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2024 / 07 / 23
1、课题的目的及意义(含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等)
毕业设计是一个总结性的教学环节,是学生全面系统地融汇所学理论知识和专业技能并运用于解决实际问题的过程。通过本教学环节,要加深学生对所学基本理论知识的理解,培养学生综合分析与处理问题的能力以及设计创新精神,使学生得到有关单位工程建设从方案制定到施工组织的全过程系统性的训练。
通过毕业设计这一重要的教学环节,培养土木工程专业本科毕业生正确的理论联系实际的工作作风,严肃认真的科学态度。 毕业设计要求我们在指导老师的指导下,独立系统的完成一项工程设计,解决与之有关的所有问题,熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法,具有实践性、综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养学生初步的科学研究能力,提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。
在完成本次毕业设计过程中,我们需要运用感性与理性知识去把握整个建筑的处理,这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还需要我们更好的了解国内外建筑设计的发展的历史、现状及趋势,更多的关注这方面的学术动态,以及我们在以后的土木工程专业发展的方向。同时积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的必要的准备。
研究现状:
土木工程是建造各类工程设施的科学,技术与工程的总称。土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。
土木工程在我国可以分为:建筑工程、桥梁工程、公路与城市道路工程、铁路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、给水和排水工程、环境工程。作为土木工程专业的学生,深知土木工程设计范围之广,以及和社会生活联系之密切。我们在校只是学习了土木工程这一个小的分支并且着重学习了工民建部分。工民建方面就结构布置部分有以下几种结构:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、框架-支撑结构、筒体结构、框架-核心筒结构、巨型结构等等。
就此次的设计题目,以及结合任务书所给定的各项条件,选择了框架结构比较合理并且切合实际。
发展趋势:
框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力与刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的,装配整体式楼面的作用则不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,可提供较大的使用空间,也可构成丰富多变的立面造型。国外多用钢为框架材料,而国内主要为钢筋混凝土框架,框架结构可通过合理的设计,使之具有良好的延性,成为“延性框架”,在地震作用下,这种延性框架具有良好的抗震性能。
[1]钢筋混凝土多层框架结构作为一种常用的结构形式, 具有传力明确、结构布置灵活、抗震性与整体性好的优点, 目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中。随着社会的发展,多层框架结构的建筑越来越多了。但是随着结构高度增加,水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加,从而导致梁柱截面尺寸与配筋量增加,到一定程度,将给建筑平面布置和空间处理带来困难,影响建筑空间的正常使用,在材料用量和造价方面也趋于不合理。框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。
