土木工程的基础篇（1）

引言

通常土木工程的施工中，常见的基础施工内容包括场地的平整、基坑、路基与管沟的开挖、人防工程开挖、地坪、路基等的填土填筑以及基坑回填等，还包括降水、排水、土壁支撑等辅助工程。土木工程施工通常以工程量大、劳动相对繁重、条件复杂著称，而且，在工程施工过程中受气候、水文因素、地质、地下障碍、场地限制等因素的影响很严重，继而加大了施工的难度。因此在土木工程施工前，详细分析各项技术资料（如地形图、工程地质和水文地质勘察资料、地下管道、电缆和地下地上构筑物情况及土方工程施工图等）是必要的功课，反复核对数据并进行现场调查，在施工阶段，还要根据实际的施工条件，制定出技术科学、经济、合理的施工方案，保证工程质量，提高效率。在不断的土木工程施工实践中，人们也发现了传统基础施工技术的问题，因而近几年土木工程施工涌现了不少新技术值得我们研究和应用。

一、土木工程基础施工技术的要求

土木工程的基础施工工艺内容主要包括：开挖、支护、土壁稳定、排水、填土与压实以及基础混凝土灌注等。

基坑的土方开挖是要遵循“分层开挖，先撑后挖”的原则。先合理确定开挖顺序和分层厚度，以防止对地基土的扰动，接下来才能连续施工。开挖过程中，检查控制工作必不可少。在进行地下水位以下挖土时，应采取科学降水措施。在填土压实过程中选择土料石时要注意在碎石或砂土及含水量相同的条件下，可以选用建筑涂料作为与压实要求相同的黏性土，并注意必须压实，填土由高到低进行，由上到下对整个宽度图层分层压实，当天建筑当天压实，必须符合规定压实。

二、土木工程基础施工技术要点

1、基坑基槽上方土开挖技术

施工场地土质，建筑开挖深度，降水排水状况甚至气候条件都会影响土方边坡。在图纸正常的情况下，并且浅基坑挖土深度不超过规定，可以不放坡或加以支撑。但深基坑挖土时，为了保证稳定性通常临时支挡，或采用预制板、双排灌注桩等来挡土，以保证透水挡土支护的稳定性，用悬臂或锚拉式支护结构支撑止水挡土结构。要由上至下开挖，严禁先切除坡脚和在滑坡体上弃土。

挖土时运用机械也有一定要求和技巧。推土机适用于场地清理和平整、开挖深度在1.5m以内的基坑，填平沟坑以及配合铲运机、挖土机工作。通常采用下坡推土法、并列推土法、槽形推土法、多铲集运法、铲刀附加侧板推土法等方法。而铲运机适用于大面积场地平整，开挖大型基坑填筑堤坝和路基。最适宜于开挖含水量不超过27%的松土和普通土。采用环形路线和“8”字形路线。常用下坡铲土法、跨铲法、助铲法等施工方法。

2、土壁稳定的技术要点

在开挖后基坑土壁的稳定性对后续的施工很重要。基坑土壁稳定的要点在于平衡土体内粘结力与摩擦力，一旦失去平衡严重，会导致基坑塌方造成严重事故。因此稳定土壁是要保证放足边坡，按要求留设边坡。土壁支撑方法：横撑、板桩、灌注桩、深层搅拌桩、地下连续墙等。边坡的坡度设计还要基于施工场地的实际情况而定，参考当地土质，施工条件等多因素而定。例如，粘性土的边坡要陡些，明沟排水、人工挖土或机械在坑上边挖土时边坡应平缓些；当基坑附近有主要建筑物时，边坡应取h1.0～h1.5；在工期短，无地下水的情况下，可留设直槽而不放坡时，其开挖深度不得超过下列数值：密实、中密实的砂土和碎石类土（充填物为砂土）为lm；硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土为1.25m；硬粘、可塑的粘土和碎石类土（充填物为粘性土为1.5m：坚硬的粘土为2m。降低土方量，减少施工面，要在基坑处设置支撑。不良气候如遇雨季不宜对滑坡地段进行挖土，一旦发生危险必须即刻停止挖土，采取应对措施妥善处理。

3、排水技术要点

在土木工程施工中，保持土体干燥最为关键。一般施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。明排水法即用截、疏、抽的方法进行排水。截住水流，疏干积水，并在基坑开挖时，在坑底设置排水沟和集水井，使水流经排水沟进入集水井，即可用水泵抽走。人工降低地下水位法是在基坑开挖前，事先在基坑周围埋填埋滤水管，用水泵从中抽水，始终保持地下水位在坑底以下，直到基础工程施工完毕为止。排水后不仅改善施工条件，又使基坑土体保持干燥状态，防止事故发生。需要注意的是，要在降水前考虑降水是否会影响原有建筑物可能发生的附加沉降、位移，从而引起开裂、倾斜甚至倒塌。所以，事先采取有效的防护措施是很有必要的。

4、填土与压实技术要点

为保证基础施工能满足填土强度及水稳性的要求，必须设计科学合理的填方边坡，并配合使用正确的土料填筑方法。一般填土时不用有机物含量大的土壤、石膏或水溶性硫酸盐含量大于2%的土壤、冻结或液化状态的泥炭、粘土或粉状砂质粘土等，用同类土壤填土填筑最好，填方时应分层铺土压实。如采用不同土壤填筑时，应将透水性较大的土壤置于透水性较小的土层之下。严禁将不同土壤不均匀地混杂在一起使用，以免在填方内形成水囊。

5、混凝土灌注施工技术要点

挖土施工之后将要进行基础混凝土的浇筑，浇筑方法主要是集中搅拌，运用混凝土运送泵或混凝土车运输等。加工钢筋笼时所用的钢筋需要提前在实验室进行多次试验，实验结果可信后还要在施工现场进行外观及质量的检测评价。对于低温焊接钢筋，要在室内操作，完全冷却后再拿出室内。焊接完成后集中下料，用吊车整体吊装运送。灌注过程在清孔一小时内开始，采用导管法，并用剪球法将混凝土封顶灌注。

三、土木工程基础施工技术的创新

传统的土木工程基础施工技术贯穿在整个施工过程中，包括地基基础施工技术、混凝土结构施工技术和钢结构施工技术。然而对于现代建筑提出的更高要求，新型施工技术在土木工程基础施工中具有十分重要的意义，逐渐发展起了新型深基坑支挡技术等众多新的基础施工技术，在桩、桩-锚支挡体系建立和支挡与承重结构一体化等方面取得较大发展。例如还有新型预应力技术，形成了有粘结体预应力体系和无粘结体预应力体系，对工程经济效益有积极影响。未来基础施工技术的经济技术合理性都将得到更大的提升。

