灵活迁移的能力。
二、原因分析
当然,地理教学设计中的问题是多种多样的,以上五种现象无法完全涵盖问题的全部。它们有一个共同特征:重视新课改理念之形,忽视了新课改理念之神;重视师生互动、生生互动、合作探究、多媒体辅助教学、目标达成、案例教学等教学方式之形式,忽视了所有教学形式都必须服从和服务于学生地理学科素养的培养与核心能力的提升这一内容和目的。重新认识内容和形式的有机统一关系,有利于澄清纷繁芜杂的地理课堂表象,探寻高效地理课堂的本真,防止在内容与形式两者关系处理过程之中有失偏颇,有利于高中地理课堂高效教学模式的建构和实施。
三、改进策略
地理素养分为地理科学素养、地理人文素养和地理信息技术素养三个部分。实际上,这三个部分也是相互包含的。地理学科核心能力是指赋予地理学科特色的、有别于跟其它学科共有的普通能力的特殊能力。如:综合性与地域性是地理科学的两大基本特性。综合性反映在中学地理学科之中就表现为整体性;地域性反映在中学地理学科之中就表现为区域差异性或案例的典型性及非典型性。因而中学地理学科核心能力即整体性及区域差异性的理解与应用能力。课程改革再怎么改,高中地理课程的终极目标和本真依然是学生地理学科核心能力的培养与提升,其主要策略为:倡导地理课堂自始至终都必须贯穿“问题驱动”,实现知识问题化、问题情境化(案例化)、思维图示化(各类地理图像――也包含“概念图、思维导图等等”),通常称之为“三化”。在“问题驱动”的课堂结构中,必须设置一连串的问题构成问题链,要注意各问题之间的梯度与逻辑关联,总体上遵循先易后难、先典型后非典型、先具体后抽象再回归到新的具体问题的设置原则。以下主要探讨如何从整体性与案例的典型性及非典型性两个方面入手改进地理课堂教学设计。
四、整体性原理与地理教学设计
不仅自然地理环境存在整体性规律,在人文地理环境、自然环境与人文环境之间也存在着整体性规律。图1反映了地理环境间普遍存在的整体性规律。为此,在教学设计中,必须体现整体性思想,切忌孤立地、静止地看待和分析地理问题,教学设计各环节必须渗透和贯穿整体性原理。如分析气候的形成因子除考虑自然方面因素外,也要考虑人类活动;高三复习气候专题除分析气候的形成因子外,还要复习气候对其它自然因素的影响、对自然环境的整体影响、对人文地理各要素的影响乃至对地理环境与人类可持续发展的整体影响。自然资源是自然环境与人类活动的纽带和连接点,具有自然与人文的双重属性。又如必修2“交通运输方式和布局”一节的教学设计,无论是新课还是复习课,都必须贯穿整体性原则,人文地理内容核心能力要求是“区位”分析,在前面学习人口迁移、城市化、农业、工业等内容时,都离不开“交通运输”这一共同的重要区位因素(影响因素)的分析。实际上,人文地理环境与自然地理环境一样,都存在整体性特征,突出表现为人类活动受制于各种区位因素,同时它本身又构成其他人类活动的区位因素,交通运输亦然。教学设计中,要充分强调交通运输的布局与地区经济社会发展这种“互动”关系,结合关联案例引导学生加深对“区位”复杂性、动态性的认识,懂得具体问题具体分析。
五、案例的典型性及非典型性选择与地理教学设计
传统的地理教学高度关注典型性案例,通过对典型案例的深入剖析,建立起一般的思维模式(答题框架),然后把它当成放之四海而皆准的工具,机械地套用在所有同类问题的解决之中。实际上,地理环境是复杂多变的,具有鲜明的地域差异性。从典型的案例中提炼出来的一般原理只有与实际情境的特殊性与非典型性相结合,才能丰富、调整和完善原有的认知结构,实现知识迁移,才能促成学生螺旋式递进的认知水平和能力的提升,才能达到举一反三、学以致用的目的。
一、引言
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。
如果地基承载力不足,就可以判定为软弱地基,就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时,应按局部软弱土层考虑。勘察时,应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况,根据拟采用的地基处理方法提供相应参数。冲填土尚应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史,明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。
在初步计算时,最好先计算房屋结构的大致重量,并假设它均匀的分布在全部面积上,从而等到平均的荷载值,可以和地基本身的承载力相比较。如果地基的容许承载力大于4倍的平均荷载值,则用单独基础可能比伐形基础更经济;如果地基的容许承载力小于2倍的平均荷载值,那么建造满铺在全部面积上的伐形基础可能更经济。如果介于二者之间,则用桩基或沉井基础。
二、地基的处理方法
利用软弱土层作为持力层时,可按下列规定执行:1)淤泥和淤泥质土,宜利用其上覆较好土层作为持力层,当上覆土层较薄,应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施;2)冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料,当均匀性和密实度较好时,均可利用作为持力层;3)对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不宜作为持力层。局部软弱土层以及暗塘、暗沟等,可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。在选择地基处理方法时,应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素,经过技术经济指标比较分析后择优采用。
地基处理设计时,应考虑上部结构,基础和地基的共同作用,必要时应采取有效措施,加强上部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。对已选定的地基处理方法,宜按建筑物地基基础设计等级,选择代表性场地进行相应的现场试验,并进行必要的测试,以检验设计参数和加固效果,同时为施工质量检验提供相关依据。
经处理后的地基,当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时,基础宽度的地基承载力修正系数取零,基础埋深的地基承载力修正系数取1.0;在受力范围内仍存在软弱下卧层时,应验算软弱下卧层的地基承载力。对受较大水平荷载或建造在斜坡上的建筑物或构筑物,以及钢油罐、堆料场等,地基处理后应进行地基稳定性计算。结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值;根据建筑物荷载差异大小、建筑物之间的联系方法、施工顺序等,按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。地基处理后,建筑物的地基变形应满足现行有关规范的要求,并在施工期间进行沉降观测,必要时尚应在使用期间继续观测,用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时,设计要综合考虑土体的特殊性质,选用适当的增强体和施工工艺。复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定,或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。
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。
1换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。
2强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
3砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。
4振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。
5水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕,受其搅拌能力的限制,该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。
6高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕,目前最大处理深度已超过30m。
7预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。
8夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制,目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。
9水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层,保证桩、同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。
10石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时,可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。
11灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,可处理的深度为5~15m。当用来消除地基土的湿陷性时,宜采用土挤密桩法;当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时,宜采用灰土挤密桩法;当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同,土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。
12柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基,对地下水位以下的饱和松软土层,应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。
13单液硅化法和碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为0.1~2m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地,对Ⅱ级湿陷性地基,应通过试验确定碱液法的适用性。
14在确定地基处理方案时,宜选取不同的多种方法进行比选。对复合地基而言,方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。
三、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。
无论采用何种基础都要处理好基础底板与地下室外墙的连结节点。
框剪结构无地下室、地基较好、荷载较均匀,可选用单独柱基,墙下条基,抗震设防地区柱基下设拉梁并与墙下条基连结在一起。
无地下室,地基较差,荷载较大,柱下可选用交叉条形基础并与墙下条基连结在一起,以加强整体性,如还不能满足地基承载力或变形要求,可采用筏板基础。剪力墙结构无地下室或有地下室,无防水要求,地基较好,宜选用交叉条形基础。当有防水要求时,可选用筏板基础或箱形基础。高层建筑一般都设有地下室,可采用筏板基础;如地下室设置有均匀的钢筋混凝土隔墙时,采用箱形基础。
当地基较差,为满足地基强度和沉降要求,可采用桩基或人工处理地基。
多栋高楼与裙房在地基较好(如卵石层等)、沉降差较小、基础底标高相等时基础可不分缝(沉降缝)。当地基一般,通过计算或采取措施(如高层设混凝土桩等)控制高层和裙房间的沉降差,则高层和裙房基础也可不设缝,建在同一笺基上。施工时可设后浇带以调整高层与裙房的初期沉降差。
当高层与裙房或地下车库基础为整块筏板钢筋混凝土基础时,在高层基础附近的裙房或地下车库基础内设后浇带,以调整地基的初期不均匀沉降和混凝土初期收缩。
现在我就大型基础设计中较多见的基础类型的桩基础和后浇带的设计讨论一下
1当天然地基或人工地基的地基承载力或变形不能满足设计要求,或经过经济比较采用浅基础反而不经济时,可采用桩基础。
2桩平面布置原则:
1)力求使各桩桩顶受荷均匀,上部结构的荷载重心与桩的重心相重合,并使群桩在承受水平力和弯矩方向有较大的抵抗矩。
2)在纵横墙交叉处都应布桩,横墙较多的多层建筑可在横墙两侧的纵墙上布桩,门洞口下面不宜布桩。
