時間:2022-11-20 17:24:21
序論:速發表網結合其深厚的文秘經驗,特別為您篩選了11篇地理設計論文范文。如果您需要更多原創資料,歡迎隨時與我們的客服老師聯系,希望您能從中汲取靈感和知識!
二、教學內容編排與分析
由于傳統的教學內容往往局限于學科知識,強調知識的嚴密邏輯性,而生態化教學的教學內容則更加豐富、范圍更加廣泛,這要求教師在生態化教學中,應善于發揮主動性和創造性,設計出適合學生接受,利于學生多種能力形成和科學素養的提高,體現生態化特色的教學內容。地理是一門有著廣泛實踐性、生活性、開放性的學科。因此,在教學中一方面要根據學生實際出發,選取貼近學生日常生活的內容作為課堂教學資源,并與課本內容相互融合,促進課堂教學內容生活化;另一方面教師要引導學生運用所學知識去分析現實生活中的地理現象、地理問題,做到學以致用。地理教材選擇的教學內容反映本學科最基本、最基礎的知識結構,但并非一成不變。當今社會是知識總量急劇增長的“信息爆炸”時代,以靜態形式呈現的教材不可能即時呈現出本學科的最新研究動態。這要求教師在教學中將新信息與現有教材相結合,豐富教學內容,提高地理學的學科魅力。四、學習任務設計地理教學理論認為,突出人地關系、注重空間關系是地理學科教學的鮮明特色,人地關系既是地理教學的核心內容,也是地理教學設計的思想論和方法論,同時地理事物之間存在著各種關系,主要有空間關系、因果關系、利害關系等,其中最重要的就是空間關系。因此,設計學習任務時應以人地關系和空間關系為核心,促進學生認識人地關系、理解協調人地關系的途徑、懂得可持續發展的重要性,培養學生空間思維與地理智慧。學習任務設計是地理生態化教學設計模式的核心與重點。對人地關系和空間關系的認識與理解包含一系列問題,這些問題可分為主問題和子問題,子問題的解決有助于解決主問題,這樣使人地關系和空間關系在教學過程中更加明確具體化,使學習者更容易認識與理解人地關系和空間關系。地理生態化教學強調教師營造一個對學習者有意義的真實情景,學習情景設計,有助于將地理問題置于真實的地理環境中,有助于學生知識與能力的遷移;信息資源設計可為人地關系和空間關系的理解與解決提供更加豐富的資源和方案;認知工具是支持、指引擴充使用者思維過程的心智模式和設備,利用它進行信息與資源的獲取、處理、編輯、制作等可促進學生對人地關系和空間關系的認知;教學策略是為達成教學目的,在對教學活動清晰認識的基礎上對教學活動進行調節和控制的一系列執行過程,教學設計應依據具體的教學目標、教學內容、課堂生態主體選擇適當的教學策略,有利于促進學生對人地關系和空間關系的認識與理解。
三、教學管理與生態環境設計
地理生態化教學強調的是一種動態平衡、和諧發展、可持續的教學氛圍,因此地理教學管理應關注學生個體的成長與發展和師生、生生關系,建設一個和諧、開放的教學管理系統。良好的生態系統首先應具有共生平衡性,生態系統上的動態平衡即系統中各因子與內外界環境之間,因子與因子之間,通過量的流動、物質循環和信息傳遞達到一種高度適應、協調統一的共生關系,缺少任何條件,就會導致生態平衡被破壞。地理教學生態系統如果要達到最優化的動態平衡就要充分考慮教師與學生、課堂與外界環境之間的關系。傳統教學設計中,教師很少關注教學生態環境對教師教學、學生學習的影響。然而教室光線不足、空氣不流通、溫度不適宜和學生座位排列都會影響師生情緒,所以要創造良好的教學環境非常重要,而民主、輕松、融洽的教學氛圍更能提高學生學習興趣。
1.過于追求課堂間學生的活動形式而弱化了地理學科的邏輯性和系統性
不少地理教師在公開課或比賽活動中,為了體現新課程師生互動、合作探究等新理念,精心設計情境導入,內容呈現生動活潑,小組合作探究風生水起。筆者在參加青年地理教師教學能手大賽中擔任評委時,遇到如下情形:上課內容為人教版必修1第四章第一節營造地表形態的力量,各位選手都能創設生動逼真的教學情境,如有些以導游的形式帶著學生欣賞各種地貌,有些則用谷歌地球軟件展示,有些老師精心制作親歷的旅游電子像冊配上動聽的音樂等等,課堂氣氛活躍,師生互動性強。但課后反思:大部分老師缺失地質作用概念的介紹、內力作用與外力作用的性質對比、板塊構造學說的講解與應用這三大塊內容,我們不禁要叩問:這節課究竟培養了學生什么地理素養?學生的什么地理核心能力得到提高?又如,高二“區域地理”教學時,某教師把“中亞”“西亞”合并,按“地形、氣候、水文、土壤與植被”四塊內容進行分組討論,盡管氣氛活躍,師生互動,學生自主、小組合作探究的模式得以充分地展現,但是它在本質上割裂了自然地理環境各要素,違背了它們之間相互聯系、相互制約、相互滲透的整體性原理,因而是一堂不可取的地理課。
2.過于追求生動震撼的直觀動畫視頻情境而忽略了地理問題情境的精心創設
新課改倡導改變知識的呈現方式,充分利用現代多媒體教學手段輔助課堂教學。就其本質而言,現代多媒體只是一種輔助教學的手段,而提升學生的地理思維能力是內容,是目的。形式必須為內容服務,否則徒有其形,不見其神,這樣的形式就有作秀之嫌,甚至過多花哨的形式反過來會沖淡主題,影響教學目標的達成。如過于追求景觀圖藝術照片漫畫等媒體呈現而沖淡了地圖、統計圖表、示意圖、邏輯框圖的應用與深度解讀;穿插過多過久的富有感染力的視頻和動畫,反而干擾了學生對核心問題的關注與思考。
3.過于追求現代教學媒體的應用而疏忽了傳統的地理“三板”基本功的訓練與應用
不少地理教師尤其是年輕教師在上課時遇到突然停電或電腦發生故障的情形下,出現無法順利地繼續開展教學工作,或照本宣科,草草行事,勉強拖到下課的現象。還有些老師運用現代媒體如行云流水,得心應手,而在黑板上竟然沒有一個粉筆字、一幅板圖或板畫,聽課老師提出中肯建議,上課老師卻說既然投影屏幕上已經出現了,何必多此一舉。誠然,現代教學媒體為當今課堂教學提供了強有力的手段與技術,加大了課堂教學的密度,加強了師生、生生間的交互性,改變了學生的學習方式,使地理課堂變得更加豐富多彩、賞心悅目;但也帶來了視角疲勞、浮光掠影、不易用筆記錄、難于銘記在心等負面影響。而在多媒體出現之前,曾經支撐傳統地理課堂教學的“三板”(板書、板圖、板畫)基本功的訓練與應用,雖然一度被遺忘和忽略,現又重受關注和寵愛。“三板”的應用和傳統媒體與現代媒體各有千秋,優勢互補,應用起來相得益彰,不可偏廢,必須有機結合,促進地理課堂效益最優化。
4.過于追求預設中教學目標的達成度而壓抑了課堂中的動態生成
目前中國基礎教育的主要問題之一,偏重學生收斂性思維的訓練而疏忽學生發散性思維的培養,長此以往會導致一個民族的創新意識及創造能力不足。不少教師在教學設計中,教學目標、教學內容、教學方法與媒體選擇、教學過程中教師活動、學生活動、設計意圖等每個環節都精心斟酌,一絲不茍,偏偏忽略了課堂中最能閃現意外的思維火花、最富于創意的動態生成這一重要環節。預設與生成是一對矛盾,它們之間的關系是對立統一的關系??茖W、合理的預設不僅不會壓抑生成,反而能夠充分考慮營造寬松和諧的氛圍、精心挑選或設計有利于激活學生發散性思維的開放性問題、創疑激趣、循循善誘,更有利于課堂教學中師生的深度互動和動態生成。
5.過于依賴典型案例的剖析而忽視了選擇非典型案例進行分析提升遷移
案例教學法是新課程改革中倡導的一種新型教學方法。不少老師未深刻理解案例教學法的本質內涵,誤把案例當成舉例;把教材中的典型案例分析方法當成是解決同類地理案例問題的“靈丹妙藥”,缺乏舉一反三、靈活遷移的能力。
二、原因分析
當然,地理教學設計中的問題是多種多樣的,以上五種現象無法完全涵蓋問題的全部。它們有一個共同特征:重視新課改理念之形,忽視了新課改理念之神;重視師生互動、生生互動、合作探究、多媒體輔助教學、目標達成、案例教學等教學方式之形式,忽視了所有教學形式都必須服從和服務于學生地理學科素養的培養與核心能力的提升這一內容和目的。重新認識內容和形式的有機統一關系,有利于澄清紛繁蕪雜的地理課堂表象,探尋高效地理課堂的本真,防止在內容與形式兩者關系處理過程之中有失偏頗,有利于高中地理課堂高效教學模式的建構和實施。
三、改進策略
地理素養分為地理科學素養、地理人文素養和地理信息技術素養三個部分。實際上,這三個部分也是相互包含的。地理學科核心能力是指賦予地理學科特色的、有別于跟其它學科共有的普通能力的特殊能力。如:綜合性與地域性是地理科學的兩大基本特性。綜合性反映在中學地理學科之中就表現為整體性;地域性反映在中學地理學科之中就表現為區域差異性或案例的典型性及非典型性。因而中學地理學科核心能力即整體性及區域差異性的理解與應用能力。課程改革再怎么改,高中地理課程的終極目標和本真依然是學生地理學科核心能力的培養與提升,其主要策略為:倡導地理課堂自始至終都必須貫穿“問題驅動”,實現知識問題化、問題情境化(案例化)、思維圖示化(各類地理圖像――也包含“概念圖、思維導圖等等”),通常稱之為“三化”。在“問題驅動”的課堂結構中,必須設置一連串的問題構成問題鏈,要注意各問題之間的梯度與邏輯關聯,總體上遵循先易后難、先典型后非典型、先具體后抽象再回歸到新的具體問題的設置原則。以下主要探討如何從整體性與案例的典型性及非典型性兩個方面入手改進地理課堂教學設計。
四、整體性原理與地理教學設計
不僅自然地理環境存在整體性規律,在人文地理環境、自然環境與人文環境之間也存在著整體性規律。圖1反映了地理環境間普遍存在的整體性規律。為此,在教學設計中,必須體現整體性思想,切忌孤立地、靜止地看待和分析地理問題,教學設計各環節必須滲透和貫穿整體性原理。如分析氣候的形成因子除考慮自然方面因素外,也要考慮人類活動;高三復習氣候專題除分析氣候的形成因子外,還要復習氣候對其它自然因素的影響、對自然環境的整體影響、對人文地理各要素的影響乃至對地理環境與人類可持續發展的整體影響。自然資源是自然環境與人類活動的紐帶和連接點,具有自然與人文的雙重屬性。又如必修2“交通運輸方式和布局”一節的教學設計,無論是新課還是復習課,都必須貫穿整體性原則,人文地理內容核心能力要求是“區位”分析,在前面學習人口遷移、城市化、農業、工業等內容時,都離不開“交通運輸”這一共同的重要區位因素(影響因素)的分析。實際上,人文地理環境與自然地理環境一樣,都存在整體性特征,突出表現為人類活動受制于各種區位因素,同時它本身又構成其他人類活動的區位因素,交通運輸亦然。教學設計中,要充分強調交通運輸的布局與地區經濟社會發展這種“互動”關系,結合關聯案例引導學生加深對“區位”復雜性、動態性的認識,懂得具體問題具體分析。
五、案例的典型性及非典型性選擇與地理教學設計
傳統的地理教學高度關注典型性案例,通過對典型案例的深入剖析,建立起一般的思維模式(答題框架),然后把它當成放之四海而皆準的工具,機械地套用在所有同類問題的解決之中。實際上,地理環境是復雜多變的,具有鮮明的地域差異性。從典型的案例中提煉出來的一般原理只有與實際情境的特殊性與非典型性相結合,才能豐富、調整和完善原有的認知結構,實現知識遷移,才能促成學生螺旋式遞進的認知水平和能力的提升,才能達到舉一反三、學以致用的目的。
一、引言
基礎是建筑物和地基之間的連接體?;A把建筑物豎向體系傳來的荷載傳給地基。從平面上可見,豎向結構體系將荷載集中于點,或分布成線形,但作為最終支承機構的地基,提供的是一種分布的承載能力。
如果地基的承載能力足夠,則基礎的分布方式可與豎向結構的分布方式相同。但有時由于土或荷載的條件,需要采用滿鋪的伐形基礎。伐形基礎有擴大地基接觸面的優點,但與獨立基礎相比,它的造價通常要高的多,因此只在必要時才使用。不論哪一種情況,基礎的概念都是把集中荷載分散到地基上,使荷載不超過地基的長期承載力。因此,分散的程度與地基的承載能力成反比。有時,柱子可以直接支承在下面的方形基礎上,墻則支承在沿墻長度方向布置的條形基礎上。當建筑物只有幾層高時,只需要把墻下的條形基礎和柱下的方形基礎結合使用,就常常足以把荷載傳給地基。這些單獨基礎可用基礎梁連接起來,以加強基礎抵抗地震的能力。只是在地基非常軟弱,或者建筑物比較高的情況下,才需要采用伐形基礎。多數建筑物的豎向結構,墻、柱都可以用各自的基礎分別支承在地基上。中等地基條件可以要求增設拱式或預應力梁式的基礎連接構件,這樣可以比獨立基礎更均勻地分布荷載。
如果地基承載力不足,就可以判定為軟弱地基,就必須采取措施對軟弱地基進行處理。軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構成的地基。在建筑地基的局部范圍內有高壓縮性土層時,應按局部軟弱土層考慮??辈鞎r,應查明軟弱土層的均勻性、組成、分布范圍和土質情況,根據擬采用的地基處理方法提供相應參數。沖填土尚應了解排水固結條件。雜填土應查明堆積歷史,明確自重下穩定性、濕陷性等基本因素。