总结

土木工程工程量很大，基础施工又必须在其他分部项工程施工之前完成，掌握施工中的基础技术要点至关重要，是降低工程成本、保证工程质量和工期的重要前提。虽然在基础施工过程中还存在着一些问题，如研究的理论还不能完全适用于土木工程实践的需要中，缺少一定的建筑验收标准，管理体系和相关规范还存在漏洞等等，面对这些问题，相关技术人员还要不断努力发展基础施工技术，不断研发新技术并应用到实际土木工程施工中，大量总结以往的经验和教训，从中得到新的启示并予以灵活运用。相信随着工程建设行业的发展，基础施工技术也会不断的完善和成熟，并在不断发展过程中给土木工程基础施工技术带来更多的创新和巨大的进步。

参考文献：

土木工程的基础篇（2）

一、软土地基的涵义及桩基应用特征

软土地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土或其他高压缩性及抗剪强度低的土构成的地基，具有强度变化缓慢、加荷载易变形，不均匀，变形速率大且承载力低，沉降量大等不良工程性质的软弱地基；软土地基在附加荷载作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比变小而产生固结变形，随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散，土的有效应力增加，提前完成沉降或提高沉降速度。

天然软土地基上的浅基础往往不能满足整体稳定要求，一般会采用桩基础，其以它的大承载能力和抵御复杂荷载性质而成为建筑在软土中的主要基础形式，其巨大的刚度把荷载较均匀地传给下部各支撑，桩基础与其他基础相比具有施工较快，承载力高，投资较少，效果较好的特点；桩基础的施工根据荷载的大小与性质，上部结构的形式与使用要求及材料供应和施工条件等确定；在软土地基中优先使用桩基础应适当加大桩径，相对减少钢筋笼直径。

二、土木工程中软土地基桩基础的施工要点

结合某土木工程为例对软土地基桩基础的施工要点进行分析，

1、某土木工程概况。某工程建筑位于黄土地带，层高32层，根据地勘报告该场地平均标高为3.60m，场地淤泥软土地基的压缩性高，不能作为桩基持力层，第三层土层面起伏较大，且大部分区域第七层土缺失，采用现行的桩基处理方法对厚度较大的软土地基进行处理，一般采用换土垫层法、排水固结法、加固土桩粒料桩、挤密砂桩等方法处理，各种处理方法都有较强的针对性，处理方法选择是否合理，直接影响到建筑物的设计是否安全和节约。

2、换土垫层法施工要点。该工程处在软土地带，地下水埋深较高，岩层较深，中层又有较厚且承载力较差的粘土，当软弱土层厚度不很大时，可将基础以下卵石层以上的处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料（通常是渗水性好的中粗砂）称为换填或垫层法。采用坚质的砾石和中粗砂级配方案进行回填，回填时采用搅拌机充分拌匀，且严格控制砂石中的含泥量不能大于3%，分层回填夯实且每层回填厚度为300mm左右，且采用平板振动器夯实，施工前M行试夯，得出稳定的下降指标；由于软土地基流塑性大，在钻孔过程中易破坏土体平衡，软弱土层向冲孔处滑移，因此最好把桩穿过淤泥层，打到淤泥土层处。本工程桩基施工过程中，钢护筒埋设是很重要的一环，护筒采用桩护筒，钢板厚大于6mm，直径比桩径大10～20cm，护筒用振动锤打入，护筒顶标高比起面标高20～30cm，为防止护筒在打入和成孔过程中发生卷口、压扁等现象，护筒顶端、底端以及筒身每隔2m处采用10mm厚的钢条加强，护筒周围填土必须分层压实，使其在钻孔过程中不能位移，同时护筒中心竖直线应与桩的中心线重合，平面误差控制在30mm内，竖直线倾斜不大于0.5%，护筒四周埋护好护桩，以便及时检查桩孔中心的情况，护桩要放在比较稳定的地方，尽量减少桩基施工时对护桩的影响。

在地基进行桩基钻孔时，开始时应适当控制进度，软弱地层钻进时易坍塌，因此应减慢速度，在粘土和沙砾及风化岩中钻进时，因土层较硬会引起钻头跳动，出现钻杆摆动较大和倾斜，在钻孔过程中发现倾斜，坍塌以及冒浆等现象时应立即停止钻进，采取有效措施后方可继续施工，检查孔口内泥浆的高度，保证孔洞泥浆面高出地下水位不少于50cm，及时查看护桩的桩位和孔位以及垂直度是否正确；在钻进过程中应该连续钻进，不能中途无故停钻，因机械故障需要停机的，孔内泥浆仍要循环，以防止塌孔，调整基础面积，减少基础埋深，加强基础的整体性和刚性，减轻荷载，增强上部结构的整体刚度和均匀对称性，合理设置沉降缝，管道穿越建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头；为避免遇到坍塌、倾斜、缩桩等问题，在软土地基上施工时可提高钢筋混凝土保护层厚度和浇筑质量。

3、加固土桩施工要点。本场地周边环境条件允许预制桩施工，桩型采用经济性优于预制钢筋混凝土方桩的高强预应力混凝土加固土桩，不同桩径的桩的长径比均控制在80左右。用深层拌和的专用机械，软土地基的局部范围用固化材料加以改善、加固，形成加固桩，使加固桩与桩间土形成复合地基，设计加固土桩只考虑其置换与应力集中效应，不考虑其固结排水与挤密作用，加固土桩的深度、直径、间距应经稳定性计算，并应满足工后沉降的要求。

4、粒料桩在桩的压入过程中，桩身周围土受剪切而发生重塑，土的强度降低为重塑土的残余强度，当压桩过程出现一定时间的停顿或休止时，扰动土部分强度恢复，压桩力常常大幅度增长，本工程二、三节接桩采用砂、砂砾、碎石、废渣等散粒材料，以专用震动沉管机或水震冲器来成桩，使粒料桩与周围的地基形成复合地基，粒料桩对地基有置换、挤密和竖向排水作用。粒料桩的深度、直径、间距，应经稳定及沉降计算来确定，地质条件对施工方法的适应性不清楚时，应通过试桩加以核查。