3)同一结构单元不宜同时采用摩擦桩和端承桩。
4)大直径桩宜采用一柱一桩;筒体采用群桩时,在满足桩的最小中心距要求的前提下,桩宜尽量布置在筒体以内或不超出筒体外缘1倍板厚范围之内。
5)在伸缩缝或防震缝处可采用两柱共用同一承台的布桩形式。
6)剪力墙下的布桩量要考虑剪力墙两端应力集中的影响,而剪力墙中和轴附近的桩可按受力均匀布置。
3桩端进入持力层的最小深度:
1)应选择较硬上层或岩层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度,对于粘性土、粉土不宜小于2d(d为桩径);砂土及强风化软质岩不宜小于1.5d;对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于1d,且不小于0.5m。
2)桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩,桩全断面进入岩层的深度不宜小于0.5m,嵌入灰岩或其他未风化硬质岩时,嵌岩深度可适当减少,但不宜小于0.2m。
3)当场地有液化土层时,桩身应穿过液化土层进入液化土层以下的稳定土层,进入深度应由计算确定,对碎石土、砾、粗中砂、坚硬粘性土和密实粉土且不应小于0.5m,对其他非岩石土且不宜小于1.5m。
4)当场地有季节性冻土或膨胀土层时,桩身进入上述土层以下的深度应通过抗拔稳定性验算确定,其深度不应小于4倍桩径,扩大头直径及1.5m。
桩型选择原则。桩型的选择应根据建筑物的使用要求,上部结构类型、荷载大小及分布、工程地质情况、施工条件及周围环境等因素综合确定。
1)预制桩(包括混凝土方形桩及预应力混凝土管桩)适宜用于持力层层面起伏不大的强风化层、风化残积土层、砂层和碎石土层,且桩身穿过的土层主要为高、中压缩性粘性土,穿越层中存在孤石等障碍物的石灰岩地区、从软塑层突变到特别坚硬层的岩层地区均不适用。其施工方法有锤击法和静压法两种。
2)沉管灌注桩(包括小直径D<5O0mm,中直径D=500~600mm)适用持力层层面起伏较大、且桩身穿越的土层主要为高、中压缩性粘性土;对于桩群密集,且为高灵敏度软土时则不适用。由于该桩型的施工质量很不稳定,故宜限制使用。
3)在饱和粘性土中采用上述两类挤土桩尚应考虑挤土效应对于环境和质量的影响,必要时采取预钻孔。设置消散超孔隙水压力的砂井、塑料插板、隔离沟等措施。钻孔灌注桩适用范围最广,通常适用于持力层层面起伏较大,桩身穿越各类上层以及夹层多、风化不均、软硬变化大的岩层;如持力层为硬质岩层或地层中夹有大块石等,则需采用冲孔灌注桩。无地下水的一般土层,可采用长短螺旋钻机干作业成孔成桩。钻(冲)孔时需泥浆护壁,故施工现场受限制或对环境保护有特殊要求的,不宜采用。
4)人工挖孔桩适用于地下水水位较深,或能采用井点降水的地下水水位较浅而持力层较浅且持力层以上无流动性淤泥质土者。成孔过程可能出现流砂、涌水、涌泥的地层不宜采用。
5)钢桩(包括H型钢桩和钢管桩)工程费用昂贵,一般不宜采用。当场地的硬持力层极深,只能采用超长摩擦桩时,若采用混凝土预制桩或灌注桩又因施工工艺难以保证质量,或为了要赶工期,此时可考虑采用钢桩。钢桩的持力层应为较硬的土层或风化岩层。
6)夯扩桩,当桩端持力层为硬粘土层或密实砂层,而桩身穿越的土层为软土、粘性土、粉土,为了提高桩端承载力可采用夯扩桩。由于夯扩桩为挤土桩,为消除挤土效应的负面影响,应采取与上述预制桩和沉管灌注桩类似的措施。
后浇带设计
因调整地基初期不均匀沉降而设的后浇带,带宽800~1O00mm。后浇带自基础开始在各层相同位置直到裙房屋顶板全部设后浇带,包括内外墙体。施工时后浇带两边梁板必须支撑好,直到后浇带封闭并混凝土达到设计强度后拆除。后浇带内的混凝土等级采用比原构件提高一级的微膨胀混凝土。如沉降观测记录在高层封顶时,沉降曲线平缓可在高层封顶一个月后封闭后浇带。沉降曲线不缓和则宜延长封闭后浇带时间。
基础后浇带封闭前要求施工时覆盖,以免杂物垃圾掉落难于清理。并提出清除杂物垃圾的措施,如后浇带处垫层局部降低等。有必要时后浇带中设置适量加强钢筋,如梁面、底钢筋相同等措施。
设计者必须认真对待由于超长给结构带来的不利影响,当增大结构伸缩缝间距或者是不设置伸缩缝时,必须采取切实可行的措施,防止结构开裂。在适当增大伸缩缝最大间距的各项措施中,在结构施工阶段采取防裂措施是国内外通用的减小混凝土收缩不利影响的有效方法,我国常用的做法是设置施工后浇带。另外,当建筑物存在较大的高差,但是结构设计根据具体情况可不设置永久变形缝时,例如高层建筑主体和多层(或低层)裙房之间,也常常采用施工后浇带来解决施工阶段的差异沉降问题。这两种施工后浇带,前者可称之为收缩后浇带,后者可称之为沉降后浇带。
后浇带的设计
当建筑结构的平面尺寸超过混凝土规范规定的伸缩缝最大间距(混凝土规范第9.1.1条)时,可考虑采用施工后浇带的方法来适当增大伸缩缝间距。但一般地上结构由于受环境温度变化影响较大,所以伸缩缝最大间距不宜超过混凝土规范限值过多,同时应注意加强屋面保温隔热,采用可靠的、高效的外墙外保温,并适当提高外纵墙、山墙、屋面等重要部位的纵向钢筋配筋率。当地上结构由于抗震设计需要而设置了防震缝时,伸缩缝宽度应满足防震缝宽度的要求。地下室结构超长的情况较为常见,除地下室顶板和处于室外地面以上的地下室外墙受温度变化影响相对较大外,地下室内部和基础结构在使用阶段受室内外温度变化影响较小,需解决的主要问题是混凝土收缩应力对结构的影响。除在施工阶段设置后浇带外,应该加强地下室顶板及地下室外墙的配筋,建议纵向钢筋最小配筋率不宜小于0.5%,钢筋应尽可能选择直径较小的,一般10到16即可,间距尽量选择较密的,宜不大于150mm,细而密的钢筋分布对结构抗裂是有利的。
必须指出的是,后浇带只能解决施工期间的混凝土自收缩,它不能解决由于温度变化引起的结构应力集中,更不能替代伸缩缝。有一些结构设计者将后浇带和伸缩缝等同起来的看法是错误的,因为两者的作用并不相同。
当地下室结构超长过多,单靠设置后浇带不足以解决混凝土收缩和温度变化问题时,可以考虑采用补偿收缩混凝土,在适当位置设置膨胀加强带。采用这种方法,不仅可以进一步增大伸缩缝最大间距,而且可以用膨胀加强带取代部分施工后浇带,从而实现混凝土的连续浇筑即无缝施工。但应注意,采用膨胀加强带取代部分施工后浇带时,膨胀加强带的位置应设置在结构温度应力集中部位,并应制定严格的技术保障措施,保证混凝土原材料的质量和微膨胀剂的配合比准确,结构设计应对地下室结构各部位混凝土的限制膨胀率提出明确要求。
对高层建筑主体与裙房之间是设置永久变形缝,还是在施工阶段设置沉降后浇带,应该根据建筑场地地基持力层土质情况、基础形式、上部结构布置等条件综合确定。当地基持力层土质较好,例如高层建筑基础做在基岩层或卵石层上,或采用桩基时,高层建筑沉降变形量较小,此时可考虑采用施工后浇带而不设置永久变形缝,将高层建筑与裙房基础(或地下室)连成整体。当地基持力层压缩性较高,且厚度较大,高层建筑主体与裙房之间的高差悬殊较大,高层建筑荷载较大,则由于高层建筑与裙房之间的差异沉降量较大,在采用天然地基的情况下,还是以设置永久变形缝将高层建筑与裙房彻底脱开为好。当高层建筑与相邻的裙房之间设置永久变形缝时,高层建筑的基础埋深一般应大于裙房基础埋深至少2米,不满足此要求时应计算高层建筑的稳定性,并采取可靠措施防止高层建筑与裙房之间发生相互倾斜。笔者曾经参观过某工程,高层建筑地下一层,地上十六层,纯地下车库一层,与高层建筑地下室贯通,其间设置了沉降缝,基础埋深基本相同,沉降缝间采用硬质材料填充。由于没有解决好高层建筑与地下车库间的互倾问题,建筑投入使用后,发现沉降缝两侧墙体开裂,造成地下室渗漏。
近年来,复合地基得到了广泛应用,复合地基可以提高地基持力层承载力,提高土体弹性模量,有效地控制建筑物沉降。北京地区有些工程已经通过在高层建筑下采用复合地基的方法来替代桩基,以解决高层建筑主体与裙房之间差异沉降的问题。不论采用哪种方法,如果采用施工后浇带而不设置永久变形缝,都应依据相关规范计算裙房和高层建筑的整体倾斜。当采用地基处理时,在结构设计图纸上,应明确规定采用地基处理后,高层建筑与裙房之间的变形要求。
施工后浇带的位置,应根据基础和上部结构布置的具体情况确定,不能想当然,搞一刀切。后浇带应设置在结构受力较小处,一般在梁、板跨度内的三分之一处,结构弯矩和剪力均较小,且宜自上而下对齐,竖向上不宜错开,后浇带间距一般为30米到50米。在高层建筑与裙房之间设置后浇带时,后浇带宜处于裙房一侧,且在结构设计上,应注意加强高层建筑与裙房相连部位的构造,提高纵向钢筋配筋率,用以抵抗后浇带封闭后由剩余差异沉降差所引起的结构内力。为减小后浇带封闭后由剩余差异沉降差所引起的结构内力,尚应采取其他措施,通常可考虑以下方法:
1,高层建筑采用桩基或其他地基基础处理方法,或补偿基础,尽量扩大高层建筑基础与地基接触面积,减小高层建筑基础底面接触压力,而裙房则采用埋深较浅的独立柱基或条形基础等,调节高层建筑与裙房之间的差异沉降。
2,尽量减小裙房部分基础与地基的接触面积,即尽量增大裙房部分的基础底面接触压力,加大裙房的沉浸量。
3,结合高层建筑埋置深度要求,调整高层建筑地下室高度,使地基持力层落在压缩性小、地基承载力高的土层上,可有效地减小高层建筑的沉降量。
进行地基基础设计时,结构设计者应结合工程具体情况,多方面对比,选择经济合理的方案。
后浇带部位的钢筋一般不宜断开,而应让钢筋连续通过,即只将后浇带处的混凝土临时断开。但有时工程具体情况不允许留后浇带,例如某工程地下车库通道的顶板、底板均与主楼相连,但是由于施工场地狭小,无法留设后浇带,于是要求施工单位先施工结构主体,待主体完成后再施工车道部分,要求施工单位对与主体相连的钢筋必须预留,后期采用焊接连接,同一截面的钢筋焊接连接率不得大于50%。
有的工程将后浇带内钢筋全部断开,这时候,为避免在同一截面钢筋100%连接,宜将后浇带曲折布置,而不要沿一直线布置。连接方式建议首选机械连接或焊接,但要注意施工质量。采用搭接连接时,应注意后浇带宽度要满足按混凝土规范计算的钢筋搭接连接长度。
基础后浇带的断面形式,应于结构设计图纸上用详图明确表示出来,而不应推给施工单位。当地下水位较高时,宜在基础后浇带下设置防水板并增设一道附加防水层。
四、工程实例
一、工程概况
工程总建筑面积5880平方米。无地下室,地上7层框架结构,底层层高4.5m,以上各层层高均为3.1m
二、地质条件
本工程±0.000标高相当于罗零标高5.240米,场地内地层自上而下依次为:①素填土,层厚0.8~2.90m,回填时间4年主要填料为残积粘性土,混砖瓦石块场地分布均匀。②淤泥,呈饱和流塑状,主要由粘粒、粉粒组成,夹杂有有机质,该层层厚4.00~9.00m。③粉质粘土,呈饱和可塑状,手搓稍有粉粒感,粘性较好,标贯试验的校正平均值为10击,层位稳定,厚度为4.80~9.55。④含泥中粗砂,呈饱和密状,层厚0.7~4m。⑤沙质粘土,呈饱和可塑状,层厚0.5~3m。⑥中砂,饱和,含泥约10~20%,均匀分布于场地,厚度约2.10~7.60m。⑦残积粘性土:饱和,可塑,原为辉绿岩脉,长石矿物已全风化成呈土状,标贯试验校正平均值为17击厚2.70~6.70m。⑧散体强风化花岗岩,大部分长石类矿物已经风化呈土状,岩心手捻可散,厚度2.25~14.20m。⑨强风化花岗岩层。⑩中风化花岗岩.
三、设计过程
柱网布置详见附图
经过PKPM结构计算软件对本楼上部结构进行的计算,取轴力最大的情况得出柱底最小轴力为1930KN,最大柱底轴力为5832KN。由于浅层土不足以承受此荷载,所以选用桩基础作为建筑物的基础。由于柱底轴力差异较大,从经济性和节约成本的考虑,所以选用2种桩径,分别是F500和F400。
在设计工程中还应该注意的是PKPM所算出的柱底轴力为设计值,不能直接用于计算需要把算出的值除以1.25来转化为特征值来计算.
1、确定单桩竖向承载力设计值
桩侧总极限摩阻力标准值:Rsk=Up×Σlifsi
桩端极限阻力标准值:Rpk=Ap×fp
本工程中的单桩极限承载力根据静载试验确定F500为4100KN,F400为3100KN
单桩竖向承载力设计值Rd=(Rsk+Rpk)/1.65
F500Rd=4100/1.65=2484.8KN
F400Rd=3100/1.65=1878.8KN
单桩竖向承载力特征值Ra=(Rsk+Rpk)/2.0
F500Ra=4100/2=2050KN
F400Ra=3100/2=1550KN
2、确定桩的数量、间距和布置方式
初步估算桩数时,先不要考虑群桩效应,
在确定桩的数量时,我是根据各底层柱的轴力确定应该选用何种直径的桩和确定桩的数量,例如在附图中的(16)-(c)柱底轴力为1944.8KN(特征值),我选用两桩承台,桩径为400;
(8)-(A)柱底轴力为4665.6KN,我选用三桩承台,桩径为500.
当为偏心受压,一般桩的根数应相应的增加10%~20%。
桩的间距(中心距)采用3.6倍桩径.