在初步計算時,最好先計算房屋結構的大致重量,并假設它均勻的分布在全部面積上,從而等到平均的荷載值,可以和地基本身的承載力相比較。如果地基的容許承載力大于4倍的平均荷載值,則用單獨基礎可能比伐形基礎更經濟;如果地基的容許承載力小于2倍的平均荷載值,那么建造滿鋪在全部面積上的伐形基礎可能更經濟。如果介于二者之間,則用樁基或沉井基礎。
二、地基的處理方法
利用軟弱土層作為持力層時,可按下列規定執行:1)淤泥和淤泥質土,宜利用其上覆較好土層作為持力層,當上覆土層較薄,應采取避免施工時對淤泥和淤泥質土擾動的措施;2)沖填土、建筑垃圾和性能穩定的工業廢料,當均勻性和密實度較好時,均可利用作為持力層;3)對于有機質含量較多的生活垃圾和對基礎有侵蝕性的工業廢料等雜填土,未經處理不宜作為持力層。局部軟弱土層以及暗塘、暗溝等,可采用基礎梁、換土、樁基或其他方法處理。在選擇地基處理方法時,應綜合考慮場地工程地質和水文地質條件、建筑物對地基要求、建筑結構類型和基礎型式、周圍環境條件、材料供應情況、施工條件等因素,經過技術經濟指標比較分析后擇優采用。
地基處理設計時,應考慮上部結構,基礎和地基的共同作用,必要時應采取有效措施,加強上部結構的剛度和強度,以增加建筑物對地基不均勻變形的適應能力。對已選定的地基處理方法,宜按建筑物地基基礎設計等級,選擇代表性場地進行相應的現場試驗,并進行必要的測試,以檢驗設計參數和加固效果,同時為施工質量檢驗提供相關依據。
經處理后的地基,當按地基承載力確定基礎底面積及埋深而需要對地基承載力特征值進行修正時,基礎寬度的地基承載力修正系數取零,基礎埋深的地基承載力修正系數取1.0;在受力范圍內仍存在軟弱下臥層時,應驗算軟弱下臥層的地基承載力。對受較大水平荷載或建造在斜坡上的建筑物或構筑物,以及鋼油罐、堆料場等,地基處理后應進行地基穩定性計算。結構工程師需根據有關規范分別提供用于地基承載力驗算和地基變形驗算的荷載值;根據建筑物荷載差異大小、建筑物之間的聯系方法、施工順序等,按有關規范和地區經驗對地基變形允許值合理提出設計要求。地基處理后,建筑物的地基變形應滿足現行有關規范的要求,并在施工期間進行沉降觀測,必要時尚應在使用期間繼續觀測,用以評價地基加固效果和作為使用維護依據。復合地基設計應滿足建筑物承載力和變形要求。地基土為欠固結土、膨脹土、濕陷性黃土、可液化土等特殊土時,設計要綜合考慮土體的特殊性質,選用適當的增強體和施工工藝。復合地基承載力特征值應通過現場復合地基載荷試驗確定,或采用增強體的載荷試驗結果和其周邊土的承載力特征值結合經驗確定。
常用的地基處理方法有:換填墊層法、強夯法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預壓法、夯實水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴樁法、單液硅化法和堿液法等。
1換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力,減少沉降量,加速軟弱土層的排水固結,防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。
2強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。強夯置換法適用于高飽和度的粉土,軟-流塑的粘性土等地基上對變形控制不嚴的工程,在設計前必須通過現場試驗確定其適用性和處理效果。強夯法和強夯置換法主要用來提高土的強度,減少壓縮性,改善土體抵抗振動液化能力和消除土的濕陷性。對飽和粘性土宜結合堆載預壓法和垂直排水法使用。
3砂石樁法適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基,提高地基的承載力和降低壓縮性,也可用于處理可液化地基。對飽和粘土地基上變形控制不嚴的工程也可采用砂石樁置換處理,使砂石樁與軟粘土構成復合地基,加速軟土的排水固結,提高地基承載力。
4振沖法分加填料和不加填料兩種。加填料的通常稱為振沖碎石樁法。振沖法適用于處理砂土、粉土、粉質粘土、素填土和雜填土等地基。對于處理不排水抗剪強度不小于20kPa的粘性土和飽和黃土地基,應在施工前通過現場試驗確定其適用性。不加填料振沖加密適用于處理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振沖碎石樁主要用來提高地基承載力,減少地基沉降量,還可用來提高土坡的抗滑穩定性或提高土體的抗剪強度。
5水泥土攪拌法分為漿液深層攪拌法(簡稱濕法)和粉體噴攪法(簡稱干法)。水泥土攪拌法適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。不宜用于處理泥炭土、塑性指數大于25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機質含量較高的地基。若需采用時必須通過試驗確定其適用性。當地基的天然含水量小于30%(黃土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4時不宜采用于法。連續搭接的水泥攪拌樁可作為基坑的止水帷幕,受其攪拌能力的限制,該法在地基承載力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的應用有一定難度。
6高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。當地基中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖或較高的有機質時,應根據現場試驗結果確定其適用性。對地下水流速度過大、噴射漿液無法在注漿套管周圍凝固等情況不宜采用。高壓旋噴樁的處理深度較大,除地基加固外,也可作為深基坑或大壩的止水帷幕,目前最大處理深度已超過30m。
7預壓法適用于處理淤泥、淤泥質土、沖填土等飽和粘性土地基。按預壓方法分為堆載預壓法及真空預壓法。堆載預壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。當軟土層厚度小于4m時,可采用天然地基堆載預壓法處理,當軟土層厚度超過4m時,應采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預壓法處理。對真空預壓工程,必須在地基內設置排水豎井。預壓法主要用來解決地基的沉降及穩定問題。
8夯實水泥土樁法適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。該法施工周期短、造價低、施工文明、造價容易控制,目前在北京、河北等地的舊城區危改小區工程中得到不少成功的應用。
9水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)法適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結的素填土等地基。對淤泥質土應根據地區經驗或現場試驗確定其適用性?;A和樁頂之間需設置一定厚度的褥墊層,保證樁、同承擔荷載形成復合地基。該法適用于條基、獨立基礎、箱基、筏基,可用來提高地基承載力和減少變形。對可液化地基,可采用碎石樁和水泥粉煤灰碎石樁多樁型復合地基,達到消除地基土的液化和提高承載力的目的。
10石灰樁法適用于處理飽和粘性土、淤泥、淤泥質土、雜填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土層時,可采取減少生石灰用量和增加摻合料含水量的辦法提高樁身強度。該法不適用于地下水下的砂類土。
11灰土擠密樁法和土擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,可處理的深度為5~15m。當用來消除地基土的濕陷性時,宜采用土擠密樁法;當用來提高地基土的承載力或增強其水穩定性時,宜采用灰土擠密樁法;當地基土的含水量大于24%、飽和度大于65%時,不宜采用這種方法?;彝翑D密樁法和土擠密樁法在消除土的濕陷性和減少滲透性方面效果基本相同,土擠密樁法地基的承載力和水穩定性不及灰土擠密樁法。
12柱錘沖擴樁法適用于處理雜填土、粉土、粘性土、素填土和黃土等地基,對地下水位以下的飽和松軟土層,應通過現場試驗確定其適用性。地基處理深度不宜超過6m。
13單液硅化法和堿液法適用于處理地下水位以上滲透系數為0.1~2m/d的濕陷性黃土等地基。在自重濕陷性黃土場地,對Ⅱ級濕陷性地基,應通過試驗確定堿液法的適用性。
14在確定地基處理方案時,宜選取不同的多種方法進行比選。對復合地基而言,方案選擇是針對不同土性、設計要求的承載力提高幅質、選取適宜的成樁工藝和增強體材料。
三、基礎的設計
房屋基礎設計應根據工程地質和水文地質條件、建筑體型與功能要求、荷載大小和分布情況、相鄰建筑基礎情況、施工條件和材料供應以及地區抗震烈度等綜合考慮,選擇經濟合理的基礎型式。
砌體結構優先采用剛性條形基礎,如灰土條形基礎、Cl5素混凝土條形基礎、毛石混凝土條形基礎和四合土條形基礎等,當基礎寬度大于2.5m時,可采用鋼筋混凝土擴展基礎即柔性基礎。
多層內框架結構,如地基土較差時,中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎,中柱宜用鋼筋混凝土柱。
框架結構、無地下室、地基較好、荷載較小可采用單獨柱基,在抗震設防區可按《建筑抗震設計規范》第6.1.1l條設柱基拉梁。
無地下室、地基較差、荷載較大為增強整體性,減少不均勻沉降,可采用十字交叉梁條形基礎。
如采用上述基礎不能滿足地基基礎強度和變形要求,又不宜采用樁基或人工地基時,可采用筏板基礎(有梁或無梁)。
框架結構、有地下室、上部結構對不均勻沉降要求嚴、防水要求高、柱網較均勻,可采用箱形基礎;柱網不均勻時,可采用筏板基礎。
有地下室,無防水要求,柱網、荷載較均勻、地基較好,可采用獨立柱基,抗震設防區加柱基拉梁?;虿捎娩摻罨炷两徊鏃l形基礎或筏板基礎。
筏板基礎上的柱荷載不大、柱網較小且均勻,可采用板式筏形基礎。當柱荷載不同、柱距較大時,宜采用梁板式筏基。
無論采用何種基礎都要處理好基礎底板與地下室外墻的連結節點。
框剪結構無地下室、地基較好、荷載較均勻,可選用單獨柱基,墻下條基,抗震設防地區柱基下設拉梁并與墻下條基連結在一起。
無地下室,地基較差,荷載較大,柱下可選用交叉條形基礎并與墻下條基連結在一起,以加強整體性,如還不能滿足地基承載力或變形要求,可采用筏板基礎。剪力墻結構無地下室或有地下室,無防水要求,地基較好,宜選用交叉條形基礎。當有防水要求時,可選用筏板基礎或箱形基礎。高層建筑一般都設有地下室,可采用筏板基礎;如地下室設置有均勻的鋼筋混凝土隔墻時,采用箱形基礎。
當地基較差,為滿足地基強度和沉降要求,可采用樁基或人工處理地基。
多棟高樓與裙房在地基較好(如卵石層等)、沉降差較小、基礎底標高相等時基礎可不分縫(沉降縫)。當地基一般,通過計算或采取措施(如高層設混凝土樁等)控制高層和裙房間的沉降差,則高層和裙房基礎也可不設縫,建在同一箋基上。施工時可設后澆帶以調整高層與裙房的初期沉降差。
當高層與裙房或地下車庫基礎為整塊筏板鋼筋混凝土基礎時,在高層基礎附近的裙房或地下車庫基礎內設后澆帶,以調整地基的初期不均勻沉降和混凝土初期收縮。
現在我就大型基礎設計中較多見的基礎類型的樁基礎和后澆帶的設計討論一下
1當天然地基或人工地基的地基承載力或變形不能滿足設計要求,或經過經濟比較采用淺基礎反而不經濟時,可采用樁基礎。
2樁平面布置原則:
1)力求使各樁樁頂受荷均勻,上部結構的荷載重心與樁的重心相重合,并使群樁在承受水平力和彎矩方向有較大的抵抗矩。
2)在縱橫墻交叉處都應布樁,橫墻較多的多層建筑可在橫墻兩側的縱墻上布樁,門洞口下面不宜布樁。
3)同一結構單元不宜同時采用摩擦樁和端承樁。
4)大直徑樁宜采用一柱一樁;筒體采用群樁時,在滿足樁的最小中心距要求的前提下,樁宜盡量布置在筒體以內或不超出筒體外緣1倍板厚范圍之內。
5)在伸縮縫或防震縫處可采用兩柱共用同一承臺的布樁形式。
6)剪力墻下的布樁量要考慮剪力墻兩端應力集中的影響,而剪力墻中和軸附近的樁可按受力均勻布置。
