案例教學(xué)法在巖溶土洞處理的應(yīng)用

時(shí)間:2022-11-25 03:59:11

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案例教學(xué)法在巖溶土洞處理的應(yīng)用

摘要:依托巖溶、土洞災(zāi)害反向案例和校內(nèi)新建學(xué)生公寓巖溶、土洞處理全過程的正向案例,針對(duì)龍巖地區(qū)廣泛發(fā)育的巖溶土洞問題開展課程案例教學(xué)法構(gòu)建,將埋藏于地下十幾米至幾十米的巖溶土洞問題具體形象化,用同一項(xiàng)目串聯(lián)不同章節(jié)的內(nèi)容,加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容之間的連續(xù)性。案例教學(xué)提升學(xué)生分析和解決問題的能力,強(qiáng)化教學(xué)效果,進(jìn)而對(duì)接區(qū)域經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)和能力要求,為當(dāng)?shù)亟ㄖa(chǎn)業(yè)培養(yǎng)地基基礎(chǔ)人才添磚加瓦。

關(guān)鍵詞:巖溶;土洞;案例教學(xué)法;地基;基礎(chǔ)

1課程的背景及特點(diǎn)

地基和基礎(chǔ)是建筑物的根基,屬建筑地下隱蔽工程,情況多變,存在較大的不確定性。而地基基礎(chǔ)課程是建筑類專業(yè)的核心課程,是對(duì)應(yīng)就業(yè)崗位施工員、安全員、質(zhì)檢員在施工現(xiàn)場(chǎng)最早遇到的分部分項(xiàng)工程。地基的選擇或處理是否正確,以及基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量的好壞,直接影響到建筑物的安全性、經(jīng)濟(jì)性和合理性。地基基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容有很強(qiáng)的區(qū)域特點(diǎn)且較為抽象。在教學(xué)上要將地基基礎(chǔ)問題分析清楚,就要把握規(guī)律遵循原則,結(jié)合項(xiàng)目場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件。中國(guó)巖溶面積分布廣泛,巖溶區(qū)的面積約為344.3萬km2,占全國(guó)總面積的35.86%。福建巖溶發(fā)育最為強(qiáng)烈的是龍巖、三明地區(qū)。巖溶具有隱蔽性、多樣性、復(fù)雜性的特點(diǎn),對(duì)當(dāng)?shù)毓こ探ㄔO(shè)產(chǎn)生諸多不良地質(zhì)影響[1]。在受限于巖溶的隱蔽性和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)條件的情況下,充分對(duì)接區(qū)域經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)和建筑從業(yè)人員的能力要求,立足于專業(yè)人才培養(yǎng)模式和課程體系開展案例教學(xué)法的構(gòu)建,旨在培養(yǎng)具有較高的思想道德修養(yǎng)、人文素養(yǎng)、職業(yè)素養(yǎng)、良好的溝通表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,具備創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。

2案例教學(xué)的特點(diǎn)

案例教學(xué)法是指教師在教學(xué)過程中,依據(jù)一定的教學(xué)目標(biāo)和要求,通過展示案例、分析案例、探究案例,進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、最終解決問題的啟發(fā)式教學(xué)模式[2]。案例教學(xué)法由美國(guó)哈佛商學(xué)院于19世紀(jì)20年代首次提倡,在經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科應(yīng)用較為常見[3]。在土建類專業(yè)教學(xué)上運(yùn)用案例教學(xué)法,可以直接將較為抽象且實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求高的工程項(xiàng)目具體地展現(xiàn)在課堂上,發(fā)散學(xué)生思維,剖析項(xiàng)目的技術(shù)要點(diǎn),進(jìn)而突破課程重難點(diǎn)和提升教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性,以及分析問題和解決問題的能力。鑒于巖溶區(qū)域的特殊性,巖溶和土洞通常埋藏較深,安全隱患大,巖溶治理要從勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)全過程把控質(zhì)量。因此,從反向案例出發(fā)引出問題,再結(jié)合全過程的正向案例教學(xué),在加強(qiáng)課程內(nèi)容串聯(lián)的同時(shí),更能契合人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準(zhǔn)要求,使學(xué)生更好地掌握教學(xué)知識(shí)點(diǎn),為當(dāng)?shù)亟ㄖa(chǎn)業(yè)培養(yǎng)地基基礎(chǔ)施工人才添磚加瓦。