原则:使得群桩横截面的重心应与荷载合力的作用点重合和接近或者是使其重心处于合力作用点变化范围之内,并应尽量接近最不利的合力作用点。
具体布置方法见附图。
3、承台设计
独立承台、柱下或墙下条形承台(梁式承台),以及筏板承台和箱形承台,承台设计包括选择承台的材料及其强度等级,几何形状及其尺寸,进行承台结构承载力计算,并应使其构造满足一定的要求。
构造要求:承台最小宽度不应小于500mm,承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长,边缘挑出部分不应小于150mm,墙下条形承台边缘挑出部分可降低至75mm。条形和柱下独立承台的最小厚度为500mm,其最小埋深为600mm。
本工程中承台混凝土等级C30,取其中的(8)-(A)柱位置的承台为例计算:
一、基本资料:
承台类型:三桩承台圆桩直径d=500mm
桩列间距Sa=900mm桩行间距Sb=1560mm
桩中心至承台边缘距离Sc=500mm
承台根部高度H=1100mm承台端部高度h=1100mm
柱子高度hc=700mm(X方向)柱子宽度bc=650mm(Y方向)
二、控制内力:
Nk=4666;
Fk=4666;
F=6299.1;
三、承台自重和承台上土自重标准值Gk:
a=2(Sc+Sa)=2*(0.5+0.9)=2.8m
b=2Sc+Sb=2*0.5+1.56=2.56m
承台底部面积Ab=a*b-2Sa*Sb/2=2.8*2.56-2*0.9*1.56/2=5.76m
承台体积Vct=Ab*H1=5.76*1.1=6.340m
承台自重标准值Gk''''''''=γc*Vct=25*6.34=158.5kN
土自重标准值Gk''''=γs*(Ab-bc*hc)*ds=18*(5.76-0.65*0.7)*0.8
=76.4kN
承台自重及其上土自重标准值Gk=Gk''''''''+Gk''''=158.5+76.4=235.0kN
四、承台验算:
圆桩换算桩截面边宽bp=0.866d=0.866*500=433mm
1、承台受弯计算:
(1)、单桩桩顶竖向力计算:
在轴心竖向力作用下
Qk=(Fk+Gk)/n(基础规范8.5.3-1)
Qk=(4666+235)/3=1633.7kN≤Ra=2020kN
每根单桩所分配的承台自重和承台上土自重标准值Qgk:
Qgk=Gk/n=235/3=78.3kN
扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:
Ni=γz*(Qik-Qgk)
N=1.35*(1633.7-78.3)=2099.7kN
(2)、承台形心到承台两腰的距离范围内板带的弯矩设计值:
S=(Sa^2+Sb^2)^0.5=(0.9^2+1.56^2)^0.5=1.801m
αs=2Sa=2*0.9=1.800m
α=αs/S=1.8/1.801=0.999
承台形心到承台两腰的距离B1:
B1=Sa/S*2Sb/3+Sc*(Sa+Sb)/S=1.203m
M1=Nmax*[S-0.75*c1/(4-α^2)^0.5]/3(基础规范8.5.16-4)
=2099.7*[1.801-0.75*0.65/(4-0.999^2)^0.5]/3
=1063.6kN·m
②号筋Asy=3783mmζ=0.068ρ=0.32%
10Φ22@110(As=3801)
(3)、承台形心到承台底边的距离范围内板带的弯矩设计值:
承台形心到承台底边的距离B2=Sb/3+Sc=1.020m
M2=Nmax*[αs-0.75*c2/(4-α^2)^0.5]/3(基础规范8.5.16-5)
=2099.7*[1.8-0.75*0.7/(4-0.999^2)^0.5]/3
=1047.7kN·m
①号筋Asx=3667mmζ=0.076ρ=0.36%
10Φ22@100(As=3801)
2、承台受冲切承载力验算:
(1)、柱对承台的冲切验算:
扣除承台及其上填土自重,作用在冲切破坏锥体上的冲切力设计值:
Fl=6299100N
三桩三角形柱下独立承台受柱冲切的承载力按下列公式计算:
Fl≤[βox*(2bc+aoy1+aoy2)+(βoy1+βoy2)*(hc+aox)]*βhp*ft*ho(参照承台规程4.2.1-2)
X方向上自柱边到最近桩边的水平距离:
aox=900-0.5hc-0.5bp=900-700/2-433/2=333mm
λox=aox/ho=333/(1100-110)=0.337
X方向上冲切系数βox=0.84/(λox+0.2)(基础规范8.5.17-3)
βox=0.84/(0.337+0.2)=1.565
Y方向(下边)自柱边到最近桩边的水平距离:
aoy1=2*1560/3-0.5bc-0.5bp=1040-650/2-433/2=498mm
λoy1=aoy1/ho=498/(1100-110)=0.504
Y方向(下边)冲切系数βoy1=0.84/(λoy1+0.2)(基础规范8.5.17-4)
βoy1=0.84/(0.504+0.2)=1.194
Y方向(上边)自柱边到最近桩边的水平距离:
aoy2=1560/3-0.5bc-0.5bp=520-650/2-433/2=-22mm
λoy2=aoy2/ho=-22/(1100-110)=-0.022
当λoy2<0.2时,取λoy2=0.2,aoy2=0.2ho=0.2*990=198mm
Y方向(上边)冲切系数βoy2=0.84/(λoy2+0.2)(基础规范8.5.17-4)
βoy2=0.84/(0.2+0.2)=2.1
[βox*(2bc+aoy1+aoy2)+(βoy1+βoy2)*(hc+aox)]*βhp*ft*ho
=[1.565*(2*650+498+198)+(1.194+2.1)*(700+333)]*0.975*1.43*990
=9029023N≥Fl=6299100N,满足要求。
(2)、底部角桩对承台的冲切验算:
扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:
Nl=N1=2099700N
承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算:
Nl≤β12*(2c2+a12)*tg(θ2/2)*βhp*ft*ho(基础规范8.5.17-10)
θ2=2*arctg(Sa/Sb)=2*arctg(900/1560)=60°
c2=[Sc*ctg(θ2/2)+Sc+0.5bp]*Cos(θ2/2)
=[500*ctg30°+500+433/2]*Cos30°=1371mm
a12=(2Sb/3-0.5bp-0.5bc)*Cos(θ2/2)
=(2*1560/3-433/2-650/2)*Cos30°=432mm
λ12=a12/ho=432/(1100-110)=0.436
底部角桩冲切系数β12=0.56/(λ12+0.2)(基础规范8.5.17-11)
β12=0.56/(0.436+0.2)=0.88
β12*(2c2+a12)*tg(θ2/2)*βhp*ft*ho
=0.88*(2*1371+432)*tg30°*0.975*1.43*990
=2229798N≥Nl=2099700N,满足要求。
(3)、顶部角桩对承台的冲切验算:(近似计算)
扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:
Nl=Max{N2,N3}=2099700N
承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算:
Nl≤β11*(2c1+a11)*tg(θ1/2)*βhp*ft*ho(基础规范8.5.17-8)
θ1=arctg(Sb/Sa)=arctg(1560/900)=60°
c1=ctgθ1*2Sc+Sc+0.5bp=ctg60°*2*500+500+433/2=1293mm
a11=Sa-0.5bp-0.5bc=900-433/2-650/2=333mm
λ11=a11/ho=333/(1100-110)=0.337
底部角桩冲切系数β11=0.56/(λ11+0.2)(基础规范8.5.17-9)
β11=0.56/(0.337+0.2)=1.043
β11*(2c1+a11)*tg(θ1/2)*βhp*ft*ho
=1.043*(2*1293+333)*tg30°*0.975*1.43*990
=2433399N≥Nl=2099700N,满足要求。
3、承台斜截面受剪承载力计算:
(1)、X方向(上边)斜截面受剪承载力计算:
扣除承台及其上填土自重后X方向斜截面的最大剪力设计值:
Vx=N2+N3=4199400N
柱上边缘计算宽度bxo:
Sb/3-Sc=1560/3-500=20mm≤0.5bc=325mm
bxo=a=2800mm
承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:
Vx≤βhs*βy*ft*bxo*ho(基础规范8.5.18-1)
X方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:
ay=520-0.5bc-0.5bp=520-650/2-433/2=-22mm
λy=ay/ho=-22/(1100-110)=-0.022
当λy<0.3时,取λy=0.3
βy=1.75/(λy+1.0)=1.75/(0.3+1.0)=1.346
βhs*βy*ft*bxo*ho=0.95*1.346*1.43*2800*990=5069495N
≥Vx=4199400N,满足要求。
(2)、X方向(下边)斜截面受剪承载力计算:
扣除承台及其上填土自重后X方向斜截面的最大剪力设计值:
Vx=N1=2099700N
柱下边缘计算宽度bxo:
bxo=2*[Sc+(2Sb/3-0.5bc+Sc)*Sa/Sb]=2402mm
承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:
Vx≤βhs*βy*ft*bxo*ho(基础规范8.5.18-1)
X方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:
ay=1040-0.5bc-0.5bp=1040-650/2-433/2=498mm
λy=ay/ho=498/(1100-110)=0.504
βy=1.75/(λy+1.0)=1.75/(0.504+1.0)=1.164
βhs*βy*ft*bxo*ho=0.95*1.164*1.43*2402*990=3760082N
≥Vx=2099700N,满足要求。
(3)、Y方向斜截面受剪承载力计算:
扣除承台及其上填土自重后Y方向斜截面的最大剪力设计值:
Vy=Max{N2,N3}=2099700N
承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:
Vy≤βhs*βx*ft*byo*ho(基础规范8.5.18-1)