3樁端進入持力層的最小深度:
1)應選擇較硬上層或巖層作為樁端持力層。樁端進入持力層深度,對于粘性土、粉土不宜小于2d(d為樁徑);砂土及強風化軟質巖不宜小于1.5d;對于碎石土及強風化硬質巖不宜小于1d,且不小于0.5m。
2)樁端進入中、微風化巖的嵌巖樁,樁全斷面進入巖層的深度不宜小于0.5m,嵌入灰巖或其他未風化硬質巖時,嵌巖深度可適當減少,但不宜小于0.2m。
3)當場地有液化土層時,樁身應穿過液化土層進入液化土層以下的穩定土層,進入深度應由計算確定,對碎石土、礫、粗中砂、堅硬粘性土和密實粉土且不應小于0.5m,對其他非巖石土且不宜小于1.5m。
4)當場地有季節性凍土或膨脹土層時,樁身進入上述土層以下的深度應通過抗拔穩定性驗算確定,其深度不應小于4倍樁徑,擴大頭直徑及1.5m。
樁型選擇原則。樁型的選擇應根據建筑物的使用要求,上部結構類型、荷載大小及分布、工程地質情況、施工條件及周圍環境等因素綜合確定。
1)預制樁(包括混凝土方形樁及預應力混凝土管樁)適宜用于持力層層面起伏不大的強風化層、風化殘積土層、砂層和碎石土層,且樁身穿過的土層主要為高、中壓縮性粘性土,穿越層中存在孤石等障礙物的石灰巖地區、從軟塑層突變到特別堅硬層的巖層地區均不適用。其施工方法有錘擊法和靜壓法兩種。
2)沉管灌注樁(包括小直徑D<5O0mm,中直徑D=500~600mm)適用持力層層面起伏較大、且樁身穿越的土層主要為高、中壓縮性粘性土;對于樁群密集,且為高靈敏度軟土時則不適用。由于該樁型的施工質量很不穩定,故宜限制使用。
3)在飽和粘性土中采用上述兩類擠土樁尚應考慮擠土效應對于環境和質量的影響,必要時采取預鉆孔。設置消散超孔隙水壓力的砂井、塑料插板、隔離溝等措施。鉆孔灌注樁適用范圍最廣,通常適用于持力層層面起伏較大,樁身穿越各類上層以及夾層多、風化不均、軟硬變化大的巖層;如持力層為硬質巖層或地層中夾有大塊石等,則需采用沖孔灌注樁。無地下水的一般土層,可采用長短螺旋鉆機干作業成孔成樁。鉆(沖)孔時需泥漿護壁,故施工現場受限制或對環境保護有特殊要求的,不宜采用。
4)人工挖孔樁適用于地下水水位較深,或能采用井點降水的地下水水位較淺而持力層較淺且持力層以上無流動性淤泥質土者。成孔過程可能出現流砂、涌水、涌泥的地層不宜采用。
5)鋼樁(包括H型鋼樁和鋼管樁)工程費用昂貴,一般不宜采用。當場地的硬持力層極深,只能采用超長摩擦樁時,若采用混凝土預制樁或灌注樁又因施工工藝難以保證質量,或為了要趕工期,此時可考慮采用鋼樁。鋼樁的持力層應為較硬的土層或風化巖層。
6)夯擴樁,當樁端持力層為硬粘土層或密實砂層,而樁身穿越的土層為軟土、粘性土、粉土,為了提高樁端承載力可采用夯擴樁。由于夯擴樁為擠土樁,為消除擠土效應的負面影響,應采取與上述預制樁和沉管灌注樁類似的措施。
后澆帶設計
因調整地基初期不均勻沉降而設的后澆帶,帶寬800~1O00mm。后澆帶自基礎開始在各層相同位置直到裙房屋頂板全部設后澆帶,包括內外墻體。施工時后澆帶兩邊梁板必須支撐好,直到后澆帶封閉并混凝土達到設計強度后拆除。后澆帶內的混凝土等級采用比原構件提高一級的微膨脹混凝土。如沉降觀測記錄在高層封頂時,沉降曲線平緩可在高層封頂一個月后封閉后澆帶。沉降曲線不緩和則宜延長封閉后澆帶時間。
基礎后澆帶封閉前要求施工時覆蓋,以免雜物垃圾掉落難于清理。并提出清除雜物垃圾的措施,如后澆帶處墊層局部降低等。有必要時后澆帶中設置適量加強鋼筋,如梁面、底鋼筋相同等措施。
設計者必須認真對待由于超長給結構帶來的不利影響,當增大結構伸縮縫間距或者是不設置伸縮縫時,必須采取切實可行的措施,防止結構開裂。在適當增大伸縮縫最大間距的各項措施中,在結構施工階段采取防裂措施是國內外通用的減小混凝土收縮不利影響的有效方法,我國常用的做法是設置施工后澆帶。另外,當建筑物存在較大的高差,但是結構設計根據具體情況可不設置永久變形縫時,例如高層建筑主體和多層(或低層)裙房之間,也常常采用施工后澆帶來解決施工階段的差異沉降問題。這兩種施工后澆帶,前者可稱之為收縮后澆帶,后者可稱之為沉降后澆帶。
后澆帶的設計
當建筑結構的平面尺寸超過混凝土規范規定的伸縮縫最大間距(混凝土規范第9.1.1條)時,可考慮采用施工后澆帶的方法來適當增大伸縮縫間距。但一般地上結構由于受環境溫度變化影響較大,所以伸縮縫最大間距不宜超過混凝土規范限值過多,同時應注意加強屋面保溫隔熱,采用可靠的、高效的外墻外保溫,并適當提高外縱墻、山墻、屋面等重要部位的縱向鋼筋配筋率。當地上結構由于抗震設計需要而設置了防震縫時,伸縮縫寬度應滿足防震縫寬度的要求。地下室結構超長的情況較為常見,除地下室頂板和處于室外地面以上的地下室外墻受溫度變化影響相對較大外,地下室內部和基礎結構在使用階段受室內外溫度變化影響較小,需解決的主要問題是混凝土收縮應力對結構的影響。除在施工階段設置后澆帶外,應該加強地下室頂板及地下室外墻的配筋,建議縱向鋼筋最小配筋率不宜小于0.5%,鋼筋應盡可能選擇直徑較小的,一般10到16即可,間距盡量選擇較密的,宜不大于150mm,細而密的鋼筋分布對結構抗裂是有利的。
必須指出的是,后澆帶只能解決施工期間的混凝土自收縮,它不能解決由于溫度變化引起的結構應力集中,更不能替代伸縮縫。有一些結構設計者將后澆帶和伸縮縫等同起來的看法是錯誤的,因為兩者的作用并不相同。
當地下室結構超長過多,單靠設置后澆帶不足以解決混凝土收縮和溫度變化問題時,可以考慮采用補償收縮混凝土,在適當位置設置膨脹加強帶。采用這種方法,不僅可以進一步增大伸縮縫最大間距,而且可以用膨脹加強帶取代部分施工后澆帶,從而實現混凝土的連續澆筑即無縫施工。但應注意,采用膨脹加強帶取代部分施工后澆帶時,膨脹加強帶的位置應設置在結構溫度應力集中部位,并應制定嚴格的技術保障措施,保證混凝土原材料的質量和微膨脹劑的配合比準確,結構設計應對地下室結構各部位混凝土的限制膨脹率提出明確要求。
對高層建筑主體與裙房之間是設置永久變形縫,還是在施工階段設置沉降后澆帶,應該根據建筑場地地基持力層土質情況、基礎形式、上部結構布置等條件綜合確定。當地基持力層土質較好,例如高層建筑基礎做在基巖層或卵石層上,或采用樁基時,高層建筑沉降變形量較小,此時可考慮采用施工后澆帶而不設置永久變形縫,將高層建筑與裙房基礎(或地下室)連成整體。當地基持力層壓縮性較高,且厚度較大,高層建筑主體與裙房之間的高差懸殊較大,高層建筑荷載較大,則由于高層建筑與裙房之間的差異沉降量較大,在采用天然地基的情況下,還是以設置永久變形縫將高層建筑與裙房徹底脫開為好。當高層建筑與相鄰的裙房之間設置永久變形縫時,高層建筑的基礎埋深一般應大于裙房基礎埋深至少2米,不滿足此要求時應計算高層建筑的穩定性,并采取可靠措施防止高層建筑與裙房之間發生相互傾斜。筆者曾經參觀過某工程,高層建筑地下一層,地上十六層,純地下車庫一層,與高層建筑地下室貫通,其間設置了沉降縫,基礎埋深基本相同,沉降縫間采用硬質材料填充。由于沒有解決好高層建筑與地下車庫間的互傾問題,建筑投入使用后,發現沉降縫兩側墻體開裂,造成地下室滲漏。
近年來,復合地基得到了廣泛應用,復合地基可以提高地基持力層承載力,提高土體彈性模量,有效地控制建筑物沉降。北京地區有些工程已經通過在高層建筑下采用復合地基的方法來替代樁基,以解決高層建筑主體與裙房之間差異沉降的問題。不論采用哪種方法,如果采用施工后澆帶而不設置永久變形縫,都應依據相關規范計算裙房和高層建筑的整體傾斜。當采用地基處理時,在結構設計圖紙上,應明確規定采用地基處理后,高層建筑與裙房之間的變形要求。
施工后澆帶的位置,應根據基礎和上部結構布置的具體情況確定,不能想當然,搞一刀切。后澆帶應設置在結構受力較小處,一般在梁、板跨度內的三分之一處,結構彎矩和剪力均較小,且宜自上而下對齊,豎向上不宜錯開,后澆帶間距一般為30米到50米。在高層建筑與裙房之間設置后澆帶時,后澆帶宜處于裙房一側,且在結構設計上,應注意加強高層建筑與裙房相連部位的構造,提高縱向鋼筋配筋率,用以抵抗后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結構內力。為減小后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結構內力,尚應采取其他措施,通常可考慮以下方法:
1,高層建筑采用樁基或其他地基基礎處理方法,或補償基礎,盡量擴大高層建筑基礎與地基接觸面積,減小高層建筑基礎底面接觸壓力,而裙房則采用埋深較淺的獨立柱基或條形基礎等,調節高層建筑與裙房之間的差異沉降。
2,盡量減小裙房部分基礎與地基的接觸面積,即盡量增大裙房部分的基礎底面接觸壓力,加大裙房的沉浸量。
3,結合高層建筑埋置深度要求,調整高層建筑地下室高度,使地基持力層落在壓縮性小、地基承載力高的土層上,可有效地減小高層建筑的沉降量。
進行地基基礎設計時,結構設計者應結合工程具體情況,多方面對比,選擇經濟合理的方案。
后澆帶部位的鋼筋一般不宜斷開,而應讓鋼筋連續通過,即只將后澆帶處的混凝土臨時斷開。但有時工程具體情況不允許留后澆帶,例如某工程地下車庫通道的頂板、底板均與主樓相連,但是由于施工場地狹小,無法留設后澆帶,于是要求施工單位先施工結構主體,待主體完成后再施工車道部分,要求施工單位對與主體相連的鋼筋必須預留,后期采用焊接連接,同一截面的鋼筋焊接連接率不得大于50%。
有的工程將后澆帶內鋼筋全部斷開,這時候,為避免在同一截面鋼筋100%連接,宜將后澆帶曲折布置,而不要沿一直線布置。連接方式建議首選機械連接或焊接,但要注意施工質量。采用搭接連接時,應注意后澆帶寬度要滿足按混凝土規范計算的鋼筋搭接連接長度。
基礎后澆帶的斷面形式,應于結構設計圖紙上用詳圖明確表示出來,而不應推給施工單位。當地下水位較高時,宜在基礎后澆帶下設置防水板并增設一道附加防水層。
四、工程實例
一、工程概況
工程總建筑面積5880平方米。無地下室,地上7層框架結構,底層層高4.5m,以上各層層高均為3.1m
二、地質條件
本工程±0.000標高相當于羅零標高5.240米,場地內地層自上而下依次為:①素填土,層厚0.8~2.90m,回填時間4年主要填料為殘積粘性土,混磚瓦石塊場地分布均勻。②淤泥,呈飽和流塑狀,主要由粘粒、粉粒組成,夾雜有有機質,該層層厚4.00~9.00m。③粉質粘土,呈飽和可塑狀,手搓稍有粉粒感,粘性較好,標貫試驗的校正平均值為10擊,層位穩定,厚度為4.80~9.55。④含泥中粗砂,呈飽和密狀,層厚0.7~4m。⑤沙質粘土,呈飽和可塑狀,層厚0.5~3m。⑥中砂,飽和,含泥約10~20%,均勻分布于場地,厚度約2.10~7.60m。⑦殘積粘性土:飽和,可塑,原為輝綠巖脈,長石礦物已全風化成呈土狀,標貫試驗校正平均值為17擊厚2.70~6.70m。⑧散體強風化花崗巖,大部分長石類礦物已經風化呈土狀,巖心手捻可散,厚度2.25~14.20m。⑨強風化花崗巖層。⑩中風化花崗巖.
三、設計過程
柱網布置詳見附圖
經過PKPM結構計算軟件對本樓上部結構進行的計算,取軸力最大的情況得出柱底最小軸力為1930KN,最大柱底軸力為5832KN。由于淺層土不足以承受此荷載,所以選用樁基礎作為建筑物的基礎。由于柱底軸力差異較大,從經濟性和節約成本的考慮,所以選用2種樁徑,分別是F500和F400。
在設計工程中還應該注意的是PKPM所算出的柱底軸力為設計值,不能直接用于計算需要把算出的值除以1.25來轉化為特征值來計算.
1、確定單樁豎向承載力設計值
樁側總極限摩阻力標準值:Rsk=Up×Σlifsi
樁端極限阻力標準值:Rpk=Ap×fp
本工程中的單樁極限承載力根據靜載試驗確定F500為4100KN,F400為3100KN
單樁豎向承載力設計值Rd=(Rsk+Rpk)/1.65
F500Rd=4100/1.65=2484.8KN
F400Rd=3100/1.65=1878.8KN
單樁豎向承載力特征值Ra=(Rsk+Rpk)/2.0
F500Ra=4100/2=2050KN
F400Ra=3100/2=1550KN
2、確定樁的數量、間距和布置方式
初步估算樁數時,先不要考慮群樁效應,
在確定樁的數量時,我是根據各底層柱的軸力確定應該選用何種直徑的樁和確定樁的數量,例如在附圖中的(16)-(c)柱底軸力為1944.8KN(特征值),我選用兩樁承臺,樁徑為400;
(8)-(A)柱底軸力為4665.6KN,我選用三樁承臺,樁徑為500.
當為偏心受壓,一般樁的根數應相應的增加10%~20%。
樁的間距(中心距)采用3.6倍樁徑.