[2]框架结构房屋的布置应对称、均匀,减小抗侧刚度中与水平荷载合力作用线的距离,减小结构重心与刚度中心之间的距离,以减小结构发生的扭转。由于框架构件截面较小,抗侧刚度较小,在强震作用下结构整体位移和层间位移都较大,容易产生震害。
此外,非结构性破坏如填充墙、建筑装修与设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑,抗震设计的框架结构除需加强梁、柱和节点的抗震措施外,还需注意填充墙的材料以及填充墙与框架的连接方式等,以避免框架变形过大时填充墙的破坏。框架结构是柔性结构,有水平位移,房屋的总水平位移越大,人的感觉越不舒服,而层间位移会影响建筑物的装修和隔墙开裂,因而对这两种水平位移进行限,这样在设计中要增大房屋的抗侧刚度。在框架结构的抗震设计中,柱顶、柱底、梁端易出现裂缝。
[3]作为一座办公楼设计,在设计之前作为设计者必须深入实际,调查研究,了解其所属位置地理、经济条件。而作为本课题中框架结构的办公楼,必须整体设计、大门入口设计要体现行政办公特征。设计要满足室内水、电、暖、讯、消防、抗震等配套设计要求。因此必须察看相应的规范、标准等。
研究方法:
框架是典型的杆件体系,近似计算的方法很多,工程中最实用的是力矩分配法及D值法,前者多用于竖向作用下求解,后者用于水平作用下求解。
这些方法的使用都作了以下几点的假定:
[1]忽略粱,柱轴向变形及剪切变形。
[2]杆件为等截面(等刚度),以杆件轴线作为框架计算轴线。
[3]在竖向荷载下结构的侧移很小,因此在做竖向荷载下计算时,假定结构无侧移。
应用领域:
框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。
2、课题任务、重点研究内容、实现途径
本次毕业设计任务包括三个部分:建筑设计,结构设计和施工组织设计。
建筑设计
设计任务
根据设计任务书要求完成建筑平面、剖面及立面设计;根据相应的建筑设计规范并结合实际情况初步确定预设建筑物的平面形状,立面外观,侧面外观,单层平面尺寸,以及建筑物的层数;由功能分区的相关原则初步确定建筑物各部分的功能,最终初步确定出建筑设计部分的轮廓。
设计成果:
(一)总平面图:1:500要求标明建筑物位置、道路、绿化、标高、朝向等。
(二)平面图:1:100或1:200平面图应标明各房间名称,固定设备布置。
1.底层平面图:标注三道尺寸,注标高。
2.标准层平面图:标注三道尺寸,注标高。
3.顶层平面图:标注两道尺寸,注标高。
(三)剖面图:比例1:100或1:200(一个)
要求剖到楼梯,标注层高、楼梯平台、屋顶、室内外地坪标高、标注两道尺寸(门窗洞口、层高)。
(四)立面图:比例1:100或1:200(二至三个)
1.入口立面
2.侧立面或背立面
标注三道尺寸(墙段及洞口、层高、总高),标明室内外地坪标高,屋顶标高。
(五)节点详图:(二至三个)比例自定
(六)设计简要说明:
1.建筑总平面及概况。
2.方案特点及主要建筑技术措施。
3.防火设计简要说明。
(七)主要技术经济指标
1.总用地面积
2.总建筑面积
3.建筑密度(底层建筑面积/总用地面积)
4.容积率(总建筑面积/总用地面积)
5.绿地率(绿地面积/总用地面积)
进度安排
第1周:讲解建筑设计基本原理、建筑设计基本步骤,了解并掌握办公建筑基本设计知识。完成“一草”。
第2周:深入方案,细化初步设计,为结构设计提供必要的条件。完成“二草”。
第3周:结构设计完成之后,完成施工图设计。
结构设计
设计任务
根据建筑设计方案及设计原始资料,选择结构体系,布置结构构件,进行结构内力分析,确定构件配筋,绘制结构施工图。
设计内容和步骤
1.根据房屋基本情况确定结构设计基本参数
2.进行结构平面布置
3.手算一榀框架,并用计算机程序PK复核
4.使用PMCAD,建立结构整体计算模型,用SATWE进行结构空间分析与设计
5.设计一部现浇板式楼梯
6.基础设计
7.整理计算书,绘制结构施工图
施工组织设计
3、进度计划(略)
学生签名:
年 月 日
4、指导教师意见
指导教师签名:
年 月 日
1、实习目的
对专业知识进行初步、直观的了解。对自己将来所从事专业环境进行直接接触。认识建筑材料、建筑结构体系,对建筑企业进行一般了解,对施工程序、施工管理及质量检验程序有所认识,通过学习,接触社会,开阔眼界,使其对专业知识产生较浓厚的兴趣,为进一步学好以后的专业课打下基础。