Y方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:
ax=900-0.5hc-0.5bp=900-700/2-433/2=333mm
λx=ax/ho=333/(1100-110)=0.337
βx=1.75/(λx+1.0)=1.75/(0.337+1.0)=1.309
βhs*βx*ft*byo*ho=0.95*1.309*1.43*2560*990=4507164N
≥Vy=2099700N,满足要求。
4、柱下局部受压承载力计算:
局部荷载设计值F=6299100N
混凝土局部受压面积Al=bc*hc=455000mm
承台在柱下局部受压时的计算底面积按下列公式计算:
Ab=(bx+2*c)*(by+2*c)
c=Min{Cx,Cy,bx,by}=Min{1050,955,700,650}=650mm
Ab=(700+2*650)*(650+2*650)=3900000mm
βl=Sqr(Ab/Al)=Sqr(3900000/455000)=2.928
ω*βl*fcc*Al=1.0*2.928*0.85*14.33*455000=16227305N
≥F=6299100N,满足要求。
5、桩局部受压承载力计算:
局部荷载设计值F=Nmax+γg*Qgk=2099.7+1.35*78.3=2205.4kN
混凝土局部受压面积Al=π*d^2/4=196350mm
承台在角桩局部受压时的计算底面积按下列公式计算:
Ab=(bx+2*c)*(by+2*c)
圆桩bx=by=Sqr(Al)=443mm
c=Min{Cx,Cy,bx,by}=Min{250,250,443,443}=250mm
Ab=(443+2*250)*(443+2*250)=889463mm
βl=Sqr(Ab/Al)=Sqr(889463/196350)=2.128
ω*βl*fcc*Al=1.0*2.128*0.85*14.33*196350=5090815N
≥F=2205432N,满足要求。
五、工程小结
1:基础设计关键是上部荷载准确性,上部荷载准确性关键是结构选型,即结构计算模型与软件的计算条件(模型)吻合程度。象纯砖混,框架,剪力墙等吻合程度是好的,导荷准确,可直接
用于基础设计。象混合结构(小设计院现象,经济欠发达区存在)、复杂结构等导荷准确性与实际有差别,如是拿来主义哪就完了。
2:结构用任何软件(通过鉴定)进行上部结构计算都可,在于习惯。而其它结构须用两种以上软件进行上部结构计算,对结果分析,手算综合确定上部荷载。
3:基础设计软件核心简单,荷载相同,各种软件计算结果一致。
4:平时注意设计交流,知识积累,切忌拿来主义,定能成为优秀结构师。
参考文献:
[1]《建筑地基基础设计规范》GBJ-7-89
[2]《建筑地基基础勘察设计规范》DBJ13-17-91
[3]《软土地基与地下工程》孙更生、郑大同
[4]《建筑桩基技术规范》JGJ94-94
[5]《建筑地基处理技术规范》GBJ79-91
[6]《基础工程设计原理》袁聚云
[7]《地基及基础》第3版中国建筑出版社
2013年巴中市国土资源局经过深入调研,将巴中市恩阳区上八庙镇盘龙村、八庙村、季台村、窑垭村、断石村、白鹤村、白庙村土地整理项目申报为地方投资土地整理项目。土地整理项目区内以农业生产为主,农业机构及农业科技普及度不高,经济作物种植面积小。项目区内土地利用以耕地为主。项目区总面积为1730.06hm2,确定整理面积980.09hm2,其中耕地面积为762.92hm2;园地面积8.14hm2;林地面积616.14hm2;城镇村及工矿用地115.53hm2;交通运输用地28.06hm2;水域及水利设施用地29.97hm2;其他土地168.79hm2。从土地垦殖率、土地利用率、耕地复种率几方面进行分析,项目区土地利用程度较高。
1.2土地平整工程
耕地整理的自然潜力要转化为现实潜力,会受到所处地区的经济实力、社会经济区位、技术、待整理耕地本身基础设施状况等多方面影响,确立耕地整理的现实潜力,要综合考虑这些因素的影响。项目区有可用以建设的专项资金,同时区位以及基础设施较好,具备平整工程的一般条件。项目区地形较平坦,水源充足保证灌溉,旱地水土流失严重,排水堵淤沟布置弯曲不合理。工程将零星散布的耕地纳入平整区,考虑土地整治区物种、地块、多尺度生态化要求确定平整方案原则:
(1)水田田型调整,按照“大弯随弯,小弯适当取直”的原则,对田坎进行整理。田块适当归并,沿排灌沟布置,垂直排灌渠筑田埂,有条件的实施小并大,减少田埂占地面积。改变关冬水种植制度,实行1年2熟种植制度水旱轮作,提高土地利用率。
(2)旱地改造坡薄土,变跑土、跑水、跑肥的“三跑土”为保土、保水、保肥的“三保土”,达到“平、厚、壤、固、肥”的标准。坡改梯配套蓄水池,有效减少水土流失的同时又保证了旱地灌溉用水,提高旱地的生产水平。在生态化和景观空间优化配置的统筹下,经济作物合理规划保证耕作区物种多样化,具体土地平整参数及整理后规划作物种植结构,见表1。
1.3农田灌溉排水工程
项目区以地表水为主要灌溉水源。一是整治山平塘、新建蓄水池截蓄地表水,提高径流水利用系数,解决耕地的灌溉水源,表2列出了部分典型山坪塘整治工程量;二是整治灌排渠,渠道引水,利用水库、山平塘进行自流灌溉,表3列出了部分渠道工程量。项目区内分布着103口堰塘,由于运行多年且只利用不维护的恶习,堰塘淤积、渗漏严重,甚至部分堰塘坝体已塌方。经实地踏勘,对项目区内损坏特别严重不能正常蓄水以及水利用系数不足50%的典型病塘,根据其排水设施、防水设施现状,参照其上游集雨面积和下游控灌面积,因地制宜进行坝体整治、防渗、整修防水口、增设溢洪道和适当清淤工作。根据项目区地形、土壤状况和生产水平,该区旱地灌溉主要利用集雨工程,雨水主要通过沿山腰的截流沟排入水池或山脚排水沟;水田多采用灌排结合渠,现有的灌溉渠系淤积较多渗漏严重,部分渠道壁坍塌。通过路、沟、池、凼配套建设的完善,使坡面水系在节约占地合理布局的同时做到能排能灌。排水沟采用《灌溉与排水工程设计规范》设计排涝标准为10年1遇,水田采用1日暴雨2天排除,旱地采用1日暴雨1天排除,据各级渠道的设计排涝流量确定排水沟的断面尺寸。部分排水沟工程量。项目区内规划整治沟渠3118.7m,使项目区内渠道基本形成网状结构,有效提高了项目区内的排涝能力。农田灌排设计在防止对生物圈和景观的持久改变和破坏,尽量减少对动植物生存环境的不利影响的要求下,强调生态和景观理论在工程设计中水源造成的重要景观功能衰退问题的影响,尽量减少了水系建设的生硬突变,尽可能地就地取材,减少了以往全部采取水泥硬化的措施对原有生态的破坏。
1.4田间道路工程
项目区内田间生产道路多为土路和泥结石路,受当地热带湿润季风气候,生产、出行、运输不便。规划新建田间道、生产路2级道路:田间道利用现有机耕路条件较好的村主干路硬化,规划路面3.5m宽砼路面田间道1585.3m和3.0m宽砼路面田间道13584.8m,路面为C30砼现浇20cm厚路面,其布局基本能满足生产和生活需要;耕作路秉承不以水泥硬化破坏土壤结构的原则采用预制板规划1.0m宽生产路9263m,与田间道相连相交。景观生态的土地整理要求田间道路状况。田间道路状况可用田间道路密度或田间道路连通度表示,田间道路密度大,田间道路通达度高,说明田间道路建设状况好,田间道路的连通性好。经整治改造后路面条件得到较大改善,使项目区内道路形成环状交通网,切实解决出行和运输问题。
2生态环境效益分析
项目区改变以增加耕地面积为主要目的传统土地整理规划,应用景观生态学,以生态农业建设为基础,在保护生态环境的前提下,进行景观生态格局的调整,保留集中连片的生态价值高的景观类型,再将导致景观破碎的零星分布于耕地景观内部的其他类型景观调整为耕地景观。在充分利用现有景观廊道的基础上,在耕地景观内部适当增加各类景观廊道。在设计方案中,把农田水利配套设施建设、小流域综合治理、土地平整及田间道路建设紧密结合在一起,通过实施水源建设、灌溉渠系、田间道路以及土地平整和土壤培肥等工程措施,实现机械化作业,进行集约化规模生产,促进物种生存和繁殖,项目区各种用地结构得到了有利的调整(见表5),项目区形成“田成方,水成网、路相连、林成行”的标准农田生态系统,可以给当地居民带来愉悦的心情,提高居民的生活质量,改善其生存环境。整理前的耕地利用等别指数为918,区域整理后耕地利用等别指数为2086,实现了作物最大现实潜力。
3经济效益分析
项目区地理位置优越,土地通过整理后,改良原有耕地面积762.92hm2,新增耕地面积88.50hm2,整理后耕地面积共计851.42hm2。整理后的土地种植结构中粮食作物以水稻为主,经济作物以油菜为主,适当种植蔬菜等,交通、水利等基础设施达到了很大的改善。土地整理项目的经费主要用于购买各种建筑材料、电力设备、水利设施等,其余费用主要用于支付施工者的工资、项目的设计与验收等。这些资金通过开展土地整理活动流入与土地整理相关的各种行业,将带动相关行业的发展,有益于国民经济的发展。同时,土地整理后生产成本将降低产量将增加,从而提高农户的收入。根据工程预算,本项目总投资2062.72万元,根据整理后耕地经营管理的纯收入,预计静态投资回收期为8.44年,静态投资收益率11.85%。采用有、无本项目的对比增量进行直接效益计算项目实施年新增收益306.32万元,扣除维修和管理费用61.88万元,净增效益244.44万元,直接经济效益十分可观。
我本人是从事建筑设计的,就是大家都知道我是一个建筑师,当然我在高等学校里面是带研究生,就是把设计和培养人才,结合起来的。所以,这几年,特别这几十年来,一直从事建筑的创作活动,从我搞了这么多工程里面,我深深体会到,要把建筑与文化这个问题谈清楚是很不容易的。特别是从事具体设计人员,我只能够先把我这几十年来的一些创作体会跟大家谈谈,最后呢也想通过做的一些作品,做一点说明。
大家都知道,建筑是时代的一个产物,是社会的一个重要反映。随着世界经济技术文化的发展,人在利用改造大自然的同时,确实是取得了非常大的成就。全世界从大建设中,得到了好处和受益的同时,带来对资源环境的破坏,和地域文化的消失而担心忡忡。而作为一个中国的建筑师,处在这个时间里边遇到了一个非常好的从事建筑创作的黄金时代。
但另一方面,在巨大的建设的面前,在心理上,综合素质上,都准备不够,也深深感觉理论上观念上跟不上时展的步伐。在当前新的世纪到来的时候,我认为整个建筑界就我们一方面是非常好的形势;另外一方面从创作方面也是处于一个比较迷茫的这样的一个过程。所以我就感觉到,当前整个建筑创作,在同步发展的同时,也处于一个新的十字路口。
进入21世纪,特别是加入WTO之后,建筑创作应该往哪个方向走,我认为一个建筑要满足一般使用功能上的要求,也不是很难。但要把一个建筑作为一个精品,来创作来设计,是很不容易的,我自己就是通过这几十年的建筑创作,深深体会到建筑要有一个整体观和可持续发展观,建筑创作要体现地域性、文化性和时代性。
我想建筑是一个地区的产物,世界上是没有抽象的建筑的,只有具体的地区的建筑,它总是扎根于具体的环境之中,受到所在地区的地理气候条件的影响,受具体的地形条件,自然条件,以及地形地貌和城市已有的建筑地段环境所制约的,这是造就一个建筑形式和风格的一个基本点。
