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關鍵詞:土木工程地質;課程教學;教學方法;教研改革
隨著國家對新疆“一帶一路”核心圈經濟建設的大力投入,大量基礎建設中需要具備較強工程地質專業背景的復合型人才。新疆大學作為邊疆重點高校之一,正著力培養服務于西部開發與“一帶一路”工程建設需要的綜合性技術人才。通過工程地質課程的學習,學生了解實際工程建設中可能遇到的工程地質問題及其對工程本身的影響,依據所學知識能正確防治各類地質災害,以保證工程建筑物的安全、經濟和穩定。因此本課程對土木工程專業來講是非常重要的一門專業基礎課。
一、課程教學中存在的不足
1.前導課程設置不合理。工程地質學作為地質學的一門分支課程,其前導課程為“地質學基礎”“水文地質學基礎”“土力學”“巖體力學”等課程。根據新疆大學建筑工程學院土木專業最新培養計劃,工程地質被安排大一下學期進行,因此會導致學生無法有效地理解和掌握一些工程地質術語的概念,導致學習效果不理想。在實際教學中,針對巖土體物理力學參數方面,學生在沒有“巖體力學”“土力學”課程學習的前提下,不能較好地理解參數的具體含義及用途。此外,在滑坡穩定性計算案例中,學生不僅需要掌握巖土體物理力學的具體含義,還要具備一定的編程能力(包括Excel、C語言等)用于滑坡穩定性計算公式的編寫,因此前導課程的不合理安排,導致許多教學任務無法順利開展,這勢必會影響學生專業知識掌握的熟練度。2.課程學時少、內容多。隨著高校學分制的推行,筆者所在學院“土木工程地質”課時已縮短至28學時。為在有限的教學時間內完成教學任務,教師需要對教學內容做出一定調整與壓縮,從而導致學生理論學習偏少,影響了課程教學質量。課程學時的壓縮主,最直接的影響是案例的教學環節,學生理論知識需要借助于實際工程案例講解才能較好地消化,如巖石礦物教學環節,必須讓學生親眼看見巖石、親手感觸到礦物才能印象深刻。此外,各類地質災害也需要用到大量的工程案例來支撐講解,學生往往對實際工程案例更加感興趣。通過實際案例,學生不僅能更快掌握理論知識,也能更加今后工程實踐中的工程地質問題。3.工程地質理論教學環節薄弱。目前的土木工程地質教學大綱主要側重于地質基礎知識的講解,如巖石礦物、地層地質構造等,而具體的工程地質理論占總教學學時比例較少,如地下工程地質問題、邊坡工程地質問題等。這勢必會導致學生對工程地質的認識僅停留在基礎地質方面,對今后工程實踐可能遇到的邊坡穩定、圍巖穩定等問題缺乏足夠的認識與重視。光靠地質基礎知識根本無法解決實際工程中的各類工程地質問題。地質基礎知識的學習是為了更好地掌握工程地質理論,但僅側重地質基礎知識的學習而忽視工程地質理論的學習,就無法凸顯工程地質學學習的意義,學生今后無法從容應對工程實踐中突發的工程地質現象與問題。4.實踐教學環節沒形成完整教學體系。工程地質是一門緊密聯系實際工程的課程,需要學生在理論學習的基礎上通過實踐教學環節加以消化理解。然而,目前筆者所在學院土木工程地質實踐環節尚無固定的實習路線,沒有專業的實習指導書,因此實踐教學效果較差,學生無法將課本所學理論知識聯系實際,導致今后在實際工程中遇到工程地質問題無法快速識別與解決。實踐教學環節預期效果不夠理想主要表現在三方面:一是地質基礎技能的掌握,如野外巖石識別、羅盤使用等;二是工程地質勘查實踐能力,如滑坡、泥石流野外勘察能力;三是實習時間較短、路線長,許多學生難以掌握教學內容,實習報告編寫質量堪憂。筆者針對所在學院土木專業的“土木工程地質”課程教學實踐環節中存在的諸多問題進行分析總結,學校要解決這些不足,就必須采取一些行之有效的教學改革手段進行嘗試探討。
二、課程教學模式改革建議
為提高工程地質課程教學效果,讓學生更深刻掌握課程知識,根據筆者所在學院“土木工程地質”教學現狀,本文提出如下建議。1.優化培養計劃課程編排。學校將“工程地質”課程安排在大二下學期進行,在學生學習完“土力學”“巖體力學”“計算機基礎”等前導課程后學習“工程地質”課程。教師利用學生已學知識,課堂上引導學生自己探索巖土體各物理力學參數對圍巖、邊坡(滑坡)的穩定性影響規律,鼓勵學生通過EXCEL或者C語言編程滑坡、崩塌體等地質災害穩定性計算程序。2.突出教學重點。在無法增加課時量的情況下,教師需要把主要教學內容放在重點章節上。工程地質課程的主要任務是讓學生了解工程建設中可能出現的各類工程地質現象和問題,分析各類工程地質問題對工程建設的影響,能提出相應的防治措施。因此在教學環節中,教師應重點講解各類工程地質現象與問題的成因、影響因素、誘發機制、穩定性評價等,使學生能將所學知識能直接應用于實際工程建設中。針對部分地質基礎知識,教師可適當減少教學內容,學生掌握其基本概念即可。3.加強地域特色案例教學。新疆位于我國西北邊陲,處于亞歐中心,是我國陸地面積最大的省份。新疆地形地貌多元化特征明顯,既有沙漠、隔壁、荒山,也有草甸、森林、河流。教師以新疆常發地質災害類型重點分析,不僅能提高學生學習興趣,也能為學生日后快速融入本地生產項目提供基礎。裴向軍通過對天山區公路邊坡地質災害發育特征的收集整理得出,新疆地區地質災害類型主要表現為凍土、巖體凍融風化破壞、泥石流、水毀、雪害、凍害。因此,教師應在今后的工程地質教學與實踐環節中,突出上述地質災害類型的講解,盡可能地在實踐教學環節中加入上述案例現場教學。4.重視實踐教學環節。新疆地貌特征雖然豐富,但由于幅員遼闊,不同地質現象相距甚遠,因此導致學生的實習路線較長,學生在有限的實習時間內很難完成實習內容。因此,學校需要盡量選擇地質現象特征明顯、地質現象豐富的地區作為固定實習基地,安排專業教師提前踩點優化實習路線與實習日程安排,并制定完善好實習指導書。5.重視工程地質實習報告編寫。學生工程地質專業知識掌握好壞的程度主要體現在工程地質實習報告中,通過實習報告,教師可知道學生是否掌握工程地質相關基本概念、羅盤使用是否正確、工程地質專業術語表述是否準確和恰當。因此,實習環節中教師需要認真指導學生識別地質現象、正確使用地質羅盤,使學生掌握野外記錄薄的記錄要求和地質素描技巧。教師要每天檢查學生野外記錄本內容,及時發現實習教學環節中的不足加以改進。實習后期,教師要加強學生實習報告編寫指導,實習報告要圖文并茂,地質現象描述準確。
三、結論
“工程地質”課程教學內容需要綜合課程理論知識與工程實踐,其教學內容多、涉及面廣。教師要想在有限的課時內完成教學目標,需要在優化課程教學安排基礎上突出教學重點,結合新疆地域特色,重點引入本地常見地質災害案例,使學生快速消化理論知識。此外,教師需要重視教學環節,加強學生野外地質基本功練習,使學生更加快速牢固地掌握工程地質理論知識,達到培養復合型人才的要求。
參考文獻:
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[2]蘇培東.土木工程專業《工程地質》課程教改探討[J].中國西部科技,2011
[3]王哲,陳東瑞,張勇.土木工程專業工程地質課程實踐教學方法探討[J].高等建筑教育,2010
[4]吳彬,杜明亮,楊鵬年,等.工程地質及水文地質課程考試改革與實踐[J].大學教育,2015
[5]徐文杰.工程地質教學改革、創新與MOOC建設——以清華大學《工程地質》課程為例[Z].中國吉林長春,2015
關鍵詞:巖礦實驗;巖礦數據庫;網上教學;雙結合模式
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)36-0185-03
一、概況
工程地質學是我校土木工程方向學生的公共課程,在土木工程方向專業培養計劃中占重要的位置。我校土木工程專業所有學生都會學工程地質學這門課程,而且在學完工程地質學之后,緊接著還有一個野外地質實習的過程。礦物與巖石實驗是工程地質學這門課必須進行的實驗課,只有通過實驗課,學生才能對課堂教學所學習的各種各樣的礦物和巖石有感性認識,為接下來的野外實習打好基礎。然而,由于實驗課上所見所學的礦物、巖石種類較多,而實驗課堂時間有限,學生很難撐握實驗課的內容,常常是課上學,課后忘。如何提高巖礦實驗課的教學效果,是一個很值得探索的問題。針對目前巖礦實驗教學的現狀,筆者提出開發巖礦數據庫,進行巖礦課堂實驗與網絡教學雙結合模式探索。
二、雙結合教學模式
雙結合教學模式是指課堂實驗教學與網絡教學相結合的實驗教學模式。在上課之前,教師要求學生利用網絡巖礦數據庫對實驗課上將要學習的礦物和巖石進行預習,實驗課上,教師根據自己的教學方式,指導學生進行礦物和巖石實驗,課后要求學生利用網絡巖礦數據庫進行對比、歸類復習。
三、巖礦數據庫主要內容
(一)礦物模塊
礦物模塊主要包括礦物的形狀、顏色、光澤、硬度、解理、斷口及其主要特性,見圖1所示。
并對每一種礦物,給出了清晰的圖片,學生可以通過圖片,直觀的了解礦物的顏色和光澤,如圖2所示。
(二)巖石模塊
巖石模塊主要包括巖石的成分、膠結物、結構、構造、顏色、巖石的石英含量、成因及特性,如圖3所示。
(三)巖石的工程性質模塊
巖石的工程性質模塊主要包括巖石的相對密度、天然密度、軟化系數、抗壓強度、孔隙率、吸水率、抗剪強度、抗拉強度等主要特性,如圖4所示。
四、巖礦數據庫在網絡教學中的應用
巖礦數據庫主要用于學生上實驗課之前的預習與課后的復習,用以延伸教學場地、教學時間。學生可以隨時、隨地進行巖礦學習。除了運用上述不同模塊、從不同角度進行學習外,還可以利用各模塊下的查詢功能,進行對比、歸類學習。比如,要想查詢硬度約為3的礦物,可通過在礦物模塊下,選取硬度字段,輸入3,進行搜索。則硬度約為3的礦物都會出現在搜索列表中。如圖5所示。
要想查詢含有正長石、黑云母和角閃石等成分的巖石,可通過在巖石模塊下,選取成分字段,輸入正長石、黑云母、角閃石,進行搜索。則成分為正長石、黑云母和角閃石的巖石都會出現在搜索列表中。如圖6所示。
要想查詢相對密度等于或大于2的巖石,可通過在巖石的工程性質模塊下,選取相對密度字段,輸入2,進行搜索。則相對密度等于或大于2的巖石都會出現在搜索列表中。如圖7所示。
五、教學效果
通過開放網絡巖礦實驗教學,學生可以根據自己的實際情況,在寢室、圖書館的任何課余時間,輕松、快捷地進行預習與復習,課堂實驗教學與網絡教學的結合,大大提高了巖礦實驗教學效果。
六、結論
1.通過開放網絡巖礦實驗教學,延伸了教學場地、教學時間,學生可以隨時、隨地進行巖礦學習,彌補了課堂實驗教學存在的不足。
2.通過網絡巖礦實驗教學的查詢功能,實現了礦物、巖石及其工程性質的對比、歸類教學,更有利于學生撐握巖礦教學內容。