2、实习内容
(1)地点
1)工程概况
2)实习内容
3、认识总结
开挖土方的施工顺序:
施工测量→场地清理→挖掘机挖土→自卸车运土、余方弃置→基底整平、压实→边坡整理→自检、整修→验收
不同的建筑适用的结构类型:
一般的结构类型分为砌体承重的混合结构系统和钢筋混凝土墙承重系统。前者主要用于底层或多层,而后着主要用于各种高度的建筑,特别是高层建筑。因为在钢筋混凝土墙承重系统中适当布置剪力墙,则剪力墙不仅能够承受垂直荷载,还能够承受水平力,为建筑提供较大的抗侧力刚度这对于抵抗侧向风力地震水平分布力的影响都是十分重要的,高层住宅楼一般适用这种结构,在我们实习地中如陕西理工学院三村7#住宅楼、汉中市万邦时代广场的住宅楼均采用这种结构。
现浇钢筋混凝土墙承重体系的特点:
现浇钢筋混凝土墙承重体系建筑主体结构在现场整体浇注,墙体布置与预制装配的相比之下较为灵活,横墙承重、纵墙承重、纵横墙混合承重等方案均可选择。由于钢筋混凝土在抗剪、抗弯方面的优越性,这类承重体系往往大量应用于高层建筑,特别是办公楼、旅馆、病房、住宅等建筑中,平面往往成条形布置。不过出于高层建筑物必须对抗水平侧力方面的考虑,纵墙承重的方案应在适当布置横墙剪力墙。
保证大体积混凝土的质量的措施:
(1)选择合适水泥,要求商品混凝土公司选择比较大的水泥生产厂家,实行定点采购,使水泥质量相对稳定。
(2)减少水泥用量
(3)掺外加剂,控制水灰比
(4)严格控制骨料级配和含泥量
(5)强技术管理
①加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照方案及交底的要求指导施工,明确分工、责任到人。加强计量监测工作,定时检查并做好详细记录,认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝,并采取相应措施加以杜绝。
②加强对人员的技术管理,对于每一个环节的施工节点,都要进行施工前的技术交底,施工结束后要进行施工过程的技术应用总结,特别是对大体积混凝土施工过程中产生的各种现象,仔细分析,讨论研究,做到施工过程中不出现差错。
(6)合理组织劳动力及机械设备
(7)加强混凝土的养护及温测工作,采用蓄水法保温养护。商铺楼承台在混凝土施工期间通入冷却循环水,以便加快承台内部热量的散发。
塔吊的上升方法:
由于现代建筑越来越高,用于施工的塔吊也需要越来越高,过去的塔吊是一次性将塔身立起来。现在就不是,普遍采用的叫自升式塔吊。他是由一段一段的标准节组成。只有上部一大段是相对固定的。要升高时,在内部装上标准节。然后利用塔机上的液压装置将相对固定的机身升上去,到规定位置,用连接件卡住。再加标准节,再提升再固定。当然必须固定了才能使用。就这样逐渐上升的。拆除的时候港好相反。
4、实习收获总结
一个星期的实习虽短,但收获很大,这次实习让我进一步的增加了对这门专业的兴趣,所获得的知识更是让我终身受益,在我毕业后的实际工作中将不断的得到验证,我会不断的理解和体会实习中所学到的知识,在未来的工作中我将把我所学到的理论知识和实践经验不断的应用到实际工作来,来展示自我的个人价值和人生价值。为实现自己的理想而奋斗。
造价管理和控制松懈,缺乏监控
项目工程的施工阶段工程造价的管理和控制,主要是通过监理来实现的,监理的范围和内容主要有:“三控”、“两管”、“一协调”。三控即造价控制、进度控制和质量控制;两管即信息管理和合同管理;一协调即组织协调。从我国现在的现状来看,工程施工过程中的监理主要抓的是工程进度和质量和安全等,两个管理做的也不到位。工程造价的管理和控制更是时隐时现,根本没有做到真正的监控。
建设单位忽视发包合同
部分业主仅仅和施工单位商定了工程范围进度以及质量等条款后就开始签合同,随后就开始施工,对发包合同重视根本不够,这给施工单位和业主都带来了极大的麻烦。往往在工程竣工时,大家对照合同时才发现,很多条款都没有规定,比如:结算要求、工程价款、变更限制等等;施工单位借此漏洞夸大工程难度和开销,所以工程的造价和投资都无形中被增加了。
施工技术有待完善