建筑的地域性从广义上来讲,它首先受地理的气候,区域的影响,比如说在我们南方地区,炎热地区跟北方寒冷地区建筑显然是不同的。即使是同一个地区,山区的建筑和滨河的建筑也是不雷同的,比如说我们广东,我们这个地方也属于跟岭南一个大区域,这个属于亚热带海洋气候,它日照时间长,高温多雨潮湿,四季长青,所以人们往往形成一种喜爱,室外活动,崇尚自然。建筑处理着重通风,遮阳,隔热,防潮,逐渐形成了轻巧通透、淡雅明快,朴实自然的岭南建筑风格。
建筑如果从建筑的地域性,如果从狭义的角度来讲,我认为主要是指建筑地段的具体的地形,地貌条件,和城市周围的建筑的环境。这是具体影响和制约建筑空间和平剖面设计的,乃至建筑形式的重要因素。建筑师要以生态观的角度顺应自然的地形地貌的要求,与地段环境,融为一体,要用城市的观点看建筑,尊重城市和地段已形成的整体的布局和肌理,以及建筑与自然的关系,在体形、体量、空间布局,建筑形式乃至材料色彩等方面下工夫,采用与地区相适应的技术条件手段,再结合功能,整合,优选,融会贯通,就有可能创造出有个性的精品。
当然,建筑的地域性还表现在地区的历史,人文的环境之中,这是一个民族一个地区人们长期生活决定了历史文化的传统,建筑师应该在地区的传统中,来寻根,发掘有益的“基因”,与现代科技文化相结合,使现代建筑地域化,地区建筑现代化,我觉得这才是建筑师真正广阔的创作空间,也是建筑师取之不尽的源泉。
下面几个照片我想谈一谈建筑的地域性的问题,我先把这个照片放一下。这是大家都知道的,是我们客家民居,就是围屋,就是福建田螺坑的一个客家民居。我先把这几个放一下,大家可以看一看,这是山区村落的肌理,一看就是一个山区的这种民居。大家可以看得出来,这种建筑形式的出现,是跟这个特定地域的环境,跟这个地区的气候环境完全结合一起的。这种村落是世界上独一无二的,是完全体现了一种聚居功能,它的防卫功能,以及就是中国传统的家族的观念的中国传统的文化把它糅合在一起,成为一种聚居的村落的形式。这是跟一个地区的地域环境,和地区的文化是完全分不开,为什么这种形式出现?每一个建筑就是一个家族,这几百人住在一起,家族里面是非常团结的,非常统一的,有主次之分的,很严格的,家族跟家族之间是完全一种封闭性的,没有交往的,这个大家都知道。这个有圆的有方的里面,每一家一栋,这个项目准备申报联合国项目的。我们是一个聚居形式,是特有的。这种村落也可以看得出来,就是山区村落,显然跟我们其他地区的地域环境不一样,形成不同的空间模式。
这是我们岭南地区的建筑,下面几张图,可以看得出来,是我们岭南地区这种特定的气候条件,形成的一种就是我们台山一带的塔楼的民居,它这种形式。我刚才讲到岭南建筑的话,它既保留了中原文化的固有那种可以说这种村,院落的布局,就是民居的形式,同时,由于它也受外来文化的影响。所以,岭南建筑就是一种交融能够吸收交融的这样一种建筑概念,这可以看得出,很多装修,很多处理,都受西方的南洋建筑的一些影响,是一种兼容的,就是一种综合性文化。
所以看得出就是一个建筑的形式的来由,是跟地区的文化,地区的特点来的,它不是无缘无故来的。你看,这是东莞可园,东莞可园的话它是一个很好的所谓广东四大名园之一,它吸收了中国园林的固有的传统的手法,但是呢,它很多你比如说,这种院落的布局的话,错落有致,空间利用,但是它也同时跟大自然的结合,跟环境结合,由于气候炎热。另外就是可以看得出来这个房子,这个房子的一些处理完全西洋的手法,它是中外交融的岭南园林你完全看得出来,很多装修的手法,做法,都是南洋建筑,它是融汇得很好的。
当然,这个是威尼斯水城,完全这样由于一种特定的地域的环境,形成另外一种城市的肌理,船就是他们的一个交通工具。
第二,关于建筑的文化性,大家知道,就是建筑具有双重性,它既是物质的财富,又是精神的产品;它既是技术产物,又是艺术的创作。一座优秀的建筑,其精神内涵的作用常常超越功能的本身。但凡精品都能传译一定的精神内涵,有很高的文化品味的建筑。历史上每一个时代,都产生一批不朽的建筑作品,其文化意义和艺术感染力,常常成为一个历史时期的文化的标志,国家和民族的精神的象征。
建筑作为一个文化形态,它既是人类文化大体系的一个组成部分,又与社会经济,科学技术,政治思想息息相关,各种观念,无时不在制约着建筑文化的表达和发展。随着信息社会的到来,社会生活的方式,文化观念,美学观念,价值观念都发生很大的变化。在一个强调人与自然生态环境协调,科技与人文同步发展的这一个知识经济时代,建筑文化也呈多元化的方向发展,但我认为这并非各行各素,无章可循。
从建筑创作的角度来看,我认为,一个设计首先要融合城市和自然的环境,表达这个建筑项目的性质和文化的特征。简单来说,建什么设计什么用途的建筑,首先就应该表达这类建筑的共性和特有的文化的内涵。就等于说我们设
计一个校园建筑,它总要表达校园那种高雅的,学术殿堂的,这样一种非常有机的这样一个建筑的形态;我设计一个商店,可能是一个购物环境很好,非常休闲的这样一种环境。每一大类型的建筑,它要固有着一种文化内涵表达。
中国建筑文化源远流长,有丰富深远的文化哲理,重情知礼,以人为本,创作思维上强调天人合一的整体观。作为中国又是一个多民族的国家,各个地区的地理条件,经济技术和建筑文化有明显的地域的差异。中国的传统文化正是由各个地区,各个民族各具特色的地方建筑文化所组成的。比如像我们广东,有两千多年的历史,它源于百越文化,从秦汉以来,中原文化也开始南传,并先后融入荆楚和吴越的文化,共同构成了岭南文化体系的基础。随着广东广西一带,广东沿海对外开通和海外的交往,中外文化在这片土地上交融、孕育、发展,使岭南地区既保留了中国传统文化的根基,又受到了外来文化的熏陶,各种方式的跨文化交流,促进了岭南文化的发展和形成。所以,兼容性是岭南地域文化的一大特色。所以这个地区建筑创作,就应该吸收岭南传统文化的内涵,融会到现代建筑文化之中。在建筑创作中,建筑师应该自觉地继承地方建筑文化传统,吸收精华,弃其糟粕,就能够创造出有地区文化特色,和有生命力的优秀作品。
这是南越王墓博物馆,大家都比较熟悉的作品。它这个作品最大的一个优点就是把两千年来的汉代文化的一个特征,与岭南地区这种特有的地域环境结合,和当地的岭南一些材料一些做法结合,以一个现代建筑的手法把它表现出来。所以它是充分体现一种建筑的地域性,文化性和时代性的一种统一,有人把它理解为是一个新的地域主义的建筑。我们的材料就是完全是地方性的材料,这是用我们家乡的红砂岩,这个是我跟莫伯兹院士共同做的一个作品。
这可以看得出来,我们这个汉墓,这些东西都是原有石头,汉墓在底下,这个是完全的保护性的措施,把它盖起来,它的特点就是有很高文化的品味,表现了西汉文化的一种特有的特征和表现了作为一个纪念建筑一种共性的特点。我们把两千多年汉代的文化和纪念建筑的一些共性,和岭南地区的气候材料等等的关系把它融合起来,以一个现代建筑手法把它表现出来,是这样一个作品。
这是搞的一个市长大厦,这是48层,这是28层,这个建筑当然是一般的超高层的建筑,它最大的一个好处就是我们形成了一个市民广场,在很有限的地区里面。不像旁边是一个中讯广场,是广州一个大的标志性建筑,它这个建筑非常好,但这个建筑可惜太靠近马路了。我们设计的时候,把它让出来,形成一个城市广场,形成一定的广场文化,把它围起来,这个地方。所以这样的话,使得市民有个非常好的活动空间。超高层建筑本身,我们是用非常简洁的手法把它表现出来,是一个风格非常统一的作品,这个看得出来是一个广场。
第三个小点,我想谈谈建筑的时代性。建筑是一个时代的写照,是社会经济科技文化的综合反应,所以当今科学技术日新月异,新材料,新结构,新技术,新工艺的应用,使建筑的空间跨度高度和空间的品质有了很大的灵活性。信息网络技术改变了人们的空间观念,和工作模式,新功能,孕育了新的建筑类型,科学技术带来的变化,使建筑创作进入了一个新的时代。当今信息技术已经渗透到社会的每一个角落,知识经济带来社会观念的变化,和思维模式的更新,极大地影响着人们的审美观和价值观,多元的综合的观念和思维方式,将逐渐起到主导的作用。我认为,随着信息时代的到来,社会生活方式也发生很大的变化,人与人之间更需要沟通跟交往,交流,以人为本,回归自然,已经成为现代人的普遍的要求。
建筑作为一个时代的写照,新的技术体系,新的思维方式,新的科学技术,必然带来了新的设计观念和思想,现代建筑创作很自然地就应该适应当今时代的特点和要求,建筑要用自己特殊的语言,来表达所处的时代的实质,表现这个时代的科技观念,揭示思想和审美观。归根到底,是时代精神决定了建筑的主流风格,把握时代脉搏,融合优秀地域文化的精华,建筑才会创新和向前发展。当然我们强调创新和时代精神,并非排斥传统和地区特色,创作有中国特色的现代建筑,关键要处理好时代精神和弘扬传统建筑文化的关系。弘扬的目的是为了创新,创新也必须原有的文化根基上发展。继承传统并非在新建筑上贴标签、贴传统符号,或者部分构件的复制;而是吸收整体的文化的内涵,这既有中国文化的传统,也是世界人类建筑文化的精华。
还特别要重视吸收地域建筑文化的优秀传统,努力寻求传统文化与现代生活方式的结合点,不断地探索传统审美意识与现代审美意识的结合方式,并融会到新的建筑中去,才能够创作出有文化品味的现代建筑。建筑的地域性文化性时代性是一个整体的概念,三者又是相辅相成的,不可分割的:地域性本身就包括地区人文文化和地域的时代特征;文化性是地区传统文化和时代特征的综合表现;时代性正是地域特征,传统文脉与现代科技和文化的综合和发展。如果建筑师能够很好地理解和综合应用建筑的三性,强调整体性和统一性,创作真有特色的建筑。
这是我跟莫院士一起搞的岭南画派的纪念馆,这是借鉴于新艺术运动一些手法,表现岭南画派的一个特征。它里面是方庭小院,水庭等等都是岭南常用的手法,把它表现出来,就是这个建筑。像这种建筑如果拿到北方去,完全不可能,这是一个特定的地域条件,特定的文化和特定的功能形成这样一个建筑,第二个地方也不可能这样盖的。
这是我前段时期搞的一个广州歌剧院,这本来也是进入优秀方案。市长还不满意,所以现在搞了两次国际竞赛,现在正在搞第三次国际竞赛,我又有参加了,前两次我们都进去了。这种建筑可能在北方不适应,它是在珠江边一个歌剧院,1800座的歌剧院,这个建筑的主要意图,就是广州是一个花城,又是一个非常活跃的,兼容性的一个城市,所以我们表现一种欣欣向荣的,就像一个艺术之舟正在重新开始新的丝绸之路一个航行一样,比较飘逸的一个建筑形态,这是广州歌剧院。
这是奥林匹克体育中心,这个都是我们跟日本合作的,他们的方案我们完成的。2001年不是开全运会的时候,八万人的体育场,它主要是一个飘逸,表现一种飘逸的,那是广东人的那种比较开放的,比较敢为天下先的这样一种社会风气,一种市民的心态。所以他们能够接受这种方案,通常我们的体育馆,都是闭合的,只有像我们这个,把它完全分开了。
这个是我搞的一个海战馆。这个工程呢,就是一个是的主题,表现一个主题。它是把海战这种特定的内容和历史环境结合起来,形成一个纪念性很强的一个博物馆,这是海战馆。这个房子的话,从外边看起来,它既像一个海战里面的一个战船,又像一个炮台,海战主要是炮台,一个炮台群,又像一个军民团结力量的象征,把这几个糅合起来,抽象跟具象相接的手法,把它设计出来。这个已经盖起来,这是盖起来的一个照片,它是填海工程,是填海填出来,就是面对珠江口大海的一个地区,这是位于虎门的。