關鍵詞:土木工程施工管理問題對策
中圖分類號:TU71文獻標識碼:A文章編號:
土木工程施工管理是施工企業的一種生產行為,主要是指施工企業對所實施的工程項目所進行的全方位、全過程的規劃、協調、組織和控制行為。土木工程施工管理所面對的主要問題有項目設備管理、項目質量管理、項目安全管理、項目現場環境管理和項目成本管理等。隨著我國土木施工項目的不斷發展,項目施工單位面臨著更為嚴格的管理標準方面的要求。
一、我國土木施工工程管理現狀
隨著我國現代經濟的不斷發展,我國基礎設施建設發展的腳步也大大地加快了,我國工程建設施工企業的發展空間也更加廣闊了。土木工程施工是現代工程項目施工企業管理工作的重點,其管理是整體工程管理的重要組成部分,對土木工程整體施工進度、土木工程整體施工質量、以及土木施工管理與控制都起了很的作用。現代土木工程建設施工企業的項目管理的首要工作就是在開展土木工程施工管理工作中要充分運用現代土木工程施工項目管理理念,促進工程項目施工工作的順利開展,有效提高對工程施工過程的控制與管理。針對土木工程施工特點,應該注意工程項目管理工作最重要的是提高工程施工的質量,同時對土木工程施工成本、施工進度等進行現代化的科學管理,保障土木施工工程的順利開展,不斷地提高土木施工企業的經濟效益。但是應該看到,我國目前的土木工程建筑施工管理中存在著很多的不足,管理模式不合理,行政和硬性指令的施工管理手段比較嚴重。建設單位對施工管理缺乏足夠的重視,許多的土木施工企業管理控制體系也不夠完整,憑經驗積累和主觀臆想,缺少必要的理論驗證,這種對施工管理不符合現代化經濟發展的要求,只是定性作出判斷而不進行統計分析和量化計算,這種土木工程的管理方法必然要被社會所淘汰。
二、我國土木工程施工管理存在問題
隨著我國社會發展進程的加快,現代化建設的步伐逐步加快,土木工程建設隊伍也不斷壯大。但與此同時,在土木工程建設中存在的施工安全質量問題也日益暴露出來,主要有以下幾點:
1.施工單位的問題
施工單位對于工程施工質量不夠重視在我國土木工程建設中是普遍存在的問題,也是非常嚴重的問題。比如:施工單位缺乏質量管理的意識或意識不到位;施工主體人員對于施工質量管理內涵理解不到位;在施工中將相關規定的施工質量管理制度置之不理;對于小問題的解決不夠妥善甚至不解決等,這些問題的存在使得我國土木工程質量很難得到保證。筆者經過歸納,將問題主要分為以下幾點:
(1)在進行施工設計時考慮不全面會直接導致工程施工質量的不合格。
(2)不按相關規定程序施工。許多施工單位對于工程施工的程序沒有認識清楚,使違法施工的情況時有發生,如:施工單位未經可行性認證就開工;隨意設計、無證設計;不按圖紙施工或無施工圖施工;對工程實際情況沒有經過專業規劃就匆忙施工;工程竣工不進行試運轉就交付使用等,這些問題的普遍存在使我國土木工程在產品質量上存在著巨大的隱患,很難保證使用的安全性。
(3)施工質量管理不到位。施工質量是決定工程質量的重要因素之一,而工程的質量好壞很大程度上取決于管理是否到位,例如:沒有嚴格執行相關規定流程;沒有對施工圖紙準確的理解和把握出現的偏差等,都會為施工質量的管理留下很大的安全隱患。
(4)施工材料選擇不合格。在當代土木工程的建設中,由于對施工材料的選擇沒有嚴格按照相關標準進行選購,致使出現的工程事故屢見不鮮。對于土木工程出現以下的相關材料問題應高度注意:如混凝土配合比例不按規定,沙石的級配不合理,水泥受潮結塊其安定性不良,外加劑性能、摻量不符合標準等問題都會造成混凝土強度、和易性、密實性等性能的不足,從而導致工程建筑因強度不夠引發質量事故;此外,如鋼筋露放、錯位或板面開裂等問題,都可能使建筑工程出現斷裂,引發質量事故。
2.外部環境的影響因素
工程地質的勘察是影響施工的直接因素。施工勘察的地質數據的準確性,能否如實、全面的反應施工的的實際情況都將之間關系施工質量。其次,施工項目的施工周期受自然因素的影響較大,尤其是露天作業,如雷電、暴雨、濕度、供水等都會致使施工質量出現問題,在工程的施工期要建立完善的預防機制。最后,對沖填土、熔巖、土洞、軟土或地基的處理不當等都會造成安全事故,施工方須嚴格把握、謹慎執行,保證施工質量的優良性。
3.工程建設人員專業素質問題
(1)施工人員的專業素質偏低。許多施工單位雇傭的施工人員來源于農村,未接受專業化的技術培訓,對于工程施工的工序及細節上的注意事項沒有良好的認知,專業素質普遍偏低,有待進一步培訓提高,施工技術人員的良莠不齊直接導致工程施工質量很難保證;此外,施工人員對于安全施工沒有很清楚的認識,在施工過程中的防范意識較低,這也是我國土木工程施工的難點之一。
(2)管理人員非專業化。目前,我國很多施工組織的管理人員對國家相關法律法規或技術規范沒有很全面的了解,對于施工質量手冊的執行監管力度不夠,甚至有的施工單位沒有專業的施工管理人員。這種現象的存在對工程施工質量在極大程度上造成影響。
三、土木工程的施工管理對策分析
1、施工項目質量管理
首先,建立質量保證體系。為全面系統地把質量工作落到實處,當務之急是建立切實可行的質量保證體系。同時,施工企業依據質量保證模式,建立自己的質量保證系統,編寫質量手冊,制定質量方針、技術目標,使之更具有指令性、系統性、可操作性、可監測性。
其次,材料、施工機械的控制。首先人是質量的創造者,質量控制應以人為核心,把人作為控制的動力,調動人的積極性、創造性,增加人的責任感,樹立質量第一的觀念。其次,材料是構成建筑產品的主體。顯然在施工項目中,對材料的質量控制是舉足輕重的。
最后,施工機械是是現代化施工項目中必不可少的因素,它對施工項目的進度、質量有著直接的影響。因此選好、用好機械設備至關重要。最后,控制施工環境與施工工序。在土木工程施工中,影響工程質量的環境因素很多,有工程技術環境,工程管理環境和勞動環境等。因此,根據工程項目的特點和具體條件,應對影響質量的環境因素,采取有效的措施嚴加控制,尤其是施工現場,應建立文明施工和文明生產的環境,保持材料工件堆放有序,道路暢通,為確保質量和安全創造良好的條件。
2、加強設備管理
現代土木工程施工企業跨度大、范圍廣、領域多、種類全,如果大量購置機械設備,必然會造成企業資產的浪費,所以,在施工中應根據企業內部項目之間的特殊性和時間差異,按照"技術上先進,經濟上合理,施工上適用,安全可靠"的原則對項目所需機械進行管理。要保證機械設備管理的順利實施,首先要在企業內部建立健全機械設備的檔案,搞好機械設備的日常管理和保養工作,保證機械設備始終處于良好的狀態。
3、增強核算意識,提高成本管理水平
在土木工程施工中,施工企業要加強材料采購、人工費支出以及項目預算等幾個環節的管理工作,使項目成本的預測、控制落到實處,解決項目管理體制中"包盈不包虧"的問題。要加強定額管理,做到用定額編制計劃,用定額組織生產,用定額核算,使定額真正成為提高經濟效益的科學工具。還要認真貫徹實施《企業財務通則》和《企業會計準則》,強化財務約束和審計監督,壓縮不合理的資金占用和開支,降低管理費用,提高資金運作效率;要制定企業內部財務管理辦法,扭轉賬物不符、財產不準、成本不實、虛盈實虧等問題。
4、施工項目安全生產與文明施工的管理
所謂土木工程施工項目安全管理,就是施工項目在施工過程中,組織安全生產的全部活動,通過對生產因素的具體控制,使生產因素不安全的行為和狀態減少或消除,不引發事故,從而保證施工項目的正常運行。首先,堅持安全管理原則即堅持安全與生產同步,管生產必須抓安全,安全寓于生產之中,并對生產發揮促進與保證作用。其次,制定切實可行的安全管理措施。它是管理的方法和手段,是對生產各因素狀態的約束和控制。要落實安全責任,實施責任管理,加強安全教育,例行安全檢查。
5、堅持遵約守信,強化合同管理
企業要面向市場,就要通過嚴格履行工程承包合同,按期按質交工和良好的售后服務來提高企業知名度。要提高編制合同的水平,確保合同的完整性;項目的管理要以工程項目合同條款規定的工期、質量為目標,科學有效地組織施工生產;總承包企業要與各分包單位簽訂總分包合同,總包企業要對工程全面負責,分包單位對總包單位負責。
6、強化施工現場管理
施工現場管理水平是反映企業管理水平高低的窗口,要通過嚴格的崗位責任和健全的規章制度來約束現場管理人員和操作人員,嚴肅工作紀律。要不斷改進施工機具和作業手段,重視現場職工生活,改善現場作業環境。企業要從現場文明施工抓起,做好對"臟、亂、差"施工現場的整頓工作。
參考文獻:
【關鍵詞】土木工程;施工管理;優化措施
在土木工程項目中對施工過程進行管理就是對施工生產活動進行組織,使其變得規范化、合理化,以減少不必要的施工消耗并加強工程質量。施工質量管理直接聯系著施工信譽與施工安全,是土木工程項目管理中至關重要的環節。隨著土木工程施工管理體制的改革及招投標制度的實施,在土木工程施工管理中對于施工質量的標準也越來越嚴格,但在實際施工中,我國許多施工單位在質量管理中存在很多問題,工程質量問題的存在給人們的生活環境、出行安全帶來了一系列的隱患,因此,在土木工程建設中加強施工質量管理勢在必行,本文主要針對施工質量管理進行探討。
一、我國土木工程施工質量管理存在問題
隨著我國社會發展進程的加快,現代化建設的步伐逐步加快,土木工程建設隊伍也不斷壯大。但與此同時,在土木工程建設中存在的施工安全質量問題也日益暴露出來,主要有以下幾點:
1.施工單位的問題。施工單位對于工程施工質量不夠重視在我國土木工程建設中是普遍存在的問題,也是非常嚴重的問題。比如:施工單位缺乏質量管理的意識或意識不到位;施工主體人員對于施工質量管理內涵理解不到位;在施工中將相關規定的施工質量管理制度置之不理;對于小問題的解決不夠妥善甚至不解決等,這些問題的存在使得我國土木工程質量很難得到保證。筆者經過歸納,將問題主要分為以下幾點:(1)在進行施工設計時考慮不全面會直接導致工程施工質量的不合格。(2)不按相關規定程序施工。許多施工單位對于工程施工的程序沒有認識清楚,使違法施工的情況時有發生,如:施工單位未經可行性認證就開工;隨意設計、無證設計;不按圖紙施工或無施工圖施工;對工程實際情況沒有經過專業規劃就匆忙施工;工程竣工不進行試運轉就交付使用等,這些問題的普遍存在使我國土木工程在產品質量上存在著巨大的隱患,很難保證使用的安全性。(3)施工質量管理不到位。施工質量是決定工程質量的重要因素之一,而工程的質量好壞很大程度上取決于管理是否到位,例如:沒有嚴格執行相關規定流程;沒有對施工圖紙準確的理解和把握出現的偏差等,都會為施工質量的管理留下很大的安全隱患。(4)施工材料選擇不合格。在當代土木工程的建設中,由于對施工材料的選擇沒有嚴格按照相關標準進行選購,致使出現的工程事故屢見不鮮。對于土木工程出現以下的相關材料問題應高度注意:如混凝土配合比例不按規定,沙石的級配不合理,水泥受潮結塊其安定性不良,外加劑性能、摻量不符合標準等問題都會造成混凝土強度、和易性、密實性等性能的不足,從而導致工程建筑因強度不夠引發質量事故;此外,如鋼筋露放、錯位或板面開裂等問題,都可能使建筑工程出現斷裂,引發質量事故。