目前,国内许多大型建筑施工由于施工技术方面存在不足,通常施工成本费用较高,不利于企业整体经济效益的提高。因此,如何科学、有效的通过优化施工技术来降低施工过程中成本费用的增加,逐渐成为现代施工企业重点关注的话题。企业要想从根本上控制施工阶段的工程造价,并提高建筑工程的整体质量水平,需要在施工技术的提升方面加大投入力度,改善目前施工技术不成熟以及落后的状态。
一、选题依据
软粘土是软弱性粘土的简称,又称软土,其特点是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性差。在荷载作用下,软粘土的承载能力低,地基沉降变形大,且存在较严重的沉降差异问题。为保证工程质量,在实际工程中软粘土地基应采取合理有效的方法处理。我国的软土主要分布在东南沿海及各大江大河的入海三角洲冲积平原地区,从北至南有天津塘沽、连云港、上海、宁波、温州、福州、珠海、深圳等地。内陆主要是湖沼或者山谷冲积而成,分布范围较小,不成片分布。因此,软基处理一直是人们十分关注的课题。
明达工业(太仓)有限公司软基处理工程为江苏省重点项目。明达工业(太仓)有限公司新建厂区位于太仓市浮桥镇,为通港路以北,滨江路以西的地块,拟建的一期工程,占地面积为447亩,平面为长方形。本工程为工业工厂,设施包括厂房、仓库、办公楼、宿舍楼、辅助建筑物等。
该拟建场地位于长江三角洲前缘,其地貌属于冲击平原类型。场地地势平坦,场地内分布有河网密布;场区地面标高在~之间。地表浅层为软弱的淤泥质土,含水量大,孔隙比大,承载力低,变形量大。如果不对其进行处理,地基承载力达不到设计要求,而且会产生较大的不均匀沉降,影响将来场区的正常运营,必须采取合理有效的地基处理方法对其进行处理。
对于本工程,采用预处理动力固结法进行加固处理,预处理工艺采用真空降水,强夯法又称为动力固结法,故本次预处理动力固结法即为真空降水联合低能级强夯,可简称为降水强夯法。场区软土在真空降水下,一方面使地下水位下降,造成对土体的预压加固,使软土中的部分空隙水排出,空隙减小;另一方面又降低了软土的含水量,为后续的低能量强夯创造不发生橡皮土的条件。强夯法是一种经济高效的地基处理方法,利用夯锤自由落下的动能在土体中转化成很大的冲击波和高应力,从而提高地基承载力,降低压缩性,提高均匀性,改善起抵抗震动液化的能力等。
本项目为国家_科研攻关基金资助项目高能级强夯地基加固机理工法研究与专用机械研制(编号:04-2-016);现代建筑设计集团基金项目高能级强夯与预处理动力固结法研究(编号:2004-结-地-03)的一部分。
二、文献综述
国内外研究现状分析
1、强夯法
强力夯实法(简称强夯法)亦名动力固结法,是一种快速加固地基的方法。这种方法是60年代末法国梅那技术公司(Louis Menard Technique)首先开创的。它是将很重的锤一般为100~400kN)提起从高处自由落下(落距一般为6~40m),以冲击荷载夯实软弱土层,使地基受冲击力和振动,土层被强制压密,从而提高地基土强度,降低土层的压缩性,改善土的振动液化条件,以达到地基加固的目的。
强夯法自70年代开始工程应用以来,以其机械设备简单、施工组织管理方便、加固效果显著、工程投资少等优点,很快引起世界各国工程界的注意。如今强夯法加固地基的应用范围已由最初的砂性土和碎石土发展到处理各种杂填土、湿陷性黄土、一般粘性土、软土以及工业生活垃圾等各种地基,成为常用的经济简便的地基加固方法之一。
我国于1978年首次由_一航局科研所进行了强夯法试验研究;1979年8月又在秦皇岛码头堆煤场细砂地基进行了试验和强夯加固施工,效果显著;同年,中国建筑科学院在河北廊坊机械化研究所宿舍工程中也进行强夯法处理可液化砂土和轻亚粘土地基的野外试验研究,也取得了较好的加固效果。通过上述试验研究及实际工程应用,初步总结出一套适合我国情况的强夯工艺,在我国地基加固领域里填补了一项空白,促使了强夯法在我国的广泛应用。
强夯法的基本特征表现为:①强夯法处理后的地基可使土的压缩性明显降低,不同程度地提高了地基土承载力;②强夯处理能使地基强度趋向均匀,有效消除不均匀沉降;③与其他夯击法相比,强夯法夯击能量大,可根据地基处理要求来确定夯点间距、夯击能量及夯击方法,特别使地基深处土体性能得到改善;④施工中必要的夯击能量可以分几遍完成强夯法施工设备简单,无需加固材料,费用低,周期短,具有广阔的应用前景。值得注意的是强夯法的适用范围与其土质及地质构造均有关,条件适当时可以有效加固软基。由于对强夯加固软基的机理、效果、设计计算方法与工艺措施的研究仍不全面和透彻,故强夯工程实验与观测分析是必要的。