这是我们搞的东莞文化中心,它这个建筑主要的一个特点就是本来这个地区就是一个文化很强的一个民居区,我们把它拆了重新搞一个文化广场,我们的目的希望形成文化广场。旁边是一个市民广场,我们这个建筑设计主要是应用城市设计的概念,把这个房子作为广场的延伸。所以我们这个房子的话,里面是五万平方米是各种各样的文化内容,而且房子本身这个地形是层层叠摞,每一层都可以上到屋顶,屋顶花园,这是作为南方地区人们活动的一个场所。所以整个房子盖完之后,它的房子本身就是广场的延伸,就是广场的延伸的部分,所以本身两部分使用,里面可以使用,外面的天台,它的屋顶也是有使用的功能。
这个原来是一个方案,就是没有盖的九一八纪念馆的方案。因为大家都知道“九一八”这块地的话,是一个非常长条的,大概差不多800米长,一个刀把形的一个地形,70米左右宽。我们当时这是一种构思方案,在这个做的过程里面,没有盖,我们就是应用这样一个概念:我们就既然是“九一八”,这是我们中国的开始,也是经过八年抗战打败日本侵略者这样一个意念。我们在设计里面就要用抽象跟具象相结合的手法,这个地形,既然是个刀把形地形的话,我们就好像地形就像日本那个关东刀一样,就是从造型方面像一个刀给埋在地上,一半给砍断了,一半埋在地上,就意喻中国人经过八年的抗战艰苦奋斗,最后战胜了日本,走向了光明,走向胜利。为了达到这个目的,我们的参观的话,从地上开始参观,埋进地下之后,先从地上看,经过迂回曲折的过程,最后逐步,参观流线逐步上升,最后找走到这个地方,非常高的。由于太远了,这个800米长,我们就500米收了它了。前面搞了一个水池,一个日晷,一个雕塑,瞭望远景,象征着美好的未来。希望这个建筑能从功能,从形式方面把它完全统一起来。就写了一种抽象和具象相结合的语言,用简单的内容配合,共同表达这个纪念性的一种主题,就是真理必然胜利,正义必然胜利,这样一种信念,就是一种概念性设计。我们当时做的时候,就把形式和内容完全统一起来,正好这个体型也是个刀把形的,像日本的关东刀这样一种情况,这是一个小的作品。
这是国外的一个跟地形地貌结合非常好的是大西洋岸边摩洛哥的一个屋顶的一个山上边。它是充分利用地形,面向大西洋,地中海那一带,形成非常好的一种跟自然结合得非常好的一个旅馆的设计,我觉得这个是非常好的一个作品。
这是日本的东京的新搞的一个歌剧院,它是一个文化品味的表达,现代建筑文化品味的表达,是非常成功的。这一是个公共的大厅,这个地方是公共大厅,它公共大厅里面的它的装修手法你看这个是每一个剧种,每一个剧种的表现都是表达一个内容。另外这个地方因为照相没照出来,里面是非常丰富的文化内容。这整个空间布局是非常好的。
下面几个我想谈谈校园建筑的设计。我有一大批校园设计,我就先谈谈概念。
大家都知道,我们国家这两年,进入一个高等教育的,就是正好我们碰到这样一个机遇,就是这两年我主持搞了几十个大学校园,而且是由于它投标,我们有一批博士硕士的话,非常敬业,就这方面,做了相当多的校园设计。这种大学校园设计的话,它一个基本理念,就是说,当今就是随着社会的发展,新世纪,社会对人才的追求,发生了很大的变化,过去我们是从书本上培养人才,现在强调培养一种综合性的人才,开拓性的人才,创新性的人才。这个培养出来学生,应该承担作为一个合格公民的他的社会的职责,所以从一个从书本改成以素质教育为中心的这样一种教育理念,那我们实现这种教育理念,在我们大学校园规划里面,体现了一种整体性的,把整个校园也不是作为单栋建筑来考虑,整个校园的规划和设计,体现了这样一种新的培养模式。这种新的大学校园体现了我们规划里面,体现了一种校园规划的整体性,它的综合性,还有它那个学科的交叉,和新学科的出现。怎么形成一种网络化、组团化的结构布局?还有适应于现在大学校园的开放性和社会化的要求?这是一个意念。
另外一个意念的话,大学校园里面现在强调人的话,强调一种交往,就是环境与人,这样一种大学校园的环境下熏陶,培养出高层次的人才,另外跟生态环境的结合等等,这都使大学校园发生了很大的变化,
所以我们搞了一大批校园的规划。这是顺德校园的规划。它是一种结合岭南地区的气候,中间形成一个,这是一个交通体系,中间形成一个非常好的网络化的大学校园中心区,在这个区里面完全是步行为主的,是一种交往性空间,里面都是一种网络化的结构。所以这是学生区,这是运动区,成一个“品”字形的布局,景观非常好,互相瞭望,这个看得出来,这是一个顺德的校园规划,现在已经盖起来了。
这是上海的淞江大学城的规划,现在大学城的模式也是一种新的模式。它重点是形成这样一个非常好的水网生态带。这是一个学校,这是学生区,之间的联系通过非常好的水网带把它连成一个整体,这也是上海淞江的大学城。
这是已经盖好的一个华南师范大学南海学院,这是非常好的一个校园,它是从设计到施工完用只11个月,整个大学搞起来,是少有的,不到一年的时间。我这个在学校《学报》介绍过。这样一个不大的校园,我认为我现在搞的校园,这个是比较好的。它不大,五千学生,五百多亩地,它是非常好的一个环境,形成一个教学中心区,这个尺度非常好,整个建筑的品味要比较统一和高雅,这是教学中心区,这是学生区,这是运动区,就是整个大学校园环境非常好。
把刚才这种大学新的教育理念,体现在这个大学校园规划里面去,形成一个非常好的教学和学习的环境,这是当时正在盖好的时候拍的一些照片。可以看得出,中心区,看到校园文化,这是校园的一部分,这是校园的部分。
下面这几个,这是浙江大学,也是影响比较大的一个校园,现在已经盖起来了。这个校园的话,就是可以看出来,这是两公里长,这是一公里宽,整个是一个非常好的生态网络。它的特点就是说,我们把江南水乡这个特色和浙江大学作为百年老校的一种海纳百川的这种校风,和现代教育里面的这种组团的结构,网络信息化时代一些要求,把它糅合在一起,形成一个新的校园规划。
这中间是一个非常大的生态带,我们借用了王羲之《兰亭序》里面谈的“曲水流觞”这样一个典故,应用到这个江南水乡这样一个大学生里面去,正好回应了高等学校文人雅士积聚的地方,回应了“曲水流觞”那个的故事,用这个理念把它表现出来,形成一个非常好的生态带。交通网络是在外边,里面是教学群,这个图就是现在已经盖起来。因为当时校园的绿化正在搞,所以我们就画了一个透视图,非常好的一个设计,光是这一组建筑群是七万平方米了,这非常大的。这是我们正在搞的一个设计,中间是一个非常大的交往廊,这个廊十米宽,五百多米长,中间是各种各样的学生活动在这个里面,把它连接成一个整体。
建筑的地域性文化性时代性是一个整体的概念,地域是建筑赖以生存的根基,文化是建筑的内涵和品味,时代性体现建筑的精神和发展。三者又是相辅相成的,不可分割的。如果建筑师能够很好地理解和综合应用建筑的三性,强调整体性和统一性,就能创作具有特色的建筑。
2地铁设计进度管理科学策略
2.1重新编订计划
重新编订计划显然是最为直接的方式,一旦任意一个计划产生变化,便可做重新的整体编排,对下一级别计划作出调节。如果需要报审,获取批准之后要先行调整上级计划。如果时间充分,该方式无疑应提倡,在设计进度管控中也会较为从容。现实工作中,该方式手段经常被应用,任何一项地铁工程设计任务,出现三版或是四版计划均属正常现象。足以见得,该方式体现了整体性、全面系统性、规范性等特征。
2.2实施模块化管控
整体设计任务中,依照专业划分成了不同模块,该类模块在纵横方向上均会包含联系。例如,线路专业可同行车、地质状况、变电所、客流量、建筑项目、系统结构、给排水等模块密切关联,同时结构专业模块则同电力系统、建筑、信号系统、人防工程等模块产生联系,由此可见该类关联性较为复杂,从本身层面来讲是由地铁项目不同专业接口相对复杂所导致的。为提升地铁设计进度模块化管控可操作性,应一一列出各个模块重要的关联技术,并理清相互关系以及正常条件下涵盖的工作量。该项任务可编订具体的程序进而便于应用。这是由于多则数百页的技术接口材料查询、应用与阅读较为困难,同时实践工作效率较低,很容易造成疏漏问题。一旦应用该平台系统,在某个模块技术条件产生改变之后,可利用其将随之形成的变化模块与具体任务、涉及的工作量调配出来,有目标性的编订具体计划。基于该方式仅对个别模块实施进度计划作出的调节修订,因而可预防对他类模块实践工作形成负面影响,可显著提升各项工作效率。
2.3开展模糊性管理
针对时间变化存在较多的不确定性,且众多内容无法稳定不变,主体任务计划仍旧要不断推进,为此可采用模糊性管理,使主体模块以及关联模块放入到灰箱之中,实施跟踪管理,掌握不同模块具体的动态状况。主体模块任务量、履行进度较难估量,因而不能准确编订工作计划,然而却可利用模糊判断,衡量有可能形成的变化以及对有关模块产生的影响程度,进而合理的安排各项任务进展。如果主体模块变得较为稳定后,则可明确应调节的模块与具体的内容,使没有受到作用影响的模块排除出灰箱,进而履行计划调整。该环节中应预防在没有跟踪的状况之下盲从的开展任务,这样会基于关联模块的实时波动变化而导致不同接口较为混乱的问题。
2.4执行后补计划
近几年,经济的发展带动了电力建设迅速发展,同时由于国家“西电东送”工程的实施,苏北沿海地区新建了若干输变电工程。由于该地区地质分布有含水量大、压缩性高、承载能力低的软土薄弱层,对工程基础设计带来极为不利的影响,稍微地质勘察不详细或基础设计形式不对,都可能引起建筑物(构筑物)的过大沉降、倾斜甚至倒塌。
1工程案例及原因分析
案例一:在苏北沿海地区新建某35kV变电所,主变容量31.5MVA,变压器总重17000kg,主变基础采用长5米,宽3.8米,厚0.6米的独立基础,内配Ф12@150双层双向钢筋,基础埋深1.5米,下设100厚C10混凝土垫层。就在主变就位后的第二天发现,主变基础产生不均匀沉降,最大沉降达50mm,明显不利于设备安全运行,基础只得从新浇筑。新主变基础在独立基础下布置了八根12米石灰桩进行地基处理,主变荷载由复合地基承担。基础浇筑养护成功后主变重新就位,安装结束观测至今发现沉降很小。
案例二:同一地区,某在建220kV变电所,配电楼共二层,框架结构,基础采用12米Ф500(壁厚80)预制管桩,承台埋深2米,单桩设计承载力400kN。在静压桩时发现,桩达到设计标高时,压力表读数换算为桩承载力仅为300kN,而且桩最终贯入速度一直很快,这说明桩端未进入持力层,仍然处于软土薄弱层中。经设计、勘察、监理、施工等单位多方协同论证,反复研究,确定接桩方案,在原来12米桩基础上加接8米同型号管桩,后来做静载试验发现,20米桩能满足设计要求。
经分析研究,案例一工程主变基础沉降过大是由于地质勘察不详细引起的,勘察报告就没能详细反映该主变基础下的软土地基分布情况,由于潮汐对地下水位的影响,软土在含水量高时极易压缩变形,从而引起主变基础过大沉降;案例二工程处地基存在9米厚的软土层,由于设计上没有高度重视软土地基对桩基础承载力的影响,导致桩设计不合格。
2软土地基分布及地质特点