原則:使得群樁橫截面的重心應與荷載合力的作用點重合和接近或者是使其重心處于合力作用點變化范圍之內,并應盡量接近最不利的合力作用點。
具體布置方法見附圖。
3、承臺設計
獨立承臺、柱下或墻下條形承臺(梁式承臺),以及筏板承臺和箱形承臺,承臺設計包括選擇承臺的材料及其強度等級,幾何形狀及其尺寸,進行承臺結構承載力計算,并應使其構造滿足一定的要求。
構造要求:承臺最小寬度不應小于500mm,承臺邊緣至樁中心的距離不宜小于樁的直徑或邊長,邊緣挑出部分不應小于150mm,墻下條形承臺邊緣挑出部分可降低至75mm。條形和柱下獨立承臺的最小厚度為500mm,其最小埋深為600mm。
本工程中承臺混凝土等級C30,取其中的(8)-(A)柱位置的承臺為例計算:
一、基本資料:
承臺類型:三樁承臺圓樁直徑d=500mm
樁列間距Sa=900mm樁行間距Sb=1560mm
樁中心至承臺邊緣距離Sc=500mm
承臺根部高度H=1100mm承臺端部高度h=1100mm
柱子高度hc=700mm(X方向)柱子寬度bc=650mm(Y方向)
二、控制內力:
Nk=4666;
Fk=4666;
F=6299.1;
三、承臺自重和承臺上土自重標準值Gk:
a=2(Sc+Sa)=2*(0.5+0.9)=2.8m
b=2Sc+Sb=2*0.5+1.56=2.56m
承臺底部面積Ab=a*b-2Sa*Sb/2=2.8*2.56-2*0.9*1.56/2=5.76m
承臺體積Vct=Ab*H1=5.76*1.1=6.340m
承臺自重標準值Gk''''''''=γc*Vct=25*6.34=158.5kN
土自重標準值Gk''''=γs*(Ab-bc*hc)*ds=18*(5.76-0.65*0.7)*0.8
=76.4kN
承臺自重及其上土自重標準值Gk=Gk''''''''+Gk''''=158.5+76.4=235.0kN
四、承臺驗算:
圓樁換算樁截面邊寬bp=0.866d=0.866*500=433mm
1、承臺受彎計算:
(1)、單樁樁頂豎向力計算:
在軸心豎向力作用下
Qk=(Fk+Gk)/n(基礎規范8.5.3-1)
Qk=(4666+235)/3=1633.7kN≤Ra=2020kN
每根單樁所分配的承臺自重和承臺上土自重標準值Qgk:
Qgk=Gk/n=235/3=78.3kN
扣除承臺和其上填土自重后的各樁樁頂相應于荷載效應基本組合時的豎向力設計值:
Ni=γz*(Qik-Qgk)
N=1.35*(1633.7-78.3)=2099.7kN
(2)、承臺形心到承臺兩腰的距離范圍內板帶的彎矩設計值:
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
承臺形心到承臺兩腰的距離B1:
B1=Sa/S*2Sb/3+Sc*(Sa+Sb)/S=1.203m
M1=Nmax*[S-0.75*c1/(4-α^2)^0.5]/3(基礎規范8.5.16-4)
=2099.7*[1.801-0.75*0.65/(4-0.999^2)^0.5]/3
=1063.6kN·m
②號筋Asy=3783mmζ=0.068ρ=0.32%
10Φ22@110(As=3801)
(3)、承臺形心到承臺底邊的距離范圍內板帶的彎矩設計值:
承臺形心到承臺底邊的距離B2=Sb/3+Sc=1.020m
M2=Nmax*[αs-0.75*c2/(4-α^2)^0.5]/3(基礎規范8.5.16-5)
=2099.7*[1.8-0.75*0.7/(4-0.999^2)^0.5]/3
=1047.7kN·m
①號筋Asx=3667mmζ=0.076ρ=0.36%
10Φ22@100(As=3801)
2、承臺受沖切承載力驗算:
(1)、柱對承臺的沖切驗算:
扣除承臺及其上填土自重,作用在沖切破壞錐體上的沖切力設計值:
Fl=6299100N
三樁三角形柱下獨立承臺受柱沖切的承載力按下列公式計算:
Fl≤[βox*(2bc+aoy1+aoy2)+(βoy1+βoy2)*(hc+aox)]*βhp*ft*ho(參照承臺規程4.2.1-2)
X方向上自柱邊到最近樁邊的水平距離:
aox=900-0.5hc-0.5bp=900-700/2-433/2=333mm
λox=aox/ho=333/(1100-110)=0.337
X方向上沖切系數βox=0.84/(λox+0.2)(基礎規范8.5.17-3)
βox=0.84/(0.337+0.2)=1.565
Y方向(下邊)自柱邊到最近樁邊的水平距離:
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(下邊)沖切系數βoy1=0.84/(λoy1+0.2)(基礎規范8.5.17-4)
βoy1=0.84/(0.504+0.2)=1.194
Y方向(上邊)自柱邊到最近樁邊的水平距離:
aoy2=1560/3-0.5bc-0.5bp=520-650/2-433/2=-22mm
λoy2=aoy2/ho=-22/(1100-110)=-0.022
當λoy2<0.2時,取λoy2=0.2,aoy2=0.2ho=0.2*990=198mm
Y方向(上邊)沖切系數βoy2=0.84/(λoy2+0.2)(基礎規范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,滿足要求。
(2)、底部角樁對承臺的沖切驗算:
扣除承臺和其上填土自重后的角樁樁頂相應于荷載效應基本組合時的豎向力設計值:
Nl=N1=2099700N
承臺受角樁沖切的承載力按下列公式計算:
Nl≤β12*(2c2+a12)*tg(θ2/2)*βhp*ft*ho(基礎規范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
底部角樁沖切系數β12=0.56/(λ12+0.2)(基礎規范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,滿足要求。
(3)、頂部角樁對承臺的沖切驗算:(近似計算)
扣除承臺和其上填土自重后的角樁樁頂相應于荷載效應基本組合時的豎向力設計值:
Nl=Max{N2,N3}=2099700N
承臺受角樁沖切的承載力按下列公式計算:
Nl≤β11*(2c1+a11)*tg(θ1/2)*βhp*ft*ho(基礎規范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
底部角樁沖切系數β11=0.56/(λ11+0.2)(基礎規范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,滿足要求。
3、承臺斜截面受剪承載力計算:
(1)、X方向(上邊)斜截面受剪承載力計算:
扣除承臺及其上填土自重后X方向斜截面的最大剪力設計值:
Vx=N2+N3=4199400N
柱上邊緣計算寬度bxo:
Sb/3-Sc=1560/3-500=20mm≤0.5bc=325mm
bxo=a=2800mm
承臺斜截面受剪承載力按下列公式計算:
Vx≤βhs*βy*ft*bxo*ho(基礎規范8.5.18-1)
X方向上自樁內邊緣到最近柱邊的水平距離:
ay=520-0.5bc-0.5bp=520-650/2-433/2=-22mm
λy=ay/ho=-22/(1100-110)=-0.022
當λy<0.3時,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,滿足要求。
(2)、X方向(下邊)斜截面受剪承載力計算:
扣除承臺及其上填土自重后X方向斜截面的最大剪力設計值:
Vx=N1=2099700N
柱下邊緣計算寬度bxo:
bxo=2*[Sc+(2Sb/3-0.5bc+Sc)*Sa/Sb]=2402mm
承臺斜截面受剪承載力按下列公式計算:
Vx≤βhs*βy*ft*bxo*ho(基礎規范8.5.18-1)
X方向上自樁內邊緣到最近柱邊的水平距離:
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,滿足要求。
(3)、Y方向斜截面受剪承載力計算:
扣除承臺及其上填土自重后Y方向斜截面的最大剪力設計值:
Vy=Max{N2,N3}=2099700N
承臺斜截面受剪承載力按下列公式計算:
Vy≤βhs*βx*ft*byo*ho(基礎規范8.5.18-1)
Y方向上自樁內邊緣到最近柱邊的水平距離:
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,滿足要求。
4、柱下局部受壓承載力計算:
局部荷載設計值F=6299100N
混凝土局部受壓面積Al=bc*hc=455000mm
承臺在柱下局部受壓時的計算底面積按下列公式計算:
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,滿足要求。
5、樁局部受壓承載力計算:
局部荷載設計值F=Nmax+γg*Qgk=2099.7+1.35*78.3=2205.4kN
混凝土局部受壓面積Al=π*d^2/4=196350mm
承臺在角樁局部受壓時的計算底面積按下列公式計算:
Ab=(bx+2*c)*(by+2*c)
圓樁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,滿足要求。
五、工程小結
1:基礎設計關鍵是上部荷載準確性,上部荷載準確性關鍵是結構選型,即結構計算模型與軟件的計算條件(模型)吻合程度。象純磚混,框架,剪力墻等吻合程度是好的,導荷準確,可直接
用于基礎設計。象混合結構(小設計院現象,經濟欠發達區存在)、復雜結構等導荷準確性與實際有差別,如是拿來主義哪就完了。
2:結構用任何軟件(通過鑒定)進行上部結構計算都可,在于習慣。而其它結構須用兩種以上軟件進行上部結構計算,對結果分析,手算綜合確定上部荷載。
3:基礎設計軟件核心簡單,荷載相同,各種軟件計算結果一致。
4:平時注意設計交流,知識積累,切忌拿來主義,定能成為優秀結構師。
參考文獻:
[1]《建筑地基基礎設計規范》GBJ-7-89
[2]《建筑地基基礎勘察設計規范》DBJ13-17-91
[3]《軟土地基與地下工程》孫更生、鄭大同
[4]《建筑樁基技術規范》JGJ94-94
[5]《建筑地基處理技術規范》GBJ79-91
[6]《基礎工程設計原理》袁聚云
[7]《地基及基礎》第3版中國建筑出版社
2013年巴中市國土資源局經過深入調研,將巴中市恩陽區上八廟鎮盤龍村、八廟村、季臺村、窯埡村、斷石村、白鶴村、白廟村土地整理項目申報為地方投資土地整理項目。土地整理項目區內以農業生產為主,農業機構及農業科技普及度不高,經濟作物種植面積小。項目區內土地利用以耕地為主。項目區總面積為1730.06hm2,確定整理面積980.09hm2,其中耕地面積為762.92hm2;園地面積8.14hm2;林地面積616.14hm2;城鎮村及工礦用地115.53hm2;交通運輸用地28.06hm2;水域及水利設施用地29.97hm2;其他土地168.79hm2。從土地墾殖率、土地利用率、耕地復種率幾方面進行分析,項目區土地利用程度較高。
1.2土地平整工程
耕地整理的自然潛力要轉化為現實潛力,會受到所處地區的經濟實力、社會經濟區位、技術、待整理耕地本身基礎設施狀況等多方面影響,確立耕地整理的現實潛力,要綜合考慮這些因素的影響。項目區有可用以建設的專項資金,同時區位以及基礎設施較好,具備平整工程的一般條件。項目區地形較平坦,水源充足保證灌溉,旱地水土流失嚴重,排水堵淤溝布置彎曲不合理。工程將零星散布的耕地納入平整區,考慮土地整治區物種、地塊、多尺度生態化要求確定平整方案原則:
(1)水田田型調整,按照“大彎隨彎,小彎適當取直”的原則,對田坎進行整理。田塊適當歸并,沿排灌溝布置,垂直排灌渠筑田埂,有條件的實施小并大,減少田埂占地面積。改變關冬水種植制度,實行1年2熟種植制度水旱輪作,提高土地利用率。
(2)旱地改造坡薄土,變跑土、跑水、跑肥的“三跑土”為保土、保水、保肥的“三保土”,達到“平、厚、壤、固、肥”的標準。坡改梯配套蓄水池,有效減少水土流失的同時又保證了旱地灌溉用水,提高旱地的生產水平。在生態化和景觀空間優化配置的統籌下,經濟作物合理規劃保證耕作區物種多樣化,具體土地平整參數及整理后規劃作物種植結構,見表1。
1.3農田灌溉排水工程