3案例教學(xué)法的構(gòu)

根據(jù)巖溶發(fā)育區(qū)域特點(diǎn)及其對(duì)工程建設(shè)的影響,結(jié)合土建類地基基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)需要,案例教學(xué)法構(gòu)建思路從反向案例出發(fā),拋出問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)思考和探究,以轉(zhuǎn)換角色的模式分析討論校內(nèi)學(xué)生公寓項(xiàng)目巖溶和土洞治理的勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)的全過程,用同一項(xiàng)目串聯(lián)不同章節(jié)的內(nèi)容,加強(qiáng)了教學(xué)內(nèi)容的連續(xù)性。最后開展教學(xué)效果分析評(píng)價(jià),進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整案例教學(xué)。案例教學(xué)法構(gòu)建思路見圖1。

4案例法教學(xué)應(yīng)用

4.1問題導(dǎo)向———引入反向案例。倘若擬建場(chǎng)地的地下存在數(shù)個(gè)空洞(巖溶、土洞),這對(duì)工程建設(shè)會(huì)產(chǎn)生不良影響。巖溶、土洞引發(fā)的工程問題可以總結(jié)為塌陷問題、沉降問題、地層支撐力問題、樁基施工問題、巖溶水突涌問題等,應(yīng)引起足夠的重視。在教學(xué)過程中針對(duì)這些常見的幾類問題,分別引入具體的反向案例,列舉兩項(xiàng)見圖2、圖3,分別為巖溶引發(fā)的塌陷和沉降開裂,引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思考。介紹巖溶、土洞的發(fā)育和至災(zāi)的機(jī)理,開展課堂分組,組織學(xué)生對(duì)塌陷、開裂等反向案例的原因進(jìn)行討論分析。基于反向案例發(fā)生的原因分析,引導(dǎo)學(xué)生分析討論為避免巖溶、土洞災(zāi)害發(fā)生要采取的相關(guān)預(yù)防措施,引入巖溶、土洞災(zāi)害的勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)的全過程治理思路。重點(diǎn)把握施工方案選擇和施工技術(shù)要點(diǎn)。介紹分析不同處理方法的具體適用條件,見表1。4.2角色扮演——方案分析。面對(duì)擬建場(chǎng)地存在溶洞、土洞的問題,以角色扮演的形式開展解決問題的分析探討。進(jìn)行課堂分組,每組設(shè)立業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、施工方、檢測(cè)方的學(xué)生代表,對(duì)問題的處理方式進(jìn)行具體的討論分析,角色分組屬性見表2。4.3正向案例分析。(1)案例背景介紹。該項(xiàng)目規(guī)劃用地面積約26810m2,總建筑面積為55410m2,計(jì)容建筑面積為48510m2,為5幢8層學(xué)生公寓,各學(xué)生公寓樓高均為34.2m。根據(jù)勘察資料顯示:場(chǎng)地不良地質(zhì)災(zāi)害主要為巖溶和土洞,發(fā)育程度強(qiáng)發(fā)育。(2)掌握巖溶、土洞信息。開展工程地質(zhì)勘察,要從巖溶分布范圍、大小、埋深、充填物情況等方面深入全面地掌握針對(duì)巖溶、土洞的勘察信息。工程案例項(xiàng)目勘察工作期間,場(chǎng)地內(nèi)14個(gè)孔位中在⑥破碎灰?guī)r、⑦灰?guī)r之上出現(xiàn)土洞;土洞高度為0.55~10.60m不等,土洞埋深在16.00~37.50m之間,以半充填為主。溶洞高為0.8~11.0m不等,埋深為16.10~42.50m之間。補(bǔ)充勘察的27個(gè)孔中有10個(gè)孔揭露了土洞,本項(xiàng)目的巖溶發(fā)育分布平面和典型剖面見圖4、圖5。(3)溶洞、土洞處理方法。