5、挤密砂桩、碎石桩加固施工要点。当选择第八层为桩基持力层，预制桩若需穿过第七层厚度较大的区域，沉桩有相对难度，需考虑相当的桩身结构强度和施工机械，挤密砂桩可确保本工程桩基施工质量，挤密砂桩属于复合地基的一种，当软土层较厚且换填处理比较困难，地基土属于非饱和粘性土或砂土时，采用挤密砂桩或碎石桩加固法，可以使地基土密实，容重增加，孔隙比减少，防止砂土在地震或受震动时液化，提高地基土的抗剪强度和水平抵抗力，减少固结沉降，使地基变均匀。

结束语：

综上所述，桩基础施工质量是整个土木工程质量的关键。随着城市化建设进程的加快，促进了建筑业的发展，使得我国的高层建筑越来越多，其中经常会遇到软土地基，所以对高层建筑施工质量也提出了更高要求，因此必须加强对土木工程中软土地基桩基础的施工要点进行分析。

参考文献：

土木工程的基础篇（3）

0引言

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

1 建筑工程中土木施工技术的特点及要求

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

2 建筑工程中土木基础的施工技术

2.1地基基础施工技术

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

2.2 深基坑的开挖技术

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

2.3混凝土浇筑施工技术

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

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

2.4钢结构施工技术

2.4.1 钢结构构件的安装

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

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

2.4.2 钢框架的校正

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

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

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

2.5 土木工程基础施工中排水技术

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

3 结语

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

参考文献：

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

土木工程的基础篇（4）

引言

在所有的土木工程建设工作当中，建筑结构基础对于建筑工程的整体建设有着重要的作用。在我国的社会经济不断发展的今天，建筑工程技术快速发展，在建筑结构基础设计方面，建筑工程行业也取得了长足性的进步。但是，受到个人因素的影响，许多建筑结构基础的设计人员不能正确认识建筑结构基础的重要作用，没有从建筑施工的实际需求出发进行设计工作。这就使得土木工程建筑结构基础设计工作仍然存在一些问题需要解决。面对土木工程行业大好的发展前景，笔者选择土木工程建筑结构基础的设计问题作为研究对象是有一定的社会现实意义的。

一、土木工程建筑结构基础设计注意问题分析

土木工程施工之时，需要大量的劳动力，劳动密集型的行业就难免会在实践中出现一些问题。而良好的建筑结构基础设计是减少与消除建筑施工过程中出现问题的重要方法。一般来讲，在土木工程建筑结构基础设计中，应当注意以下几点问题：

第一，在建筑结构平面图的设计方面，许多建筑结构基础设计者很少将所有影响因素考虑周全。抗震设防烈度就是一个容易被忽略的问题。在建筑物的砌体结构没有得到直接的建造设计之时，如果不考虑这个因素，就会使得建筑物的结构基础存在问题。在建筑物的砌体结构模型进行建造之时，更多的设计者选择利用建筑工程行业的结构软件来完成设计工作，使得建筑物整体与局部的受压问题不能被全面考虑。

第二，在建筑屋顶结构设计方面，作为一名合作的设计者应当从建筑使用者的需求出发。这也对设计工作带来了一定的困扰，一些设计人员在进行示意图的设计时，结构形式与板配筋以及钢筋的设计都不能从整体角度进行衡量，使得设计工作的成果意义不明确，影响建筑工程施工进程。

第三，在建筑结构的基础详图绘制方面，受到建筑结构基础详图的影响，其不合理会导致大样的详图出现较大的误差。这样的设计工作就会使得设计中的建筑结构基础尺寸与实际尺寸存在一定的差距，不符合建筑工程施工的需求。

第四，从楼梯的样图设计方面来讲，会存在板挠度的控制问题。一些设计者在进行建筑结构基础设计时，很难把握好楼梯的板挠度，使得依照方案建设出的楼梯梁的梁下高度不能满足建筑物的使用需求，造成楼梯的下梁与下梁位置不能统一，影响建筑物的使用功能。

第五，在建筑物的地基基础设计方面，设计者在进行设计之时，很少考虑到混凝土的标号问题。混凝土的耐久性以及基础配筋的设计问题都影响到地基结构的质量。更有建筑结构设计者对条基交叉处的基底面积进行重复使用，造成基础设计图中的定位不准确，为建筑工程的施工带来不必要的麻烦。

二、土木工程建筑结构基础设计优化建议分析

面对土木工程建筑结构基础设计工作中存在的诸多问题，进行建筑结构基础设计的优化已经成为建筑工程设计者的必要工作。下面，我们就来对建筑结构基础设计的优化建议进行分析：

（一）关注结构平面图的设计工作

在土木工程建筑结构基础的设计工作中，要绘制建筑的结构平图，要对建筑所处环境的抗震设防烈度进行分析。如果其度数为6，就可以按照土木工程行业的抗震相关标准，在满足抗震措施的情况之下，进行建筑结构的建模。在设计中，最好不要利用建筑结构软件进行建模工作，特别是在砌体结构的建造过程中，最好进行直接设计，不能单纯地依靠结构软件。在设计结构平面图时，要从建筑物的整体出发。如果建筑物所处地方的抗震防烈度在6之上，就有必要借助结构软件进行平面图的设计工作，提高工作的准确度。

（二）关注屋顶结构图的设计工作

在进行屋坡面板的设计时，为了方便建筑施工行为，最好利用剖面示意图与大样详图结合的方法进行设计方案的显现。作为一名合格的建筑结构基础设计人员，要具有较强的空间感，对于建筑物的整体结构了如指掌。建筑结构设计者需要从建筑整体角度对建筑的结构大局进行考量，关注设计工作的每一个细微之处。房顶结构图一定要做到让施工者一目了然。在设计之时，如果屋面的起坡会影响到阁楼层的墙体高度，就要在设计工作中利用门窗顶进行屋面进行结合，降低墙体高度。

（三）关注大样详图的设计工作

大样详图的设计工作精准度取决于建筑详略的质量。在进行建筑结构大样详略的绘制之时，设计者可以在原有的建筑详略的基础上进行绘制，也可以在原有详细的基础上进行改革。另外，值得注意的是，绘制建筑结构的详图需要以建筑外形不变为基础，尽可能设计方便于施工工作的方案，最重要的一点就是设计工作需要与施工实践相符合。

（四）关注楼梯样图的设计工作

楼梯是建筑物的重要组成部分，特别是在高层建筑物需求不断增多的同时，楼梯结构的设计成为建筑结构基础设计的重要组成部分。在进行楼梯结构的设计时，建筑结构设计者要注意楼梯的板挠度，使楼梯的梁上与梁下高度符合建筑需求，保证楼梯梁位置的上下统一。对于一些特殊部位，设计者要可以设计折板，注意选择折板楼梯的钢筋设计。对于楼梯的内折角部分，要将楼梯进行断开设计或者进行锚固处理，使局部的预防应力得以集中。在设计建筑楼梯结构时，还要考虑到楼梯板的宽度以及楼梯梁下的净空问题，对于首段楼梯板，要对基础结构对其带来的沉降影响进行考虑，在必要时，需要进行梯梁的设置，从而保证建筑物楼梯结构的安全性与整体性。

