时间:2023-08-29 16:22:10
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇中医基础知识点,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
2交叉知识点的影响
高等职业院校的学生理论学习时间较普通高等教育要短,但课程设置和学习内容量差距不大,因此理论教学时间显得尤为珍贵。医学基础课程交界知识点需要在多门课程中讲解,一定程度上浪费了有限的教学时间。比如骨骼肌这一交叉知识点,在“组织胚胎学”中需要讲解骨骼肌纤维的一般结构和超微结构;在“生理学”中也要先讲解骨骼肌细胞的微细结构,再讲解骨骼肌的收缩机制。“组织胚胎学”设置在大学一年级第一学期,“生理学”设置在大学一年级第二学期,两门学科间隔时间较长,在学习“生理学”时,学生几乎忘记了骨骼肌细胞的微细结构这一交叉知识点,教师需要花费大量时间来重新讲解,严重浪费了教学时间。
3交叉知识点的探讨
针对交叉知识点的存在,若根据具体的教学内容和实际的教学情况来分析其更偏重于哪一门课程,实行一门课程详讲、一门课程略讲,不仅能够节约教学时间资源,更能保证教学的连续性,提高教学效率。本文以“人体解剖学”中的九大系统为基础,对“人体解剖学”“组织胚胎学”和“生理学”这三门课程的重要交叉知识点进行梳理总结,以供各位授课教师参考。
3.1运动系统
运动系统由骨、骨连结与骨骼肌三部分组成。其中骨骼肌在“人体解剖学”中主要是讲解大体结构、位置、毗邻关系的内容;在“组织胚胎学”中则是讲解肌细胞的微观结构;在“生理学”中主要是讲解收缩机制及收缩形式。在这三门课程中,肌细胞的微观结构在“组织胚胎学”和“生理学”中都有涉及,且都是需要着重讲解的内容,其中肌原纤维与肌管系统的微观形态结构决定骨骼肌收缩功能和收缩特点。在实际的教学过程中可以发现,虽然“组织胚胎学”对此交叉知识点作了重点讲解,但在“生理学”课程中,学生的理解与记忆情况并不乐观。因此,可以考虑将重点讲解放在“生理学”课程中,先讲微细结构后讲收缩机制及形式,知识间的连续性更强,学生掌握得也更加牢固。
3.2消化系统
消化系统由消化管和消化腺构成。其中,消化腺中胃的外分泌腺所分泌的胃液及其消化功能是“组织胚胎学”和“生理学”的交叉知识点。“组织胚胎学”侧重外分泌细胞的组织结构,“生理学”侧重外分泌细胞的分泌机制。两门课程都涉及了消化液的功能。授课教师可根据实际教学情况,对两部分内容进行整合,形成“组织结构-生理功能-临床意义”的系统性知识,这样可节约教学时间,提高教学效率。
3.3呼吸系统
呼吸系统由呼吸道和肺组成。肺泡是肺换气的场所,肺泡表面张力是“组织胚胎学”和“生理学”的交叉知识点。“组织胚胎学”侧重讲解了Ⅱ型肺泡细胞的组织结构及其分泌的表面活性物质能够降低肺泡表面张力,利于肺通气;而在“生理学”中,肺通气阻力是教学重点,其中肺泡表面张力产生的阻力是肺通气阻力的重要组成部分。“生理学”先介绍了肺泡表面张力对肺通气的负面影响,而后介绍了肺泡表面活性物质拮抗表面张力的作用。表面张力产生的原理及对肺通气的负面作用是理解的难点,需要一定的学时讲解。故建议在“组织胚胎学”中略讲此交叉知识,在“生理学”中着重讲解。呼吸系统中的胸膜腔负压内容在“组织胚胎学”与“生理学”中都有涉及。“人体解剖学”介绍了胸膜腔的组成及功能,“生理学”介绍了胸膜腔负压的形成原理及功能。授课教师可根据实际教学情况,选择整合此交叉知识或者一门课程略讲、一门课程详讲。
3.4泌尿系统
泌尿系统由肾、输尿管、膀胱和尿道构成。其中肾是产生尿液的器官,肾单位是肾的结构和功能单位,是尿液生成的部位。在“组织胚胎学”中,肾单位的结构为重点内容;而在“生理学”中,肾单位的功能为重点,对结构的讲解较为简单。但在“生理学”课程教学中,只是简单地复习肾单位的结构对于职业院校的学生来说是不够的,教师往往需要花费大量的时间来复习肾单位的结构,才能较顺利地讲解功能。因此,这一交叉知识点在两门课程中都需要作详细介绍。另外,球旁器的内容在“组织胚胎学”和“生理学”中都有介绍,但在“组织胚胎学”中介绍得更多一些,教师可根据实际情况选择一门课程重点讲解。
3.5脉管系统与血液
脉管系统中的交叉知识较多,包括心脏的传导系统、血液循环、微循环、淋巴回流等内容。其中心脏传导系统、微循环、淋巴回流在“人体解剖学”与“生理学”中都有涉及。血液循环是“人体解剖学”的重点内容,包括体循环和肺循环,此部分在“生理学”中没有特别介绍,但是“生理学”对心脏、血管的生理功能的讲解与血液循环的途径密切联系。只有掌握“人体解剖学”中的脉管系统的基础知识,才能理解及掌握“生理学”中的脉管生理。因此,血液循环内容在“人体解剖学”中要重点讲解。心脏传导系统、微循环和淋巴回流可选择在一门课程中着重讲解。在“生理学”中,血液作为单独一章节内容,对血液的理化性质、血浆、血细胞等内容作了介绍。其中,血细胞的内容在“组织胚胎学”的结缔组织一章中有相应介绍,且内容相似。故此部分可以考虑侧重在一门课程中讲解,以节约教学资源。
3.6内分泌系统
城市绿化是一项城市风景园林建设工程,其目的是美化环境,改善人们的居住环境,提高人们生活质量。城市绿化多采取移植的技术,短期内达到城市绿化美化的效果,移植技术就变得尤为重要。
1 楚雄州地理位置、自然气候、土壤特点
