土木工程的现状与未来发展方向.doc

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1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流土木工程的现状与未来发展方向【精品文档】第 10 页土木工程的现状与未来发展方向2011年第26期科技曩向导建工论坛土木工程的现状与未来发展方向赵永旗,王婷灏2(1.驻马店市安装工程有限公司河南驻马店463000;2.河南中交路通工程监理咨询有限公司河南驻马店463000)【摘要】分析了中国和世界土木工程发展的现状和特点,在此基础,对土木工程在21世纪的发展未来和趋势进行了展望.并指出了其中需要解决的几个问题.【关键词】土木工程;现状;发展1.土木工程的定义土木工程是指房屋,公路,铁路,桥梁,水工,港工,地下等工程的总称土木工程对国家的经济建设和人民生活

2、的影响非常明显和重要土木工程密切关系到人类赖以生存和繁衍的四大基本要素:衣,食,住,行,为人类提供住宅,宾馆,公寓,衣料生产贮藏基地,食品冷库,公路,机场,铁路,港口,码头,厂房,实验室等现代人类生活和发展的必要场所空间2.中国土木工程的发展现状2.I高层建筑人们往往会把高楼大厦与现代化联系在一起,这是自然的.随着经济的发展.城市化程度将越来越高,随之,城市用地日趋紧张.因此在城市中心区,不得不大量建造高层建筑,并且越建越高.据不完全的统计数字.中国大陆已建成的2O层及以上的高层建筑已超过10000幢.而超过100rn的高楼已超过500幢,其中,上海金茂大厦,88层扃421m;上海环球金融中心

3、大厦,95层,高460m,十分突出.2.2大跨建筑最近2O年高层建筑不仅越建越多,越建越高,而且其结构体系及布置形式也日趋多样化.以往,多为框架结构剪力墙结构和框架一剪力墙结构以及框架一简体结构等体系;近几年,巨型结构,转换层结构,悬挑结构及高层大跨框架结构等体系也相继出现.2.3公路巾国的高速公路起步较晚经过20世纪7O年的规划论证,2O世纪80年代中期实现零的突破之后,2O世纪90年代得到了较大发展到1996年底,高速公路通车里程有3400多km.1999年已达1.3104km2002年,中国已建成高速公路24336公里,居世界第三.仅次于美国和加拿大.2-4铁路截至2000年底我国铁路运

4、营路程已达6.87万公里,居世界第4位.亚洲之首铁路朝着城市轻轨和地铁两方面发展.地下铁道发展也很快,目前已有北京,上海,广州等六个城市建有地铁,已开通的总长度达215公里:设有140个地铁站,北京地铁长度已达41.6公里2.5桥梁石桥,钢筋混凝土桥和钢桥的类型是多种多样的,中国对各类桥都曾建造过.有的达到国际先进水平或创造了世界纪录2.6水利工程利用水力发电成本低,不污染环境,尽管其投资大,建设周期长,但仍是发展方向.中国水利资源丰富,亟待开发.5O年间全国兴建大中小水库8.6万座,水库总蓄水量4580亿m3.建设和整修大江大河堤防25万公里.目前防洪工程发挥的经济效益达7000多亿元.2.

5、7特种结构在特种结构方面,我国有4所电视塔排在世界前十位,中国2O世纪80年代中期陆续建成高度在300m以上的电视塔多座,高318.5m的南京塔为空间框架结构.为世界第一座这种形式的电视塔.目前世界最高的电视塔为高553m的加拿大多伦多预应力混凝土电视塔.我国1995年建成的上海东方明珠电视塔以468m的高度排在世界第三位为迎接2008年的奥运会E京将建设一大批大跨超长建筑,像国家体育场鸟巢结构,国家游泳中心水立方,国家大剧院等.3.土木工程的未来发展方向地球上可以居住,生活和耕种的土地和资源是有限的,而人121增长的速度是不断加快的.因此,人类为了争取生存,土木工程的未来至少向五个方向发展3