结语

综上所述，无论是我国的社会经济还是土木工程行业，都处在快速发展的重要阶段。土木工程行业的发展对于经济的发展有着重要的促进作用，加强建筑结构基础设计工作水平是土木工程行业持久稳定发展的重要前提。从土木工程建筑结构基础设计注意问题出发，笔者提出几点建筑结构基础设计优化的有效建议。希望以此来提高建筑结构基础设计问题在土木工程行业中的地位，关注建筑结构基础设计问题，促进土木工程的快速发展。

参考文献：

[1]廖阔.探析房屋建筑结构基础设计[J].中国新技术新产品，2013，07：175-176.

[2]段亚洲，郎宏伟.土木工程建设中对建筑结构基础设计的探析[J].经营管理者，2013，07：309.

[3]高峰.土木工程建设中对建筑结构基础设计的探析[J].中国新技术新产品，2012，03：171.

土木工程的基础篇（5）

中图分类号：TD214+.4 文献标识码：A

土木工程施工中，常见土石方工程内容有:场地平整、基坑(槽)与管沟开挖、路基开挖、人防工程开挖、地坪填土、路基填筑以及基坑回填等，以及排水、降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。

土方工程施工往往具有工程量大、劳动繁重和施工条件复杂等特点；土方工程施工受气候、水文、地质、场地限制、地下障碍等因素的影响，加大了施工的难度。在土方工程施工前，应详细分析与核对各项技术资料(如地形图、工程地质和水文地质勘察资料、地下管道、电缆和地下地上构筑物情况及土方工程施工图等)，进行现场调查并根据现有施工条件，制定出技术可行、经济合理的施工方案。

1 土方工程的施工要求

土方工程的施工工艺包括：开挖、运输、填筑与压实。

1.1 基坑(槽)的土方开挖

采用“分层开挖，先撑后挖”的开挖原则。合理确定开挖顺序和分层厚度，连续进行施工。防止对地基土的扰动。开挖过程中作好检查控制工作。在地下水位以下挖土，应采取降水措施。

1.2 土方的填筑和压实

土料选用:碎石类土、砂上、爆破石渣及含水量符合压实要求的黏性土可作为填方土料；淤泥、冻土、膨胀性土、有机物含量大于8%的土、含水溶性硫酸盐大于5%的土、含水量不符合压实要求的黏土不宜做填土用。填土压实方法有:碾压法、夯实法、振动压实法以及利用运土工具压实法。影响填土压实质量的因素:压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。填土应由低到高，由下向上整个宽度分层铺填碾压或夯实。填方应分层进行并尽量采用同类土填筑。应在相对两侧或四周同时进行回填与夯实。当天填筑应在当天压实。填土压实质量符合规范规定。

1.3 土方机械施工的适用范围和施工方法

1.3.1 推土机

(1)适用范围：用于场地清理和平整、开挖深度1.5m以内的基坑，填平沟坑以及配合铲运机挖土机工作。

(2)常用施工方法:下坡推土法、并列推土法、槽形推土法、多铲集运法、铲刀附加侧板推土法。

1.3.2 铲运机

适用范围：用于大面积场地平整，开挖大型基坑填筑堤坝和路基。最适宜于开挖含水量不超过27%的松土和普通土。

开行路线:环形路线和“8”字形路线。

常用施工方法:下坡铲土法、跨铲法、助铲法。

1.4 常见基坑开挖与支护方法

1.4.1 浅基坑开挖

(1)土方边坡(边坡坡度、坡度系数):应根据土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间的长短、坡顶荷载状况、排降水情况及气候条件确定。

①当土质均匀、湿度正常，地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高，且敞露时间不长时，在一定挖土深度内可以不放坡，也可以不加支撑，但挖土深度不宜超过有关规定。

②在土的湿度、土质及其他地质条件较好且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方深度在5m以内可放坡开挖不加支撑。

③永久性挖方边坡应按设计要求放坡。

④高度在10m以内，使用时间较长的临时性挖方边坡坡度，在山坡整体稳定的情况下可按规定放坡。

(2)土壁支撑方法:横撑、板桩、灌注桩、深层搅拌桩、地下连续墙等。

1.4.2 深基坑开挖

一般采用支护结构临时支挡，以保证基坑的土壁稳定。

(1)透水挡土结构：H型钢(工字钢)桩加横挡板挡土；间隔式混凝土灌注桩加钢丝网水泥抹面护壁；密排式混凝土灌注桩(或预制桩)；双排灌注桩；连拱式灌注桩挡土；桩墙合一，地下室逆作法;土钉支护。

(2)止水挡土结构：地下连续墙、深层搅拌水泥土墙、密排桩间加高压喷射水泥注浆桩或化学注浆桩、钢板桩。

(3)支撑部分：自立式(悬臂)支护、锚拉式支护、土层锚杆、钢管(型钢)水平支撑、斜撑。

2 施工中的关键点

2.1 稳定土壁

土壁的稳定，主要源于土体内摩擦阻力和粘结力之间的平衡。土体一旦失去平衡，就会塌方，影响工期，危及附近的建筑物，甚至造成人员伤亡。

2.1.1 放足边坡

边坡的留设应符合规范的要求，其坡度的大小，应根据土壤的性质、水文地质条件、施工方法、开挖深度和工期的长短等因素确定。例如，粘性土的边坡要陡些，明沟排水、人工挖土或机械在坑上边挖土时边坡应平缓些；当基坑附近有主要建筑物时，边坡应取1:1.0～1:1.5；在工期短，无地下水的情况下，可留设直槽而不放坡时，其开挖深度不得超过下列数值：密实、中密实的砂土和碎石类土(充填物为砂土)为1m；硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土为1.25m；硬粘、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土)为1.5m：坚硬的粘土为2m。

2.1.2 设置支撑

为了缩小施工面、减少土方量，或受场地的限制不能放坡时，可设置土壁支撑。此外，尽量避免在坑槽边缘堆置大量土方、材料和机械设备；坑槽开挖后不宜久露，应立即进行基础或地下结构的施工；滑坡地段的挖方，不宜在雨期施工，并应遵循先整治后开挖和由上至下的开挖顺序，严禁先切除坡脚和在滑坡体上弃土；如有危岩、孤石、崩塌体等不稳定的迹象时，应先妥善处理。