软土地基给工程上带来的事故、缺陷很多,要减少软土地基的危害,工程技术人员熟悉软土的特性就显得非常重要。所谓软土是在静水或缓慢的流水环境中沉积,经生物化学作用形成的饱和软弱粘性土。中国建筑工业出版社出版的《工程地质手册》称软土为“软土是指天然含水量大、压缩性高、承载能力低的一种软塑到流塑状态的粘性土,如淤泥、淤泥质土以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等”。特征指标也做了如下表述:当天然空隙比e大于1.5时,称为淤泥;天然空隙比小于1.5而大于1.0时,称为淤泥质土。
几千年来,苏北地区由于黄河淤积和改道,大陆逐步东移,形成了以粉砂、粉土为主,中间夹以粉质粘土和淤泥质粉质粘土软土的地貌。根据工程地质勘察报告发现,苏北沿海地区海拔在1.5~4.5米之间,整个地面从东南向西北缓缓倾斜,软土厚度从3米至14米,地下水位受大气和潮汐影响,一般在0.5~1.5米之间。该地区地质分布土质的一些典型物理性质指标见下表。
表一:土体物理性质指标
土层
厚度(m)
天然含水量ω(%)
天然孔隙比e
压缩模量Es(MPa)
塑性指数IP(%)
液性指数IL
承载力fk(Kpa)
耕土
0.5~1
粉土
2.5
32
0.724
8.21
8.21
9.7
100
粉质粘土
1.5
33
0.928
4.34
4.34
13.8
90
淤泥质粉质粘土
3~14
40~55
0.899~1.348
2.57~4.12
9~14.5
1.22~2.49
60
粉土
4~9
27.3
0.767
6.23
11.0
0.6
140
粉土夹粉砂
未钻透
24
0.598
15.98
170
以上数据是经统计该地区几个变电所工程地质勘察报告而来,从表中不难发现,作为软土层的淤泥质粉质粘土埋深不深,但对不同的场地,该土土层厚度分布不均,这对建筑物和构筑物基础设计提出了较高的要求。
3处理措施及设计对策
3.1细心勘察,查清场地水文地质情况。
拟建场地勘察评价很重要,如若勘测点布置过少,或只借鉴相邻建筑物的地质资料,对建筑场地没有进行认真勘察评价,提出的地质勘察报告不能真实反映场地条件,勘察资料不准确,结论不正确、建议不合理,就会给结构设计人员造成误导。如淤泥质土、暗塘等没有被发现,会使新建的建筑物和构筑物发生严重下陷、倾斜或开裂。
沿海地区工程现场的地质、水文勘察调查宜包括下列内容:了解工程区的地形地貌特征、微地貌类型,地层成因类型、岩土性质、产状与分布概况,不良地质现象概况,地下水类型和分布概况,区域稳定性和历史地震背景和震情。查明海水的侵入范围、咸水(包括现代海水和古代残留海水)与淡水的分界面及其变化规律;潮汐对地下水动态的影响。只有认真研究地质资料,以数据说话,才能设计出切实可行的基础方案。
3.2认真研究、多方论证,确定最佳地基处理和基础设计方案。
苏北沿海地区地质是由于黄河淤积和黄海冲积而成,地貌属于淤泥质海岸,为我国淤泥质海岸分布最广、最典型的地区之一。淤泥质软土的存在对工程基础设计提出了更高的要求。淤泥质软土地基承载力低,压缩性大的特点,不易满足建筑物和构筑物地基设计要求,需进行地基处理。根据软土地基处理的原理和作用,根据多年一些输变电工程建设实践,可以采取以下简单易行、经济效益较高的软土处理方法。
(1).换土法
此方法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。当淤泥土层厚度在4m以内时,可采用挖除淤土层,换填砂土、灰土、粗砂、砾石、片石、卵石等办法进行地基处理,换填淤泥土层,提高软土地基强度,一般换填的厚度为30~100cm。换填土相对来说造价高,但可以节省工期。
(2).地基加固处理及桩基法
当淤土层较厚,难以大面积进行深处理时,可采用打桩的办法进行加固处理。当淤土层厚度小于5m时,宜打砂桩或石灰桩,通过吸水和排水来挤密淤土,使其孔隙比小于1,以达到一般地基要求;当淤土层厚度在5~7m时,宜打预制管桩至硬土层,设承载桩台;当淤土层厚度在7~10m时,宜打灌注桩至硬土层,设承载桩台;淤土层厚度在10m以上时,宜采用打悬浮桩的办法,挤密淤土层并靠摩擦承载。
(3).优化基础法
①扩大条基底面积,增设钢筋混凝土基础梁。可将条形基础浅埋,把基础设置在地基表层的密实土层上,从而避开淤土层,适当设置钢筋混凝土基础梁,增大基础的刚度,提高基础的稳定性和抗变形的能力。
②采用筏板基础或箱形基础。对小型建筑物可采用扩大基础底板的方法,如设计较薄的钢筋混凝土底板。对大中型工程,可采用空箱底板,即在不增加建筑物造价的情况下,用加大底板高度、减轻底板自重的办法来适应软土地基要求。
(二)设计原则。低碳包装设计要求符合国际的3R+1D原则,即保证包装是轻包装、可回收利用、可重复使用且使用材料可降解。3R+1D原则可以说从材料层面对包装设计进行了规定。另外,包装设计还要把握审美原则和适度原则,保证包装设计能够凸显商品的卖点和吸引力,且符合受众的审美习惯和年龄、社会阶层。
二、设计材料分析
一个包装样本,能够体现低碳元素的是其材料部分,低碳包装可选择的材料是非常丰富的,包括可降解材料、可食用材料、可重复利用材料和原生材料等等。采用可降解材料的包装在其丧失使用效能之后,被丢弃后可在短时间内被微生物降解为有机物质,为土质增添营养或者用于再生产,不会使环境产生负担。原生材料是使用自然界现有的材料雕琢美化后作为包装,比如贝壳雕刻美化后可以当作项链、戒指的包装盒,木料经加工雕刻成为木盒,木屑可用于造纸、建筑吸水等,岩石磨薄镶嵌是很好的古董包装盒,可食用材料常作为快餐食品的包装材料,同时具备可降解材料的优秀品质,在无限的创意中,为食品提供优良的包装。参考3D+1R原则,常用的设计材料具体有:
(一)纸。纸在包装设计中的运用非常广泛。包装用纸分为再生纸和原浆纸,原浆纸价格比再生纸略高且环保程度不如再生纸,但原浆纸可以制作高品质的材料,显图效果也比再生纸强。包装设计要根据客户需求和产品效果综合考虑选用纸的类别,当然,从实用和环保角度,还是建议用再生纸作为包装设计材料。
(二)竹木。竹子和树木因其硬度、韧性、轻便、容易加工、取材便捷等优点,在包装设计中常备作为原材料,另外,竹木包装因其古朴、民族的特色也常常被一些设计师、客户青睐而选用。
(三)玻璃。目前玻璃制作技术非常成熟,钢化玻璃等玻璃类别已经让自身脱离了易碎这个标签,玻璃包装往往显得华贵优雅,加以染色技术,又有琉璃的古朴之感,常常为高档商品所选用。同时玻璃作为一次成型的包装材料,也可以重复利用,例如可口可乐公司的汽水瓶,就是重复利用的一个典范。
(四)金属。金属因其高延展性、高韧性、可回收、丰富的类别和合金的多种复合可能被包装设计师所青睐,设计师往往可以通过金属材料制作出精美绝伦的包装艺术品。另外,金属包装产品的实用性能也很高,例如口香糖常用镀膜纸作为包装,以保证产品的干燥,贵重物品也常用金属进行包装,能起到防水防火防盗的作用。
(五)蔬菜。蔬菜中淀粉含量高以及纤维含量高的作物根据其特殊性往往可以当作包装材料。例如面粉和鸡蛋可以做成油炸食品的盒子,加工过后的蔬菜叶子可以用来包裹饼子等有馅料的食品,马铃薯粉制作马铃薯制品的包装盒也常有新奇的生活艺术效果。
三、印刷油墨
印刷所使用的油墨也关乎产品包装是否低碳,如果油墨材料不够环保,那材料即便可降解,也会使环境产生负担。目前常用的三种油墨有:
(一)水性油墨。水性油墨是采用水作为溶剂而得名,不会对人体产生伤害。同时水性油墨成本低廉,且印刷成品的颜色靓丽美观,且干燥效率比有机溶液的油墨效率高,常被食品、药品生产厂商运用,有着世界级的安全水准。
(二)植物种子油墨。采用较为广泛的是大豆油墨,由豆油、树脂、蜡质、颜料等材料,按照一定比例调配加工而成,对环境0负担,也无挥发性有机物质污染空气,不会对呼吸系统造成负担。新型的植物种子油墨还有亚麻种子油墨,这种油墨在性能上均优于大豆油墨,成为美、日、韩等国的印刷新宠儿。
(三)蔬菜油墨。蔬菜油墨的优势在于颜料源自纯天然,不含任何添加剂,甚至可以达到可食用的标准,一般也常与可食用的包装材料配合使用,同时这种油墨像蛋糕着色一样采用喷枪,更富创造力和想象力。
四、从设计结构方面提升礼品包装的低碳品质
(一)为包装“瘦身”。与中国传统的华贵繁复的包装结构不同,低碳理念下的包装结构设计遵循的准则是简约、小巧、实用,甚至达到“零包装”的程度。零包装不是指没有包装,而是包装简约到与产品浑然一体,不会像传统包装一样喧宾夺主,为产品增加过多的不必要的附加成本。但在瘦身模式下的包装设计,其创意和艺术性的体现就更加困难,这对于包装设计师有着更高的要求。
(二)摒弃粘合剂。对于包装材料的连接设计,丝绸、布艺制品可以采用缝纫的手法将材料连接在一起;硬质的材料现也多参考古代的“楔”手法,将材料拼接起来,例如木盒的仿古设计,既有历史韵味,又有现代的低碳理念;对于可降解塑料等不适宜以上两种方法的材料,则应当一次成型或者采用热熔手法将不同部分连接在一期,减少粘合剂的运用;对于纸板等材料,可以使用金属条装订,一方面保证了连接的稳固性,另一方面金属条和纸板都能回收再利用,符合低碳的理念。
(三)礼品包装结构要在遵循礼品本身及礼品品牌的基础上创新。过度包装往往会造成浪费,甚至会喧宾夺主掩盖礼品本身的立意。例如送一只古意盎然的毛笔,用一个高级檀木雕花盒子做外壳,内衬绣着精工苏绣的上好的雪缎和羽绒,这样的一个礼品,乍一看非常有档次,但毛笔的高雅风骨就被包装冲淡了许多。
1顺着裂隙的冒水以及浸水情况
要是冒水现象很严重的话,则根据这些步骤即可解决:弄很多和裂隙互通的深孔,借助孔口管使裂隙水流出;再弄很多和裂缝相通的浅孔,安置好孔口管;顺着裂隙口进行凿槽,可以先借助棉纱以及麻刀等物质把裂隙塞住,接着再以砂浆堵槽;要使用压力很小的灌浆来灌注浅孔;当浅孔凝结一阵子后,然后使用压力较大的灌浆进行深孔的灌注。要是冒水情况不严重的话,首先,顺着裂隙弄一个形状为U的槽,注意其深度要控制在5~10cm的范围,把一个铁皮安置在槽的底面,再用很多的灌浆管穿越铁皮进行安置,要注意在裂隙的最下面和最上面都要安置一根。最后使用速凝砂浆使槽变平,当砂浆满足一定的强度标准后,要以从低到高的顺序对裂缝实施灌浆。
2一些较大的漏水点出现的冒水情况
一般而言,熔岩区域以及在混凝土中夹杂着严重缺陷的区域,这样的问题比较多,因此,要以具体出水量的多少,根据出水点的位置,先安置一段大小合适的孔口管,把水进行集中,然后再由管中流出,最后要把附近存在冒水冒浆可能的裂缝进行塞堵,接着对孔口管实施反压灌浆措施。
位于岩溶区域的灌浆处理
1存在充填物
要是岩溶中存在充填物的话,要很据岩溶的体积确定合理的措施进行解决:①采取高压灌浆的措施:使用高压水泥灌浆来解决岩溶问题,也就是说借助灌浆的高压作用把充填物压实,以防止渗漏,并保持稳固。此外,还由于高压水泥浆具有劈裂功能,可以实现水泥浆对土体的穿插,使土体形成一网格状包裹:不过要是在溶洞规模过大的区域,由于钻进难以形成孔,在实施高压灌注前,先要使用旋喷法等办法对溶洞的充填物实施加固。②采取花管灌浆的措施:在泥沙量较大的岩溶区域实施高压灌浆方式是不易于成孔的,要是采取有孔的钢管穿入溶洞内进行人造孔壁措施的话,就可以避免塌孔,而且,也有利于避免砂土塞满阀门以及灌浆设施的情况,浆液能够在高压的作用下,利用花眼进入土层:同时,水泥浆还能够融入砂土层,也可以把充填物压实,排除填充物中的水分子,实现灌注以及对充填物的压密。
2不存在充填物
