【工程类论文】加筋土路基设计控制指标与参数取值

第一篇：【工程类论文】加筋土路基设计控制指标与参数取值

筋材指标主要涉及到强度和变形指标，主要用于路基整体稳定性分析；筋土相互作用指标主要涉及到相互作用的摩擦角或摩擦系数，主要用于内部稳定性分析．这些指标取值的合理性将直接影响到设计计算的正确性和加筋土路基工程的稳定性，甚至耐久性，至关重要[1,2]。本文就加筋土路基设计控制指标和参数取值问题进行探讨，提出有关建议。

1.现状分析

(1)抗拉强度

由于目前常见的加筋材料大部分是高分子合成材料(HDPE、PP、PET等)，而高分子合成材料对试验条件，如温度、拉伸速率(拉伸应变率)等特别敏感，所以在选购材料时，采用相同试验方法(同等试验条件)来优选产品就非常重要。土工合成材料用于加筋时，考虑到会受到铺设损伤、老化、生物化学腐蚀以及蠕变等因素的影响，设计计算时，需要对拉伸强度进行折减，其目的为了是让筋材经受施工应力和长期埋于土中经历预期设计寿命年限后，仍能保持设计要求的强度．对于公路加筋土工程，影响强度降低的主要因素是铺设损伤和筋材的蠕变，其它因素影响相对较小。

发达国家如美国对土工合成材料的铺设损伤、老化、生物损伤、蠕变等特性进行了较为深入的研究，提出了不同折减系数，分别考虑不同因素引起的土工合成材料强度的降低，就其提出的折减系数值来看，远远大于我国现行规范提出的折减系数。

（2）筋土界面参数

除筋材抗拉强度外，筋材与土体相互作用是保证加筋效果的关键因素，是选择加筋材料的主要依据。对筋土相互作用参数，研究较多的是静力摩擦角。目前主要通过三种试验手段来获得：直剪摩擦试验、拉拔摩擦试验和环剪摩擦试验，用得较多的是前两种试验。对于环剪摩擦试验，研究范围仅限于部分欧美学者，其优势在于测定筋材与土界面残余强度。筋土动摩擦特性研究还处于探索阶段，有学者通过离心模型试验和振动台试验来获得界面动摩擦强度。界面粘聚力和内摩擦系数与很多因素有关。如试验方法、试验条件、填料的性质、筋材的特性等。

2.加筋土路基设计控制指标与参数取值的建议

2.1 加筋土路基设计控制指标

目前我国加筋土路基型式主要有加筋土支挡结构、加筋土坡、陡坡加筋以及软基加筋，无论型式如何，从加筋目的上讲，可简单分为侧重增强稳定的加筋(如加筋土支挡结构、加筋土坡及软基加筋)和侧重减少变形的加筋(如增强填挖结合的陡坡加筋)。之所以只能说是侧重，原因在于稳定和变形两者难以截然分开。不稳定，谈不上减少变形；过度的变形，会导致土体或结构产生变形，在水等不利因素的影响下，稳定性降低进而丧失。因此，无论何种加筋土路基型式，均应在稳定和变形方面提出要求，但侧重点可以有所区别。

为控制加筋土路基的变形，尤其是对填挖结合路基的处理这种以减少路基不均匀沉降为主要目的的加筋土路基，一般认识是选择具有较高模量的加筋材料。如在作得比较仔细的设计文件中，对加筋材料2％、5％等应变对应的拉伸强度提出了要求，以此间接提出模量的要求。但事实上，此模量是加筋材料没有考虑时间因素的模量，对加筋土路基的变形，尤其是长期变形不能起到控制作用。在路基填筑完成时，常规室内拉伸试验所反映的加筋材料的变形就已完成，真正起到控制作用的是加筋材料的蠕变特性。