2.外部環境的影響因素。工程地質的勘察是影響施工的直接因素。施工勘察的地質數據的準確性,能否如實、全面的反應施工的的實際情況都將之間關系施工質量。其次,施工項目的施工周期受自然因素的影響較大,尤其是露天作業,如雷電、暴雨、濕度、供水等都會致使施工質量出現問題,在工程的施工期要建立完善的預防機制。最后,對沖填土、熔巖、土洞、軟土或地基的處理不當等都會造成安全事故,施工方須嚴格把握、謹慎執行,保證施工質量的優良性。
3.工程建設人員專業素質問題。(1)施工人員的專業素質偏低。許多施工單位雇傭的施工人員來源于農村,未接受專業化的技術培訓,對于工程施工的工序及細節上的注意事項沒有良好的認知,專業素質普遍偏低,有待進一步培訓提高,施工技術人員的良莠不齊直接導致工程施工質量很難保證;此外,施工人員對于安全施工沒有很清楚的認識,在施工過程中的防范意識較低,這也是我國土木工程施工的難點之一。(2)管理人員非專業化。目前,我國很多施工組織的管理人員對國家相關法律法規或技術規范沒有很全面的了解,對于施工質量手冊的執行監管力度不夠,甚至有的施工單位沒有專業的施工管理人員。這種現象的存在對工程施工質量在極大程度上造成影響。
二、關于土木工程施工質量管理的優化措施
(一)對施工過程質量管理進行優化
在土木工程中,施工過程的管理對于施工質量的控制是至關重要的,如果施工階段出現質量問題而得不到及時解決,會對整個工程的性能和使用年限造成直接的影響,因此,在施工過程中采取完善的組織對質量進行有效控制尤為重要,筆者認為,在土木工程施工過程中應該統籌安排,對于質量管理的過程可以系統的分為:制定科學的質量目標,安排項目監理或監理工程師進行監督,優化質量控制網絡,實施工程建設,對質量信息及時進行反饋并處理。而且質量管理要對以下幾個環節嚴格要求:
(1)工程項目合同環節。當工程投資決策之后,應立即簽訂法律合同,用法律明文規定雙方的關系及雙方權利義務。合同內容應該堅持責任明確、獎罰分明、嚴密詳盡的原則,并要做到要求合理、查核有據、手續完善。在簽訂合同之后要經一級主管部門審批同意,并經當地的公證部門公證后方可生效。(2)工程圖紙設計環節。在土木工程建設中,施工圖紙是一切施工環節的基礎,施工圖的設計關系著整個工程的質量,因此,在施工圖紙的設計中要堅持以質量為宗旨進行設計,從前期避免設計中的質量問題,做到防患于未然。(3)工程質量監督環節。在工程建設過程中,應該建立全面的工程質量管理體系,對于工程施工采取服務性的質量監督措施,制定可預見性的科學的質監制度,將日常檢查和隨機抽查座位工程質量監督的主要重點,嚴把質量監督關,并加強監督人員的綜合素質,以確保監督的有效性和準確性。(4)材料選擇和控制環節。由于材料的優劣對于工程質量有著決定性的影響,因此,在工程施工過程中,對于材料的選擇一定要慎重,首先對于材料廠家的產品備案證、合格證、實驗報告等要嚴格驗證,其次,對于產品的質量認證報告及出場檢驗報告等要再次核實,在材料進場時也要再次檢驗,確保材料的質量。再者,對于材料的供應要雙反簽訂相關合同來規范,保證材料能夠及時供應,如有特殊情況可及時調整供應計劃,以防止工程逾期。此外,在工程過程中的施工用料也要進行控制,尤其是工程主題部位的材料使用一定要嚴格監督,工程隱蔽部位的用料也不可忽視。(5)竣工驗收環節。不論對任何工程而言,竣工驗收都是對整體工程設計、工程建設的總結,也是對工程施工質量檢查的最后一道工序,因此,在竣工驗收時也不能馬虎對待。筆者認為,在竣工驗收時,應該采取實測、查看相結合的辦法來對工程進行逐步評定,在驗收過程中,嚴厲杜絕驗收人員的違法行為,嚴格按照國家關于工程驗收的法律法規、政策及相關技術規范標準進行驗收,以確保工程質量的合格,使業主放心的交付使用。
(二)對工程施工環境進行優化
現場施工環境直接體現著一個施工單位的管理水平,對施工人員的施工態度也存在著間接的影響,因此,在土木工程施工過程中,對現場施工環境也要給予一定的重視,具體分為兩個方面:第一是嚴肅工作紀律,不斷改進施工技術措施,并重視施工人員的生活環境改善,此外要樹立施工人員文明施工的觀念;第二是針對工程的具體特點對影響工程質量的外部環境因素進行控制,如重視改善工程施工中臟亂差的情況,保持施工材料堆放整齊,施工設備停放有序,以保證道路暢通,為施工提供便利條件;關注施工氣象,從而制定科學的施工周期表;對每個分包項目進行定期檢查,對管理及施工環境混亂的分包商要給予警告,必要的時候進行停工整頓,努力使土木工程建設的施工環境跨上一個新的臺階。
三、關于工程建設人員的整體優化
由于人是工程建設的主體,因此,人的因素是工程建設中影響工程施工質量的關鍵因素之一。對于土木工程項目建設而言,對建設人員的優化要從兩方面著手:
(一)嚴格選擇施工隊伍
要想將土木工程施工標準化、規范化、系統化,就必須選擇專業的施工隊伍。對于施工隊伍的選擇要注意以下幾點:(1)全面了解施工隊伍的施工設備、資金實力、技術力量等綜合情況;(2)實地考察該施工組織的建成項目或正處于施工階段的項目,了解其施工質量與項目管理能力;(3)廣泛收集施工單位的經濟效益及社會效益等多方面資料信息,以分析其綜合實力;(4)嚴格杜絕,如走后門的現象,對施工單位的選擇要堅持公正、公平、公開的原則。
(二)加強施工人員的綜合素質培訓
在土木工程施工中,施工人員是工程質量的直接控制者,也是最直接的質量管理人員,因此,必須全面提高施工人員的專業水平及道德素質,定期對施工人員進行培訓,增強其安全施工、質量施工的責任意識,這樣能夠有效的避免施工隱患的存在,并使工程進度加快。此外,工程直接操作人員和服務人員的專業水平也對工程質量造成一定程度的影響,所以,對其進行培訓也是有必要的。
總而言之,一個完整的、高質量的土木工程建設需要專業的施工隊伍,以質量第一,預防為主作為基本施工原則;需要健全的施工質量管理體系,科學的質量管理監督制度;需要紀律嚴明、環境整潔、設備完好、物流有序的施工條件;更需要出廠合格、質量兼優的施工材料。同時,要不斷的引進先進技術,提高管理水平,改善施工措施,在工作中不斷總結學習,只有這樣才能提高土木工程的質量,鑄造出一流的工程。
參考文獻
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根據土力學課程的特點,就如何發展土力學實驗環節,加強土力學教學實踐,從而提高土力學教學質量提出一些初步想法。在土力學教學中,一個好的實驗實踐環節應具有可操作性,基本概念清晰,工程應用背景強,能激發學生興趣,具有創新和發展性的特點,從而完善理論教學效果,提高學生主觀能動性,培養創新思維和綜合解決問題的能力。文章結合案例分析得出,一個好的實驗實踐環節,能使學生對土力學學科有全面宏觀的認識,并順應科學研究過程,這對培養土建類、水利類、交通運輸類、地礦類、地質學類等專業學生的思維能力,提高科研素質的綜合能力具有重要的意義。
關鍵詞:土力學;實驗教學;實踐環節;綜合素質
中圖分類號:G6420;TU43-4文獻標志碼:A文章編號:
10052909(2017)01014404
土力學作為土木工程、水利工程、交通工程、采礦工程、地質工程等眾多專業大學生的專業基礎主干課程,是認知土的工程力學性質的一門技術核心課程。由于土力學課程的特殊地位和作用,土力W的教學如何適應新形勢,順應改革發展的要求,是每一位土力學教師必須思考的問題[1]。隨著各建設項目向大型化、復雜化發展,建筑行業對相關專業人才的綜合素養提出更高的要求。國家提倡進行大土木教學改革,旨在提高本科生的綜合專業素養、學習能力和創新思維。
2011年高等學校土木工程教學指導委員會《高等學校土木工程本科指導性專業規范》中指出[2],以行業企業需求為導向,以工程實際為背景,以工程技術為主線,著力提升學生的工程素質,培養學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力。
但是目前在土力學實踐環節教學過程中,出現實踐環節和理論教學脫軌的現象,比如實踐環節不能很好地激發學生自主學習相關理論知識的興趣,學生也不懂得如何理論聯系實踐,從而沒能很好地對相關理論知識進行理解,學到的知識形如散沙,學習效果并不理想。
因此,文章結合教育部“卓越工程師計劃”,重基礎平臺、寬口徑、突出專業
特色,針對土力學實驗環節的拓展、教學實踐等方面,結合實際訓練談一些體會和感悟,探討土力學教學中實踐環節指導理論教學的可行性,以求通過實踐環節使學生對土力學學科知識有整體宏觀的認知,培養學生自主學習和獨立思考的能力。
一、土力學的工程特性
土力學是工程力學的一個分支,是以土為研究對象的學科。它是一門實踐性、應用性強的課程[3]。土是巖石風化以后,產生崩解、破碎、變質,又經過各種自然力搬運,在新環境堆積或沉降下來的顆粒狀松散物質。土力學是以力學和工程地質學知識為基礎,運用力學原理和土工試驗技術,來研究與工程建設有關的土和土體在荷載、水、溫度等外界因素作用下的應力、應變、強度和穩定性等特性的一門學科,是一門實踐性很強的工程技術科學。在工程建設中,常會遇到各種有關土的工程問題,包括建筑物地基、路堤、邊坡和各種土工構筑物,以及以土作為建筑材料、建筑環境等,都需要應用土力學的理論和方法去解決。同時,為各類建設工程的穩定和安全提供科學的對策,包括土體加固和地基處理等。