6、.】向高空延伸现在人工建筑物最高的为646m的波兰Gabin227kHz长波台钢塔,由15根钢纤绳锚拉.Et本拟在东京建造800.7m高的千年塔,它在距海约1.25英里的大海中,将工作,休闲,娱乐,商业,购物等融于一体的抗震竖向城市中,居民可达5万人.中国拟在上海附近的1.6公里宽,200m深的人工岛上建造一栋高1250m的仿生大厦,居民可达10万.3.2向地下发展1991年在东京召开的城市地下空间国际学术会议通过了东方宣言提出了21世纪是人类开发利用地下空间的世纪.建造地下建筑将有效改善城市拥挤,节能和减少噪声污染等优点.3_3向海洋拓宽为了防止机场噪声对城市居民的影响.也为了节约使用陆地,

7、2000年8月4日,日本大阪利用18亿立方围海建造的1000m长的关西国际机场试飞成功近些年来,我国在这方面也已取得可喜的成绩,如上海南汇滩围垦成功和崇明东滩围垦成功最近又在建设黄浦江外滩的拓岸工程围垦,拓岸工程和建造人工岛有异曲同工之处,为将来像上海这样大的近海城市建造人工岛积累了科技经验和准备力量.3.4向沙漠进军全世界约有1/3陆地为沙漠,每年约有600万公顷的耕地被侵蚀,这将影响上亿人口的生活世界未来学会对下世纪初世界十大工程设想之一是将西亚和非洲的沙漠改造成绿洲.改造沙漠首先必须有水,然后才能绿化和改造沙土3.5向太空迈进由于近代天文学宇航事业的飞速发展和人类登月的成功实现,人们发现

8、月球上拥有大量的钛铁矿,在800%高温下,钛铁矿与氢化物便合成铁,钛,氧和水气,由此可以制造出人类生存必需的氧和水.美国政府已决定在月球上建造月球基地,并通过这个基地进行登陆火星的行动.4.需研究和解决的几个问题4.1消除污染和广义污染一般将污染理解为垃圾污染,水和大气污染.实际我们身边的污染源很多噪声污染.对生态住宅小区室外设计要求:日间噪声小于5O分贝,夜间小于4O分贝:室内日间小于35分贝掖间小于3O分贝.小区周边产生的噪音如果影响小区声环境,则应采取降噪措施.噪光污染噪光污染与水污染,大气污染,噪声污染一样,都会影响人类健康此外还有石材中的氡污染和装饰材料中的氨污染以及被忽视的电磁污染

9、等4.2水资源的浪费和节水在土木工程活动中,一定要注意节约用水.水是一切生命之源.由于中国人口的持续增长,且人口基数特大,加上工业的快速增长,经济的高速发展后,不少地区的淡水资源逐渐地遭受破坏,甚至污染加重,缺水冰荒开始出现.因此,一方面,要节约用水,特别在大量用水的工程建设中,要努力减少水的消耗量;另一方面,要注意水的二次利用.以满足人口增长和经济发展的需要.4.3防震抗风与减灾随着超高层,超大跨桥梁和大跨结构等大型复杂结构的兴建,结构设计呈现更长,更高,更柔的发展趋势.许多情况下风荷载和地震荷载已成为结构设计的控制因素.因此大型复杂结构体系抗风抗震的设计理论及其相关问题将被进一步关注.相关

10、的研究课题将包括设计地震动及灾害性风荷载的作用机理;超高层建筑结构体系的抗风与抗震,特大跨度桥梁的结构体系及抗风抗震.同时以柔克(下转第246页)2011年第26期科技嚣向导科技论坛若桩身垂直度偏大.须拔出已压人部分.并根据经纬仪指示调整机台水平度使桩身垂直.同时记录此时机上水平仪的偏差量作为下次调平的修正值.再行压入.并认真注意压桩时的桩身和压力表的变化情况.如有异常偏移或倾斜立即分析原因.并采取校正措施,在确认压人方向无异常时方可连续施压(2)应合理调配管节长度,管桩接头数不宜超过4个.同一承台桩的接头位置应相互错开(3)由于强风化岩面起伏变化大.管桩终压后会造成桩长不,有砍桩与超送(后接