对加筋土挡墙和墙台背减少土压力的加筋，计算分析表明，采用较高模量的加筋材料可起到增强挡墙稳定性和减少土压力的作用，此时，模量参数的选取具有一定的意义。

在进行加筋土路基设计时，主要用到加筋材料特性指标和筋土相互作用特性指标，这也是加筋土路基设计所需要控制的两大指标。加筋材料特性主要反映在强度和变形两个方面。随着人们认识的深入，越来越认识到：在强度方面，仅仅简单采用加筋材料的极限抗拉强度是不够的，需要考虑材料所使用的环境对其强度进行折减；在变形方面，需要考虑材料的蠕变特性。目前通常把蠕变放到强度指标中一并考虑。按理讲，筋土相互作用特性包括似粘聚力和摩擦角两个指标，但由于似粘聚力的复杂性和不稳定性，以及在整个相互作用力中所占的比重不大，因此，目前多考虑的是摩擦角指标，或由此换算的摩擦系数。

加筋材料在使用中会受到铺设损伤、化学损害、生物损害和紫外线老化损害，连接点强度不够也会影响整体加筋强度．一般加筋土路基工程中，化学损害和生物损害不多；筋材埋设于土中，一般也不会受到紫外线影响；加筋材料铺设时，通常要求主受力方向为材料强度高的方向．因此，加筋土路基工程对加筋材料强度应侧重考虑铺设损伤和蠕变两个方面。

基于上述，提出表1所示的加筋土路基设计控制指标。

表1 加筋土路基设计控制指标

指标 考虑的影响因素 适用场合

加筋材料特性指标 抗拉强度 铺设损伤 蠕变 所用加筋土路基

模量 加筋土挡墙、墙台背加筋

筋土相互作用特性指标 摩擦角或摩擦系数 加筋材料特性 土特性 所用加筋土路基

2.2 加筋土路基设计控制参数取值建议

就加筋材料特性指标和筋土相互作用特性指标的参数取值，国内外已开展过相关的研究。综合研究结果，就加筋材料抗拉强度蠕变折减系数和筋土相互作用的摩擦系数取值提出有关的建议。

（1）加筋材料抗拉强度蠕变折减系数取值

通过土工格栅室内短期蠕变试验，得到TGDGl30型单向聚丙烯土工格栅蠕变折减系数为4.47，CATT型双向聚乙烯塑料土工格栅蠕变折减系数为3.39，与美国FHWA 1998年建议的土工格栅蠕变折减系数：聚丙烯PP=5～4.0，聚乙烯距=5～2.5比较吻合，而较R0bert M，koemer(1998)推荐的土工格栅用于加筋路堤时的蠕变折减系数2.0～3.0要大得多．考虑到筋材蠕变特性的复杂性，建议土工格栅蠕变折减系数取值：聚丙烯PP为4.5～4.0，聚乙烯PE为4.0～3.0。

(2)筋土界面摩擦系数

通过不同压实度、不同孔径的土工格栅，不周含水量情况的界面摩擦试验，得到：填土压实度和含水量对筋土界面摩擦系数有较大影响，当填土压实度只有90％时，筋土界面摩擦系数只是填土摩擦系数的0.83倍，压实度达到93％时，可上升为0.95倍；填土含水量接近饱和时，筋土界面摩擦系数下降到填土摩擦系数的0.5倍。填土粒径与格栅孔径存在一个最佳的配合，但影响不如填土压实度和含水量显著，就试验的情况，最佳的配合为d50/土工格栅孔径=0.5。除高含水量情况外，其它情况下筋土界面摩擦系数基本在0.82～0.95(为土内摩擦角)之间，与国外所得到的(0.88～0.92)基本一致。

综合国内外已有成果以及本文得到的试验结果，对加筋土路基筋土界面摩擦系数，建议：一般情况下取为(0.80～0.90)，填土压实度大时取高值，低时取低值；路基填土为高含水量的高液限土或需要考虑路基受到水影响时，取为0.5。另外，在选取土工格栅孔径时，可参照d50/土工格栅孔径=0.5考虑。