2.2 施工排水

在土方施工中，做好施工排水工作，保持土体干燥是尤为重要的。施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。

明排水法：就是采用截、疏、抽的排水方法。截，是截住水流；疏，是疏干积水：抽，是在基坑开挖过程中，在坑底设置集水井，并沿坑底的周围开挖排水沟，使水流入集水井中，然后用水泵抽走。

人工降低地下水位是在基坑开挖前，先在基坑周围埋设一定数量的滤水管(井)，利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落到坑底以下，直到基础工程施工完毕为止。这样，可使基坑始终保持干燥状态，既防止流砂发生，又改善了工作条件。但降水前，应考虑到降水影响范围内的原有建筑物和构筑物可能产生附加沉降、位移，从而引起开裂、倾斜和倒塌，甚至地面塌陷，因此必要时应事先采取有效的防护措施。

2.3 填土压实

为使填土满足强度及水稳性的要求，必须合理设计填方边坡，选择正确的土料和填筑方法。有机物含量大的土壤、石膏或水溶性硫酸盐含量大于2％的土壤、冻结或液化状态的泥炭、粘土或粉状砂质粘土等，一般不作填土之用。填方工程应分层铺土压实，最好采用同类土壤填筑。如采用不同土壤填筑时，应将透水性较大的土壤置于透水性较小的土层之下。严禁将不同土壤不均匀地混杂在一起使用，以免在填方内形成水囊。

结束语

土石方工程的特点是工程量较大，而且又必须在其他分部分项工程施工之前完成土石方开挖，因此土石方工程施工应尽量选用先进的施工机具和合理的施工方法，并力争土方调配平衡，以降低工程成本，保证工程质量和工期。

参考文献

土木工程的基础篇（6）

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

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

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

土木工程的基础篇（7）

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）03C-0087-02

土力学与地基基础是大土木工程的一门通用的专业基础课。该课程的主要特点是内容丰富，应用广泛，但连贯性差，公式多，涉及学科多，假设条件多，知识体系松散。此外，答案往往不是唯一的，对同一个问题，可以有多种答案。而高职学生本身理科基础普遍较差，抽象思维能力和分析推导能力相对较弱，要在短短的64课时内掌握如此多的内容，还要考虑到不同的试验方法有不同的适用情况，难度可想而知。因此，如何根据高职学生的认知基础、接收能力和土力学的学科特点，在有限的课时内把知识讲活，并能联系实际工程，拓宽到其他工程领域，是该课程教师普遍关注的问题。本文基于大土木工程观，探讨土力学与地基基础课程的改革。

一、从绪论入手。提高学生的学习兴趣

“兴趣是最好的老师”，要从第一次课就吸引学生的注意，激发学生学习的兴趣，让学生由被动接受知识到主动求知。在上绪论时，可以首先提出问题：为什么学习该课程？本课程在大土木工程中的作用是什么？土力学理论掌握不好会带来什么严重后果？同时，介绍本地区地基基础工程成败的实例和国内外人们熟知的工程案例，如加拿大特朗斯康谷仓地基破坏的原因和处理方法、苏州虎丘塔和意大利比萨斜塔的倾斜原因和加固措施、美国Teton坝溃坝的整个过程，以上案例可归结为与土有关的强度问题、变形问题和渗透问题。这就使学生认识到土力学作为地基基础的理论基础，掌握其基本原理的必要性；基础作为建筑物的根基，在工程中的重要性。另外，地基基础工期长，通常占总工期的20%以上，造价高，可达总造价的30%，这些数据也会提高学生对课程的重视程度进而产生学习愿望。

二、基本大土木工程观，注重教材建设

教材是学生获取知识的主要途径之一，也是高职教育教学中的重要组成部分。目前，市场上土力学与地基基础的教材有几十种，大部分是按照各专业规范编写，摘录大段规范，专业特色非常明显。这样的教材学与用结合紧密，规范讲什么，就教什么，短期效果明显。但从长远看，学建筑的不懂高承台桩，学路桥的不明白弹性地基梁板。而市场经济下的学生面对的是土木工程各个领域，如通过对广西交通职业技术学院建筑工程技术2007级、2008级毕业生的跟踪调查，发现有近四分之一的毕业生未从事建筑行业，而是转向公路、铁路、市政等其他工程领域。其中，毕业生的反馈意见中提到：土力学知识应用广泛，但由于使用的规范不同，建筑依据的是《建筑地基基础设计规范》，路桥依据的是《公路桥涵地基与基础设计规范》，就出现了在专业术语、基本概念、计算参数和评定标准等方面的矛盾。还有，国家规范每10年左右修订一次，规范变化了，教材落伍了，要重新进行修订，但教材的修订总是滞后几年，常常出现在学校学的是老规范，在工地上用的是新规范。这就是现行教材与规范联系太紧密而忽略了基本理论教育的后果。

因此，教材的编写要基于大土木工程观，考虑到土力学与地基基础课程是一门大土木工程的专业基础课，内容上应面向工程共性，不应以某本规范为依据编写，要注重基本概念、基本方法和基本原理的教育。基本原理清楚了，“万变不离其宗”，不论规范如何变化，都可以从容应对，使学生具备较强的工程适应性。但同时也要考虑到高职学生理论基础比较薄、接受能力比较差的特点，还需要引入典型的工程案例对所学进行说明，帮助学生更好地掌握基本原理，理解各行业标准的异同。

三、运用多种教学方法，优化教学手段

在课程教学中，应针对不同的章节，不同的教学内容，采用不同的教学方法。探索传统黑板教学、多媒体教学、项目化教学及启发一发现式教学等多种教学方法结合的立体式教学模式。

第一，多媒体和黑板并行。多媒体课件把教学内容直观地展现在学生面前，能节约时间，丰富教学内容，增加信息量，弥补单纯理论教学的不足。如在讲土压力时，通过动画，可以很清楚地看出主动土压力和被动土压力中挡土墙的移动方向，帮助学生掌握两种土压力的概念；在讲到边坡时，通过播放某基坑边坡坍塌过程的录像，使学生对边坡的重要性产生深刻的认识。而在经典理论知识的讲解中，还是要发挥黑板教学的优势，采用板书推导重要公式。这种板书与多媒体相结合的教学方式，能够提高教学效率，加深学生印象。