楚雄彝族自治州位于云南省中部偏北,地跨北纬24°13′~26°30′、东经100°43′~102°30′,属云贵高原西部、滇中高原的主体部位。楚雄州境气候宜人,属亚热带亚湿润高原季风气候。全州总的气候特征是:冬春干燥、夏秋多雨、干湿分明、雨热同季、日照充足、霜期较短、日温差大、年温差小、蒸发旺盛、降水偏少。因各地地形和海拔的差异,有明显的立体气候和小气候特征,呈“一山分四季,谷坡两重天”的特点。楚雄州境内地带性土壤有:暗棕壤、棕壤、黄棕壤、红壤;非地带性土壤有:紫色土、水稻土、燥红土、石灰土、冲积土、盐土,供计10个土类、18个亚类、57个土属、145个土种[1]。
2 树木移栽规格
楚雄特殊的地理位置、气候、土壤特点,决定了楚雄城市绿化所要求树种的特殊性。根据适地适树的原则,可以选择樟树、黄檀、滇朴、蓝花楹、三角枫、榕树等树种。树种规格一般选择幼青年树木,落叶乔木最小胸径在3cm以上,常绿乔木树高在1.5m以上,这种规格的树种根系分布小、再生能力强、移植容易成活。
3 树木移栽时间
树木移栽一般受气候、土壤和地形条件影响,滇中地区树木移栽最好季节在春季,其次是夏季和冬季。春季气温回升,土壤回暖,各种植物根、芽开始萌发,有利于树木成活。滇中夏季雨水不均匀,要争取在第1场透雨来临时立即移栽。落叶乔木在冬季移栽较好,冬季气温低,多数树种处于休眠期,树木水分和养分消耗较少,利于树木愈合生根。
4 树木移栽技术要求
4.1 土壤改良
滇中红壤土较多,酸性较大、土粒细,水分多时粘稠,干旱时板结,树木需要的氮、磷、钾元素不够,需要改良。一般采取客良的方法,即换土。取适宜树木生长的土壤放入塘穴,促使成活率和生长状况得到改善和提高。一般栽植胸径在20cm 的乔木,土层厚度大约在100cm。
4.2 穴塘规格
主要是根据树木根系、土球、土壤情况决定塘穴的大小,树木常用塘穴规格如下表[2]。
4.3 栽植及管护
对于裸根苗,要掌握“一提、二踩、三培土”的技术要领。穴底先放一点生土,再放一点熟土,根据根系生长情况,对移植受损的根系,要用生根粉进行处理,促进伤口愈合。适当拌肥效慢一点的复合肥,使其成活后有一定的肥力促其生长。扶正树苗、适当踩紧,正确摆正树木原来的生长方向,使其正常进行光合作用。栽好后,树木周围打上围塘,保证有足够的根系吸收水分和养分。对于球状苗,根据事先测量挖好的塘穴,把球状苗缓缓放入,调整好深度和方向,剪断包装物,填实土球周围的空隙,在四周打上围塘。
栽植好树木后,沿围塘浇好定根水,根据季节干湿情况可以在塘穴周围适当覆盖薄膜保湿。根据树冠大小、树干坚硬程度,可以在周围设置支柱支撑树体。滇中地区冬春干燥、降雨量小,可用草绳包裹树体,每天给草绳喷水1~2次。夏季栽植时,遇到连续曝晒少雨的天气,可以用木杆、竹竿或脚手架,搭建遮荫度为70%的遮阳网。另外,还可以给树体喷灌降温,降低树木周围温度,减少树体水分蒸发量,最大限度提高树木成活率。
【摘 要】电工基础课属于中职学校机电专业所设置的基础课程,此课程的课时比较少,但是它所涉及到的内容是十分广泛的,因此,
>> 关于理实一体教学模式在中职电工基础教学中的运用分析 《电工基础》课程的理实一体化教学模式分析 论《电工基础》教学中的理实一体化 “理实一体化”教学在中职电工专业中的应用 浅谈理实一体化在中职电工电子教学中的应用 中职《基础会计》理实一体化教学模式的探索与实践 中职电工电子理实一体化教学模式探索 理实一体化教学模式在《基础会计》教学中的运用 理实一体化教学模式在中职专业教学中的应用 中职物理教学中运用理实一体化教学模式的探索 理实一体化教学模式在中职物理教学中的应用 浅谈中职教育中的“理实一体化”教学模式 中职电子电工专业理实一体化教学模式的构建 基于“理实一体化”理念的中职电子电工实践教学模式研究 基于学案的中职《电子技术基础》“理实一体”教学策略的实施 基于理实一体化的中职电子电工教学研究 中职电工电子专业“理实一体”教学的思考与实践 理实一体化在中职电子电工教学中的有效应用 电子电工专业理实一体化教学模式的构建 《电工电子技术》理实一体的教学模式 常见问题解答 当前所在位置:l
[4]曹春雷.信息技术环境下中职新教学模式初探――以《电工基础》课程教学为例[J].职业教育研究,2012.12:138-140
[5]叶榕.理实一体信息化教学实践研究――以《汽车电工电子技术基础》为例[J].信息化建设,2016.02:94-95
A method research and design of the capacitive touch control
TENG Li,PANG Xiao-dong
(The First Research institute of the Ministry of Public Security,Beijing 102200)
Abstract:The paper describes a method research of the capacitive touch control,introduces the principle of capacitive touch sensing briefly and designs a touch button basing on the principle.In addition,the overall design of capacitive touch sensing is presented,the key technologies and design rules about the circuit and structure are described in detail.Experimental result shows that this design is feasible.The solution for the problems in the process of research is also presented.