土的利用可以追溯至古代,遠在古代人們就懂得利用土進行工程建設。如我國西安市半坡村新石器時代遺址,就發現當時人們已經能利用土臺階及石基礎為簡陋的房屋考慮地基基礎的穩定性問題[4]。以后如秦代用壓實法修筑馳道,隋朝用木樁,唐代用灰土基礎造塔等。我國東漢時的鄭玄在注釋戰國時的《考工記》時,就認知到了作用力和變形之間的彈性定律,這比胡克(Hooke)定律要早1 500多年,但直到18世紀,基本還處于感性認識階段。歐洲產業革命時期,隨著大型建筑物、鐵路、公路的興建和科學的發展,建立了零星的土力學理論。如1773年法國的庫倫(C. A. Coulomb)通過試驗研究提出了砂土的抗剪強度公式和設計擋土墻的土壓力滑楔理論,1857年英國的朗肯(W. J. Rankine)又從不同的途徑提出了土壓力理論。這兩種土壓力理論至今仍被廣泛應用。1869年卡爾洛維奇(Карлович)發表了世界上第一本地基與基礎著作。1885年布西涅斯克(J. Boussinesq)根據彈性理論求出了在集中力作用下地基中的三維應力解析解。1900年莫爾(Mohr)提出了土的強度理論。20世紀初,人們在工程實踐中積累了大量的經驗和資料,對土的強度、變形和滲透性質進行了理論探討,土力學逐漸形成了一門獨立學科。20世紀20年代普朗特(Prandtl)發表了地基承載力理論,這一時期在邊坡理論方面也有很大發展,費倫紐斯(W. Fellenius)完善了邊坡圓弧滑動法。經過一個多世紀的實踐和理論研究,1925年美國的太沙基(K. Terzaghi)歸納出版了第一本《土力學》專著,1929年又與其他學者共同編寫了《工程地質學》。從此,土力學、工程地質學、地基與基礎作為獨立學科不斷發展。1936年在美國召開第一屆國際土力學與基礎工程會議,到2013年已舉辦
18次,在會議上,世界各地學者對本學科的研究進行經驗交流。
因此,土力學是把土作為建筑物地基、建筑材料或建筑物周圍介質(環境)來研究的一門學科,主要研究土的工程性質以及土在荷載作用下的應力、變形和強度問題,為工程設計與施工提供力學指標、評價方法以及分析計算原理,是土木、水利工程等專業重要的技術基礎課,具有很強的工程應用背景和工程特性。
二、土力學課程實踐環節
由于土力學學科的特殊性和復雜性,知識點廣,涉及面寬,從土的基本物理性質和工程分類、土的滲透性、地基土中的應力分布、土的壓縮性再到土的抗剪強度、地基承載力、土壓力計算、邊坡穩定性分析等。從內容來看,主要包含基礎理論與基本概念、工程實際運用部分、試驗與測試部分[1]。由于各章知識點的相對獨立性,筆者將土力學的學習過程比喻為橋梁建設,而各個章節的學習如同各個橋墩的建立過程,只有把每個橋墩都建扎實了,將橋面鋪裝好,橋梁才能發揮其作用。在這里每章的基礎理論就如橋墩,土力學的實踐環節就如同橋面鋪裝過程,將各個知識點貫穿起來。因此,如何設立合理的實踐環節充分調動學生自主學習和對學科的宏觀把握至關重要。而土壓力計算、擋土墻設計和邊坡穩定性分析等都可提供實踐環節,讓學生在學習基本理論后,進行實際操作訓練。
目前本科土力學教學實踐環節中大多只設立了四個基本的常規試驗,測定土的液、塑限,通過擊實試驗繪制土的擊實曲線,還有壓縮試驗和直剪試驗。四個試驗代表著土的不同物理力學特性,是測定最基本的參數指標。通過調研,學生普遍反映,如果沒有一個工程背景作為支撐,他們較難理解這幾個常規試驗的意義和重要性,更多的是被動完成,而不是主動設計。故參與試驗準備、操作和進行結果分析的主觀能動性不強,沒能充分達到調動學生積極性并發揮創造力的目的。
加強實驗課和適當進行實踐性環節的改革對提高教學質量非常有效。對實驗現象和結果要進行合理的分析,勤于思考,善于總結,才能有所發現,有所進步[5]。通過實驗教學,加深對土力學基礎理論知識的理解,這樣大大提高了土力學的教學質量和學習效果[6]。因此,在教學環節中,我們嘗試了一些開放性的實踐環節,在學習土力學的基本知識后,除了完成常規試驗,還要參與一些競賽,開展開放性的設計課題,讓學生自主搜集資料,自己設計解決問題的技術路線,自己進行驗和優化設計。目前已經開展了加筋擋墻設計、邊坡失穩試驗等多種趣味性強的實踐環節,收獲頗豐。下面將結合加筋擋墻設計的課題談談學生在這次實踐環節中的完成過程和理論聯系實踐的訓練。
三、案例分析
為了實踐實驗環節對學生所起的作用,通過組織學生參加加筋擋土墻結構設計大賽,為土力學的實踐性環節提供了很好的機會。該課題合理之處在于其可以充分利用土力學各章理論知識,提高學生解決實際工程問題的能力,使學生了解土壓力計算、擋墻設計和土坡穩定計算等理論知識在解決加筋擋墻設計中的重要性,調動學生自主學習的興趣。加筋擋墻設計優化作為一個開放的課題,其答案的多樣性,可充分引導學生進行大膽想象,充分表達個人想法并愿意為自己的想法付出實踐。下面是在設計過程中的體會。
(1)剛開始給學生布置該課題時,學生不知道該如何突破和入手。我的建議是要充分理解擋墻設計的核心,即通過合理的錨桿布置(實驗中用筋帶進行模擬)平衡擋墻土壓力,從而使擋墻處于穩定狀態。因此,學生先結合本科土力學中土壓力的計算部分,還有擋土墻的設計和土坡穩定分析的相關理論知識,進行自主學習。
(2)接著為了完成相關實驗,
根據大賽要求制作模型箱,并為保證模型箱拆卸方便,構思了多種模型箱設計方案
,最后各側板之間通過錨栓連接,底板上安裝固定銷釘,各側板底部打孔,直接插入底板。在模型箱設計過程中,學生充分聯想了日常物品的連接方式,從而順利完成模型箱制作。接著為了完成本次實驗,學生也聯系了相應砂子生產廠家,了解中粗砂的規格,充分調動了學生自主參與的積極性。
(3)根據設計要求,需要學生自主完成多個常規試驗,為進行本次加筋擋墻設計提供材料參數。比如,對砂樣進行基本的物理性質參數測定,包括篩分試驗、密度測定等。力學強度測定包括砂土的直剪試驗、確定內摩擦角,以及筋材的抗拉強度測定等。
(4)在理論計算方面,學生自主查閱TB 100025―2006《鐵路路基支擋結構技術設計規范》等多個規范,進行加筋土擋土墻土壓力計算、下滑力和抗滑力計算、全墻抗拔穩定驗算等,能結合自己提出的布筋方案,建立布筋優化方案的目標函數,從而為整個課題的完成提供扎實的技術路線支持。
(5)在實驗方面,為了觀察砂樣擋墻在不加筋帶下的自穩定狀況,學生首先做了無筋帶下砂土的滑裂面分析和砂土自然休止角的測定,直觀上認識了無粘性土滑坡的過程。通過強度較低的紙板作為擋墻,也直觀上看到了墻后土體的土壓力分布狀況,以及不同深度的變形狀況。
(6)隨著實驗的進行,學生興趣越來越高,查閱了相關加筋土工方面的文獻資料,了解了加筋土加固機理。讓學生初步嘗試布置直線型的筋帶進行試驗,模擬加筋擋墻過程,不斷調整筋帶總層數和各層筋帶的數目、尺寸等,通過豎向加載直至擋墻破壞,從擋墻后砂土的破壞類型以及筋帶的破壞來判斷筋帶布置的合理性。
(7)通過大膽嘗試,學生提出了多種筋帶類型和布置方案,比如采用筋帶末端彎起成U形或V形,末端采用擴大頭的加筋布置等,體會了加筋復合體的作用。在這個過程中,學生能聯系工程實際,考慮筋帶布置時的經濟合理性,培養學生全面理解問題能力,提高其抓住問題癥結并各個擊破的能力。
(8)最后通過完成一個完整的計算書來表達自己的設計思路和方案,鍛煉學生組織整理實驗課題報告的能力。在此過程中學生對本科土力學的基本理論知識有了更全面和系統的理解。
在加筋土擋墻設計的基礎上,若不考慮筋帶,通過設置擋墻面板的位移狀態,可以來模擬邊坡失穩的主動狀態和被動狀態,從而使學生結合課本知識,直觀了解邊坡失穩過程以及滑裂面的形成。
在此開放性試驗中采取4人一組,利用的是課外學時,加筋土擋墻設計為4學時(包括計算和操作的整個過程),邊坡失穩試驗為2個學時(主要是操作環節)。上述結合土力學課程開展的實踐環節,學生反映學習效果很好,提高了學生的探索和創新能力,并為本科生的畢業設計和論文研究打下了良好的基礎。
四、結語
教學中通過不斷嘗試和學生的反饋,我們看到實踐環節的合理性可以大大促進理論教學部分的成效。更可喜的是,雖然開放實踐課題結束了,但是學生總結實驗結果的熱情不減,仍然能認真分析實驗各個環節和數據結果,加深了對土性質的認識,增強了對巖土工程的興趣,為培養巖土工程專業的研究生和巖土工程的從業者打下了基礎。土力學是一門實踐性非常強的基礎課程,理論知識為主,但通過能力培養,引導學生進行創新思維,對理論知識有整體宏觀的認知和運用才是人才培養的根本。教學中重視實踐環節課題的設置,使課題具有可操作性、工程性、趣味性和發展性,這樣才能真正使學生成為課程學習的主角,充分調動他們對學科理論知識學習的積極性。作為教師,在整個實踐環節中,應該起到指導作用,授之以漁,培養學生創新思維方法,這樣土力學實踐環節的教學才能真正發揮其作用。參考文獻:
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Abstract:
According to the characteristics of soil mechanics course, this paper discussed some preliminary ideas on how to develop soil mechanics experiments, strengthen the teaching practice and further more to improve the teaching quality. A good experimental training should be operable with clear basic conception,should have an engineering application background, can stimulate the students’motivation, and should have the characteristics of innovation and development. So as to improve the theory teaching effect, improve the students’ initiative, and students’ innovative thinking and problem solving bined with case analysis, this paper presented that a good experimental training can make the students have comprehensive understanding of the basic theories and master the scientific research process, which is of great significance in fostering students’ thinking and comprehensive ability in civil engineering, water conservancy, transportation, mining, geology and other professional fields.