11、桩).露出地面的管桩应及时截桩,应截至地面以下300500mm.以免桩机行走时损坏管桩.对超送桩的.待土方开挖后再进行接桩,视超送的长度可采取人工挖孑L,四周挖土接桩,或直接降低承台垫层标高.但应确保桩顶嵌入承台100mm(4)现场测量员对压桩过程,进行全程测点测量,以保证桩的垂直度.(5)遇下列情况之一时应暂停压桩,并及时与设计,监理等有关人员研究处理压力值突然下降.沉降量突然增大:桩身混凝土剥落,破碎:桩身突然倾斜,跑位,桩周涌水;地面明显隆起,邻桩上浮或位移过大:按设计图上要求的桩长压桩.压桩力未达到设计值:单桩承载力已满足设计值.压桩长度不能达到设计要求(6)桩压好后桩头高出地面的部分

12、及时截除,严禁施工机械碰撞或将桩头用作拉锚点.送桩遗留的孔洞.应立即回填做好覆盖.f7)压桩过程中应记好压桩时间.当压力表读数突然上升或下降时.应停机对照地质资料进行分析,看是否碰到障碍物,或产生断桩等情况.施T中禁止间断压桩2.5.4接桩本工程的桩接头采用c0气体保护焊,CO气体保护焊是以c0作为保护气体介质.依靠焊丝和焊件之间产生电弧来熔化金属进行焊接.CO纯度要求不低于99.5%.否则会降低焊缝机械性能和产生气孔焊接作业区应设蓬布防风措施(1)当管桩需要接长时,其人土部分桩段的桩头宜高出地面0.8m1.0m.便于接桩焊接操作(2)接桩时上下节桩段应保持顺直,错位偏差不应大于2mm.(3)

13、管桩对接前.上下端板表面应用铁刷子清刷干净.坡口处应刷至露出金属光泽(4)管桩接桩一般为u形坡IZl,可采用.肼一56型的2或中2.5焊丝.焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊46点.再分层施焊.施焊宜由两个焊T对称进行(5)焊接层数不得小于三层,内层焊渣必须清理干净后方能焊外一层,焊缝应饱满连续.每道焊接接头必须超前引弧以免产生缺陷,根部必须焊透.焊接部分不得有凹痕,咬边,焊瘤,夹碴,裂缝等有害缺陷表面加强焊缝堆高宜lmm,焊接后应进行外观检查,发现有缺陷应返工修整,同一道焊缝返修次数不得超过2次焊缝应连续饱满,桩端处间隙采用厚薄适当,最好加工成楔形的铁片填实焊牢(6)尽可能缩小接桩时间.焊好的桩

14、接头应自然冷却后才可继续压桩,自然冷却时间不宜少于8分钟.严禁用水冷却或焊好后立即施压焊接接桩应按隐蔽工程进行验收25.5送桩本工程送桩长度为5.4m7.Om.局部为9.5m.当桩顶压至接近地面需要送桩时,应测量出桩垂直度并检查桩顶质量,合格后立即送桩.送桩杆的中心与管桩中心线应吻合一致.2.5.6终压正式压桩前.根据不同的桩机需分别对不同的桩型进行试压桩确定压桩的终压技术参数为:以压桩力为主要控制指标,有效桩长为参考参数.根据桩机类型.终压分持荷复压和非持荷复压,680型桩机终压值为18Mpa(521.2t),复压三次,总沉降量不超过lOmm;700型机的终压值为20MPa(554.0t),