Key words:touch control;capacitive;sensitivity;isolation protective mediums
触摸控制作为高端的电子控制方式,已在许多领域得到了应用,如触摸显示屏、触摸路灯开关、仪器仪表控制面板等。对使用者来说,触摸控制器具有美观、操作方便、易清洁的优点,又因为采用非接触式按键技术,理论上使用寿命可以无限长,不像普通按键只有几十万次的机械寿命,并且可靠性不会随时间增加而降低[1]。根据不同的工作原理,触摸控制可分成以下几类:电波式(如表面声波)、电阻式、光学式(如红外线)、电容式、电感式、电磁式等。每一类都有其各自的优缺点和适用场合[2]。其中,电容式触摸按键技术已经成为触摸感应技术的主流,适用范围更为广泛。电容式触控感应技术以其无机械损耗、寿命长、灵敏度高、节省空间和触摸动作丰富等优点得到越来越广泛的应用,与此同时,半导体厂商也不断地推出相应技术的IC以简化硬件设计人员的开发。本文所设计的触摸按键就是基于Atmel QTouch技术实现的。
1.电容式触摸感应原理
电容式触摸是利用人体的电流感应进行工作的。它将人作为假想的接地物(零电势体),感应电极与地构成一个感应电容,在周围环境不变的情况下电容值固定为微小值Cp,具有固定的充放电时间;当触摸隔离保护介质(面板)时,由于人体电场,人的手指(隔着隔离保护介质)和感应电极形成一个耦合电容Cf,这样就会改变固有的充放电时间。通过测量充放电时间的改变即可检测是否有按键被按下[3]。根据电容定义:
(1)
式中ε0为真空介电常数,εr为隔离保护介质的介电常数,A为按键区域面积,一般为直径小于10mm的圆形,T为隔离保护介质的厚度,通常为几个mm,由公式(1)可以计算得到pF级的Cf值。
世界知名电子元器件供应商推出了众多的专业芯片,在本设计中选用Atmel公司基于QTouch技术的控制芯片。Atmel QTouch的电容感应工作是基于电荷-传输(charge-transfer)原理,它通过开关电容的方式来判断在触摸过程中感应电极的电容变化,可以实现一个能够测量电容量毫皮法级(千分之一pF)变化的高分辨率的测量系统[4],因此Atmel QTouch控制器完全能够精确测量pF级的耦合电容Cf。QTouch IC和简单按键电极之间单连接来检测触摸,器件对未知电容的感测电极充电到已知电位。电极通常是印刷电路板上的一块铜区域。在1个或多个电荷-传输周期后测量电荷,就可以确定感测板的电容[5]。
2.设计方案及关键技术
2.1 总体设计
触摸按键由感测部分(PCB板)、隔离保护介质(绝缘层)和光线扩散介质组成,如图1所示。
图1 触摸按键结构示意图
感测部分的核心是ATMEL的QProx QT113A控制器。ATMEL QTouch控制器允许自耦电容型和互耦电容型两类感应器,本方案采用自耦电容型感应器。感应器从感应方向分类又可以分为3种:无方向感应器、单方向感应器和双方向感应器。本文设计的开关按键只感应一个点的动作,属于无方向类型。当讨论一个感应器设计的时候,用户需要在感应类型和方向分类所构成的6种可能中进行合理组合[4]。本触摸控制根据上述确定的感应器类型故选用QProx QT113A芯片作为控制器。
隔离保护介质即面板,通常选用玻璃、有机玻璃(PMMA)、聚丙烯树脂等。由公式(1)可以明确得到,更薄的隔离保护介质和高介电常数的介质可以提高电容及响应的充电电荷保有量,从而带来更高的增益和更好的信噪比。设计人员可以根据实际情况及外观要求选择介质。本方案选用4mm厚的有机玻璃,将有机玻璃背面镂空喷漆,形成功能图标,图标均有背景灯光透过,这样可使功能按键更显著。
隔离保护介质与电路板之间采用ABS板作为光线扩散介质,实现对图标的背景灯光扩散。如果将隔离保护介质与电路板直接装配,则背景灯光不能完全覆盖整个图标,从外观上看是一个光斑,这是因为点光源所发出光线没有转变成面光源。故采用在隔离保护介质与电路板间加ABS板,来达到将点光源转变为面光源的目的,去除光斑,使得外观更加美化,同时还能降低光源亮度,减少刺眼程度。
2.2 关键技术
触摸式按键设计在电路板上元器件位置、布线,以及结构、选材等方面都十分考究,在任一方面设计的偏差都会影响其灵敏度,以下对设计过程中需要注意的几项原则进行详细论述。
2.2.1 PCB设计与布局
触摸控制IC元器件布局和走线设计十分关键。所有无源元件在物理空间条件允许的条件下应尽可能靠近控制芯片。如果触摸控制IC及其它无源器件置于顶层,则在底层设计感应电极,并应尽可能多的将传感信号线布置到顶层,底层可用来布设普通信号线。由图2可以看到本方案电路板布有感应电极的一侧没有其他元器件。需要特别注意,应该保证控制IC对应的底层没有布设任何感应电极,同样,一个通道的信号线对应的底层也不能布设其他传感通道的感应电极 [6]。图3是电路板顶层设计,圆形虚线代表感应电极在底层的位置,矩形实线代表控制IC在顶层的位置,按照上述原则控制芯片与电极不同层且位置错开。此外,自耦类型的感应器到控制器的连线在不影响RC时间常数的前提下应该越细越好,该连线应小于150mm,连线也是对触摸敏感的,它就是感应器的一部分,更长的连线会引入噪声并降低感应灵敏度[4]。电容式触摸IC电路的设计还要求电子元器件与芯片间的走线远离电源和地线,以及铺铜部分,如电极。