對(duì)常用的巖溶、土洞處理方法進(jìn)行總結(jié)分析,見表1。針對(duì)本案例巖溶、土洞的分布規(guī)律及埋藏較深的特點(diǎn),從處理技術(shù)、經(jīng)濟(jì)投入、施工進(jìn)度等角度進(jìn)行分析,綜合選定充填注漿的處理方案。充填注漿方案在本區(qū)域內(nèi)有充分的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),能夠在控制造價(jià)投入的同時(shí)可以取得較好的治理效果。充填注漿處理方案的技術(shù)大樣見圖6。(4)任務(wù)驅(qū)動(dòng)———制定施工方案。為完成巖溶、土洞的充填注漿處理,安排教學(xué)任務(wù)使學(xué)生制定完整的施工方案。施工方案從施工進(jìn)度、主要材料與設(shè)備選用、施工勞動(dòng)力計(jì)劃、施工工藝技術(shù)分析、施工質(zhì)量安全保障措施等方面開展,要求提交施工方案文件報(bào)告。(5)任務(wù)驅(qū)動(dòng)———質(zhì)量檢測(cè)。分析巖溶、土洞地基處理質(zhì)量檢測(cè)控制??蛇x用標(biāo)準(zhǔn)貫入、輕型動(dòng)力觸探、靜力觸探、面波或鉆孔取芯等方法對(duì)加固地層進(jìn)行均勻性檢測(cè),土洞、溶洞充填須飽滿。注漿加固處理后地基承載力應(yīng)進(jìn)行靜力載荷試驗(yàn)。同時(shí)地基上的建筑物應(yīng)在施工期間、使用期間進(jìn)行沉降觀測(cè),直至沉降達(dá)到穩(wěn)定為止。4.4教學(xué)效果評(píng)價(jià)。教學(xué)效果從學(xué)生的能力、知識(shí)點(diǎn)掌握程度、案例教學(xué)法認(rèn)知度三個(gè)視角開展[4]。分析學(xué)生對(duì)巖溶、土洞災(zāi)害的認(rèn)知情況,災(zāi)害處理方案適用條件的熟悉情況,常見處理措施的施工流程和技術(shù)要點(diǎn),施工質(zhì)量的檢測(cè)等方面??v向開展平行班的教學(xué)效果對(duì)比,橫向開展不同學(xué)年班級(jí)的教學(xué)效果對(duì)比,對(duì)本區(qū)域從事相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生開展案例教學(xué)法問卷調(diào)查分析。綜合分析、優(yōu)化和調(diào)整案例教學(xué)法的教學(xué)組織。

5結(jié)語

基于案例教學(xué)法在土建類專業(yè)教學(xué)上發(fā)散學(xué)生思維、剖析項(xiàng)目的技術(shù)要點(diǎn),進(jìn)而突破課程重難點(diǎn)和提升教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性,以及分析問題和解決問題的能力的特點(diǎn)。構(gòu)建由巖溶、土洞災(zāi)害反向案例出發(fā)引出問題,具體分析校內(nèi)學(xué)生公寓項(xiàng)目巖溶和土洞的勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)全過程的災(zāi)害治理。以角色扮演的方式開展巖溶、土洞治理方案分析,以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的形式進(jìn)行巖溶、土洞治理施工方案制定和施工質(zhì)量檢測(cè)。從學(xué)生的能力、知識(shí)點(diǎn)掌握程度、案例教學(xué)法認(rèn)知度三個(gè)視角開展縱橫向?qū)Ρ确治鲂?,結(jié)合已畢業(yè)學(xué)生的工程運(yùn)用情況進(jìn)行教學(xué)案例調(diào)整,進(jìn)而完成本案例教學(xué)法的構(gòu)建。

參考文獻(xiàn)

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作者:陳國(guó)俊 單位:閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院城鄉(xiāng)建筑學(xué)院