2、真空降水
真空堆载预压法是一种新型的地基处理方法,最早是瑞典皇家地质学院Kjellmen于1952年提出的。国内1958年天津大学就开始进行真空排水固结的室内试验研究。在早期,由于工艺上存在问题,导致真空预压未能在工程中应用。直到80年代,_一航局、天津大学和南京水利科学院等单位对这项技术进行室内和现场试验研究,取得了成功经验,膜下真空度可以达到85~92kPa,并成功地将这项技术应用于天津新港软基加固工程中。此后,真空预压法在工程中得到了推广应用。
目前,我国在抽真空设备的研制、真空预压施工工艺的改进、真空度和预压时间的控制、设计计算理论的发展等方面均取得了进步,解决了很多技术难题。真空预压已作为较成熟的技术在港口、公路、铁路、能源、房屋建筑工程中得到了成功应用。
3、真空降水联合低能级强夯法
真空降水联合低能级强夯法是采用由真空降水和低能级强夯两道工序组成的施工工艺,其中:真空降水是由改进后的真空井点对加固范围内的地基进行强排水,这种设备功率比常用轻型井点大得多,可产生较大排气量和较高的'真空度,即使在渗透系数较低的粘土中,也能通过形成的新水头梯度来加快地下水的渗流;低能级强夯主要采用锤击,即通常的强夯法。通过对上述两道工序的多遍循环,可达到加固地基的目的。真空降水联合低能级强夯法的特点:一是夯击前采用真空降水,可降低地下水位、减小被处理土体的含水量和饱和度等,使地基受击后,地下水位以上土体可产生较大的压缩变形,地下水位以下土体可减小土体中的超孔隙水压力;二是夯击后采用真空排水,以加快超孔隙水压力消散,此外,结合每遍夯击的间隔时间,可尽量避免弹簧土的形成;三是通过调整夯击力等参数,使浅层地基达到较高的密实度;四是大面积加固,对地基有一定的降水预压作用。
真空降水联合低能级强夯法的加固机理是以不完全破坏土体结构强度为前提,根据土体强度提高情况,逐步增加能量的动力固结。通过设置竖向排水和表面水层排水等主动排水法,使之在土体中形成微裂缝排水。因此,强夯能量的控制应掌握以下原则:激发土体孔压,并使土体产生微裂缝,但又不完全破坏土体结构强度,不形成橡皮土先轻后重,少击多遍,从上至下,逐步增大加固深度与范围。
4、强夯处理地基的检测
静力触探试验
静力触探(cone penetration test)自1917年雅典正式以来,至今已有80年的历史。静力触探是通过一定的机械装备,将一定规格的金属探头用静力压入土层中,同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力,以此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。
静力触探的主要优点是连续、快速、精确;可以在现场直接测得各土层的贯入阻力指标;掌握各土层原始状态(相对于土层被扰动和应力状态改变而言)下有关物理力学的性质,这对于地基在竖向变化比较复杂,而用其他常规勘探手段不可能,能大密度取土或测试来查明土的变化;对于饱和砂土、砂质粉土以及高灵敏度软粘土层中钻探取样往往不易达到技术要求,或者无法取样的情况;用静力触探连续压入测试,则显出其独特的优越性。但是,静力触探也有不足之处:不能对土层进行直接的观测、鉴别;由于稳固的反力问题没有解决,测试深度不能超过80m;对于含碎石、砾石的土层和很密实的沙层一般不适合应用等。
瑞雷波检测技术
瑞雷波(面波)检测是一种新型的无损检测方法,通过在地表进行地层波速测试,瑞雷波在地面表层传播,频率不同,影响的地层深度也不同。因此,在同一地段测出一系列不同频率的波,就可得到一条频散曲线,通过频散曲线的分析、反演优化,可对地下构造进行解释。利用瑞雷波检测是基于瑞雷波的两个特性:一是在分层介质中传播时的频散特性;二是传播速度与介质物理性质的密切关联性。
平板载荷试验