图2 感应电极设计
感应电极的设计是决定触摸控制灵敏度的重要因素之一。电极的形状和大小应紧密配合被感应物体的大小。按照电极最外边缘应大出触摸边缘2-3mm的设计原则,以手指触碰为例,建议设计电极大小为8到10mm的方块或圆片。增大感应电极建议不要超过15×15mm2,因为过大的电极不但会降低灵敏度,而且会增加对噪声的易感性[6]。电极形状可设计成各种几何形状,例如方形、圆形、三角形,以便具有不同功能和应用。本触摸按键感应电极设计如图2所示。
图3 控制芯片与感应电极位置设计
2.2.2 结构设计
触摸按键的面板必须选用绝缘材料,如上述所列,按键正上方1mm以内不能有金属,50mm以内的金属必须接地,否则会影响到灵敏度。在生产过程中,要保持面板的材质和厚度不变,面板的表面喷涂必须使用绝缘的涂料[7]。
当采用如本设计一样将三种(FR4板、ABS板和有机玻璃板)甚至更多种材质叠放在一起时,要确保相邻两层之间无缝隙,否则将容易导致内部空间的湿度变化或空气介质发生变化,造成漂移,进而影响按键的灵敏度和可靠性。如果所应用的环境恶劣建议使用透明胶将各层压紧。此外,各个结构件间良好的结合也是保证灵敏度的重要因素。如果触摸时,电极、ABS板、有机玻璃板间有相对滑动,即使是100微米很小的移动,也会带来灵敏度不稳定。发生位移后需要再次上电进行校准。可通过超声波焊接、粘合剂、螺丝钉紧固等方法将其固定。
触摸式按键背光照明设计,通常在按键的中间挖空,使PCB上的LED能照射到面板上镂空的图标或字符。图2电极设计中可以看到中央位置处的LED。注意小孔要尽量小,孔越大损失的敏感度就越多。最大孔径可依据按键直径来设计,如表1所列。
表1 照明LED安装孔径尺寸
面板的外观设计需要注意的是,进行喷涂修饰时,要事先了解这种装饰原料的导电性能,否则即便是外观设计也会对按键性能产生影响。作者选择了两种物质做了实验对比。一种是采用在有机玻璃材料背面进行丝网印刷,介质是油墨,虽然遮光效果佳,但灵敏度急剧下降,甚至为零,这与油墨中含有金属离子,从而具有金属属性有关,所以油墨会严重影响触摸按键的灵敏度,对于本设计不宜采用。另一种选用喷黑漆作为底色,不仅遮光效果好,灵敏度也比较理想。实验结果表明,采用不同喷涂材料对灵敏度影响极大,原因是不合理的介质会导致电场传导的连续性被破坏。本设计中承载感应电极的基材电路板FR4,其介电常数为4.2,作为隔离保护介质的有机玻璃其介电常数为4,油漆的介电常数为3.5,ABS板的介电常数为3.04,因此电场就具有较好的连续性。
3.测试实验
在设计之初由于缺乏对介质导电性能的了解,使用了油墨对外观进行喷涂装饰,破坏了组成触摸按键结构的各个部件间电场的连续性,导致无输出,经过调整所选材料,使用黑漆喷涂,测试输出正常。对于灵敏度的调节一方面可以从控制芯片的GAIN引脚的输入电平调整,若灵敏度过高可从高电平转为低电平,这种调整可以明显改变灵敏度;另外一方面可以从调节收集电容Cs和Cx的值来微调灵敏度,Cs值越大Cx值越小则灵敏度越高,但注意Cs在10nF~500nF,Cx在0~100pF[8],若超出这个范围则无输出。对触摸按键单板测试无误后,放于某仪器设备上用于控制照明开关,经过一段时间的观察发现有时会出现上电瞬间灯闪一下的现象,捕捉到的图形如图4,触摸按键受到干扰时间约为200ms。在应用环境中干扰无处不在,有来自仪器内部的也有环境中存在的,对于已经设计完成的触摸式按键电路板,可以通过磁环有效地屏蔽一部分干扰。本应用选用TDK的ZCAT 2132-1130磁环固定在数据线缆上问题得到解决。
图4 触摸控制受干扰波形图
4.结论
基于Atmel QTouch技术设计的一种触摸开关控制方案,电路与结构上依据设计过程中的原则和规范,经过实验证明可以有效地实现开关控制,能够在一定范围内调节灵敏度以适应不同应用的需求。触摸式控制设计重点在于电路元器件、走线和电极的布局,以及结构件的选材,要了解每个部件的电性能,只有做好每个细节,组装后的触摸按键才能在灵敏度和抗干扰上得到理想的效果。
参考文献
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1.一个物体能够做功,这个物体就具有能(能量)。
2.动能:物体由于运动而具有的能叫动能。
3.运动物体的速度越大,质量越大,动能就越大。
4.势能分为重力势能和弹性势能。
5.重力势能:物体由于被举高而具有的能。
6.物体质量越大,被举得越高,重力势能就越大。