[關鍵詞]土工試驗 教學改革 開放試驗室
[中圖法分類號]TU41 [文獻標識碼]A
引言
土工試驗是土木工程專業以及建筑工程技術專業《土力學與工程地質》、《土力學與地基基礎》等專業主干課程相對應的試驗,不僅是學習土力學基本理論不可缺少的教學環節,也是地基基礎施工現場的一項重要工作。通過土工試驗,可以加深學生對土的物理力學性質的理解,同時也有助于培養學生實踐動手能力以及分析試驗結果的能力。
土工試驗教學目的是為后續巖土工程勘察、地基基礎等課程打下基礎,也為學生將來走向社會從事地質工程或巖土工程實踐以及進一步學習新的知識奠定基礎。通過該課程的學習,學生應初步具備在生產實踐中解決一般的土體性質研究、地基土應力與沉降分析、地基承載力計算、土坡穩定性分析、擋土墻土壓力研究等問題的能力。
我校土木工程專業以培養應用型人才為根本任務,以適應社會需要為目標,以培養技術應用能力為主線設計學生的知識、能力、素質結構和培養方案,以“應用”為主旨和特征來構建課程體系和教學內容體系,重視對學生綜合能力、創新能力的培養。因此,為使試驗教學更好地為教學服務,進一步提高教學效果,本文在對我校土工試驗教學現狀進行詳細分析的基礎上,探討了幾點教學改革建議。
一、土工試驗的主要內容
根據我國1999年頒發的國家標準《土工試驗方法標準》(GB/T 50123-1999),土工試驗總共有33項。[1]內容主要包括:土樣和試樣制備、土的含水率試驗、密度試驗、土粒比重試驗、顆粒分析試驗、界限含水率試驗、砂的相對密度試驗、擊實試驗、承載比試驗、回彈模量試驗、滲透試驗、固結試驗、黃土濕陷試驗、三軸壓縮試驗、無側限抗壓強度試驗、直接剪切試驗、反復直剪強度試驗、自由膨脹率試驗、膨脹率試驗、膨脹力試驗、收縮試驗、凍土密度試驗、凍結溫度試驗、未凍含水率試驗、凍土導熱系數試驗、凍脹量試驗、凍土融化壓縮試驗、酸堿度試驗、易溶鹽試驗、中溶鹽(石膏)試驗、難溶鹽(碳酸鈣)試驗、有機質試驗、土的離心含水當量試驗等。
在所有的土工試驗中,室內的試驗主要涉及土的基本物理力學性質。由于土的物理力學性質指標之間存在有定性和定量的關系,如:土的顆粒級配與其界限含水率,土的固結系數與滲透系數等,因此,當土工試驗過程中出現差錯或異常時,有經驗的工程師便可以判斷出問題所在并能進行修復,同時該特點也對土工試驗提出了嚴格的要求。
二、我校土工試驗的教學現狀
我校土工試驗教學是與傳統的試驗教學相一致的,即:該試驗隨理論課程設課,依附于理論課程。就其現狀而言,主要有以下幾個特點:
1)受師資條件以及試驗教學條件的限制,學生實際操作機會比較少。由于我校土木工程專業學生比較多,師資力量比較弱,因此一般都是大班上課,加之土工試驗儀器有限,比如三軸試驗等,學生只能看演示。每個試驗往往只有1-2個學生具體操作,其余學生觀看,并且這一兩個學生也只是固定在動手能力比較強的學生身上,其余的學生以設備少為理由,能不做則不做。
2)學生對試驗準備不夠充分。試驗前,學生沒有對試驗原理和試驗過程好好認識,不明確試驗目的,只是機械地搬用試驗指導手冊上的過程,或簡單模仿試驗老師的步驟,因此,不理解試驗內容,也不能夠好好處理試驗結果,分析其合理性。
3)土的物理力學性質沒有絕對意義上的一致,因此,即使是同一組土,不同的人去做,得出的試驗結果也不一定一樣,有時甚至相差較大。同時受學時和試驗條件的限制,很多試驗只能縮短時間來完成,比如含水率試驗、壓縮試驗等。很多學生便以此為理由認為:認真做和不認真做一樣,反正結果都失真,使學生失去了嚴謹認真的科學態度。
4)學生接觸工程實例的機會比較少。由于我校土木工程專業近幾年才開始招生,相關科研機構以及實習基地比較少,所以學生很少接觸實際的工程,無法做實際的土工試驗,甚至是原狀土的物理力學性質測試試驗,也很難接觸到。因此,學生的責任心和使命感比較弱,以致不能很好的適應實際工程。
三、幾點探討
根據土工試驗的特點以及我校的教學現狀,現對土工試驗教學方法提出幾點建議進行探討。
1)采用傳統與現代相結合的教學方法。
繼續沿用傳統的教師講解、示范、指導的方法,結合現代多媒體教學手段,學生在試驗前先觀看土工試驗視頻進行預習,使學生對試驗內容有一個清晰全過程的了解,教師指導前先對學生提出試驗中問題,使學生不僅為試驗目的進行試驗,還注重試驗過程,在過程中發現問題并試著分析與解決,以提高理論與實踐結合的能力。
在試驗報告中要求學生重點突出試驗數據的記錄、準確計算和試驗成果的分析,采用表格化和做圖的方法總結試驗結果。使學生既可以鞏固所學的理論知識,豐富學習內容,又可以增強學生實踐動手能力和創新能力。
2)加強師資力量,提高試驗指導教師能力。
師資比較弱也是影響我校土工試驗教學效果的因素之一,建議引進試驗教師并定期對其試驗技能和試驗教學方法進行培訓。
隨著時展,土工試驗的方法、儀器設備等也在不斷改善,同時也對試驗指導老師提出了嚴格要求。指導老師應做好充分的課前準備,包括試驗設備的整修,試驗所需試樣的準備等。另外,要求指導老師對每個試驗的試驗原理、試驗規程、操作方法、儀器設備的使用都要熟練掌握,然后能夠轉化成通俗易懂的語言,激發學生的學習興趣。只有這樣,才能使學生在較短的時間內對所要做的試驗從理論上理解、接受,從而變成實際操作。
3)開放土工試驗室,加強學生責任能力和創新能力的培養。[2-4]
土工試驗項目比較多,嚴格按照國家頒布的土工試驗標準,很多試驗的操作時間比較長,比如一個完整的壓縮試驗需要4天時間才能完成,期間還要進行定時觀察與記錄。在教學計劃內,課時是遠遠不夠的,因此,大多數情況下,試驗指導教師只能假設條件,縮短觀察的時間段,減少讀數頻率,學生得到的試驗結果與實際工程的偏差也比較大。因此,學生也只是走馬觀花,應付一下而已。
如果能夠開放土工試驗室,選取學習、管理能力強、素質高的學生負責日常管理,安排1~2 名專業教師進行業余指導,學生提前預約時間,按時到試驗室來做試驗,既能夠熟悉土樣制備、儀器的維護與保養、試驗操作規程、結果分析討論等整個過程,也可以培養學生認真嚴謹的學習態度。比如壓縮試驗,每天需要按時來觀測、加壓,整個試驗過程必須認真嚴謹,才能真實的測出土的壓縮量,計算出土的壓縮系數、壓縮模量,從而繪出壓縮曲線。用這個結果與原來的兩個課時內得出的結果對比分析,可以讓學生加深理解地基變形與時間的關系,還可根據壓縮曲線計算出基礎最終沉降量,鞏固學生對理論知識的理解掌握。
其次,開放土工試驗室,可以培養學生的創造力,在試驗課時內學生只能按照老師的要求循規蹈矩的完成試驗任務,沒有充分的時間去想象、思考,學生在業余時間來試驗室是一種自由主動的學習,有充足的時間思維、想象、創造,可以培養學生創造性地學習,發展了想象力和創新能力。
3)建立野外學生試驗實習基地,注重工學結合。
建立野外學生試驗實習基地,讓學生了解該基地的工程特點及場地特征,進行該基地工程地質勘察報告的閱讀及現場參觀,了解場地的土層分布和土層描述、土質類型,理解關于地基土物理力學性質指標的意義和確定方法,取現場土樣回試驗室進行地基土各項性能指標的測定,使學生學會正確反映地基土的工程性質的能力,能夠為基礎設計和地基處理提供土性指標及地基承載力。
四、結束語
試驗室是學生從實踐中發現問題、解決問題以及將已有知識運用到實際中心的重要場所,是培養高素質的具有創新能力的專業應用型人才的實踐基地。通過學生基本技能訓練,開放性試驗室的建立,野外試驗實習基地的訓練等一系列土工試驗教學方法的探討與實踐,有利于促進試驗教學的提高,也有利于促進學生創新能力與實踐能力的培養。通過以上改革方案的探討,作者認為改革后的教學方法至少會存在以下幾個優點:
l) 學生可以對自己試驗的同一個土樣的各個物理性質指標之間的關系、物理性質指標與力學性質指標之間的關系、各力學性質指標之間的關系進行獨立思考和分析,從而加深對地基土的物理力學性質的理解,為學好土力學以及后續課程打下堅實的基礎。
2) 通過試驗室的開放,能夠縮短教學與生產的距離,學生畢業后若從事土工試驗工作,可以很快上手。同時試驗室的開放也有助于培養學生的嚴謹和創新能力。
3)通過以上教學改革,能夠激發學生的積極性,提高學生的學習興趣,從而促進試驗教學學風的轉變。
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目前,在各項工程建設中,在設計和施工之前都必須按基本建設程序進行巖土工程勘察,巖土工程勘察的重要性和其質量的可靠性越來越為各級政府所重視。《中華人民共和國建筑法》、《建設工程質量管理條例》、《建設工程勘察設計管理條例》、《實施工程建設強制性條文標準監督規定》、健設工程勘察質量管理辦法》等法律、法規對此都有規定。并于2000年開始實行施工圖設計文件審查制度,對保證工程勘察設計質量起到了重要的作用,并取得了明顯的成效。但是,在各級檢查和施工圖設計文件審查中,勘察問題仍舊突出。當前,施工圖審查主要集中于房屋工程和城市基礎設施,對為城市建設服務的勘察單位來說,既是促進更是考驗。因此,將巖土工程勘察中常見問題加以歸納、分析,對其產生的根源進行了深層次的探討,對提高勘察技術水平、保證勘察成果質量、減少勘察過程中的錯誤不無裨益。自20世紀80年代以來,我國開始實施巖土工程勘察體制。與前者相比,巖土工程勘察體制不僅要正確反映擬建場地或地區的工程地質條件,還要結合工程項目的概況和施工條件進行一定深度的技術論證和分析評價。針對場地特殊的巖土工程條件,提出建議,指導設計選定基礎與結構方案,對施工提出應注意和控制的技術要求,服務于工程建設的全過程,這是新的工程勘察體制的最大改變和增加的重要內容。因此,新的工程勘察體制——巖土工程勘察體制具有較強的工程針對性和指導性,不僅要完成工程地質條件的探明,即反映和提供場地真實的地質情況、地基條件和地基巖土的工程性質,而且還要對擬建工程的設計方案,施工技術措施提出指導性的結論意見,為確保工程建設質量,提高工程建設的經濟效益提供了可靠依據。