項目區以地表水為主要灌溉水源。一是整治山平塘、新建蓄水池截蓄地表水,提高徑流水利用系數,解決耕地的灌溉水源,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,利用水庫、山平塘進行自流灌溉,表3列出了部分渠道工程量。項目區內分布著103口堰塘,由于運行多年且只利用不維護的惡習,堰塘淤積、滲漏嚴重,甚至部分堰塘壩體已塌方。經實地踏勘,對項目區內損壞特別嚴重不能正常蓄水以及水利用系數不足50%的典型病塘,根據其排水設施、防水設施現狀,參照其上游集雨面積和下游控灌面積,因地制宜進行壩體整治、防滲、整修防水口、增設溢洪道和適當清淤工作。根據項目區地形、土壤狀況和生產水平,該區旱地灌溉主要利用集雨工程,雨水主要通過沿山腰的截流溝排入水池或山腳排水溝;水田多采用灌排結合渠,現有的灌溉渠系淤積較多滲漏嚴重,部分渠道壁坍塌。通過路、溝、池、凼配套建設的完善,使坡面水系在節約占地合理布局的同時做到能排能灌。排水溝采用《灌溉與排水工程設計規范》設計排澇標準為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,據各級渠道的設計排澇流量確定排水溝的斷面尺寸。部分排水溝工程量。項目區內規劃整治溝渠3118.7m,使項目區內渠道基本形成網狀結構,有效提高了項目區內的排澇能力。農田灌排設計在防止對生物圈和景觀的持久改變和破壞,盡量減少對動植物生存環境的不利影響的要求下,強調生態和景觀理論在工程設計中水源造成的重要景觀功能衰退問題的影響,盡量減少了水系建設的生硬突變,盡可能地就地取材,減少了以往全部采取水泥硬化的措施對原有生態的破壞。
1.4田間道路工程
項目區內田間生產道路多為土路和泥結石路,受當地熱帶濕潤季風氣候,生產、出行、運輸不便。規劃新建田間道、生產路2級道路:田間道利用現有機耕路條件較好的村主干路硬化,規劃路面3.5m寬砼路面田間道1585.3m和3.0m寬砼路面田間道13584.8m,路面為C30砼現澆20cm厚路面,其布局基本能滿足生產和生活需要;耕作路秉承不以水泥硬化破壞土壤結構的原則采用預制板規劃1.0m寬生產路9263m,與田間道相連相交。景觀生態的土地整理要求田間道路狀況。田間道路狀況可用田間道路密度或田間道路連通度表示,田間道路密度大,田間道路通達度高,說明田間道路建設狀況好,田間道路的連通性好。經整治改造后路面條件得到較大改善,使項目區內道路形成環狀交通網,切實解決出行和運輸問題。
2生態環境效益分析
項目區改變以增加耕地面積為主要目的傳統土地整理規劃,應用景觀生態學,以生態農業建設為基礎,在保護生態環境的前提下,進行景觀生態格局的調整,保留集中連片的生態價值高的景觀類型,再將導致景觀破碎的零星分布于耕地景觀內部的其他類型景觀調整為耕地景觀。在充分利用現有景觀廊道的基礎上,在耕地景觀內部適當增加各類景觀廊道。在設計方案中,把農田水利配套設施建設、小流域綜合治理、土地平整及田間道路建設緊密結合在一起,通過實施水源建設、灌溉渠系、田間道路以及土地平整和土壤培肥等工程措施,實現機械化作業,進行集約化規模生產,促進物種生存和繁殖,項目區各種用地結構得到了有利的調整(見表5),項目區形成“田成方,水成網、路相連、林成行”的標準農田生態系統,可以給當地居民帶來愉悅的心情,提高居民的生活質量,改善其生存環境。整理前的耕地利用等別指數為918,區域整理后耕地利用等別指數為2086,實現了作物最大現實潛力。
3經濟效益分析
項目區地理位置優越,土地通過整理后,改良原有耕地面積762.92hm2,新增耕地面積88.50hm2,整理后耕地面積共計851.42hm2。整理后的土地種植結構中糧食作物以水稻為主,經濟作物以油菜為主,適當種植蔬菜等,交通、水利等基礎設施達到了很大的改善。土地整理項目的經費主要用于購買各種建筑材料、電力設備、水利設施等,其余費用主要用于支付施工者的工資、項目的設計與驗收等。這些資金通過開展土地整理活動流入與土地整理相關的各種行業,將帶動相關行業的發展,有益于國民經濟的發展。同時,土地整理后生產成本將降低產量將增加,從而提高農戶的收入。根據工程預算,本項目總投資2062.72萬元,根據整理后耕地經營管理的純收入,預計靜態投資回收期為8.44年,靜態投資收益率11.85%。采用有、無本項目的對比增量進行直接效益計算項目實施年新增收益306.32萬元,扣除維修和管理費用61.88萬元,凈增效益244.44萬元,直接經濟效益十分可觀。
我本人是從事建筑設計的,就是大家都知道我是一個建筑師,當然我在高等學校里面是帶研究生,就是把設計和培養人才,結合起來的。所以,這幾年,特別這幾十年來,一直從事建筑的創作活動,從我搞了這么多工程里面,我深深體會到,要把建筑與文化這個問題談清楚是很不容易的。特別是從事具體設計人員,我只能夠先把我這幾十年來的一些創作體會跟大家談談,最后呢也想通過做的一些作品,做一點說明。
大家都知道,建筑是時代的一個產物,是社會的一個重要反映。隨著世界經濟技術文化的發展,人在利用改造大自然的同時,確實是取得了非常大的成就。全世界從大建設中,得到了好處和受益的同時,帶來對資源環境的破壞,和地域文化的消失而擔心忡忡。而作為一個中國的建筑師,處在這個時間里邊遇到了一個非常好的從事建筑創作的黃金時代。
但另一方面,在巨大的建設的面前,在心理上,綜合素質上,都準備不夠,也深深感覺理論上觀念上跟不上時展的步伐。在當前新的世紀到來的時候,我認為整個建筑界就我們一方面是非常好的形勢;另外一方面從創作方面也是處于一個比較迷茫的這樣的一個過程。所以我就感覺到,當前整個建筑創作,在同步發展的同時,也處于一個新的十字路口。
進入21世紀,特別是加入WTO之后,建筑創作應該往哪個方向走,我認為一個建筑要滿足一般使用功能上的要求,也不是很難。但要把一個建筑作為一個精品,來創作來設計,是很不容易的,我自己就是通過這幾十年的建筑創作,深深體會到建筑要有一個整體觀和可持續發展觀,建筑創作要體現地域性、文化性和時代性。
我想建筑是一個地區的產物,世界上是沒有抽象的建筑的,只有具體的地區的建筑,它總是扎根于具體的環境之中,受到所在地區的地理氣候條件的影響,受具體的地形條件,自然條件,以及地形地貌和城市已有的建筑地段環境所制約的,這是造就一個建筑形式和風格的一個基本點。
建筑的地域性從廣義上來講,它首先受地理的氣候,區域的影響,比如說在我們南方地區,炎熱地區跟北方寒冷地區建筑顯然是不同的。即使是同一個地區,山區的建筑和濱河的建筑也是不雷同的,比如說我們廣東,我們這個地方也屬于跟嶺南一個大區域,這個屬于亞熱帶海洋氣候,它日照時間長,高溫多雨潮濕,四季長青,所以人們往往形成一種喜愛,室外活動,崇尚自然。建筑處理著重通風,遮陽,隔熱,防潮,逐漸形成了輕巧通透、淡雅明快,樸實自然的嶺南建筑風格。
建筑如果從建筑的地域性,如果從狹義的角度來講,我認為主要是指建筑地段的具體的地形,地貌條件,和城市周圍的建筑的環境。這是具體影響和制約建筑空間和平剖面設計的,乃至建筑形式的重要因素。建筑師要以生態觀的角度順應自然的地形地貌的要求,與地段環境,融為一體,要用城市的觀點看建筑,尊重城市和地段已形成的整體的布局和肌理,以及建筑與自然的關系,在體形、體量、空間布局,建筑形式乃至材料色彩等方面下工夫,采用與地區相適應的技術條件手段,再結合功能,整合,優選,融會貫通,就有可能創造出有個性的精品。
當然,建筑的地域性還表現在地區的歷史,人文的環境之中,這是一個民族一個地區人們長期生活決定了歷史文化的傳統,建筑師應該在地區的傳統中,來尋根,發掘有益的“基因”,與現代科技文化相結合,使現代建筑地域化,地區建筑現代化,我覺得這才是建筑師真正廣闊的創作空間,也是建筑師取之不盡的源泉。
下面幾個照片我想談一談建筑的地域性的問題,我先把這個照片放一下。這是大家都知道的,是我們客家民居,就是圍屋,就是福建田螺坑的一個客家民居。我先把這幾個放一下,大家可以看一看,這是山區村落的肌理,一看就是一個山區的這種民居。大家可以看得出來,這種建筑形式的出現,是跟這個特定地域的環境,跟這個地區的氣候環境完全結合一起的。這種村落是世界上獨一無二的,是完全體現了一種聚居功能,它的防衛功能,以及就是中國傳統的家族的觀念的中國傳統的文化把它糅合在一起,成為一種聚居的村落的形式。這是跟一個地區的地域環境,和地區的文化是完全分不開,為什么這種形式出現?每一個建筑就是一個家族,這幾百人住在一起,家族里面是非常團結的,非常統一的,有主次之分的,很嚴格的,家族跟家族之間是完全一種封閉性的,沒有交往的,這個大家都知道。這個有圓的有方的里面,每一家一棟,這個項目準備申報聯合國項目的。我們是一個聚居形式,是特有的。這種村落也可以看得出來,就是山區村落,顯然跟我們其他地區的地域環境不一樣,形成不同的空間模式。
這是我們嶺南地區的建筑,下面幾張圖,可以看得出來,是我們嶺南地區這種特定的氣候條件,形成的一種就是我們臺山一帶的塔樓的民居,它這種形式。我剛才講到嶺南建筑的話,它既保留了中原文化的固有那種可以說這種村,院落的布局,就是民居的形式,同時,由于它也受外來文化的影響。所以,嶺南建筑就是一種交融能夠吸收交融的這樣一種建筑概念,這可以看得出,很多裝修,很多處理,都受西方的南洋建筑的一些影響,是一種兼容的,就是一種綜合性文化。
所以看得出就是一個建筑的形式的來由,是跟地區的文化,地區的特點來的,它不是無緣無故來的。你看,這是東莞可園,東莞可園的話它是一個很好的所謂廣東四大名園之一,它吸收了中國園林的固有的傳統的手法,但是呢,它很多你比如說,這種院落的布局的話,錯落有致,空間利用,但是它也同時跟大自然的結合,跟環境結合,由于氣候炎熱。另外就是可以看得出來這個房子,這個房子的一些處理完全西洋的手法,它是中外交融的嶺南園林你完全看得出來,很多裝修的手法,做法,都是南洋建筑,它是融匯得很好的。
當然,這個是威尼斯水城,完全這樣由于一種特定的地域的環境,形成另外一種城市的肌理,船就是他們的一個交通工具。
第二,關于建筑的文化性,大家知道,就是建筑具有雙重性,它既是物質的財富,又是精神的產品;它既是技術產物,又是藝術的創作。一座優秀的建筑,其精神內涵的作用常常超越功能的本身。但凡精品都能傳譯一定的精神內涵,有很高的文化品味的建筑。歷史上每一個時代,都產生一批不朽的建筑作品,其文化意義和藝術感染力,常常成為一個歷史時期的文化的標志,國家和民族的精神的象征。
建筑作為一個文化形態,它既是人類文化大體系的一個組成部分,又與社會經濟,科學技術,政治思想息息相關,各種觀念,無時不在制約著建筑文化的表達和發展。隨著信息社會的到來,社會生活的方式,文化觀念,美學觀念,價值觀念都發生很大的變化。在一個強調人與自然生態環境協調,科技與人文同步發展的這一個知識經濟時代,建筑文化也呈多元化的方向發展,但我認為這并非各行各素,無章可循。
從建筑創作的角度來看,我認為,一個設計首先要融合城市和自然的環境,表達這個建筑項目的性質和文化的特征。簡單來說,建什么設計什么用途的建筑,首先就應該表達這類建筑的共性和特有的文化的內涵。就等于說我們設
計一個校園建筑,它總要表達校園那種高雅的,學術殿堂的,這樣一種非常有機的這樣一個建筑的形態;我設計一個商店,可能是一個購物環境很好,非常休閑的這樣一種環境。每一大類型的建筑,它要固有著一種文化內涵表達。
中國建筑文化源遠流長,有豐富深遠的文化哲理,重情知禮,以人為本,創作思維上強調天人合一的整體觀。作為中國又是一個多民族的國家,各個地區的地理條件,經濟技術和建筑文化有明顯的地域的差異。中國的傳統文化正是由各個地區,各個民族各具特色的地方建筑文化所組成的。比如像我們廣東,有兩千多年的歷史,它源于百越文化,從秦漢以來,中原文化也開始南傳,并先后融入荊楚和吳越的文化,共同構成了嶺南文化體系的基礎。隨著廣東廣西一帶,廣東沿海對外開通和海外的交往,中外文化在這片土地上交融、孕育、發展,使嶺南地區既保留了中國傳統文化的根基,又受到了外來文化的熏陶,各種方式的跨文化交流,促進了嶺南文化的發展和形成。所以,兼容性是嶺南地域文化的一大特色。所以這個地區建筑創作,就應該吸收嶺南傳統文化的內涵,融會到現代建筑文化之中。在建筑創作中,建筑師應該自覺地繼承地方建筑文化傳統,吸收精華,棄其糟粕,就能夠創造出有地區文化特色,和有生命力的優秀作品。
這是南越王墓博物館,大家都比較熟悉的作品。它這個作品最大的一個優點就是把兩千年來的漢代文化的一個特征,與嶺南地區這種特有的地域環境結合,和當地的嶺南一些材料一些做法結合,以一個現代建筑的手法把它表現出來。所以它是充分體現一種建筑的地域性,文化性和時代性的一種統一,有人把它理解為是一個新的地域主義的建筑。我們的材料就是完全是地方性的材料,這是用我們家鄉的紅砂巖,這個是我跟莫伯茲院士共同做的一個作品。