第二，项目化教学。以项目为载体，充分调动学生学习的积极性。如第一章土的物理性质和土的工程分类，指标多，难以记忆，容易混淆，很多学生直到课程结束还没有搞清楚。所以，在上本章内容前，先介绍一份学生宿舍楼勘察报告，通过勘察报告介绍指标含义、表达符号和适用范围。再让学生对宿舍楼周围的地形及地面的土进行观察，这样就可以加深学生对指标的记忆和理解，同时也可以培养学生现场调查的能力。而在地基处理教学中，选择典型的工程案例，介绍各种地基处理方法及其加固机理、施工步骤、质量检验；选择失败的工程项目，说明地基处理方法的适用范围和局限性、工程中的不确定性和地域性。

第三，启发一发现式教学。将启发法与发现法结合起来贯穿于教学全过程。从教师的教学方面看，是启发法，引导学生积极思考，教师不仅是“传道、授业、解惑”，还要是一个引导者，通过创建符合教学内容的情境，使学生跟随授课内容进行思考；从学生的学习方面看，是发现法，学生要在教师的引导下去发现；从“教”与“学”两方面看，是启发一发现式教学。启发一发现式教学是培养学生创造性思维的一种好方法，培养学生科学的学习方法和继续学习的能力。

第四，现场教学。由于地基基础属于隐蔽工程，很难看到建筑物的基础，因此，在施工条件允许的情况下，应尽量组织现场教学。如在学习桩基检测时，带领学生到校企合作共建生产性实训基地，了解基桩检测仪器，操作过程和数据处理方法等；在学习浅基础和桩基施工时，结合现场讲解基础的构造和施工方法，既使学生掌握先进技术，又激发学生学习的动力。但由于教学安排的固定性和工程的不确定性，并不是每一届学生都可以找到合适的工地进行现场教学。为了弥补这种缺陷，可以充分利用现代化教学手段，按照大纲需求制作精美的多媒体教学课件，通过图片、动画和施工录像将基础施工和试验过程展现出来。

四、“引进来、走出去”。构建“工程型”教学团队

教师能力的高低是教学成败的关键。作为高职教师，不仅要有扎实的理论基础，还应有丰富的工程经验。大多数高职院校的教师是本科院校的毕业生，有理论，但较缺乏实践。因此，应对教师进行培训。例如，广西交通职业技术学院定期对专业教师进行培训，选派中青年教师“走出去”，深入企业进行轮岗、顶岗锻炼，从课堂走向工地，直接参与生产实践，紧跟行业发展，从工程中找寻适合教学的项目，提炼出学生应掌握的知识点，进行针对性的教学，提高教学效果。此外，还鼓励教师参加注册岩土工程师执业资格考试，考试内容涉及建筑、路桥、港口、水利、地下工程等几十本行业规范，通过复习考试，帮助教师学习行业标准，扩充知识体系，有利于“大土木”教学。通过“引进来”，聘请高级工程技术人员担任兼职教师，将他们的工作经验和生产实践传授给学生和青年教师。

五、加强实践教学。开放实验室

实验教学是本课程教学的重要环节之一，土的基本指标即密度、比重、含水量、液塑限、压缩系数、压缩模量、凝聚力、内摩擦角等，都是通过实验测定的。所以，，在进行基础理论知识教学的同时，也要注意实验教学的改革。以前的实验课就像工人在生产线上生产产品一样，教师先分好组，再把实验内容、操作步骤、数据处理、报告形式讲清楚，学生只是按照教师的设定机械地完成操作，上交实验报告，就算完成整个实验教学，并没有经过独立的思考。针对这种情况，教师可以提前布置实验内容，学院开放实验室让学生利用业余时间熟悉实验设备，根据实验指导书进行预习。在实验课上，教师只作重难点讲解，其他的则由学生自己动手完成，教师只起到指导和监督的作用，并记录学生的实验参与过程，以此作为实验成绩评定的依据，鼓励数据不合理的学生重做实验，以此培养学生严谨细致的工作态度。同时，在实验内容方面，也应做到优化，在开设验证性试验的基础上，开辟设计性、综合性等提高性实验。

土木工程的基础篇（8）

一、土木工程分析中的施工力学

（一）力学和数学基础

在土木工程中，施工力学是以时变力学为基础的。因为在具体分析过程中，施工力学所分析的对象会随着时间的变化而变化。力学本身也是一个不断发展变化的学科，在这个过程中，还会衍生出许多新的理论。这些理论大多数都建立在分析对象会随着时间推移而变化的基础上，但是力学原理的内部参数却不会发生变化，也就是说其内部参数是恒定的。但是随着科学技术的发展进步，原有的一些理论已经逐渐无法满足需求，对力学分析对象的研究将越来越强调对内部参数变化规律的研究，时变力学在这样的背景下产生。在现代生产生活中，大型工程项目、高科技新型器件以及机械动力等的分析都是以时变力学为基础的。在现代化土木工程中，线弹性、物性、非线性等时变力学的分析是其时变力学分析的主要内容。

在现代化土木工程分析中，还需要借助数学方面的知识。在具体工程施工中，包括了对土木工程中的物理参数、几何参数等的分析，在分析过程中采用了微积分中的方程式，由此可见，在土木工程分析中，也包含了时变数学的内容。在土木工程分析中，时变数学的施工分析还有一些难题需要克服，因此在具体的工作中还应该要加强对相关问题的分析和探讨。

（二）土木工程施工分析中的力学效应

在土木工程分析中力学效应可以分为时效和路效两种。第一，时效。时效指的是同一个建筑结构，由于施工中所采用的方案不同，其施工力学的分析结果也会有所不同，力学状态也会有所差别。比如，在土木工程施工中，建筑材料的粘性、建筑结构的热传导等因素都会因为时间的不同而有所差异，这就是产生施工力学的时效因素。第二，路效。路效指的是在具体工程施工中，因为施工方案的不同，施工结构和施工力学的分析结果也会有所区别，力学状态也不同。在具体的工程施工中，材料的几何性质等都是产生施工力学路效的原因。

二、土木工程分析中的时变力学

（一）物性时变力学

在土木工程施工中，部分建筑材料的物理性质会随着时间的变化而变化，对这部分建筑材料的施工分析就属于物性时变力学分析。比如，混凝土等建筑材料，在施工后一段时间内，其物理性质会发生一定的变化，那么其施工分析就是物性时变力学分析。在对这一类的时变力学分析中，应该要注意对时间函数的辨别，如果有时间函数那么就可以直接采用力学方程式进行计算。