载荷试验是一种最古老的地基土原位测试技术,它实际上是模拟建筑物基础受荷条件的现场模拟试验。该方法是在刚性承压板上加荷,测定天然埋藏条件下地基土的变形,可测定地基土的变形模量、评定地基土的承载力及预估实体基础的沉降。对于不能用小试样试验的各种填土、含碎石的土等,最适宜于用载荷试验确定压力与沉降的关系。但载荷试验一般受荷面积较小,加荷影响深度不超过承压板边长(或直径)的2倍。试验点的数量≮3点,当其极差不超过平均值的30%时,可取平均值作为地基承载力标准值。平板载荷试验(PLT)只反映承压板下~倍承压板直径或宽度范围内地基土强度、变形的综合性状,但它是最直接、最可靠的试验方法,其他试验手段的结果均以载荷试验的结果为参考依据。
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三、设计(论文)内容
1、软基处理技术的比选
软弱地基的加固处理,按其原理和作法的不同,可分为以下九类:换(填)垫层法、预压法、强夯法、振冲法、挤密桩法、砂石桩法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、托换法。适合本工程地基处理的方法有预压法、强夯法、碎(砂)石桩法、深层搅拌法等。
在同样满足地基设计要求的情况下,真空降水联合低能级强夯在造价上比其它常规软基处理方法要来的经济的多。并且真空降水联合低能级强夯具有工期短、加固效果好、工艺简单等优点。
2、方案设计
拟通过本次地基加固处理达到的目标是:
(1)地基承载力不小于120KPa,6m以内软弱层地基承载力提高30%以上,有效加固深度6m,影响深度8m。
(2)在50KPa均布荷载作用下,长期总沉降量小于30cm,不均匀沉降控制在1以内。
(3)处理过程消除沉降量不小于70cm。
在以上加固要求下,根据规范规定进行强夯工艺参数的设计。
3、施工过程的监测数据分析
地面沉降观测
布置15m15m的地面沉降测点方格网,测量强夯前、第一遍强夯后、第二遍强夯后和满夯后的地面平均沉降情况。以动态了解土体加固效果,及时调整施工工艺和参数。
孔隙水压力监测
强夯时地基土体受到冲击荷载发生瞬时的压缩和挤密,孔隙减少,孔压升高,随着孔压消散,土的有效应力增加。若土体的渗透性较差时,冲击产生的超孔隙水压力不易消散,就会在饱和细粒土中产生较大的超孔隙水压力,对地基构成潜在的不稳定因素,也降低了夯击的效率。通过孔隙水压力观测,以便及时了解强夯加固效果,调整确定最大夯击能,两个夯击点之间的间距以及前后两夯击遍数之间的间隔时间,确定最佳夯击击数等施工参数。
地下水位监测
对降水及强夯过程中的地下水位变化进行动态观测,了解降水效果,根据实际情况确定最优降水方案。
4、夯后地基的检测
强夯处理的地基,其强度是随着时间增长而逐步恢复和提高的,因此在强夯施工结束后,应间隔一定时间方能对地基质量进行检测。其间隔时间可根据土的性质而定,时间越长,强度增长越高,对于碎石土和砂土地基,其间隔时间可取1~2周;对低饱和度的粉土和粘性土地基,可取2~4周。
在对强夯法加固后地基的检测,要求一般性工程场地采用两种或两种以上手段检测,对大型工程应进行大压板载荷试验。在检测数量方面,对于简单场地上的一般建筑物,每个建筑物地基的检测点不少于3处;对于复杂场地或重要建筑物,应增加检测点数。检测深度应不小于设计处理深度。
钻孔取样及室内土工试验
试验目的
取得土的含水量、孔隙比、压缩系数、压缩模量、渗透系数等指标。
静力触探试验
试验目的
通过贯入阻力的变化,达到了解土层工程性质的目的。
试验方法
试验时,用静力将探头以一定的速率压入土中,利用探头的传感器,通过仪器将探头的贯入阻力记录下来。
瑞雷波(Rayleigh)测试
试验目的
通过夯前、夯后瑞雷波测试,对比前后频散曲线变化,判定强夯有效加固深度和影响深度。
试验方法
根据检测方案和测试内容布置激震器,在震源同一侧以一定间距布置检波器以接收波,在整个场区布置多条测线,根据DZ/T01701997《浅层地震勘查技术规范》的规定进行检测。瑞雷波现场测试工作于夯前、夯后分别进场1次,采集数据进行前后对比,比较夯前、夯后的不同。
平板载荷板试验
试验目的
通过试验确定地基承载力、压缩模量是否满足设计要求。
试验方法
试验时,用一定面积的承载板向地基施加竖向荷载,观察地基变形和破坏现象。本次夯后共进行3组平板载荷试验,分夯间、夯点进行,试点编号分别为(夯间)、(一遍夯点)、(二遍夯点),测点布置见附录。载荷板面积为,最大加载量按设计要求地基承载力特征值的2倍加载,即为240kN。
载荷试验要求如下:
a.试验在夯后地面以下20~30cm处进行,保持试验土层的原状结构和天然湿度,在拟试压表面用超过10mm厚的中粗砂找平。
b.加荷等级为10级,最大加荷量为2倍设计荷载。每级加荷后按间隔5min、5min、10min、10min、15min、15min,以后为每隔半小时读一次沉降,连续两小时内,每小时的沉降量小于时,可加下一级荷载。
c.在试验时出现承压板周围的土明显的侧向挤出或出现裂缝和隆起,沉降急剧增大,荷载~沉降曲线出现陡降段;或在某一荷载下,24h内沉降速率不能达到稳定标准;或s/b大于等于(b为承压板宽度或直径),可以终止加载。满足其中一条时,其对应的前一级荷载定为极限荷载。卸载时按三倍加载分级进行,并测读残余沉降量。
d.承载力确定可按p~s曲线上有明确的比例界线所对应的荷载值,或取s=、、所对应的荷载值。
检测结果分析
根据上述检测得出强夯后的各项指标,在加固深度、地基承载力等方面验算本次地基加固处理是否达到预期效果。
5、施工工艺与技术参数的优化
根据夯后的检测数据以及施工期间的检测数据,进行施工工艺以及技术参数的优化。
四、工作计划
至参考资料清单
至文献综述,英文参考文献翻译
至开题报告
至数据图表及结果分析
至论文初稿
至论文修改稿
至论文答辩
摘要:随着我国经济的飞速发展,大型建筑设施的出现对土木工程技术提出了更高的求。在土木工程的施工过程中,对其施工过程中出现的结构性损伤及时进行有效检测,并针对出现的结构性损伤进行及时的维修,不仅可以提高土木工程的质量,延长建筑成果的寿命,同时还可以避免许多重大质量安全事故的发生。
本文对土木工程结构检测技术进行了探讨研究。分析了目前土木工程中的主要结构检测技术,并着重介绍了在土木工程结构检测技术在发展过程中完善损伤判别的指标,提高检测正确性、优化传感器的布置,提高检测的可靠度以及非线性诊断技术的应用,满足实际情况等具体的应用发展趋势。
关键词:土木工程;结构检测技术;发展趋势
1 土木工程结构的主要检测技术
土木工程结构检测在工程建设中具有很重要的经济效益和社会效益。结构检测技术在土木工程中的应用不仅涵盖了工程地质学、结构力学和建筑材料学等理论,还和工程的施工工艺、评估标准以及质量要求等有着密切的联系。土木工程结构检测技术随着科技的不断进步,逐步实现了现代化,在土木工程的混凝土结构、砌体结构和钢结构的检测上得到了广泛的应用。下面,就主要从三种结构的检测技术进行分析,并简要探讨整个结构检测技术的发展趋势:
混凝土结构检测技术
混凝土结构检测技术通常是采用钻芯法、超声法和回弹法。钻芯法比较可靠直接,但是对整个土木工程的建筑结构存在一定的损伤,通常没有得到业主认可和容易产生严重后果的前提下,都不会采用这种检测方法。而超声法则是一种比较先进的检测技术,它是利用超声波在混凝土结构中的传播参数来对整个混凝土的结构进行检测,由于混凝土中的材料成分复杂,对超生波的衰减和吸收的差异性较大,当整个混凝土结构对整个超声波传播中产生的具体参数变化情况一定时,就可以根据具体的监测数据进行内部结构是否出现裂缝或空洞的情况进行确定,检测出内部结构的缺陷状态。
钻芯法则是目前土木工程中最常用的检测方法,它是通过回弹仪来测定整个混凝土的强度。一般都是采用专门的水冷式钻机,在整个混凝土结构构建上进行采样,然后在开始混凝土结构的抗压强度的实验,进而推断出整个混凝土内部的结构缺陷情况。
砌体结构检测
国内很多的土木工程都是采用的砌体结构,由于它本身的自重较大,加上强度和粘结度较低的缺点,当收到强大的外力作用时很容易出现损坏的情况,因此对砌体结构进行检测对整个砌体建筑的质量保证有着积极的意义。砌体结构的检测技术主要分为动态检测和静态检测。同时材料的不同也决定了砌体结构检测技术的不同,当砌体是石块,通常采用钻芯法进行检测,当砌体是砖体是通常采用回弹法以及回弹发和钻芯法结合的方法。
自重砂浆轻度是整个砌体结构检测中的重要参数,一般都是采用的筒压法和推出法。筒压法通常是将样本砂浆进行碾碎、烘干,然后分成具有级配的砂浆颗粒,然后装到承筒中进行筒压法,然后再断定砂浆的强度是否达到质量的要求。推出法则是利用推出仪在砌体结构的墙体上面推出砖块,然后结合水平推力和推出砖块西表面砂浆的饱满度来进行检测,进而达到检测砌体结构的目的。