15、复压两次,间隔五分钟,每次持荷五秒钟,总沉降量不超过10mm2.5.7截桩桩头截除应采用锯桩器截割,严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩桩顶标高偏差不得大于10em.锯桩器为自制分抱箍和电动切割机两个部份.抱箍为两个半圆形抱箍通过螺栓连接.电动切割机通过螺栓连接固定在抱箍上.通过手柄,进行割桩工作,割桩时需加水,操作时需更换几个方向3.施工质量控制要点(1)加强管桩的进场检查验收工作.管桩使用前应进行全数的外观检查.桩身裂缝,端板的外观.管桩的吊运应轻吊轻放,避免剧烈碰撞,进场的管桩应分类(长,短)堆放整齐,垫木宜用耐压的枕木.管桩堆放超过2层时,应用吊机取桩,严禁拖桩.当堆放管桩不超过2层时,可

16、拖拉取桩.但拖地端应用废轮胎等弹性材料保护(2)压桩施工过程中.应对周围建筑物的变形进行变形监测,并做好记录.(3)对群桩承台压桩时.应考虑挤土效应.主楼群桩设计为开口式桩尖.土方开挖后检查桩芯内挤土约桩长的l/3,抵消了部份的挤土效应采取了合理的压桩顺序.由中心向外施压.土方开挖时采取了由四周分层均匀开挖.桩间较密的土方采用小型反铲开挖.则土层中的挤土应力被均匀地释放(4)根据地质报告表明本工程的孤石较多,对有孤石桩位采取补勘措施,探明孤石的大小,位置.对小孤石也可采取用送桩杆进行引孔.(5)根据地质报告和实际情况确定配桩计划.并考虑同一承台的桩接头位置应错开(6)第一节桩人土垂直度偏差应控

17、制在0.5%内.桩身垂直度偏差小于l%.(7)静压桩的桩位复核一般在土方开挖后进行,考虑土体反弹.土方开挖宜在压桩后的2周后进行.应采取分层均匀开挖.每次开挖的深度应视土质情况确定.粘土质土一般控制开挖深度为1.52.5m.淤泥质土的开挖深度一般控制在0.51.5m(8)管桩与承台间的连接是靠管桩顶部的桩芯内填钢筋砼.锚筋伸入承台内压桩后的留孔宜用小木板进行覆盖.以免桩机行走或土方开挖时土石落人管芯内.造成以后清理困难.(9)终压值的控制:终压值由设计确定.一般磨擦桩以桩长为控制条件:>21m的端承磨擦桩以桩长为主,终压对照:对于1421m长的桩.密实砂土持力层时.应以终压力达1.82倍

18、的设计荷载为终压控制条件,稳压不少于3次,每次1min:对于长度小于14m桩.粘土持力层时.应以终压力为终压控制条件;宜连续多次复压.特别是对桩长小于8m短桩,连续复压的次数应适当增加4.结束语556根管桩施工后进行了6根抗压桩和3根抗拔桩的静载试验.均符合设计要求134根的大应变动测检验.检验结果101根符合I类桩.33根为类桩桩基工程质量合格.对孤石较多处宜采取补勘措施.减少废桩和补桩.降低工程造价合理堆放管桩.减少二次搬运:合理安排桩机的行走路线,提高桩机的工效.压桩后的留孔宜用小木板进行覆盖.以免桩机行走或土方开挖时土石落人管芯内,造成以后清理困难.(上接第330页)刚的抗震思想在结构

19、振动控制技术中将进一步得到体现觏代振动控制将向自适应控制,智能控制,吸震减震技术研究方向发展:土木结构健康监测,灾害结构响应控制等基础性的研究将会进一步加强.5.结论目前.我国土木工程的某些领域已处于世界先进行列,但我国土木工程的设计,施工和理论研究方面的总体水平与发达国家相比还有一定的差距存在的问题也较多.展望未来.不仅要加强新型结构型式,新型建筑材料,新的技术手段的理论探索和应用研究.更要加强土木工程二级学科间理论和技术的融合与渗透,实现土木工程的更大突破.【参考文献】1孙世国.21世纪土木工程发展趋势刍议,北方T业大学.2002.2吕志涛.新世纪的土木_T程与可持续发展,交通运输T程2002