這可以看得出來,我們這個漢墓,這些東西都是原有石頭,漢墓在底下,這個是完全的保護性的措施,把它蓋起來,它的特點就是有很高文化的品味,表現了西漢文化的一種特有的特征和表現了作為一個紀念建筑一種共性的特點。我們把兩千多年漢代的文化和紀念建筑的一些共性,和嶺南地區的氣候材料等等的關系把它融合起來,以一個現代建筑手法把它表現出來,是這樣一個作品。
這是搞的一個市長大廈,這是48層,這是28層,這個建筑當然是一般的超高層的建筑,它最大的一個好處就是我們形成了一個市民廣場,在很有限的地區里面。不像旁邊是一個中訊廣場,是廣州一個大的標志性建筑,它這個建筑非常好,但這個建筑可惜太靠近馬路了。我們設計的時候,把它讓出來,形成一個城市廣場,形成一定的廣場文化,把它圍起來,這個地方。所以這樣的話,使得市民有個非常好的活動空間。超高層建筑本身,我們是用非常簡潔的手法把它表現出來,是一個風格非常統一的作品,這個看得出來是一個廣場。
第三個小點,我想談談建筑的時代性。建筑是一個時代的寫照,是社會經濟科技文化的綜合反應,所以當今科學技術日新月異,新材料,新結構,新技術,新工藝的應用,使建筑的空間跨度高度和空間的品質有了很大的靈活性。信息網絡技術改變了人們的空間觀念,和工作模式,新功能,孕育了新的建筑類型,科學技術帶來的變化,使建筑創作進入了一個新的時代。當今信息技術已經滲透到社會的每一個角落,知識經濟帶來社會觀念的變化,和思維模式的更新,極大地影響著人們的審美觀和價值觀,多元的綜合的觀念和思維方式,將逐漸起到主導的作用。我認為,隨著信息時代的到來,社會生活方式也發生很大的變化,人與人之間更需要溝通跟交往,交流,以人為本,回歸自然,已經成為現代人的普遍的要求。
建筑作為一個時代的寫照,新的技術體系,新的思維方式,新的科學技術,必然帶來了新的設計觀念和思想,現代建筑創作很自然地就應該適應當今時代的特點和要求,建筑要用自己特殊的語言,來表達所處的時代的實質,表現這個時代的科技觀念,揭示思想和審美觀。歸根到底,是時代精神決定了建筑的主流風格,把握時代脈搏,融合優秀地域文化的精華,建筑才會創新和向前發展。當然我們強調創新和時代精神,并非排斥傳統和地區特色,創作有中國特色的現代建筑,關鍵要處理好時代精神和弘揚傳統建筑文化的關系。弘揚的目的是為了創新,創新也必須原有的文化根基上發展。繼承傳統并非在新建筑上貼標簽、貼傳統符號,或者部分構件的復制;而是吸收整體的文化的內涵,這既有中國文化的傳統,也是世界人類建筑文化的精華。
還特別要重視吸收地域建筑文化的優秀傳統,努力尋求傳統文化與現代生活方式的結合點,不斷地探索傳統審美意識與現代審美意識的結合方式,并融會到新的建筑中去,才能夠創作出有文化品味的現代建筑。建筑的地域性文化性時代性是一個整體的概念,三者又是相輔相成的,不可分割的:地域性本身就包括地區人文文化和地域的時代特征;文化性是地區傳統文化和時代特征的綜合表現;時代性正是地域特征,傳統文脈與現代科技和文化的綜合和發展。如果建筑師能夠很好地理解和綜合應用建筑的三性,強調整體性和統一性,創作真有特色的建筑。
這是我跟莫院士一起搞的嶺南畫派的紀念館,這是借鑒于新藝術運動一些手法,表現嶺南畫派的一個特征。它里面是方庭小院,水庭等等都是嶺南常用的手法,把它表現出來,就是這個建筑。像這種建筑如果拿到北方去,完全不可能,這是一個特定的地域條件,特定的文化和特定的功能形成這樣一個建筑,第二個地方也不可能這樣蓋的。
這是我前段時期搞的一個廣州歌劇院,這本來也是進入優秀方案。市長還不滿意,所以現在搞了兩次國際競賽,現在正在搞第三次國際競賽,我又有參加了,前兩次我們都進去了。這種建筑可能在北方不適應,它是在珠江邊一個歌劇院,1800座的歌劇院,這個建筑的主要意圖,就是廣州是一個花城,又是一個非?;钴S的,兼容性的一個城市,所以我們表現一種欣欣向榮的,就像一個藝術之舟正在重新開始新的絲綢之路一個航行一樣,比較飄逸的一個建筑形態,這是廣州歌劇院。
這是奧林匹克體育中心,這個都是我們跟日本合作的,他們的方案我們完成的。2001年不是開全運會的時候,八萬人的體育場,它主要是一個飄逸,表現一種飄逸的,那是廣東人的那種比較開放的,比較敢為天下先的這樣一種社會風氣,一種市民的心態。所以他們能夠接受這種方案,通常我們的體育館,都是閉合的,只有像我們這個,把它完全分開了。
這個是我搞的一個海戰館。這個工程呢,就是一個是的主題,表現一個主題。它是把海戰這種特定的內容和歷史環境結合起來,形成一個紀念性很強的一個博物館,這是海戰館。這個房子的話,從外邊看起來,它既像一個海戰里面的一個戰船,又像一個炮臺,海戰主要是炮臺,一個炮臺群,又像一個軍民團結力量的象征,把這幾個糅合起來,抽象跟具象相接的手法,把它設計出來。這個已經蓋起來,這是蓋起來的一個照片,它是填海工程,是填海填出來,就是面對珠江口大海的一個地區,這是位于虎門的。
這是我們搞的東莞文化中心,它這個建筑主要的一個特點就是本來這個地區就是一個文化很強的一個民居區,我們把它拆了重新搞一個文化廣場,我們的目的希望形成文化廣場。旁邊是一個市民廣場,我們這個建筑設計主要是應用城市設計的概念,把這個房子作為廣場的延伸。所以我們這個房子的話,里面是五萬平方米是各種各樣的文化內容,而且房子本身這個地形是層層疊摞,每一層都可以上到屋頂,屋頂花園,這是作為南方地區人們活動的一個場所。所以整個房子蓋完之后,它的房子本身就是廣場的延伸,就是廣場的延伸的部分,所以本身兩部分使用,里面可以使用,外面的天臺,它的屋頂也是有使用的功能。
這個原來是一個方案,就是沒有蓋的九一八紀念館的方案。因為大家都知道“九一八”這塊地的話,是一個非常長條的,大概差不多800米長,一個刀把形的一個地形,70米左右寬。我們當時這是一種構思方案,在這個做的過程里面,沒有蓋,我們就是應用這樣一個概念:我們就既然是“九一八”,這是我們中國的開始,也是經過八年抗戰打敗日本侵略者這樣一個意念。我們在設計里面就要用抽象跟具象相結合的手法,這個地形,既然是個刀把形地形的話,我們就好像地形就像日本那個關東刀一樣,就是從造型方面像一個刀給埋在地上,一半給砍斷了,一半埋在地上,就意喻中國人經過八年的抗戰艱苦奮斗,最后戰勝了日本,走向了光明,走向勝利。為了達到這個目的,我們的參觀的話,從地上開始參觀,埋進地下之后,先從地上看,經過迂回曲折的過程,最后逐步,參觀流線逐步上升,最后找走到這個地方,非常高的。由于太遠了,這個800米長,我們就500米收了它了。前面搞了一個水池,一個日晷,一個雕塑,瞭望遠景,象征著美好的未來。希望這個建筑能從功能,從形式方面把它完全統一起來。就寫了一種抽象和具象相結合的語言,用簡單的內容配合,共同表達這個紀念性的一種主題,就是真理必然勝利,正義必然勝利,這樣一種信念,就是一種概念性設計。我們當時做的時候,就把形式和內容完全統一起來,正好這個體型也是個刀把形的,像日本的關東刀這樣一種情況,這是一個小的作品。
這是國外的一個跟地形地貌結合非常好的是大西洋岸邊摩洛哥的一個屋頂的一個山上邊。它是充分利用地形,面向大西洋,地中海那一帶,形成非常好的一種跟自然結合得非常好的一個旅館的設計,我覺得這個是非常好的一個作品。
這是日本的東京的新搞的一個歌劇院,它是一個文化品味的表達,現代建筑文化品味的表達,是非常成功的。這一是個公共的大廳,這個地方是公共大廳,它公共大廳里面的它的裝修手法你看這個是每一個劇種,每一個劇種的表現都是表達一個內容。另外這個地方因為照相沒照出來,里面是非常豐富的文化內容。這整個空間布局是非常好的。
下面幾個我想談談校園建筑的設計。我有一大批校園設計,我就先談談概念。
大家都知道,我們國家這兩年,進入一個高等教育的,就是正好我們碰到這樣一個機遇,就是這兩年我主持搞了幾十個大學校園,而且是由于它投標,我們有一批博士碩士的話,非常敬業,就這方面,做了相當多的校園設計。這種大學校園設計的話,它一個基本理念,就是說,當今就是隨著社會的發展,新世紀,社會對人才的追求,發生了很大的變化,過去我們是從書本上培養人才,現在強調培養一種綜合性的人才,開拓性的人才,創新性的人才。這個培養出來學生,應該承擔作為一個合格公民的他的社會的職責,所以從一個從書本改成以素質教育為中心的這樣一種教育理念,那我們實現這種教育理念,在我們大學校園規劃里面,體現了一種整體性的,把整個校園也不是作為單棟建筑來考慮,整個校園的規劃和設計,體現了這樣一種新的培養模式。這種新的大學校園體現了我們規劃里面,體現了一種校園規劃的整體性,它的綜合性,還有它那個學科的交叉,和新學科的出現。怎么形成一種網絡化、組團化的結構布局?還有適應于現在大學校園的開放性和社會化的要求?這是一個意念。
另外一個意念的話,大學校園里面現在強調人的話,強調一種交往,就是環境與人,這樣一種大學校園的環境下熏陶,培養出高層次的人才,另外跟生態環境的結合等等,這都使大學校園發生了很大的變化,
所以我們搞了一大批校園的規劃。這是順德校園的規劃。它是一種結合嶺南地區的氣候,中間形成一個,這是一個交通體系,中間形成一個非常好的網絡化的大學校園中心區,在這個區里面完全是步行為主的,是一種交往性空間,里面都是一種網絡化的結構。所以這是學生區,這是運動區,成一個“品”字形的布局,景觀非常好,互相瞭望,這個看得出來,這是一個順德的校園規劃,現在已經蓋起來了。
這是上海的淞江大學城的規劃,現在大學城的模式也是一種新的模式。它重點是形成這樣一個非常好的水網生態帶。這是一個學校,這是學生區,之間的聯系通過非常好的水網帶把它連成一個整體,這也是上海淞江的大學城。
這是已經蓋好的一個華南師范大學南海學院,這是非常好的一個校園,它是從設計到施工完用只11個月,整個大學搞起來,是少有的,不到一年的時間。我這個在學?!秾W報》介紹過。這樣一個不大的校園,我認為我現在搞的校園,這個是比較好的。它不大,五千學生,五百多畝地,它是非常好的一個環境,形成一個教學中心區,這個尺度非常好,整個建筑的品味要比較統一和高雅,這是教學中心區,這是學生區,這是運動區,就是整個大學校園環境非常好。
把剛才這種大學新的教育理念,體現在這個大學校園規劃里面去,形成一個非常好的教學和學習的環境,這是當時正在蓋好的時候拍的一些照片。可以看得出,中心區,看到校園文化,這是校園的一部分,這是校園的部分。
下面這幾個,這是浙江大學,也是影響比較大的一個校園,現在已經蓋起來了。這個校園的話,就是可以看出來,這是兩公里長,這是一公里寬,整個是一個非常好的生態網絡。它的特點就是說,我們把江南水鄉這個特色和浙江大學作為百年老校的一種海納百川的這種校風,和現代教育里面的這種組團的結構,網絡信息化時代一些要求,把它糅合在一起,形成一個新的校園規劃。
這中間是一個非常大的生態帶,我們借用了王羲之《蘭亭序》里面談的“曲水流觴”這樣一個典故,應用到這個江南水鄉這樣一個大學生里面去,正好回應了高等學校文人雅士積聚的地方,回應了“曲水流觴”那個的故事,用這個理念把它表現出來,形成一個非常好的生態帶。交通網絡是在外邊,里面是教學群,這個圖就是現在已經蓋起來。因為當時校園的綠化正在搞,所以我們就畫了一個透視圖,非常好的一個設計,光是這一組建筑群是七萬平方米了,這非常大的。這是我們正在搞的一個設計,中間是一個非常大的交往廊,這個廊十米寬,五百多米長,中間是各種各樣的學生活動在這個里面,把它連接成一個整體。
建筑的地域性文化性時代性是一個整體的概念,地域是建筑賴以生存的根基,文化是建筑的內涵和品味,時代性體現建筑的精神和發展。三者又是相輔相成的,不可分割的。如果建筑師能夠很好地理解和綜合應用建筑的三性,強調整體性和統一性,就能創作具有特色的建筑。
2地鐵設計進度管理科學策略
2.1重新編訂計劃
重新編訂計劃顯然是最為直接的方式,一旦任意一個計劃產生變化,便可做重新的整體編排,對下一級別計劃作出調節。如果需要報審,獲取批準之后要先行調整上級計劃。如果時間充分,該方式無疑應提倡,在設計進度管控中也會較為從容?,F實工作中,該方式手段經常被應用,任何一項地鐵工程設計任務,出現三版或是四版計劃均屬正?,F象。足以見得,該方式體現了整體性、全面系統性、規范性等特征。
2.2實施模塊化管控
整體設計任務中,依照專業劃分成了不同模塊,該類模塊在縱橫方向上均會包含聯系。例如,線路專業可同行車、地質狀況、變電所、客流量、建筑項目、系統結構、給排水等模塊密切關聯,同時結構專業模塊則同電力系統、建筑、信號系統、人防工程等模塊產生聯系,由此可見該類關聯性較為復雜,從本身層面來講是由地鐵項目不同專業接口相對復雜所導致的。為提升地鐵設計進度模塊化管控可操作性,應一一列出各個模塊重要的關聯技術,并理清相互關系以及正常條件下涵蓋的工作量。該項任務可編訂具體的程序進而便于應用。這是由于多則數百頁的技術接口材料查詢、應用與閱讀較為困難,同時實踐工作效率較低,很容易造成疏漏問題。一旦應用該平臺系統,在某個模塊技術條件產生改變之后,可利用其將隨之形成的變化模塊與具體任務、涉及的工作量調配出來,有目標性的編訂具體計劃?;谠摲绞絻H對個別模塊實施進度計劃作出的調節修訂,因而可預防對他類模塊實踐工作形成負面影響,可顯著提升各項工作效率。