2對巖土工程勘察的有效措施
2.1取得的進展
回顧我國推行巖土工程的十多年來,已經取得的巨大進展表現在以下幾方面:
(1)我國已經能夠解決技術要求,地質條件復雜的巖土工程問題。相應的規范、規程的編制,標志著我國這方面已經積累的經驗達到的水平。
(2)勘察工作已從單一的鉆探、取樣、試驗、提報告模式發展為多種測試手段、綜合評價的模式。多功能靜力觸探、超重型動力觸探、預鉆式和白鉆式旁壓試驗、螺旋板載荷試驗、孔隙水壓力測試、波速試驗等新技術的迅猛發展,大大提高了地基評價的水平。室內土工試驗中高壓固結試驗和三軸壓縮(剪切)試驗的普遍應用,使土力學理論更進一步應用到勘察生產實踐中。另外,土的動力性質的試驗也日益增多;樁的動力測試已經列入有關規范、規程和手冊中;表面波速法也開始在工程中得到應用;巖土測試的重要性已經越來越顯示出來。
(3)勘察與設計、施工密切結合,初步形成了從勘察到設計、施工、監測,貫穿各個階段的認識、實踐、改造全過程。
(4)地基處理技術水平的大幅度提高。十多年來為了滿足工程建設的需要,引進、發展了多種地基處理技術,積累了相當豐富的經驗。對第四紀松散地層、濕陷性黃土、膨脹土、軟土、填土、飽和松散粉細砂等各種不良地基,開發和應用了許多新的地基處理技術,已成為巖土工程中一項重要內容。工程勘察體制發生了根本性的轉變后,勘察結果形成的文件要包括以下重要的技術內容:①場地穩定性的評價,對建筑場地擬建的建筑作出適宜性的技術論證;②為工程設計提供場地各巖土分層、地下水的埋藏條件及其對工程的影響,以及巖土體工程設計參數;③對工程施工過程中可能出現的各種巖土工程問題(如開挖、降水、沉樁等)作出預測,并提出相應的防治措施和合理施工方法的建議;④對擬建場地作出巖土工程評價。對巖土加固(基坑支護)與改良方案或其他人工地基設計方案進行論證和提出建議,并根據設計圖紙在巖土工程施工中監控施工質量;⑤預測由于場地及臨近自然環境的變化對建設場地環境和臨近建筑物可能產生的變化及其對工程建造的影響⑥為已有工程的安全性進行預測性的評定,對擬建工程可能會造成已有工程的不良影響和事故調查分析提供依據;⑦指導巖土工程在建筑物運營、使用過程中的長期觀測如建筑物的沉降和變形觀測等工作。顯而易見,新的巖土勘察體制下形成的文件一巖土工程勘察報告對設計、施工都是極其重要的技術保障文件,它服務于工程建設的全過程。是重要的建設工程程序性文件。但是在新的工程勘察體制創建后的相當長時期內,巖土工程勘察報告在設計和施工企業中未受到應有的重視,特別是在施工企業中不重視運用巖土工程地質勘察報告指導施工的現象顯得尤為嚴重。
2.2巖土工程勘察熱點
當前,特殊條件下的巖土工程評價仍然是巖土勘察工程中最普遍最大的熱點。特殊條件指的是:
(1)特殊土。包括濕陷性黃土、軟土、膨脹土、鹽漬土等。在特殊土地基上進行工程建設時,必須充分考慮到它們所具有的特殊物理力學化學性質。
(2)特殊工程地質條件。包括巖溶、斜坡與滑坡~泥石流、采空區、地面沉降、地震效應等。其中強震區的砂土液化、斷裂、震陷等問題是巖土工程勘察中經常遇見的。
(3)特殊工程。包括高層建筑、動力機器基礎、地下工程、水上工程、核電站、道路橋梁、機場跑到、水壩、尾礦壩等。大型建筑地基勘察與評價仍是當前最熱門的話題,對可能產生不均勻沉降的預測及對策以及地震效應的抗震設計參數等問題。
3主要存在主要問題
近20年來,勘察專業體制的改革雖然取得了顯著成績,但并未真正到位,因而阻礙了巖土工程的技術進步和經濟效益的提高。隊伍大,素質差,成果質量低,與國際先進國家的差距越拉越大。勘察與實際的脫節問題遠未解決,又出現了一些新問題。例如:野外記錄的質量越來越差;規范規定的取土技術得不到實施,取樣測試等的技術不明顯:市場上出現鉆探米數綜合價格而技術含量高的巖土測試和分析評價卻處于從屬地位。國內當前勘察質量問題主要表現在以下幾個方面:
(1)勘察方案不合理,工作量偏多或偏少的現象比較普遍,不是根據實際需要,而是片面追求經濟效益或“手段齊全”,也有為了爭取招標任務壓低費用,勘察工作粗糙,不能滿足要求。
(2)第一手資料(鉆探、描述、取土、試驗、測試等)質量下降。
(3)地基評價和勘察報告缺乏實事求是的科學態度,往往不問具體工程條件,不具體研究分析,又缺乏必要的理論基礎知識和邏輯思維能力,比較多的是一般化、老一套,設計施工真正需要的內容不全或不準。而不需要的內容卻洋洋大觀。近年來,勘察報告有越寫越長的趨勢,實際上其中很多內容是重復或者不需要的。
(4)對監測工作還沒有足夠重視。巖土性質和條件是非常復雜的.,勘察時不可能把所有的問題完全搞清楚或預估到。為了保證安全,避免造成重大損失對施工現場進行巖土工程監測是完全必要的。
4高新技術的主攻方向及建議
4.1主攻方向
室內外測試技術是巖土工程勘察的基礎。和國外相比,我們的主要差距之一就表現為測試技術的落后。和巖土力學理論發展相比,現在的矛盾也是參數的測試技術落后于理論。如計算地基變形,不管是用什么理論方法、什么數學模型,總離不開的地基土的模量,模量測不出或測不準,什么方法、什么模量得出的地基變形都靠不住。測試技術要走向現代化。我們要繼續保留如標準貫入試驗這樣傳統的測試手段,但應更注重現代物理技術(電子技術、波動理論等)來發展測試新技術。現在的趨勢是:
(1)土工測試將從研究地基中的某一“點”發展到更大的空間范圍的“面’和“體”。
(2)土工測試將從第一代的直接試驗和第二代的觸探、旁壓試驗進入第三代的無孔、無損測試技術。測試技術的發展必須要做到三個結合。①硬件(儀器、設備)研制要做到勘察、科研(或高等院校)、制造廠商的相互結合,各有分工,成功的可能性和實際效益就要大的多。②科研與生產相結合。只有與生產密切結合的科研課題或開發項目(如動力觸探、靜力觸探、旁壓試驗、波速試驗、樁基檢測等)才能取得比較顯著的效果,反過來又促進了勘察生產技術水平的提高。而與生產相脫節的科研項目,即使費了很大的力,也很難取得真正的效果。③理論與實際相結合。
4.2建議
目前,巖土工程勘察的地位和作用與國家和政府給予巖土工程的定位和期望仍有一定的差距。這固然與人們“重設計輕勘察”的思維定式有關,與我國勘察行業體制尚未健全有關,與勘察市場的惡性競爭有關。在當前的形勢下,如何完善市場準入制度,加強行業自律、約束機制,從根本上杜絕巖土勘察行業中的弊端,真正體現巖土工程師的價值,更好地應對進入WTO后與國際接軌的挑戰。
(1)嚴格執行建設程序、規范市場行為、推行全程化監理科學的建設程序應當遵循“先勘察、后設計、再施工”的原則。不按原則辦事,必然會受到自然規律的懲罰。市場的規范,僅依靠勘察單位的自律機制是不夠的,還需要建立有效的行業約束機制。一方面必須仰仗政府主管部門按國家的法律、法規,對項目招投標和實施過程中的行為主體進行全面有效的監督管理,另一方面應積極推行工程監理全程化,采用事前、事中、事后控制相結合的方法,最大限度地避免不當行為的發生,保證勘察質量和投資效益最大化。
(2)嚴格市場準入、盡快實施注冊土木工程師制度,加強相關人員培訓經過近年勘察設計資質換證,對勘察設計單位進行了一定的清理整頓,對規范市場起到了一定的作用。但應該清醒地看到,我國的勘察資質門檻很低,尤其是打破行業壁壘后不同行業間的銜接過渡尚未完成,以高級工程師的數量來衡量技術水平不能如實反映勘察企業的技術實力。建議盡快實施注冊土木工程師制度,通過采用企業資質和個人執業資質雙重控制來規范勘察市場、促進勘察技術水平的提高。此外,巖土工程勘察屬大土木范疇,是多學科的融合,新技術、新工藝層出不窮,.標準規范時有更新,巖土工程從業人員應與時俱進,不斷提高自身的業務素質和職業道德素養。在及時推行注冊土木工程師制度的同時,加強對相關從業人員的培訓工作,加強他們的責任心和使命感,提高勘探測試人員的技術水平。
(3)加強勘察設計單位的質量認證,健全質量管理體系ISO9001:2000質量管理體系確立了以過程模式作為標準的結構。勘察設計企業應通過有效應量管理體系的要求,運用過程方法,采用PDCA循環思進行巖土工程勘察的實施和管理,持續改進。提高勘察設計的能力,增加顧客的滿意程度。為加入w''''ro后的國際競爭提供支持,為勘察設計企業進入國際市場創造條件。
5發展趨勢
為使我國加入wro后適應國際高標準建設項目系統服務的挑戰,本行業在未來5~l0年中的發展目標主要體現在四方面:
(1)由單純的“工程地質勘察”向“巖土工程”發展日趨完善。
(2)向一切以人類生存的地球表面環境中的大地巖土和與其密不可分、相互影響的地表水、地下水和大氣等環境物質為系統工作目標的工程領域開拓。
(3)專業分工形成了分枝趨勢:①工程咨詢和工程顧問,主要負責工程計劃、項目負責、工程試驗分析計算和工程監測工作;②野外鉆探,可進行探查孔、鉆井、灌漿鉆孔、錨桿鉆孔、海洋鉆探以及水平鉆孔、定向鉆孔等等;③巖土工程施工,可進行各類樁基及地基改良工法的施工。
(4)城市巖土工程發展迅速,為研究和評價舊城市重建和新城市的開發提供規劃和建設。近年來,經典的巖土力學面臨著嚴重的挑戰。
這種挑戰主要來自以下方面:
(1)大規模城市建設面臨的地基、基礎與深開挖支護問題;城市改造工程問題;
(2)填海工程及海洋工程帶來的軟土工程問題;各類特殊土帶來的工程問題;
(3)大規模的交通工程建設即跨江、跨海、橋梁、隧道工程帶來的問題,水利工程問題;
(4)能源工業問題,包括污染、廢料尾礦壩及有害廢料處理問題;