7.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具的能。
8.物体的弹性形变越大,它的弹性势能就越大。
9.机械能:动能和势能的统称。(机械能=动能+势能)单位是:焦耳
10.动能和势能之间可以互相转化的。
方式有:动能重力势能;动能弹性势能。
11.自然界中可供人类大量利用的机械能有风能和水能。
1.内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫内能。(内能也称热能)
2.物体的内能与温度有关:物体的温度越高,分子运动速度越快,内能就越大。
3.热运动:物体内部大量分子的无规则运动。
4.改变物体的内能两种方法:做功和热传递,这两种方法对改变物体的内能是等效的。
5.物体对外做功,物体的内能减小;
外界对物体做功,物体的内能增大。
6.物体吸收热量,当温度升高时,物体内能增大;
物体放出热量,当温度降低时,物体内能减小。
7.所有能量的单位都是:焦耳。
8.热量(Q):在热传递过程中,传递能量的多少叫热量。(物体含有多少热量的说法是错误的)
9.比热(c):单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热。
10.比热是物质的一种属性,它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变,只要物质相同,比热就相同。
11.比热的单位是:焦耳/(千克℃),读作:焦耳每千克摄氏度。
12.水的比热是:C=4.2103焦耳/(千克℃),它表示的物理意义是:每千克的水当温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量是4.2103焦耳。
13.热量的计算:
①Q吸=cm(t-t0)=cmt升(Q吸是吸收热量,单位是焦耳;c是物体比热,单位是:焦/(千克℃);m是质量;t0是初始温度;t是后来的温度。
②Q放=cm(t0-t)=cmt降
1.热值(q):1千克某种燃料完全燃烧放出的热量,叫热值。单位是:焦耳/千克。
2.燃料燃烧放出热量计算:Q放=qm;(Q放是热量,单位是:焦耳;q是热值,单位是:焦/千克;m是质量,单位是:千克。
3.利用内能可以加热,也可以做功。
4.内燃机可分为汽油机和柴油机,它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程。一个工作循环中对外做功1次,活塞往复2次,曲轴转2周。
5.热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫热机的效率。的热机的效率是热机性能的一个重要指标
6.在热机的各种损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
【简单机械和功】
1.杠杆:一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆。
2.什么是支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂?
(1)支点:杠杆绕着转动的点(o)
(2)动力:使杠杆转动的力(F1)
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力(F2)
(4)动力臂:从支点到动力的作用线的距离(L1)。
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离(L2)
3.杠杆平衡的条件:动力动力臂=阻力阻力臂.或写作:F1L1=F2L2或写成。这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。
4.三种杠杆:
(1)省力杠杆:L1L2,平衡时F1
(2)费力杠杆:L1F2。特点是费力,但省距离。(如钓鱼杠,理发剪刀等)
(3)等臂杠杆:L1=L2,平衡时F1=F2。特点是既不省力,也不费力。(如:天平)
5.定滑轮特点:不省力,但能改变动力的方向。(实质是个等臂杠杆)
6.动滑轮特点:省一半力,但不能改变动力方向,要费距离.(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
7.滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
1.功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2.功的计算:功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。(功=力距离)
3.功的公式:W=Fs;单位:W焦;F牛顿;s米。(1焦=1牛米).