2.3開展模糊性管理
針對時間變化存在較多的不確定性,且眾多內容無法穩定不變,主體任務計劃仍舊要不斷推進,為此可采用模糊性管理,使主體模塊以及關聯模塊放入到灰箱之中,實施跟蹤管理,掌握不同模塊具體的動態狀況。主體模塊任務量、履行進度較難估量,因而不能準確編訂工作計劃,然而卻可利用模糊判斷,衡量有可能形成的變化以及對有關模塊產生的影響程度,進而合理的安排各項任務進展。如果主體模塊變得較為穩定后,則可明確應調節的模塊與具體的內容,使沒有受到作用影響的模塊排除出灰箱,進而履行計劃調整。該環節中應預防在沒有跟蹤的狀況之下盲從的開展任務,這樣會基于關聯模塊的實時波動變化而導致不同接口較為混亂的問題。
2.4執行后補計劃
近幾年,經濟的發展帶動了電力建設迅速發展,同時由于國家“西電東送”工程的實施,蘇北沿海地區新建了若干輸變電工程。由于該地區地質分布有含水量大、壓縮性高、承載能力低的軟土薄弱層,對工程基礎設計帶來極為不利的影響,稍微地質勘察不詳細或基礎設計形式不對,都可能引起建筑物(構筑物)的過大沉降、傾斜甚至倒塌。
1工程案例及原因分析
案例一:在蘇北沿海地區新建某35kV變電所,主變容量31.5MVA,變壓器總重17000kg,主變基礎采用長5米,寬3.8米,厚0.6米的獨立基礎,內配Ф12@150雙層雙向鋼筋,基礎埋深1.5米,下設100厚C10混凝土墊層。就在主變就位后的第二天發現,主變基礎產生不均勻沉降,最大沉降達50mm,明顯不利于設備安全運行,基礎只得從新澆筑。新主變基礎在獨立基礎下布置了八根12米石灰樁進行地基處理,主變荷載由復合地基承擔?;A澆筑養護成功后主變重新就位,安裝結束觀測至今發現沉降很小。
案例二:同一地區,某在建220kV變電所,配電樓共二層,框架結構,基礎采用12米Ф500(壁厚80)預制管樁,承臺埋深2米,單樁設計承載力400kN。在靜壓樁時發現,樁達到設計標高時,壓力表讀數換算為樁承載力僅為300kN,而且樁最終貫入速度一直很快,這說明樁端未進入持力層,仍然處于軟土薄弱層中。經設計、勘察、監理、施工等單位多方協同論證,反復研究,確定接樁方案,在原來12米樁基礎上加接8米同型號管樁,后來做靜載試驗發現,20米樁能滿足設計要求。
經分析研究,案例一工程主變基礎沉降過大是由于地質勘察不詳細引起的,勘察報告就沒能詳細反映該主變基礎下的軟土地基分布情況,由于潮汐對地下水位的影響,軟土在含水量高時極易壓縮變形,從而引起主變基礎過大沉降;案例二工程處地基存在9米厚的軟土層,由于設計上沒有高度重視軟土地基對樁基礎承載力的影響,導致樁設計不合格。
2軟土地基分布及地質特點
軟土地基給工程上帶來的事故、缺陷很多,要減少軟土地基的危害,工程技術人員熟悉軟土的特性就顯得非常重要。所謂軟土是在靜水或緩慢的流水環境中沉積,經生物化學作用形成的飽和軟弱粘性土。中國建筑工業出版社出版的《工程地質手冊》稱軟土為“軟土是指天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的一種軟塑到流塑狀態的粘性土,如淤泥、淤泥質土以及其他高壓縮性飽和粘性土、粉土等”。特征指標也做了如下表述:當天然空隙比e大于1.5時,稱為淤泥;天然空隙比小于1.5而大于1.0時,稱為淤泥質土。
幾千年來,蘇北地區由于黃河淤積和改道,大陸逐步東移,形成了以粉砂、粉土為主,中間夾以粉質粘土和淤泥質粉質粘土軟土的地貌。根據工程地質勘察報告發現,蘇北沿海地區海拔在1.5~4.5米之間,整個地面從東南向西北緩緩傾斜,軟土厚度從3米至14米,地下水位受大氣和潮汐影響,一般在0.5~1.5米之間。該地區地質分布土質的一些典型物理性質指標見下表。
表一:土體物理性質指標
土層
厚度(m)
天然含水量ω(%)
天然孔隙比e
壓縮模量Es(MPa)
塑性指數IP(%)
液性指數IL
承載力fk(Kpa)
耕土
0.5~1
粉土
2.5
32
0.724
8.21
8.21
9.7
100
粉質粘土
1.5
33
0.928
4.34
4.34
13.8
90
淤泥質粉質粘土
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
粉土夾粉砂
未鉆透
24
0.598
15.98
170
以上數據是經統計該地區幾個變電所工程地質勘察報告而來,從表中不難發現,作為軟土層的淤泥質粉質粘土埋深不深,但對不同的場地,該土土層厚度分布不均,這對建筑物和構筑物基礎設計提出了較高的要求。
3處理措施及設計對策
3.1細心勘察,查清場地水文地質情況。
擬建場地勘察評價很重要,如若勘測點布置過少,或只借鑒相鄰建筑物的地質資料,對建筑場地沒有進行認真勘察評價,提出的地質勘察報告不能真實反映場地條件,勘察資料不準確,結論不正確、建議不合理,就會給結構設計人員造成誤導。如淤泥質土、暗塘等沒有被發現,會使新建的建筑物和構筑物發生嚴重下陷、傾斜或開裂。
沿海地區工程現場的地質、水文勘察調查宜包括下列內容:了解工程區的地形地貌特征、微地貌類型,地層成因類型、巖土性質、產狀與分布概況,不良地質現象概況,地下水類型和分布概況,區域穩定性和歷史地震背景和震情。查明海水的侵入范圍、咸水(包括現代海水和古代殘留海水)與淡水的分界面及其變化規律;潮汐對地下水動態的影響。只有認真研究地質資料,以數據說話,才能設計出切實可行的基礎方案。
3.2認真研究、多方論證,確定最佳地基處理和基礎設計方案。
蘇北沿海地區地質是由于黃河淤積和黃海沖積而成,地貌屬于淤泥質海岸,為我國淤泥質海岸分布最廣、最典型的地區之一。淤泥質軟土的存在對工程基礎設計提出了更高的要求。淤泥質軟土地基承載力低,壓縮性大的特點,不易滿足建筑物和構筑物地基設計要求,需進行地基處理。根據軟土地基處理的原理和作用,根據多年一些輸變電工程建設實踐,可以采取以下簡單易行、經濟效益較高的軟土處理方法。
(1).換土法
此方法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。當淤泥土層厚度在4m以內時,可采用挖除淤土層,換填砂土、灰土、粗砂、礫石、片石、卵石等辦法進行地基處理,換填淤泥土層,提高軟土地基強度,一般換填的厚度為30~100cm。換填土相對來說造價高,但可以節省工期。
(2).地基加固處理及樁基法
當淤土層較厚,難以大面積進行深處理時,可采用打樁的辦法進行加固處理。當淤土層厚度小于5m時,宜打砂樁或石灰樁,通過吸水和排水來擠密淤土,使其孔隙比小于1,以達到一般地基要求;當淤土層厚度在5~7m時,宜打預制管樁至硬土層,設承載樁臺;當淤土層厚度在7~10m時,宜打灌注樁至硬土層,設承載樁臺;淤土層厚度在10m以上時,宜采用打懸浮樁的辦法,擠密淤土層并靠摩擦承載。
(3).優化基礎法
①擴大條基底面積,增設鋼筋混凝土基礎梁。可將條形基礎淺埋,把基礎設置在地基表層的密實土層上,從而避開淤土層,適當設置鋼筋混凝土基礎梁,增大基礎的剛度,提高基礎的穩定性和抗變形的能力。
②采用筏板基礎或箱形基礎。對小型建筑物可采用擴大基礎底板的方法,如設計較薄的鋼筋混凝土底板。對大中型工程,可采用空箱底板,即在不增加建筑物造價的情況下,用加大底板高度、減輕底板自重的辦法來適應軟土地基要求。
(二)設計原則。低碳包裝設計要求符合國際的3R+1D原則,即保證包裝是輕包裝、可回收利用、可重復使用且使用材料可降解。3R+1D原則可以說從材料層面對包裝設計進行了規定。另外,包裝設計還要把握審美原則和適度原則,保證包裝設計能夠凸顯商品的賣點和吸引力,且符合受眾的審美習慣和年齡、社會階層。
二、設計材料分析
一個包裝樣本,能夠體現低碳元素的是其材料部分,低碳包裝可選擇的材料是非常豐富的,包括可降解材料、可食用材料、可重復利用材料和原生材料等等。采用可降解材料的包裝在其喪失使用效能之后,被丟棄后可在短時間內被微生物降解為有機物質,為土質增添營養或者用于再生產,不會使環境產生負擔。原生材料是使用自然界現有的材料雕琢美化后作為包裝,比如貝殼雕刻美化后可以當作項鏈、戒指的包裝盒,木料經加工雕刻成為木盒,木屑可用于造紙、建筑吸水等,巖石磨薄鑲嵌是很好的古董包裝盒,可食用材料常作為快餐食品的包裝材料,同時具備可降解材料的優秀品質,在無限的創意中,為食品提供優良的包裝。參考3D+1R原則,常用的設計材料具體有:
(一)紙。紙在包裝設計中的運用非常廣泛。包裝用紙分為再生紙和原漿紙,原漿紙價格比再生紙略高且環保程度不如再生紙,但原漿紙可以制作高品質的材料,顯圖效果也比再生紙強。包裝設計要根據客戶需求和產品效果綜合考慮選用紙的類別,當然,從實用和環保角度,還是建議用再生紙作為包裝設計材料。
(二)竹木。竹子和樹木因其硬度、韌性、輕便、容易加工、取材便捷等優點,在包裝設計中常備作為原材料,另外,竹木包裝因其古樸、民族的特色也常常被一些設計師、客戶青睞而選用。
(三)玻璃。目前玻璃制作技術非常成熟,鋼化玻璃等玻璃類別已經讓自身脫離了易碎這個標簽,玻璃包裝往往顯得華貴優雅,加以染色技術,又有琉璃的古樸之感,常常為高檔商品所選用。同時玻璃作為一次成型的包裝材料,也可以重復利用,例如可口可樂公司的汽水瓶,就是重復利用的一個典范。
(四)金屬。金屬因其高延展性、高韌性、可回收、豐富的類別和合金的多種復合可能被包裝設計師所青睞,設計師往往可以通過金屬材料制作出精美絕倫的包裝藝術品。另外,金屬包裝產品的實用性能也很高,例如口香糖常用鍍膜紙作為包裝,以保證產品的干燥,貴重物品也常用金屬進行包裝,能起到防水防火防盜的作用。
(五)蔬菜。蔬菜中淀粉含量高以及纖維含量高的作物根據其特殊性往往可以當作包裝材料。例如面粉和雞蛋可以做成油炸食品的盒子,加工過后的蔬菜葉子可以用來包裹餅子等有餡料的食品,馬鈴薯粉制作馬鈴薯制品的包裝盒也常有新奇的生活藝術效果。
三、印刷油墨
印刷所使用的油墨也關乎產品包裝是否低碳,如果油墨材料不夠環保,那材料即便可降解,也會使環境產生負擔。目前常用的三種油墨有:
(一)水性油墨。水性油墨是采用水作為溶劑而得名,不會對人體產生傷害。同時水性油墨成本低廉,且印刷成品的顏色靚麗美觀,且干燥效率比有機溶液的油墨效率高,常被食品、藥品生產廠商運用,有著世界級的安全水準。
(二)植物種子油墨。采用較為廣泛的是大豆油墨,由豆油、樹脂、蠟質、顏料等材料,按照一定比例調配加工而成,對環境0負擔,也無揮發性有機物質污染空氣,不會對呼吸系統造成負擔。新型的植物種子油墨還有亞麻種子油墨,這種油墨在性能上均優于大豆油墨,成為美、日、韓等國的印刷新寵兒。
(三)蔬菜油墨。蔬菜油墨的優勢在于顏料源自純天然,不含任何添加劑,甚至可以達到可食用的標準,一般也常與可食用的包裝材料配合使用,同時這種油墨像蛋糕著色一樣采用噴槍,更富創造力和想象力。
四、從設計結構方面提升禮品包裝的低碳品質
(一)為包裝“瘦身”。與中國傳統的華貴繁復的包裝結構不同,低碳理念下的包裝結構設計遵循的準則是簡約、小巧、實用,甚至達到“零包裝”的程度。零包裝不是指沒有包裝,而是包裝簡約到與產品渾然一體,不會像傳統包裝一樣喧賓奪主,為產品增加過多的不必要的附加成本。但在瘦身模式下的包裝設計,其創意和藝術性的體現就更加困難,這對于包裝設計師有著更高的要求。
(二)摒棄粘合劑。對于包裝材料的連接設計,絲綢、布藝制品可以采用縫紉的手法將材料連接在一起;硬質的材料現也多參考古代的“楔”手法,將材料拼接起來,例如木盒的仿古設計,既有歷史韻味,又有現代的低碳理念;對于可降解塑料等不適宜以上兩種方法的材料,則應當一次成型或者采用熱熔手法將不同部分連接在一期,減少粘合劑的運用;對于紙板等材料,可以使用金屬條裝訂,一方面保證了連接的穩固性,另一方面金屬條和紙板都能回收再利用,符合低碳的理念。
(三)禮品包裝結構要在遵循禮品本身及禮品品牌的基礎上創新。過度包裝往往會造成浪費,甚至會喧賓奪主掩蓋禮品本身的立意。例如送一只古意盎然的毛筆,用一個高級檀木雕花盒子做外殼,內襯繡著精工蘇繡的上好的雪緞和羽絨,這樣的一個禮品,乍一看非常有檔次,但毛筆的高雅風骨就被包裝沖淡了許多。
1順著裂隙的冒水以及浸水情況
要是冒水現象很嚴重的話,則根據這些步驟即可解決:弄很多和裂隙互通的深孔,借助孔口管使裂隙水流出;再弄很多和裂縫相通的淺孔,安置好孔口管;順著裂隙口進行鑿槽,可以先借助棉紗以及麻刀等物質把裂隙塞住,接著再以砂漿堵槽;要使用壓力很小的灌漿來灌注淺孔;當淺孔凝結一陣子后,然后使用壓力較大的灌漿進行深孔的灌注。要是冒水情況不嚴重的話,首先,順著裂隙弄一個形狀為U的槽,注意其深度要控制在5~10cm的范圍,把一個鐵皮安置在槽的底面,再用很多的灌漿管穿越鐵皮進行安置,要注意在裂隙的最下面和最上面都要安置一根。最后使用速凝砂漿使槽變平,當砂漿滿足一定的強度標準后,要以從低到高的順序對裂縫實施灌漿。