(5)超重型結構所帶來的地基處理和樁基礎設計、施工與評價問題;
(6)原子能電站等重大工程的抗震分析與地基抗震問題;
(7)各類地質災害的評價與防治問題,等等。
作為勘察單位,面對上述的發展,我們應該在如下諸方面作些工作:
(1)使廣大技術人員,至少是技術領導和技術骨干在掌握傳統方法的基礎上,了解這個發展動向和基本思想;
(2)密切注意任何可以利用的新成果和具有規律性的結論,以便進行工程類比和使用;
(3)探索本單位向這個方向發展的時機和可能性。原有的壓剪模型和地基、基礎與上層結構的協同作用程序體現了新的發展方向,這方面的工作應該繼續提高。
關鍵詞:巖土工程;勘察;措施手段
Abstract: This paper carries analyzes the investigation of geotechnical engineering problems, and puts forward the corresponding measures, in order to improve the quality of geotechnical engineering survey, engineering geological data and technical parameters of accurate, detailed for the foundation treatment and construction.
Keywords: geotechnical engineering investigation; measures;
中圖分類號:E951 文獻標識碼:A 文章編碼
引言
在快速發展的過程中,不論是在體制還是在勘察方法、計算機輔助軟件、勘察報告編制等各方面工作都有了長足的進步,,仍然在不斷優化。這項研究的主要對象是巖土工程勘察地基與基礎及地下工程之間的關系。由于地基土是因地而異的,巖土工程勘察任務必須明確什么是該項目的主要技術矛盾,有什么需要解決的主要技術問題。在對設計意圖和設計要求,以及建筑荷載情況了如指掌的情況下,在巖土工程勘察的實施過程中,根據項目的具體情況,依據基礎及地下工程設計,施工過程中可能會遇到的問題,給以充分的論證和分析,最終提出經濟上合理、技術上可行的解決方案。只有這樣,巖土工程勘察才能提高勘察成果質量,才能有更大的市場。
1 巖土工程勘察的方法
1.1 工程地質測繪。工程地質測繪是巖土工程勘察工作的基礎,通常是在勘察的初期階段。使用這種方法的本質是運用地質、工程地質理論,觀察和描述地面的地質現象,分析其性質和規律,并以此來推斷地下地質情況,為勘探、測試和其他勘察方法提供依據。在地形地貌和地質條件較復雜的場地,必須進行工程地質測繪但對地形平坦、地質條件簡單且較狹小的場地,則可采用調查代替工程地質繪。工程地質測繪的是認識場地工程地質條件最經濟,最有效的方法,高質量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質情況,起到有效地指導其他勘察方法的作用。
1.2 勘探和取樣。勘探工作包括各種方法,如物探,鉆探和坑探。它是用來研究地下地質條件和勘探的工程樣品在原位測試和監測。應根據調查目的和各種勘探方法的巖土工程特征的選擇。物探是一種間接的勘探方法,它的優點相比鉆探和坑探輕便、經濟快速,能夠及時解決工程地質測繪中難于推斷而又迫切需要了解的地下的地質條件,所以常常和測繪工作的使用。它可以是作為鉆探和坑探的先行或輔助裝置。然而,物探解釋的結果,往往具有多解性,使用的方法又受地形條件等的限制,需要使用的勘探工作的結果來驗證。鉆探和坑探,也被稱為勘探工程,均是直接勘探方法,能可靠地了解地下地質情況,在巖土工程勘察是必不可少的。使用最廣泛的鉆探工作,可根據地層類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當鉆探方法難以查明地下地質條件情況時,可采用坑探方法。坑探工程的類型較多,選擇應根據勘察要求。勘探項目一般需要使用的機械及電力設備消耗更多的人力,物力,有些勘探工程施工周期又很長,并受到許多條件的限制。因此,這種方法應采用經濟的角度來看,需要根據工程地質測繪和地球物理勘探項目的安排,切斷,以避免盲目性和隨意性。
1.3 原位測試與室內試驗。原位測試與室內試驗的主要目的, 是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數,包括巖土的物性指標、強度參數、固結變形特性參數、滲透性參數和應力、應變時間關系的參數等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行,是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。原位測試的優點是試樣不脫離原來的環境,基本上在原位應力條件下進行試驗所測定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結構對巖土性質的影響,代表性好。試驗周期較短,效率高尤其對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質。缺點是試驗時的應力路徑難以控制、邊界條件也較復雜有些試驗耗費人力、物力較多,不可能大量進行。室內試驗的優點是試驗條件比較容易控制邊界條件明確,應力應變條件可以控制等入可以大量取樣。
1.4 現場檢驗與監側。現場檢驗與監測的主要目的在于保證工程質量和安全,提高工程效益。現場檢驗的涵義,包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監理和質量控制。現場監朋則主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應性狀的監測、施工和運營中的結構物監測和對環境影響的監測等方面。檢驗與監測所獲取的資料,可以反求出某些工程技術參數,井以此為依據及時修正設計,使之在技術和經濟方面優化。
2 巖土工程勘察常見的問題
2.1 勘察質量不高。目前許多勘察單位已實行企業化,由原來的行政撥款改為自負盈虧,勘察任務也由原來的上級下達改為單位自找。于是,有的勘察單位為了眼前利益,放松了對勘察質量的管理,造成勘察成果質量下降。主要表現有:第一,由于勘察工作量不足,為了能爭取任務,只好壓低預算價,但又要利潤,就減少工作量,該做的項目不做或者少做;其次,是鉆探、測試及取樣不符合規范要求,現場勘察時,為了搶速度,鉆探取樣不執行規范,往往是2~3m才提一次鉆,結果往往造成分層位置不準確,或漏掉一些特殊的地質現象,如薄的軟弱透鏡體,小裂隙等。此外取樣時,有的不用取樣器,而直接從巖芯管中取原狀土樣。更有甚的是個別單位原位測試時,現場只做少量幾個,其余的照此編造了事。
2.2 勘察綱要編制不完整。部分單位勘察綱要內容不完整,甚至未經審核審定就施工。也沒有勘探點平面布置圖。個別單位甚至無勘察綱要。責任人簽名或儀器編號填寫不全。如室內土工試驗、野外施工記錄、靜探試驗記錄缺責任者簽名及試驗日期,缺乏可追溯性,部分漏簽、部分自動記錄靜探數據無責任人簽名。不少單位對勘察原始資料的校審未真正落到實處少數單位原始資料歸檔制度不完善,有的原始資料缺失。
2.3 忽視生態環境的論證。一些勘察單位對巖土工程設計、施工論證不足,其結果是導致災難性后果。如建筑場地四面緊鄰高層建筑物或馬路,對于這種建筑場地,巖土工程勘察時,除了按高層建筑巖土工程勘察規定的一般要求進行外,還應重點論證工程施工及運營時對周圍環境的影響,但勘察報告中常常忽略這方面的工作,致使無法滿足巖土工程施工及設計的要求。基坑開挖時使用的很多技術手段很難取得預期效果,反而造成很大的經濟損失。
3 強化巖土工程勘察的措施
3.1 嚴格執行建設程序、規范市場行為、推行全程化監理科學的建設程序應當遵循“先勘察、后設計、再施工”的原則。不按原則辦事,必然會受到自然規律的懲罰。一方面必須仰仗政府主管部門按國家的法律、法規,對項目招投標和實施過程中的行為主體進行全面有效的監督管理,另一方面應積極推行工程監理全程化,采用事前、事中、事后控制相結合的方法,最大限度地避免不當行為的發生,保證勘察質量和投資效益最大化。
3.2 嚴格市場準入、盡快實施注冊土木工程師制度,加強相關人員培訓經過近年勘察設計資質換證,對勘察設計單位進行了一定的清理整頓,對規范市場起到了一定的作用。但應該清醒地看到,我國的勘察資質門檻很低,尤其是打破行業壁壘后不同行業間的銜接過渡尚未完成,以高級工程師的數量來衡量技術水平不能如實反映勘察企業的技術實力。建議盡快實施注冊土木工程師制度,通過采用企業資質和個人執業資質雙重控制來規范勘察市場、促進勘察技術水平的提高。
3.3 加強勘察設計單位的質量認證,健全質量管理ISO9001∶2000質量管理體系確立了以過程模式作為標準的結構。勘察設計企業應通過有效應量管理體系的要求,運用過程方法,采用PDCA循環進行巖土工程勘察的實施和管理,持續改進。提高勘察設計的能力,增加顧客的滿意程度。
3.4 采用先進的巖土工程勘察技術 在巖土工程勘測中,為了避免勘探點布置的隨意性,可使用克里格法。在巖土工程分析評價中,為提高精確度,可使用多道瞬態面波勘探技術和高密度點法。巖土工程勘測中,為了準確確定地基承載力特征值,可使用回歸分析。巖土工程勘測資料的整理中,為了保證成果的正確性,應使用計算機進行處理。
參考文獻:
[1]袁明.淺談巖土工程勘察方案的優化設計[J].巖土工程界.2007.(04).