4.功的原理:使用机械时,人们所做的功,都等于不用机械而直接用手所做的功,也就是说使用任何机械都不省功。
5.斜面:FL=Gh斜面长是斜面高的几倍,推力就是物重的几分之一。(螺丝、盘山公路也是斜面)
6.机械效率:有用功跟总功的比值叫机械效率。
计算公式:P有/W=
7.功率(P):单位时间(t)里完成的功(W),叫功率。
计算公式:。单位:P瓦特;W焦;t秒。(1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦)
【电路】
1.电源:能提供持续电流(或电压)的装置。
2.电源是把其他形式的能转化为电能。如干电池是把化学能转化为电能。发电机则由机械能转化为电能。
3.有持续电流的条件:必须有电源和电路闭合。
4.导体:容易导电的物体叫导体。如:金属,人体,大地,酸、碱、盐的水溶液等。
5.绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体。如:橡胶,玻璃,陶瓷,塑料,油,纯水等。
6.电路组成:由电源、导线、开关和用电器组成。
7.电路有三种状态:(1)通路:接通的电路叫通路;(2)断路:断开的电路叫开路;(3)短路:直接把导线接在电源两极上的电路叫短路。
8.电路图:用符号表示电路连接的图叫电路图。
9.串联:把电路元件逐个顺次连接起来的电路,叫串联。(电路中任意一处断开,电路中都没有电流通过)
10.并联:把电路元件并列地连接起来的电路,叫并联。(并联电路中各个支路是互不影响的)
1.电流的大小用电流强度(简称电流)表示。
2.电流I的单位是:国际单位是:安培(A);常用单位是:毫安(mA)、微安(A)。1安培=103毫安=106微安。
3.测量电流的仪表是:电流表,它的使用规则是:①电流表要串联在电路中;②接线柱的接法要正确,使电流从+接线柱入,从-接线柱出;③被测电流不要超过电流表的量程;④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上。
4.实验室中常用的电流表有两个量程:①0~0.6安,每小格表示的电流值是0.02安;②0~3安,每小格表示的电流值是0.1安。
1.电压(U):电压是使电路中形成电流的原因,电源是提供电压的装置。
2.电压U的单位是:国际单位是:伏特(V);常用单位是:千伏(KV)、毫伏(mV)、微伏(V)。1千伏=103伏=106毫伏=109微伏。
3.测量电压的仪表是:电压表,它的使用规则是:①电压表要并联在电路中;②接线柱的接法要正确,使电流从+接线柱入,从-接线柱出;③被测电压不要超过电压表的量程;
4.实验室中常用的电压表有两个量程:①0~3伏,每小格表示的电压值是0.1伏;②0~15伏,每小格表示的电压值是0.5伏。
5.熟记的电压值:
①1节干电池的电压1.5伏;②1节铅蓄电池电压是2伏;③家庭照明电压为220伏;④对人体安全的电压是:不高于36伏;⑤工业电压380伏。
1.电阻(R):表示导体对电流的阻碍作用。(导体如果对电流的阻碍作用越大,那么电阻就越大,而通过导体的电流就越小)。
2.电阻(R)的单位:国际单位:欧姆();常用的单位有:兆欧(M)、千欧(K)。
1兆欧=103千欧;1千欧=103欧。
3.决定电阻大小的因素:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
4.变阻器:(滑动变阻器和电阻箱)
(1)滑动变阻器:
①原理:改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的。
②作用:通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和电压。
随着世界电子信息产业的快速发展,作为电子信息产业基础的电子元器件产业发展也异常迅速。近年来我国电子工业持续高速增长,这对我们学习电子技术的中职学生提出了更高的要求。《电子工艺基础与实训》是电子专业的基础课程,如何才能让中职学生学好这门课程并为以后的学习打下坚实的基础,值得电子专业的教师去深思。本文就中职《电子工艺基础与实训》课程理实一体化教学的相关问题进行探讨。
一、中职学生的特点和学习现状
目前,我校的中职学生生源质量逐年下降,他们大部分是无法升入高中学习,有些甚至连初中都没有毕业就来中职学校学习的。他们具有基础差,无心向学,贪玩好动,自制力薄弱,没有上进心,个性张扬,叛逆和浮躁等特点,个别学生还有抽烟喝酒,谈恋爱或打架斗殴等不良行为。这些特点导致他们学习热情不高,甚至认为学不学无所谓。由于学习目标不明确,所以他们没有良好的学习习惯,不愿学、也不好学,学习效率很低,文化基础薄弱,导致学习成绩很差,这对学习电子理论知识非常不利。尽管他们是应试教育下的失败者。但同时,他们的智力素质并不低,形象思维比较发达,对于经验性、策略性知识和能力能较快掌握,兴趣广泛,具有较强的参与意识和动手能力,对新事物,新观念容易接受,适应能力强。所以,他们学习电子工艺基础知识非常容易上手。他们大多不是不爱学习,而是不爱读书,不喜欢传统的教学模式。因此,在电子专业教学中应注重发掘中职学生的潜力,因材施教,培养他们的形象思维能力和动手操作能力,让他们在实践操作中快乐学习,从而掌握电子基础知识和操作技能。