3.结语

通过对加筋土路基工程设计控制指标及取值进行了分析。得知目前筋材设计指标主要考虑其拉伸强度，同时考虑到会受到铺设损伤、老化、生物化学腐蚀以及蠕变等因素的影响，设计计算时，需要对拉伸强度进行折减。就其提出的折减系数值来看，国外发达国家远远大于我国现行规范提出的折减系数．除筋材抗拉强度外，筋材与土体相互作用是保证加筋效果的关键因素，是选择加筋材料的主要依据。本文对常用的两种土工格栅进行蠕变进行研究，得到各自的蠕变折减系数，从而对于就加筋土路基设计控制指标和参数取值问题进行探讨，提出有关建议。

参考文献：

[1] 王钊，邓卫东，等．国外土工合成材料的应用研究[M]．香港：现代知识出版社．2002.[2] 吴景海．土工合成材料试验研究和有限元分析[D]．天津大学博士学位论文。2002.

第二篇：工程建设项目设计的计价与控制研究论文

摘要：对于工程设计阶段而言，主要处于工程开始与实施之前，其目的是防止施工进行过程中的变化，避免设计不当而引发造价的提升，因此，深入进行设计的研究，才能保证投资的高效性。如果对设计阶段造价进程不科学的管理，出现失控的局面，就会给施工时期的造价管理和控制埋下隐患。文章主要分析了工程设计阶段造价控制的相关问题，对其进行合理处置，控制在合理范围内，促进项目收益的最大化。

关键词：工程建设项目；设计阶段；工程造价；计价；控制

1当前工程造价控制中存在的问题以及原因

1.1缺乏观念上的重视

在项目建设中，将关注点放在施工阶段的造价的控制，忽视设计阶段工程的造价管理，各方面投入有限。这种问题出现的主要原因是过度重视施工阶段各方面投入，认为只要控制好施工阶段的投入和相关费用就实现了对造价的有效控制，因此，施工预算和结算都受到了各个主体的忽视。虽然这样也对工程造价进行了控制，但是由于在设计阶段的考虑不够周全，并且相关的工程造价设计资料不够完善，导致了施工中没有一个造价控制标准，缺乏一个工程造价成本控制规范，最终无法有效对工程造价成本进行有效控制。

1.2设计思想存在落后的情况

对于工程项目而言，设计机构以及个人的素质至关重要，意义重大，但是，在实际操作中，很多设计者为了降低风险，减少质量隐含，采取的设计方式十分保守。这就容易导致布局的不合理性，出现投资的严重浪费。

1.3设计出现较为频繁、多次的变化

在设计初期，调查工作不全面和深入，相关专业的设计不完善、设计的水平不高、审核制度不健全，会引发施工过程中的项目的漏洞，错误也不免发生，导致后期出现设计的变更，使得项目建设的成本增加。

1.4工程技术与造价缺乏科学的结合在当前的设计机构中，很多设计者更高关注的设计技术，忽视经济性原则，缺乏对工程造价的关注。很多设计人员缺乏经济思想，致使设计的经济性很难得到全面体现。对于概预算人员而言，对工程新技术掌握不熟练，对工程过程中的各种流程、环节缺乏深入的认识，掌握能力不强，无法实现对工程造价的合理、有效、科学的控制。而对于财务审核人员，缺乏全面的专业能力，没有真正参与工程的实际建设，只是进行项目的审核和复查，只是立足于工程的结算。对于整个工程而言，各个环节缺乏统一，集中性不强，信息沟通不流畅，很难实现全面、有效的控制。

2如何做好工程建设项目设计阶段工程造价的计价与控制

2.1做好各个主体之间的全面配合在设计阶段，相关设计人员要加强与各个施工主体的协作，与建设企业一起分析图纸在技术方面的特征，研究可行性，全面论证造价的经济性，从专业角度对设计图纸进行全面审核，实现设计的健全和完善，从根本上提升设计的水平和品质。

2.2在设计中运用限额方式

对于限额设计而言，主要是以预先设定好的总额为基准，实现对总体设计的控制，在维护设计标准和要求的前提下，以实际分配的配额为前提和依据，进行相关设计，达到对造价的有效控制，如果没有其他要求，不能超过限额的范围。在当前的管理制度下，很多建筑项目在设计招标方面比较落后，没有形成合理的监督机制，实现对设计工作的监督以及对限额的管控，因此，针对设计中的定量分析，需要进行全面核算，借助数据，实现对施工可行性和经济性的考量，避免后期出现变更的情况，将经济性原则作为重要的原则。