關鍵詞:土力學與基礎工程;企業工程師;課程教學
作者簡介:梅嶺(1982-),男,江臺人,江蘇科技大學土木工程與建筑學院,講師;姜朋明(1970-),男,江蘇阜寧人,江蘇科技大學科技處,教授。(江蘇鎮江212003)
基金項目:本文系江蘇科技大學2011年教育教學改革研究課題(課題編號:GX20111002)、江蘇科技大學2009年高教課題(課題編號:GJKTZ200901)、2010年江蘇科技大學建設精品課程項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)16-0082-02
“土力學與基礎工程”是土木工程專業的一門專業基礎課,同時也是必修的主干課程。其中,土力學是以建筑物的地基作為研究對象,分析其受力變形規律的一門實踐性很強的課程,與工程地質、建筑力學、水力學、建筑結構和施工技術等有密切關聯,在基礎課和專業課之間起承上啟下的作用。基礎工程是土力學的后續課程,作為土木工程專業所必修的專業課,在土木專業知識體系中有著很重要的作用。[1]基礎工程的主要研究對象為建筑工程中的基礎部分,與地基的關系極為密切,仍然強調基承載力和變形相適應的概念,實用性和技術性非常強,與工程實踐結合緊密。
總的來說,本課程內容廣泛,綜合性強,知識點零碎,公式較多,涉及到的相關學科領域多、跨度大,是一門比較難掌握的課程。要想學好這門課程還必需具有扎實的高等數學、物理、彈性理論和塑性理論等方面的知識。[2]通過該課程的學習,對學生今后在工作中正確、熟練地運用土力學基本原理解釋、處理相關的工程問題及經濟合理地解決工程問題有著十分重要的意義。
一、課程教學中存在的問題
1.專職教師缺乏實踐經驗
高校里的專職教師多數是從高校畢業后就直接任教的年輕教師,缺少行業企業的實踐經驗,[3]而本課程實踐性很強,對于一些章節,年輕教師不能很好地通過工程實例講授知識點,從而使課堂枯燥無味,出現教師沒激情、學生沒興趣的現象,直接影響授課的效果,很難滿足學生的實踐教學的需要。
2.尚未形成課程實習體系
土木工程專業的培養方案中有認識實習這一環節,一般安排在大二學年。大多數學校的認識實習就是在學習專業課程之前,帶著學生到工地上去參觀學習,以達到對本專業研究對象有初步感性認識的目的。但此時學生沒有專業基礎、沒有相關基本概念,認識實習缺乏針對性,這種實習對于老師是完成任務,對于學生是走馬觀花,效果往往不好,起不到應有的作用。對本課程基礎工程的實踐性教學環節也都安排在認識實習中,學生反映實習效果不佳,從而對本課程中實踐性較強的章節理解困難。
所以,本課程的教學太過注重理論學習,尚無課程實習環節,尚未形成良好的理論與實踐性相結合的教學環境,過于強調理論知識的學習,學生對實踐性較強的知識點沒有形象的認識,從而導致學生的學習興趣不高。
3.作業及課程設計內容過時
目前大多教材課后習題內容脫離實際,而課程設計基本與當前工程熱點脫鉤。
當前,有不少已建或在建的建筑物因地基基礎問題導致房屋傾斜、沉降過大以及不均勻沉降引起上部結構的裂縫。時有發生的各種原因的建筑事故很大部分也是由于地基處理不當引起的。學生由于在課程學習時沒有接觸過此類問題,工作中經常遇到類似的問題,但往往由于缺乏這方面的知識而束手無策。同時,隨著巖土工程學科的發展,各種新理論、新技術、新方法不斷涌現。所以,本課程的教材越來越不能滿足建筑業不斷發展的需要,從而使學生將來到工作崗位的適應性不強。
二、采取的措施
1.聘請企業工程師進行授課
針對現有授課教師大多為年輕教師、工程經驗缺乏的不足,聘請相關企業的一線專家進入課堂進行有關內容的教學;本課程既有土力學的基礎理論部分,又有基礎工程的實踐應用部分,理論性較強的章節由校內老師講授,實踐性較強的章節聘請企業工程師講授。企業兼職教師是經過精心選聘的,基本上都是在某一領域有造詣的專家或企業管理人員,具有淵博的學識、豐富的實踐經驗。在教學活動過程中他們能夠帶來該領域的前沿成果、最新信息,把工程實踐搬進課堂,理論知識與典型案例結合,可以豐富課堂內容,使抽象的問題形象化,加深學生對知識點的理解,提高學生對專業學習的興趣。
2.實行課程實習
針對本課程在學習過程中實踐性環節缺失的不足,在課程學習的過程中穿行課程實習,到工地上去上課,并請企業工程師進行現場講解;如各種基礎工程、擋土墻工程、地基處理工程、基坑工程等章節在學習相關理論知識后及時聯系有關工地進行課程實習,讓學生在第一時間走到實際工程中去,強化學生的課堂學習效果,提高學生的學習興趣,同時克服認識實習的不足。
3.更新作業內容
針對現有作業及課程設計不能做到與時俱進、學生適應性不強的現狀,通過布置各類針對真實案例的大作業及課程設計,如各種基礎形式的設計、地基處理等,并由企業和學校老師聯合指導學生完成大作業,培養學生的設計能力,使學生在運用理論知識的同時可以得到及時的實踐補充,在完成課程大作業的同時對理論知識有更深入的理解和把握,使得學生對今后的工作對象以及對其處理的方式有了深刻的認識,為今后走上工作崗位、解決實際工程打下基礎,減少了學生將來到工作崗位的適應期。
三、企業工程師參與課程教學的意義
1.對學生的影響
(1)企業工程師參與本課程的教學,其以淵博的學識、豐富的實踐經驗使學生理論基礎堅實、實踐能力強、綜合素質高。
(2)培養學生具有清晰的思路和較強的動手能力解決各種各樣的工程問題,能夠獨立承擔有關工程設計及施工任務,具有一定創新能力,提升學生的工程素養以及服務國家和人民的社會責任感。
(3)加強學生與企業的聯系,學生可以了解企業文化,感受企業氛圍,為今后在工作中盡快地融入團隊、減少適應期打下基礎。
2.對教師的影響
(1)聘請行業企業一線專家進校教學,有利于“雙師型”教師隊伍的建設,可以提高教師的整體素質。[4]這些行業企業兼職教師是經過精心選聘的,基本上都是在某一領域有造詣的專家或企業管理人員,具有淵博的學識、豐富的實踐經驗。在教學活動過程中聘請相關企業的一線專家進入課堂進行本課程有關內容的教學,把他們豐富的工程經驗與理論知識有機結合,對于增強現代高等教育教學的活力、促進專兼職教師之間的相互交流都可以起到積極的促進作用。
(2)專職教師通過與企業兼職教師合作,將自己的專業知識和企業的實際應用緊密地結合起來,與企業進行課題研究、項目開發、技術攻關等方面的合作,爭取獲得企業的橫向科研成果,回校后利用學校已有科研力量和技術設備,為企業解決實際生產方面的問題,全面提升自身的科研創新能力。[5]
3.對學校的影響
(1)把行業專家和企業一線技術人員加入到學校的教學工作,使其參與到學校的專業建設和課程建設中來,合作企業或行業的專業技術人員和學校的專業課教師可根據實際需要來編寫專業教材及習題集,在編寫過程中要反映專業技術發展的現狀,體現專業技術在生產中的應用情況,同時還要考慮職業資格標準的具體要求,從而使得專業實踐教學內容的安排與職業崗位的人才需求規格和特點相符合,這樣就能促進學校的專業建設、教學改革和課程建設,使其更加貼近行業實際和崗位要求,更具針對性和可行性。
(2)有利于充分利用學校和企業雙方現有的實踐、實訓、生產和科研條件培養學生的操作技能和實踐能力,突出就業崗位的操作技術和實踐能力的訓練培養,使學生達到就業上崗的技能要求。企業崗位所需的新技術、新工藝和新方法要提前讓學生掌握,使之適應企業技術升級和設備更新的需要。[6]這樣的教學就更貼近企業需要和生產實際,有利于提高學生的專業技能、社會適應力和就業競爭力,從而有利于學校整體實力的提升。
4.對企業的影響
企業工程師參與本課程的教學工作更有利于企業發現需要的合適人才,減少培養周期,節省人才培養成本。
有助于學生更好地認識企業,提高企業的社會知名度,為企業有效地宣傳提供了有利的平臺。
四、結論
企業工程師參與“土力學與基礎工程”課程的教學對學生自身能力的培養、專職教師綜合素質的提高、學校綜合競爭力的提升、企業的發展都具有積極的意義,有利于實現校企雙贏。
通過企業工程師參與課程教學的實施推廣,探索改革和創新工程教育人才培養模式,尋求高校與行業企業聯合培養人才機制下的新方法,對土木工程卓越工程師以及其他專業卓越工程師的培養有一定的參考價值。
參考文獻:
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