2一些較大的漏水點出現的冒水情況
一般而言,熔巖區域以及在混凝土中夾雜著嚴重缺陷的區域,這樣的問題比較多,因此,要以具體出水量的多少,根據出水點的位置,先安置一段大小合適的孔口管,把水進行集中,然后再由管中流出,最后要把附近存在冒水冒漿可能的裂縫進行塞堵,接著對孔口管實施反壓灌漿措施。
位于巖溶區域的灌漿處理
1存在充填物
要是巖溶中存在充填物的話,要很據巖溶的體積確定合理的措施進行解決:①采取高壓灌漿的措施:使用高壓水泥灌漿來解決巖溶問題,也就是說借助灌漿的高壓作用把充填物壓實,以防止滲漏,并保持穩固。此外,還由于高壓水泥漿具有劈裂功能,可以實現水泥漿對土體的穿插,使土體形成一網格狀包裹:不過要是在溶洞規模過大的區域,由于鉆進難以形成孔,在實施高壓灌注前,先要使用旋噴法等辦法對溶洞的充填物實施加固。②采取花管灌漿的措施:在泥沙量較大的巖溶區域實施高壓灌漿方式是不易于成孔的,要是采取有孔的鋼管穿入溶洞內進行人造孔壁措施的話,就可以避免塌孔,而且,也有利于避免砂土塞滿閥門以及灌漿設施的情況,漿液能夠在高壓的作用下,利用花眼進入土層:同時,水泥漿還能夠融入砂土層,也可以把充填物壓實,排除填充物中的水分子,實現灌注以及對充填物的壓密。
2不存在充填物
①就大空洞巖溶而言,使用高流態的混凝土進行回填的方式較為合適,其標號通常是C15,骨料直徑的最大值一般低于20mm:要是巖溶很深的話,可以通過溜槽以及導管進行澆注,來防止混凝土發生分離,灌注結束以后,要凝結7d,接著再進行再一次的掃孔以及水泥漿的灌注。②就大空洞巖溶而言,還能采取加大灌漿孔直徑的措施。把直徑低于40mm的清潔石頭放入孔內,塞滿以后再用水泥砂漿進行灌注:灌注結束后,需要3d的凝結時間,接著再一次掃孔實施壓水,在參考壓水資料的基礎上,來決定需要灌注的物質。③就小空洞巖溶而言,可以進行水泥砂漿以及混合漿液的灌注:灌注結束后,需要3d的凝結時間,然后是再一次的掃孔、壓水,最后,再決定需要灌注的物質。
漏水非常嚴重的通道所采取的灌注方式
1沒有水流并且傾斜角較小的大裂隙
先用濃漿和水泥砂漿等實施處理:要是效果不好的話,那么就進行穩定漿液(定量)以及混合漿液的灌注。對于那些碰到水就出現性能改變,且灌入量很多的底層混合漿例如水泥粘土漿、水泥水玻璃漿等應該采取穩定漿液進行灌注。
2存在水流并且坡地較大的大裂隙和孔洞
2居住環境設計中現存的問題
2.1資源浪費非常嚴重
當前室內裝修資源浪費非常嚴重,裝修過程中的砸、扔、換現象已經成為一種常態,一般原始建筑配備的暖氣片、馬桶、洗漱盆、開關和電線等設施基本都在裝修過程中拆除換掉。據統計每100平方米的毛坯房平均產生600公斤的裝修垃圾,裝修過程中折合每平方米至少70元的材料設備變成了垃圾,全國僅“敲敲打打”方面的浪費,每年的損失在300億元以上。據調查每浪費1平方米的建筑陶瓷,多消耗約6千克標準煤、增加排放二氧化碳15.4千克,裝修造成資源浪費與低碳經濟發展是相違背的。
2.2室內裝修環境污染比較嚴重
目前,室內有機污染、無機污染和放射性污染是我國裝修污染的三個主要方面,主要超標的污染物是甲醛、苯、氨、氡等化學物質。室內裝修使用的人造板材、膠黏劑、墻紙等材料是室內裝修污染的主要來源,如果這些材料質量不合格,材料所含的有害和有毒的化學物質就會超標,這些有害物質混合在空氣中,對人體造成非常不利的影響,嚴重的可以致癌。此外,裝修過程中產生各種粉塵、廢棄物和噪聲污染也嚴重影響人們的生活。
2.3室內裝修使用生命周期較短
我們國家室內裝修的使用壽命比較短,娛樂場所裝修更新周期一般在三年左右,公共場所在四年左右,家庭室內裝修更新周期多數不會超過七年。頻繁的裝修更新縮短了室內環境使用時間,裝修是一種利用有限資源消耗的過程,如果延長它的使用期限,就會減少消耗、節約能源,同時也會降低二氧化碳的排放。
3低碳理念下的居住環境設計方法
3.1空間設計的低碳原則
低碳設計就是以設計為起點,通過設計原理、理念、方法、手段、技術等一系列的整合,創造出低能耗、低污染、低排放的物質或精神產品。室內環境空間低碳化設計要注重空間的充分利用,考慮空間的可變性和靈活性,對室內空間進行合理的布局,組織好內部空間的關系,盡量節省交通空間,讓室內交通集中有序,增加居室空間的利用率,達到節省空間的目的,并且要盡量減少對原室內主體結構的更改。室內空間設計中還要考慮陰陽面相結合,使其起到冬暖夏涼,節約能耗,對于光照、通風、房門的朝向需要進行統籌安排,通過合理的設計,充分利用自然條件,室內自然通風要順暢,自然釆光要合理。減少空間設計中對材料的使用量,減少環境污染源,這是比較直接的低碳化設計手法。
3.2材料選用的低碳原則
低碳材料有低污染、低耗能、使用壽命長等特點,低碳材料使用過程中不會產生有害物質,并且可以回收再利用。室內裝修材料在生產、運輸和施工階段都會消耗能源,排放大量的二氧化碳,在低碳環境設計中要選用一些低消耗、低排放、低污染的新型材料,減少碳量的排放,降低廢棄物對環境的污染,實現節能、節材和節水的低碳居住環境設計。裝修材料可以優先選用本地材料,縮減運輸距離,減少運輸過程中碳的排放。在材料種類上可以用一些低碳替代材料,如選用竹材、藤材、棉麻和植物秸稈等天然材料,通過藝術設計和技術處理應用到室內裝修上,也可以用硅藻泥代替墻壁涂料和壁紙;用竹地板替代實木地板;用水性木器漆替代裝飾油漆;用復合石材替代天然石材等。在保證結構和安全的前提下盡量使用輕質隔墻材料,少用混凝土、水泥等材料。裝修過程中也可以選用可回收再次利用的材料,把裝修過程中廢棄的一些材料進行篩選重新利用,比如利用多層板側面木質紋理作為墻面的飾面材料,將數張多層板拼合壓制在一起,從側面裁切粘貼在裝飾墻面上來減少材料浪費。
3.3施工方式的低碳原則
首先,低碳、環保的施工工藝需要在保證施工質量的前提下進行,在施工過程中采取科學的施工工藝,合理組織施工工序,制定標準化的施工流程,這樣不僅能夠減少工程質量隱患,提升裝修效果,還能避免重復施工、反復施工造成的能源浪費。其次,在施工環節可以采用工廠生產半成品或者標準配件,在現場安裝的施工模式,減輕現場施工壓力,減少施工現場產生的裝修垃圾,提高效率,縮減施工周期。再次,對裝飾垃圾進行妥善分類處理,使垃圾污染和有害物質排放最小化,將裝修剩余材料采取保存或者提供給其它家庭使用的方式來減少資源浪費。
2設計工作的四大理念理念指導行動。只有正確的理念,才會帶來有價值的行動。針對以上南京城市特色及南京地鐵建設的基本點,《投標文件》提出了南京地鐵2號線設計工作的四大理念。“安全地鐵”的理念:貫徹安全服務意識,建造安全保障設施,建立安全運營體系。地鐵運營,安全第—,實現建設地鐵的基本目標。“公眾地鐵”的理念:設計為了建設服務;建設為了運營服務;運營為了乘客服務。以人為本,便捷服務,實現建設地鐵的社會效益?!熬G色地鐵”的理念:提高地鐵藝術水平,體現南京歷史文化,實現人與自然共生。環保節能,美化環境,實現建設地鐵的環境效益?!敖洜I地鐵”的理念:創造地鐵經營資源建設運營成本,提高運營經營收入。資源共享,綜合開發,實現建設地鐵的經濟效益。
3實施安全地鐵理念的建設地鐵的設計、建造、運茸,必須保障安全、以人為本、滿足功能、保護環境。地鐵運營,安全是第一位的。安全地運送乘客.是地鐵運營的首要目標。地鐵運營安全,與地鐵的硬件設施及地鐵的軟件服務密切相關。作為設計總體單位,將在南京地鐵2弓—線一期工程的設計與建造中,應深入貫徹“安全地鐵”的理念,并從硬件設施的建造及軟件服務的建立兩方面為業主提供滿意服務。設計總體單位將從“設計監控”的角度,在設計理念、設計標準、設計方案、技術措施等方面,提出《地鐵安全設計的總體要求》,以便就如何建造涉及安全的硬件設施.進行設計控制。設計總體單位將從“業主參謀”的角度,在運營機構、行車管理、車站管理、設備管理、人員培調等方面,就如何確保地鐵安全運營,提出(地鐵安全運營企劃)建議(包括:地鐵火災應急預案、列車隧道疏散預案等),以供業主參考。地鐵安全,涉及方方面面。影響地鐵安全運營的災害也有許多,比如:火災、風災,冰雹、地震、雷擊、爆炸、疫情等,其中量常見、最重要的是地鐵火災的預防與救助。特別是南京地鐵2號線大部分線路在地下,其火災預防與救助難度更大?!锻稑宋募芬浴暗罔F火災的預防與救助”為例,提出了’地鐵防火設計概要”(包括:基本原則、建筑防火、消防給水與滅火裝置、車輛防火、事故通風與捧煙、防災通信、防災用電與疏散指示標志、火災自動報警系統),該內容屬《地鐵安全設計的總體要求》的一部分;另外,提出了“地鐵火災應急預案要點“(包括:預案綜述、司機的應急反應、乘客的應急反應、控制中心的應急操作、站務人員的反應、引導人員的反應、地鐵火災預防要點等),該內容屬《地鐵安全運營企劃》的一部分。
4實施公眾地鐵理念的建議設計為了建設服務;建設為了運營服務;運營為了乘客服務。以人為本,便捷服務。地鐵的社會效益體現在公眾服務。這要求在地鐵的設計、建設、運營過程中,必須強調“公眾”服務意識。乘客的需求,是地鐵的追求。時生了變化,乘客的需求也發生了變化,地鐵車站設計應著重考慮如何適應時代的變化、為乘客提供優質服務、滿足乘客由于生活水平的提高而伴隨的各種需求。如何減輕從地面出入口到地下站臺之間的水平及垂直移動所帶來的負擔,如何減少因換乘給乘客帶來的不便,如何為高齡者、殘疾人、孕婦、兒童等行動不便者提供乘車方便,如何在滿足乘客基本使用功能的同時.克服地下空間給乘客帶來的心理上的影響,如何滿足乘客日常生活密切相關的文化、藝術、信息等附加價值方面的需求,如何為外國人提供乘車方便,如何為乘客提供簡單明了的導向標識系統,這些都是車站設計時必須認真考慮的問題。
5實施綠色地鐵理念的建議環境、人居,健康足當今世界的三大主題。因而,南京地鐵2號線的建造,必須突出“綠色”的理念,即:提高地鐵藝術水平,體現南京歷史文化,實現人與自然共生。保護環境,美化環境,以實現建設地鐵的環境效益。地鐵建設不論在哪個城市都是一個巨大工程,建設過程以及運營階段如不重視生態、環保節能,就會對城市環境產生惡劣影響。未來南京城市發展目標之一是:最佳人居環境城市——人與自然和諧共生城市,地鐵設計必須圍繞這一目標進行,必須為實現這一目標采取相應的措施。此外,地鐵設計還應突出南京的歷史、文化,創造具有地域特色的交通建筑。南京是中國四大古都之一,以六朝古都著稱,有“江南佳麗地,陵帝王州”的美譽,是國家級歷史文化名城和重要的濱江旅游城市,擁有豐富的自然人文景觀,地鐵車站的室內裝飾設計及地面車站、高架車站、出入口、風亭的景觀設計要融入歷史與地域的人文環境,繼承歷史、融入城市、活化地域。
6實施經營地鐵理念的建設“經營地鐵”的理念體現在:創造地鐵經營資源;降低建設運營成本;提高運營經營收入;資源共享與綜合開發;優化運營管理模式等。對此,《投標文件》提出了以下建議,以供參考。
6.1關于創造地鐵經營資源的建設(1)從經營地鐵的角度,探討在2號線南端延仲一個站的可行性在最新的南京市孰遭交通線網規劃中,南京地鐵2號線將在遠期向南延伸近14km至南京市板橋鎮。同時根據最新的市政建設規劃,理今穿越板橋鎮及南京市郊的國鐵寧蕪線將在刪年完成外遷改造工作。因此,在下一步設計工作中,如果有必要,可以探討利用改造寧蕪鐵路將地鐵2號線向南廷伸的可行性,即可以探討在西善橋附近加設一個站的可行性。從經營地鐵的角度看,油坊橋停車場目苗選址在繞城公路以外的油坊橋、西善橋地區.該地區在規劃區以外,又緊鄰河西地區,加之地理位置十分優越,因面,如果線路延伸方案可行,則可以為地鐵創造約150hm的經營性土地資源。(2)從經營地鐵的角度,探討2號線一期工程縫續向仙西地區廷伸的可行性在南京地鐵2號線“可研報告”中,遠期的設計終點是位于仙西新市區的南師大站,并很有可能根據新的線網規劃繼續向東延伸至龍潭地區。地鐵2號線的建設,必將推動整個仙西地區的發展。規劃線同中的地鐵2號線沿著寧蕪鐵路向仙西方向延伸,在仙林大道西口向東拐,沿著仙林大道通向龍潭地區,橫穿仙西新城區北部板塊。由于地鐵2號線遠寓仙西地區南部板塊,為了平衡南北兩部分的發展,在下階段設計工作中,如果有必要,將探討2號線在滬寧高建路站后引出一條支線提前向東拐面照顧仙西新市區CBD的可行性。從經營地鐵的角度看,由于支線沿線地塊位于主城邊緣地帶。現今又處于未開發狀態.因而,如果引出支線,將為支線沿線帶來很大的商業開發價值。(3)關于綜合開發的建漢根據上述情況及沿線車站綜合開發建議,繪制了如下“沿線綜合開發資源示意圖。建議在元通站、向興路站、所衡站、茶亭站、大行宮站、小衛站、孝陵衛站、馬群站等具有開發條件的車站,在下階段設計中探討綜合開發的可行性。