①就大空洞岩溶而言,使用高流态的混凝土进行回填的方式较为合适,其标号通常是C15,骨料直径的最大值一般低于20mm:要是岩溶很深的话,可以通过溜槽以及导管进行浇注,来防止混凝土发生分离,灌注结束以后,要凝结7d,接着再进行再一次的扫孔以及水泥浆的灌注。②就大空洞岩溶而言,还能采取加大灌浆孔直径的措施。把直径低于40mm的清洁石头放入孔内,塞满以后再用水泥砂浆进行灌注:灌注结束后,需要3d的凝结时间,接着再一次扫孔实施压水,在参考压水资料的基础上,来决定需要灌注的物质。③就小空洞岩溶而言,可以进行水泥砂浆以及混合浆液的灌注:灌注结束后,需要3d的凝结时间,然后是再一次的扫孔、压水,最后,再决定需要灌注的物质。
漏水非常严重的通道所采取的灌注方式
1没有水流并且倾斜角较小的大裂隙
先用浓浆和水泥砂浆等实施处理:要是效果不好的话,那么就进行稳定浆液(定量)以及混合浆液的灌注。对于那些碰到水就出现性能改变,且灌入量很多的底层混合浆例如水泥粘土浆、水泥水玻璃浆等应该采取稳定浆液进行灌注。
2存在水流并且坡地较大的大裂隙和孔洞
1、建立有序的控制流程。
(1)差异审核与处理:对于每笔资金支付申请,均须对应资金计划,审核是否存在差异(包括超支、支付不足等情况),并对差异进行调查。当差异达到一定显著性(该显著性根据资金项目的特性从比例或绝对值上确定)的资金支付,均需找明原因,特别是计划外的资金支付,除非情况特殊并经领导研究批准,否则当期不予支付;(2)跟踪记录与多元报告:对于每笔已通过差异审核与处理环节的资金支付申请,均准确记录每笔支付的内容、金额、审核情况、差异金额、差异原因、处理结果、支付情况、资金来源等多项信息。在此基础上,根据不同使用者、不同使用区间的多元信息要求,提取并报告相应数据;(3)支付申请单据的传递,由于资金支付频繁,支付申请单据繁多,传递环节较多,在支付单据传递的每个重要环节都办理交接手续,并根据审核支付进度跟踪支付单据的位置并及时回收归位。
2、选择适当的工具。
为提高工作效率,我们充分挖掘办公软件功能,设计出与控制流程相配套的动态资金计划管理表格体系,该体系以实时记录资金的审核报送、计划差异原因、支付情况、未支付原因等的资金计划明细表为主体,并辅以多角度统计分析表、审核报送表、资金支付申请表等,形成表间联动以及相互稽核,不仅保障了准确性而且可以随时满足各类使用者对资金计划数据信息的多维需求。通过严格执行事中控制措施,对资金支付过程加以调整和影响,进而有效地控制资金计划的实际执行情况,使之与计划的差异控制在合理范围之内;使各级管理人员可以方便快捷的获取资金审核支付进度信息,做到心中有数,有效进行决策并开展相关工作;使资金支付单据顺利完成其在我公司内部的整个“旅程”,保证了财务证据的安全完整;树立并深化了公司各部门及各合作单位的计划意识。
二、培养资金计划意识
为充分发挥资金计划管理作用,各部门、各合作单位等工作主体作为资金计划管理系统工程中能动性最强的部分,应当转变观念、提高对资金计划的重视,在资金计划的各个环节都能够明确自身应承担的责任并积极执行。资金计划意识的树立与强化可从下面两点入手:
1、严格执行差异审核与处理
实际执行与资金计划的差异在审核与处理环节需由责任单位进行原因说明。我们严格执行这一规定,每一笔资金的支付都必须有经批准的资金计划,否则将被延长支付周期甚至面临不予支付的境地;计划内资金的实际支付金额应与计划支付金额接近,不应差异过大,否则将导致下期同类资金拨付金额被“打折”,资金需求不能得到充分满足。通过这样在资金计划的执行过程中潜移默化,使各责任单位逐步树立并强化资金计划意识,能够在提报资金计划时积极、认真、全面疏理和预计各项支付的金额与时间并提供详实充分的依据,在执行过程中充分理解分公司的资金计划事中控制措施并积极配合,进而达到优化后期资金计划的效果。
2、及时沟通与反馈
资金计划管理信息的反馈与沟通可以使各相关单位在统一计划、部署的原则下达到理解一致,并在及时掌握本单位相关信息的基础上,充分发挥主观能动性,进而树立和强化计划主体意识。计划管理单位通过与责任单位、合作单位沟通其涉及的资金需求种类与特征、需求数据报送渠道、估计依据编制要求、执行过程的工作流程及相关制度等,可以得到相关单位及人员的理解与配合;各责任单位通过与计划管理单位沟通不易归类的资金需求、资金计划执行过程中的特殊情况等,可以促进计划管理部门对资金需求规律的进一步认识;计划管理单位通过向各责任单位及时反馈资金计划的审批进度、经批准的资金计划、各阶段资金计划的执行情况,可以使各责任单位及时掌握本单位本期可支付的资金额度、已支付的数据,结合业务活动的进度判断资金的支付是否在按照预期有序进行,并采取措施解决影响资金计划执行的不利因素,进而充分发挥各责任单位的主观能动性。因此资金计划管理中注重沟通与反馈,可以避免资金计划管理成为个别部门的“自娱自乐”,使公司内部各业务部门、外部合作单位都能够理解资金计划管理的意义,配合并参与计划管理工作,形成良好的互动,共同促进资金计划管理的不断完善和优化。
2设计工作的四大理念理念指导行动。只有正确的理念,才会带来有价值的行动。针对以上南京城市特色及南京地铁建设的基本点,《投标文件》提出了南京地铁2号线设计工作的四大理念。“安全地铁”的理念:贯彻安全服务意识,建造安全保障设施,建立安全运营体系。地铁运营,安全第—,实现建设地铁的基本目标。“公众地铁”的理念:设计为了建设服务;建设为了运营服务;运营为了乘客服务。以人为本,便捷服务,实现建设地铁的社会效益。“绿色地铁”的理念:提高地铁艺术水平,体现南京历史文化,实现人与自然共生。环保节能,美化环境,实现建设地铁的环境效益。“经营地铁”的理念:创造地铁经营资源建设运营成本,提高运营经营收入。资源共享,综合开发,实现建设地铁的经济效益。
3实施安全地铁理念的建设地铁的设计、建造、运茸,必须保障安全、以人为本、满足功能、保护环境。地铁运营,安全是第一位的。安全地运送乘客.是地铁运营的首要目标。地铁运营安全,与地铁的硬件设施及地铁的软件服务密切相关。作为设计总体单位,将在南京地铁2弓—线一期工程的设计与建造中,应深入贯彻“安全地铁”的理念,并从硬件设施的建造及软件服务的建立两方面为业主提供满意服务。设计总体单位将从“设计监控”的角度,在设计理念、设计标准、设计方案、技术措施等方面,提出《地铁安全设计的总体要求》,以便就如何建造涉及安全的硬件设施.进行设计控制。设计总体单位将从“业主参谋”的角度,在运营机构、行车管理、车站管理、设备管理、人员培调等方面,就如何确保地铁安全运营,提出(地铁安全运营企划)建议(包括:地铁火灾应急预案、列车隧道疏散预案等),以供业主参考。地铁安全,涉及方方面面。影响地铁安全运营的灾害也有许多,比如:火灾、风灾,冰雹、地震、雷击、爆炸、疫情等,其中量常见、最重要的是地铁火灾的预防与救助。特别是南京地铁2号线大部分线路在地下,其火灾预防与救助难度更大。《投标文件》以“地铁火灾的预防与救助”为例,提出了’地铁防火设计概要”(包括:基本原则、建筑防火、消防给水与灭火装置、车辆防火、事故通风与捧烟、防灾通信、防灾用电与疏散指示标志、火灾自动报警系统),该内容属《地铁安全设计的总体要求》的一部分;另外,提出了“地铁火灾应急预案要点“(包括:预案综述、司机的应急反应、乘客的应急反应、控制中心的应急操作、站务人员的反应、引导人员的反应、地铁火灾预防要点等),该内容属《地铁安全运营企划》的一部分。
4实施公众地铁理念的建议设计为了建设服务;建设为了运营服务;运营为了乘客服务。以人为本,便捷服务。地铁的社会效益体现在公众服务。这要求在地铁的设计、建设、运营过程中,必须强调“公众”服务意识。乘客的需求,是地铁的追求。时生了变化,乘客的需求也发生了变化,地铁车站设计应着重考虑如何适应时代的变化、为乘客提供优质服务、满足乘客由于生活水平的提高而伴随的各种需求。如何减轻从地面出入口到地下站台之间的水平及垂直移动所带来的负担,如何减少因换乘给乘客带来的不便,如何为高龄者、残疾人、孕妇、儿童等行动不便者提供乘车方便,如何在满足乘客基本使用功能的同时.克服地下空间给乘客带来的心理上的影响,如何满足乘客日常生活密切相关的文化、艺术、信息等附加价值方面的需求,如何为外国人提供乘车方便,如何为乘客提供简单明了的导向标识系统,这些都是车站设计时必须认真考虑的问题。
5实施绿色地铁理念的建议环境、人居,健康足当今世界的三大主题。因而,南京地铁2号线的建造,必须突出“绿色”的理念,即:提高地铁艺术水平,体现南京历史文化,实现人与自然共生。保护环境,美化环境,以实现建设地铁的环境效益。地铁建设不论在哪个城市都是一个巨大工程,建设过程以及运营阶段如不重视生态、环保节能,就会对城市环境产生恶劣影响。未来南京城市发展目标之一是:最佳人居环境城市——人与自然和谐共生城市,地铁设计必须围绕这一目标进行,必须为实现这一目标采取相应的措施。此外,地铁设计还应突出南京的历史、文化,创造具有地域特色的交通建筑。南京是中国四大古都之一,以六朝古都著称,有“江南佳丽地,陵帝王州”的美誉,是国家级历史文化名城和重要的滨江旅游城市,拥有丰富的自然人文景观,地铁车站的室内装饰设计及地面车站、高架车站、出入口、风亭的景观设计要融入历史与地域的人文环境,继承历史、融入城市、活化地域。
6实施经营地铁理念的建设“经营地铁”的理念体现在:创造地铁经营资源;降低建设运营成本;提高运营经营收入;资源共享与综合开发;优化运营管理模式等。对此,《投标文件》提出了以下建议,以供参考。
6.1关于创造地铁经营资源的建设(1)从经营地铁的角度,探讨在2号线南端延仲一个站的可行性在最新的南京市孰遭交通线网规划中,南京地铁2号线将在远期向南延伸近14km至南京市板桥镇。同时根据最新的市政建设规划,理今穿越板桥镇及南京市郊的国铁宁芜线将在删年完成外迁改造工作。因此,在下一步设计工作中,如果有必要,可以探讨利用改造宁芜铁路将地铁2号线向南廷伸的可行性,即可以探讨在西善桥附近加设一个站的可行性。从经营地铁的角度看,油坊桥停车场目苗选址在绕城公路以外的油坊桥、西善桥地区.该地区在规划区以外,又紧邻河西地区,加之地理位置十分优越,因面,如果线路延伸方案可行,则可以为地铁创造约150hm的经营性土地资源。(2)从经营地铁的角度,探讨2号线一期工程缝续向仙西地区廷伸的可行性在南京地铁2号线“可研报告”中,远期的设计终点是位于仙西新市区的南师大站,并很有可能根据新的线网规划继续向东延伸至龙潭地区。地铁2号线的建设,必将推动整个仙西地区的发展。规划线同中的地铁2号线沿着宁芜铁路向仙西方向延伸,在仙林大道西口向东拐,沿着仙林大道通向龙潭地区,横穿仙西新城区北部板块。由于地铁2号线远寓仙西地区南部板块,为了平衡南北两部分的发展,在下阶段设计工作中,如果有必要,将探讨2号线在沪宁高建路站后引出一条支线提前向东拐面照顾仙西新市区CBD的可行性。从经营地铁的角度看,由于支线沿线地块位于主城边缘地带。现今又处于未开发状态.因而,如果引出支线,将为支线沿线带来很大的商业开发价值。(3)关于综合开发的建汉根据上述情况及沿线车站综合开发建议,绘制了如下“沿线综合开发资源示意图。建议在元通站、向兴路站、所衡站、茶亭站、大行宫站、小卫站、孝陵卫站、马群站等具有开发条件的车站,在下阶段设计中探讨综合开发的可行性。