2.3全面做好图纸的审核

一旦图纸出现不完善的情况，就会发生设计表面化的情况，深度不好，会引发施工时期的变更，导致投资增加。即使发生工程变化，也要将其控制在一定的范围之内，维持在施工之前，在设计时期，尽量避免设计阶段的不足和问题，将费用控制在最小范围，保证效果最佳。在完成图纸审核之后，要进行深入探讨和整改，减少设计变更的情况，避免出现设计变更造成的造价失控状态。一旦出现设计机构引发的变更和造价的增加，需要对责任进行明确。

2.4对全寿命周期成本进行全面考究

对于全寿命周期成本而言，主要是建立在建筑的全寿命周期的基础上，实现生产和使用的有机结合，全面进行成本的核算方式。在这种模式下，对初期成本进行有限增加，实现对长期成本的降低，将全寿命周的全部成本进行下降，使得整体效益得以提升。

2.5对当前的设计计费模式进行改变，建立科学的激励制度

在当前的设计中，在计费计算方法方面，主要是以投资规模和建筑的面积进行费用的收取，这种模式的使用使得设计机构对技术性的要求不高，甚至产生忽略心理。为此，对于设计人员而言，要具有高度的责任感，破除盲目的心理，不能受到高标准和高水平的约束，对当前的设计模式和审核方式进行创新，形成有效的激励机制，在充分保证安全的前提下，保证功能的有效发挥，以初期设计理念为前提，运用科学技术，采用新的结构和材料，运用新的工艺，实现资金的节约，保证分配给设计部门的合理性。另外，对于设计变化而出现投资的增加，要以一定比例为基础，进行设计费用的有效扣除，保证计费方式的优质性，实现对设计人员设计思想的有效激励，形成强烈的经济意识。实现与自身价值的有效结合，实现资金的节省，达到对工程造价的有效管控。

2.6充分发挥价值工程原理的作用

对于价值工程而言，主要是对建筑物功能和成本进行的全面分析，目的是运用最短的寿命周期实现建筑物最大的功能。借助价值工程的原理，能够以科学为原理，形成决策水平的提升，实现技术性与经济学的有机结合，达到对工程造价的全面、高效的控制。设计阶段的造价管理具有高度的系统性，因此，要以全局思想为基础，进行全方位、动态的管理。将控制的核心放在设计时期，借助经济、技术以及效果分析，达到对技术与经济关系的有机结合，将工程造价的思想渗透到不同设计和施工技术中，达到对设计阶段工程造价的科学管理。

2.7采取全过程的项目管理方式

对于极具系统性的工程建设项目而言，设计和施工密不可分，但是，当前的建筑行业中，仍处于平行承包的方式。在这种方式下，设计的主导作用无法发挥，设计与采购呈现分解的状态，返工无可避免。在一定的环境中，采用设计、建造承包的模式，承包商发挥对设计、品质等多方面的管理，担负全面的责任，这样，时限设计、施工之间深度合作，能够实现设计方案的最优化，配合设备、物料等多方面的施工，达到对工程造价的有力控制。

3结束语

综上，对于建筑项目而言，设计阶段是影响投资的重要方面，对设计阶段投资的控制是实现对整个项目设计的关键环节，因此，对于建设项目设计的节约就是对整个项目的最大节约。对于设计形成的造价，相关环节只能进行计量，无法改变。为此，要高度重视对设计阶段造价的控制，才能获得投资省、进度快、质量好的效果，这也是进行投资成本控制的关键。

参考文献

[1]于今.工程建设项目设计阶段的造价控制管理研究[D].沈阳大学，2013.[2]黄坚.建设项目工程造价管理和控制[J].河南建材，2015，3：49-51.[3]马立军.建筑企业工程造价预算存在问题分析及其措施[J].科技与创新，2015，14：64-65.