二、中职《电子工艺基础与实训》理实一体化教学模式的现实意义
自十七世纪捷克著名教育家夸美纽斯提出班级授课制以来,课堂教学一直是各国各类学校的主要教学组织形式。中职《电子工艺基础与实训》课程如果在专业教学上沿用传统的教学模式:分专业基础课、专业理论课和专业实践课,这无疑不适合目前的中职学生,不仅加大了学生对专业理论学习的困难,而且会使理论与实践脱节,无法有效地对中职学生进行操作技能的培养。所以,中职《电子工艺基础与实训》应以提高学生的操作技能和职业能力,发展学生的个性为本位。在内容的选取上要以适用为主,尽量避免枯燥的理论。只有这样,才能激发学生的兴趣,培养学生的操作技能。同时,本课程是学生学习电子专业课的必备知识和技能,只有学好本门课程才有利于后续电子专业课程的学习。显而易见,中职《电子工艺基础与实训》适合采用理实一体化的教学模式来提升教学质量,这一新的教学模式也是职业学校教学改革的重点。
三、中职《电子工艺基础与实训》理实一体化教学模式的开展
所谓理实一体化教学是指在同一空间和时间同步进行的教学,理论和实践交替进行,直观和抽象交错出现,没有固定的先实后理或先理后实顺序,而是理中有实,实中有理。理实一体化教学具有三个特性:①空间和时间的同一性;②认识过程的同步性;③认识形式的交错性。理实一体化教学强调充分发挥教师的主导作用,大胆突破以往理论教学与实践教学脱节的现象,将其紧密结合起来,全程构建素质和技能培养构架,注重培养学生的动手能力,丰富课堂教学环节,能激发学生主动学习的兴趣和激情,收到较好的教学效果。理实一体化教学模式不仅仅是理论与实践教学内容的一体化,也是教师在知识、技能、教学能力上的一体化,同时,还包含教学场所的一体化。因此它绝不是理论教学和实践教学在形式上的简单组合,而是从学生技能技巧形成的认知规律出发,实现理论与实践的有机结合。
中职《电子工艺基础与实训》是电子技术应用专业的基础学科,也是核心课程。它具有以下特点:知识点多,抽象且难以理解,操作技术要求高,实践性强等。在教学中为贯彻精讲多做、边讲边做、边做边讲的教学方法,本课程开展理实一体化教学的措施如下:
1.充分利用多媒体实验室开展《电子工艺基础与实训》理实一体化教学模式,确保了理实一体化教学模式中强调的空间和时间的同一性
我校为实现理实一体化模式的教学改革,在各个功能实验室安装了便于教学用的多媒体投影仪,并在电子工艺实训室中划分出理论教学区和实训操作区。老师可以根据教学内容先在教学区进行理论教学,然后马上到实训操作区进行分组操作;也可以先布置学生在实训操作区完成实验后,再集中到理论教学区进行讲解分析。整个《电子工艺基础与实训》课都在多媒体实验室完成教学,老师可以边讲边做,学生也可以边做边学,将所学理论与实践完全融合起来。这种为用而学,学以致用的教学方式让教与学有了更强的针对性,能较好地实现让学生知其然、知其所以然的能力培养,即让学生在操作过程中学会如何用专业知识去分析问题、解决问题。真正做到“做中学,学中做,学以致用”。
2.根据《电子工艺基础与实训》遵循“以能力为本位”的教学指导思想,设计项目式或任务式教学法,确保了理实一体化教学模式中强调的认识过程的同步性
电子理论知识的讲授以“必需、够用”为原则,强调“实用、适度”,电子技能训练则强调创新能力。在教学方法上,以技能训练为中心,配合相关的电子理论知识构成项目教学模块,并由一位教师同时担任理论教学和实习指导,从而保证二者同步进行。理论指导实践,而实践操作又加深对理论知识的理解,使知识与技能掌握更加牢固。例如设计项目教学:“光控电子鸟的制作”,本项目具有趣味性和新颖性,容易吸引中职学生的好奇心,激发学生的学习兴趣。该项目下有几个任务:元器件的识别与检测,电子线路的安装与测试……等,学生通过逐个任务的完成才能成功地制造出光控电子鸟。在整个制作过程中,许多学生会碰到这样或那样的问题,教师就要引导学生在操作过程中学会如何用专业知识去分析问题、解决问题。学生有计划地按照教师确定的课题项目和学习要求进行专门的技能训练,在训练中让其知其然。教师将学生实践中出现的问题或困惑,用专业理论知识来加以解释,使学生知其所以然,从而实现理论与实践的有机结合。
3.保持《电子工艺基础与实训》教学的趣味性,确保了理实一体化教学模式中强调的认识形式的交错性
爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”。它可激发人的创造热情、好奇心和求知欲。古人也说:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”。从教这门课程开始,笔者就想尽千方百计地保持这门课程的趣味性和可操作性,这是中职学生积极主动学习的动力源泉,它使学生变被动学习为主动学习和创造性地进行学习。由于实践操作的趣味性可促进枯燥理论的学习,理论知识的提升又增加了实践操作的趣味性,如此交错反复,学生在学中求乐、在乐中求学中快速成长。