钢结构检测 钢结构的检测通常都是指钢构件的性能会质量的检测。另外,钢结构的检测可以细分至构件的变形损伤。尺寸偏差以及构造和涂装还有构建材料的连接和性能测定等项目,
在检测过程中必要时可以对钢构件的性能进行实载检测和动力测试。和混凝土结构。砌体结构相比,钢结构具有自重轻、强度高、材质均匀且韧性和塑性良好的优点,这样在土木工程中的应用就更加具有优势。
随着钢结构在土木工程中的应用越来越广泛,钢结构的检测技术也在不断进步。目前,钢结构的主要检测技术有超声波检测、射线检测、渗透检测、磁粉检测以及涡流检测等,结合这些先进的检测技术,整个钢结构内部的缺陷情况能够比较精准地检测出来。但是钢结构检测技术在国内的发展还在不断前进中,不具备成熟的检测技术,今后还有待进一步的完善和改进。
2 土木工程结构检测技术的发展趋势
完善损伤判别的指标,提高检测正确性
现有的土木工程结构检测技术在损伤指标的判别上已经形成了科学系统的体系,在主要检测参数的设置和分类上也取得了很大的进步。但是,国内土木工程结构检测技术和国外的相比还存在一定的问题,需要对损伤判别的指标进行不断的完善,以提高整个结构检测的全面性和正确性。
在选择特征量方面,通常都利用一些在损伤情况时结构中的一些变化参数来来进行诊断的,这些特征量能够反映出整个土木工程结构中的`抗压、抗剪以及材料的结合力等变化情况,进而通过这些指标的综合分析来诊断结构内部是否出现了裂缝或者空洞情况。随着我国土木工程建设的技术不断进步,在质量方面的要求也逐步提高,整个检测技术应该围绕着工程建设的质量要求来进行改进,在损伤判别的指标选定和完善上面,要进行不断的完善,最终满足整个土木工程的建设要求,提高检测技术的科学性、准确性。
优化传感器的布置,提高检测的可靠度
传感器的数量、位置和类型对整个土木工程的检测技术起到了决定性的作用。随着土木工程的建设复杂性与日俱增,在结构检测的诊断过程中对传感器的优化工作也提出了新的要求。在今后的土木工程结构检测技术的发展过程中,传感器的布置应该得到有效的优化,进而提高整个检测技术的可靠性。传感器的优化应该在结构总体分析的模型基础之上,利用广义的遗传算法来进行,从而确定传感器的优化布置工作。
另外,在传感器的数量布置上,也应该进行科学的优化,利用噪声信号系统的正确运作来实现信息的最有采集工作,将优先的传感器数量设置进行最佳的合理安排,进而实现传感器优化布置。在今后的发展过程中,土木工程结构检测技术在传感器的优化布置上应该投入更多的精力,实现检测技术的精良应用。
非线性诊断技术的应用,满足实际情况
土木工程的结构大体上都是非线性的结构,在检测技术的应用上应该结合整个结构的非线性特点进行非线性诊断技术的应用,从而体现整个结构检测技术的科学性。虽然目前在土木工程结构检测技术中非线性诊断技术的应用存在一定的困难,相较于线性诊断而言,这种技术更加需要复杂的计算算法和技术操作,但是非线性诊断技术更加贴近实际。
在今后的结构检测技术发展中,非线性技术的研究和应用应该成为一个重点,考虑到遗传算法、小波分析和神经网络在非线性分析和数据处理上所具有的优势,在结构损伤的辨识上面非线性结构诊断技术有着很大发展空间和前景。非线性结构检测技术在发展中应该不断针对土木工程的建筑结构作出调整和优化,改进和完善整个非线性结构诊断技术的应用。
结语:目前我国的土木工程结构检测技术还处于一个不断发展的阶段,在混凝土结构、砌体结构和钢结构的检测技术上还有很大提升空间。针对这些结构检测技术进行研究,能够拓展整个土木工程检测技术的发展空间。土木工程检测技术的不断改进和优化,能够为整个土木工程建设领域带来很大的影响,能够更好地保障整个工程的建设质量,符合社会的发展要求。
参考文献:
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本论文的研究是在导师悉心指导下完成的。渊博的学识、严谨的治学态度、踏实的工作作风和敏锐的洞察力让我受益终生。老师不仅给予我学术上的指导,同时也给予我生活上的关怀、精神上的鼓励,我的点点滴滴的进步无不凝聚着导师的心血和汗水,于老师是我学业上的榜样,更是我做人的楷模,导师的言传身教我将永远铭记在心。在此,谨向尊敬的于老师表示崇高的敬意和衷心的感谢!
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