（二）线弹性时变力学

在土木工程施工中，如果所采用的建筑材料具有线弹性和无热效应。在工程施工中，施工的周期远远长于系统的自振周期，那么在时变力学分析中，可以忽视惯性效应，采用静力学分析，在这种情况下对土木工程的施工分析就属于线弹性时变力学。在传统分析方法中，对这类问题的分析原本采用的是空间变量方程，但是现在由于物理参数和几何域会随时间的变化而变化，因此，在具体的分析和计算中引入了时间变量参数。

（四）非线性时变力学

在土木工程施工中，部分建筑施工材料具有非线性特征，那么对这类材料的施工分析就属于非线性时变力学分析。比如混凝土、岩土介质等都是具有非线性特点的材料，在其基坑开挖等施工中，可以采用粘弹性时变力学分析，也可以采用积分转换。在非线性时变力学计算中，最后计算出的值会受到来自多方面因素的影响，包括了加载过程、几何域、物理参数等。事实上，在非线性分析中，时变分析和传统分析方法所得的结果是不同的。

非线性包括了物理、边界和几何的非线性，而且这几种不同类型的非线性中又包含了诸多小的分类。在具体的计算过程中，可以采用变系数非线性偏微分方程式。

（五）时变动力学

三、结语

综上所述，施工力学和时变力学的分析是土木工程分析中的重要组成部分，做好施工力学和时变力学的分析，对优化设计方案，确保施工安全、提高工程质量都具有重要意义。随着我国建筑行业的不断发展，对土木工程的安全性将提出更高的要求，这就需要研究人员对相关力学问题展开进一步探讨，实现土木工程力学分析的科学化和规范化发展，谋求我国建筑行业更好地发展。

参考文献

[1]党济国.土木工程分析的施工力学与时变力学基础[J].建材发展导向（下），2013（05）

土木工程的基础篇（9）

中图分类号：O3文献标识码： A

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

一、土木工程分析中的施工力学

1、施工力学和数学基础

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

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

2、土木工程施工分析中的力学效应

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

二、土木工程分析中的时变力学

1、物性时变力学

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

2、线弹性时变力学

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

3、粘弹性时变力学

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

4、非线性时变力学

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

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

三、结语

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

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

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

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

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

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

参考文献：

土木工程的基础篇（10）

Abstract: this Foundation treatment techniques through the analysis of various methods, presented the advantages of composite Foundation and the economic benefits brought about by, that is, guarantee quality of engineering subject, save the project required investment in, filling the shortcomings of China's shortage of construction funds.

Key words: composite Foundation construction technology

中图分类号：TU71文献标识码：A

一.复合地基的定义及分类

（一）复合地基在基础工程中的地位复合地基理论和工程应用近年来发展很快，复合地基

技术在土木工程建设中得到广泛应用，复合地基已成为一类重要的地基基础型式。如何评价复合地基在基础工程中的地位，合理定位，既有利于进一步扩大复合地基应用，又有利于复合地基理论的发展。

（二）复合地基的基本类型

目前在我国应用的复合地基类型主要有：由多种施工方法形成的各类砂石桩复合地基，水泥土桩复合地基，低强度桩复合地基，土桩、灰土桩复合地基，钢筋混凝土桩复合地基，薄壁筒桩复合地基和加筋土地基等。复合地基技术的推广应用产生了良好的社会效益和经济效益。

复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是基体（天然地基土体或被改良的天然地基土体） 和增强体两部分组成的人工地基。

当天然地基不能满足建（ 构） 筑物对地基的要求时，需要进行地基处理，形成人工地基，以保证建（ 构） 筑物的安全与正常使用。按加固原理分类，地基处理方法主要有下述六大类：置换，排水固结，振密、挤密，灌人固化物，加筋，以及冷、热处理等。经过地基处理形成的人工地基大致上可分为三类：均质地基、多层地基和复合地基。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体（ 天然地基土体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。通过分析复合地基与地基处理的相互关系，复合地基与浅基础和深基础的关系，复合地基与双层地基的区别，复合地基与复合桩基的关系，较深入地分析了复合地基在基础工程中的地位。

二.地基处理技术及分类

地基处理技术分类方法很多，按照加固地基的机理，常将地基处理技术分为六类：置换，排水固结，振密、挤密，灌人固化物，加筋和冷、热处理。可以将采用各类地基处理方法处理形成的人工地基分为两类：一类是天然地基土体的物理力学性质得到普遍的改良，类似于均质地基。这类人工地基的承载力和沉降计算方法基本上与原天然地基，或与浅基础的相同，不同的是地基土层的物理力学指标得到改善。另一类是在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，形成复合地基。例如：采用振冲置换法，强夯置换法，砂石桩置换法，石灰桩法，深层搅拌法，高压喷射注浆法，振冲密实法，挤密砂石桩法，土桩、灰土桩法，夯实水泥土桩法，孔内夯扩桩法，树根桩法，低强度桩复合地基法，钢筋混凝土桩复合地基法等，均可形成复合地基。

通过地基处理形成复合地基在地基处理形成的人工地基中占有很大的比例，而且呈发展趋势。浅基础的设计计算理论比较成熟，而复合地基设计计算理论正在发展之中。从上述分析可以看到重视复合地基理论研究的必要性和重要性。同时也应该看到，复合地基理论和实践的发展将进一步促进地基处理水平的提高。复合地基技术在地基处理技术中有着非常重要的地位。

三.复合地基与浅基础和桩基础

当天然地基能够满足建筑物对地基的要求时，通常采用浅基础；当天然地基不能满足建筑物对地基的要求时，需要对天然地基进行处理形成人工地基以满足建筑物对地基的要求。桩基础是软弱地基最常用的一种人工地基形式。广义地讲，桩基技术也是一种地基处理技术，而且是一种最常用的地基处理技术。考虑桩基技术比较成熟，而且已形成一套比较全面、系统的理论，通常将桩基技术与地基处理技术并列，在讨论地基处理技术时一般不包括桩基技术。采用的地基处理方法不同，天然地基经过地基处理后形成的人工地基性态也不同。经过地基处理形成的人工地基多数可归属为两类：一类是在荷载作用范围下的天然地基土体的力学性质得到普遍的改良，如通过预压法、强夯法，以及换填法等形成的土质改良地基。这类人工地基承载力与沉降计算基本上与浅基础相同，因此可将其划归浅基础。另一类是在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，形成复合地基。例如水泥土复合地基、碎石桩复合地基、低强度混凝土桩复合地基等。根据上述分析，浅基础（shallow foundation）复合地基(composite founda-tion)和桩基础（pilefoundation）已成为工程建设中常用的三种地基基础型式。

在浅基础中，上部结构荷载是通过基础板直接传递给地基土体的。按照经典桩基理论，在端承桩桩基础中，上部结构荷载通过基础板传递给桩体，再依靠桩的端承力直接传递给桩端持力层。不仅基础板下地基土不传递荷载，而且桩侧土也基本上不传递荷载。在摩擦桩桩基础中，上部结构荷载通过基础板传递给桩体，再通过桩侧摩阻力和桩端端承力传递给地基土体，而以桩侧摩阻力为主。经典桩基理论不考虑基础板下地基土直接对荷载的传递作用。虽然客观上大多数情况下摩擦桩桩间土是直接参与共同承担荷载的，但在计算中是不予以考虑的。在复合地基中，上部结构荷载通过基础板直接同时将荷载传递给桩体和基础板下地基土体。对散体材料桩，由桩体承担的荷载通过桩体鼓胀传递给桩侧土体和通过桩体传递给深层土体。对粘结材料桩由桩体承担的荷载则通过桩侧摩阻力和桩端端承力传递给地基土体。

由上面分析可以看出，浅基础、桩基础和复合地基的分类主要是考虑了荷载传递路线。荷载传递路线也是上述三种地基基础型式的基本特征。简而言之，对浅基础，荷载直接传递给地基土体；对桩基础，荷载通过桩体传递给地基土体；对复合地基，荷载一部分通过桩体传递给地基土体，一部分直接传递给地基土体。通过上述对浅基础、复合地基和桩基础荷载传递路线的分析，可以认为复合地基是界于浅基础和桩基础之间的，如图! 所示。摩擦桩基础中考虑桩间土直接承担荷载的作用，也可属于复合地基。或者说考虑桩同作用也可将其归属于复合地基。

四.复合地基与双层地基

有的学者将复合地基视为双层地基，将双层地基有关计算方法应用到复合地基计算中。事实上，复合地基与双层地基在荷载作用下的性状有较大区别，在复合地基计算中直接应用双层地基计算方法是不妥当的，有时是偏不安全的，下面作简要分析。

图(1)、(2)分别为复合地基和双层地基的示意图。设复合地基加固区复合模量为E1，其他区域土体模量为E2，显然E1>E2。设双层地基上层土体模量为E1,下层上体模量E2。双层地基上层土厚度与复合地基加固区深度相同，记为H。以条形基础为例，地基上荷载作用面宽度均为B 而且荷载密度相同。现分析在荷载作用中心线下复合地基加固区下卧层中A点(见图1（a）)和双层地基中对应的B点（见图1（b））竖向应力情况。不难看出复合地基A点竖向应力σA，比双层地基中B点竖向应力σB大。如果增大E1/E2值，则σA值增大，而σB值减小。理论上当E1/E2趋向∞时，双层地基中B点竖向应力σB趋向零，而复合地基A点竖向应力σA是不断增大的。由上述分析可以看出复合地基与双层地基在荷载作用下地基性状的差别是很大的。

当层法可用来计算荷载作用下双层地基中的附加应力，而将复合地基视为双层地基采用当层法计算复合地基中的附加应力可能带来很大误差。计算结果是偏不安全的，当层法不适用于复合地基中附加应力计算。

（a）复合地基；（b）双层地基

图1 复合地基与双层地基

根据前面分析，在荷载作用下双层地基与复合地基中附加应力场分布及变化规律有着较大的差别，将复合地基认为双层地基，低估了深层土层中的附加应力值，在工程上是偏不安全的。

五.复合地基与复合桩基

在深厚软粘土地基上按桩基理论设计摩擦桩基础时，为了节省投资，管自立（!./. 年） 采用稀疏布置的摩擦桩基（桩距一般在0 1 2 倍桩径以上），并称为疏桩基础。疏桩基础比按桩基理论设计的常规摩擦桩基础，沉降量大，但考虑了桩间土对承载力的直接贡献，以较大的沉降换取工程投资的节约。事实上桩基础的功能主要有两方面：一方面可以提高承载力，另一方面可以减小沉降。以前人们往往侧重利用采用桩基解决地基承载力不足的问题，不重视采用桩基可以减小地基沉降的功能。将用于以减小沉降量为目的桩基础称为减少沉降量桩基。这里减小沉降量桩基一般是指摩擦桩基。减小沉降量桩基设计中考虑了桩同作用。在疏桩基础和减小沉降量两类桩基础中，均考虑了桩和同承担荷载。事实上，筏板基础下的摩擦桩基，桩间土一般直接承担一部分荷载，在经典桩基理论中只不过是主观上不考虑而已。以前主观上不予考虑的原因可能认为桩间土承担荷载比例小，不值得考虑，也可能是主动将其作为一种安全储备。还有一种可能是考虑到计算较困难，不确定因素较多而不予考虑，而且在工程上是偏安全的。近年来发展起来的桩同作用分析，主要也是考虑桩间土直接承担荷载。在疏桩基础、减小沉降量桩基和考虑桩同作用的思路中都是主动考虑摩擦桩基础中客观上存在的桩间土直接承担荷载的性状。考虑桩同直接承担荷载的桩基称为复合桩基。是否可以说复合桩基实质上是主动考虑桩间土直接承担荷载的摩擦桩基，而在经典桩基理论中，摩擦桩基中是不考虑桩间土直接承担荷载的。

前面已经谈过，复合地基的本质就是考虑桩间土和桩体共同直接承担荷载。由上面分析可知复合桩基的本质也是考虑桩同直接承担荷载。因此可以将复合桩基归为刚性桩复合地基范畴。复合桩基是一类刚性桩复合地基。在《复合地基》（ 龚晓南，!..& 年） 中已谈到：刚性摩擦桩考虑桩同作用，可采用复合地基理论计算。目前，在学术界和工程界对复合桩基是属于复合地基还是属于桩基础是有争议的，笔者认为既可将复合桩基视作桩基

础，也可将其视为一种复合地基；同时又认为复合桩基属于桩基还是属于复合地基并不十分重要，重要的是弄清复合桩基的本质，复合桩基的承载力和变形特性，复合桩基的形成条件，复合桩基理论与传统桩基理论的区别。

事实上也可以将复合桩基视为复合地基一种，或者说将其归属复合地基，有助于对复合桩基荷载传递规律的认识，也有益于复合桩基理论的发展。

随着多种复合地基技术的应用，复合地基质量检测近年来也得到发展。但相比较复合地基质量检测方面存在的问题和困难多一些，需要继续努力。作为复合地基整体质量检测，不仅是桩体质量检测，还应包括桩间土的测试，以及桩土复合体的性能测试。