当学生把学习看作有趣的事的时候,学习就不仅仅在教室里或实验室里了,也不只停留在书本上了。一般笔者会要求每个学电子专业的学生买万用表和电烙铁等常用的工具。把在多功能实验室中学到的电子知识运用到家里和生活中去。如在学过二极管和整流电路之后,有学生会修理家里坏掉的手机充电器了;有些学生就会修电饭煲等家用电器。遇到不会修的,学生就会跑来问老师或翻找书本查找答案。此时,课室不仅仅在学校,已经延伸到家里和社会上了。实践维修中的成功经验促使学生对理论知识的追求,而理论知识的提升又促进了学生技能的发展,如此反复交错,促进了学生的全面发展。
中职《电子工艺基础与实训》开展理实一体化教学模式,合理设计教学模块,以循序渐进为原则,由浅入深,突出学生的主体地位,加强师生互动和学生之间的交流。将知识传授、技能训练和能力培养融于一体并进行有机组合,在学生知识、技能和能力的迁移方面充分显示了其科学性。同时,也充分体现了职业教育的特色,注重培养学生的创新精神和综合能力,使培养的学生既具有一定的理论基础,又具有较强的操作技能。
电工基础是中职电类专业的核心专业基础课程之一,在中职积极推行一体化教学的今天,电工基础课程的教学目标与要求已经发生了巨大变化。通过本课程的学习,学生应建立电压、电流等电学基本概念,掌握电学基本测量仪器仪表万用表、示波器等的使用方法,学会一般性电路的搭建、测试与排故的基本方法,为学生深入学习后续专业课程奠定良好的基础。因此,学习效果对学生学习后续专业课程的兴趣与热情有重大影响。
在一体化教学模式下,如果仍按以前以理论试卷考核为主评价学生学习效果就十分不科学,达不到了解学生学习情况的效果,甚至严重挫伤学生的学习积极性。那么,如何科学合理地评价学生的学习效果呢?笔者认为在评价中只有突出对学习过程的考核,把握住以专业素养与能力水平是否提高为核心的原则才能较为科学、准确,即学习评价应关注一体化“教、学、做”全过程,弱化期末考试,突出阶段性考核,以电工基础课程模块、任务或项目为考核载体,以学生做什么、怎么做、做得怎样为评价依据,对学生实时学习状况进行评价考核。在评价考核中注重学生在学习过程中的情感态度、方法能力、迁移能力等方面的发展,同时可与企业共同制定课程评价标准,将考核评价与职业资格、企业岗位能力要求相结合,强调多层面、多角度、多方式和多层标准,学习质量评价以能力水平为主要指标,重视专业素养与专业技能的考核。
一、评价考核基本原则
1.专业素养与专业能力考核并重。
以企业需求和规范为引导,在操作技能考核过程中,注重对学生安全意识、责任意识、成本意识、质量意识和操作规范等方面的考核,突出专业素养,为学校和企业“零接轨”奠定基础。
2.过程性考核与终结性考核相结合。
为进一步激发学生的学习兴趣,有效提高教学质量,加强教学过程中的考核,以课程模块、任务或项目等为单元,以过程自评、互评、抽查考核为主要形式,改变原来以终结性考核为主的方式。
3.笔试、操作考核相结合。
改革原来只进行笔试考核的方法,实现笔试、操作考核相结合,不仅考核学生理论知识掌握情况,而且考查实践动手能力,操作考核时,根据操作项目要求在规定时间内完成,其中笔试、操作考试各占一定比例。
二、电工基础课程评价考核模块划分
评价考核模块的划分以学生认知规律和一体化课程教学的开展循序渐进逐步深入,可以打破传统教材按章节形成的知识体系结构,以基本概念、基本元器件、简单电路(认识、搭建、测试、排故)、复杂电路(认识、测试、排故)为主线,结合企业岗位要求,穿插安全用电规范、仪器仪表使用等知识和技能。举例如下:
模块一 电路的基本概念
(1)能说出电路的基本组成、各部分作用;
(2)会判断电路各工作状态并叙述其特点;
(3)会画常用电气元件符号;
(4)会使用电压、电流、万用表测量电路中电压、电流、电位等基本物理量;
(5)了解电阻、电容、电感等基本元件的概念、作用;
(6)会识别常用各类电阻、电容、电感并识读其参数;
(7)能准确识读电度表,会正确计算电能、电费;
……
模块二 电路的基本定律
(1)能叙述欧姆定律并运用其进行电路简单计算;
(2)会判断支路、节点、回路、网孔;
(3)会测量电压、电流并运用欧姆定律、基尔霍夫定律对测量数据进行分析判断;
(4)会测量线性二端网络等效参数并画出等效后电路;
……
模块三 简单直流电路
(1)能正确连接串并联电路和2个网孔双电源电路;
(2)能准确使用电压表、电流表、万用表等测量电路中的电压、电流、阻值;
(3)能根据电路测量数据分析电路性能,排除简单故障;
(4)能对简单电路实际电压源、电流源进行等效变换;
(5)会判断电路是否阻抗匹配,知道阻抗匹配的应用;
……
模块四 简单交流电路
……
三、学习效果评价考核构成
课程学习评价考核构成主要包含学习态度(如出勤、作业、纪律性、团队合作意识等)、操作规范、模块考核、基础理论、综合考核等几部分,每一部分均占一定权重,最后形成该课程的综合成绩。
四、评价模式改革的效果
通过一体化教学和学习评价模式的改革,教师的教学观、学生观发生了很大的变化,以知识、技能为本位的教学观转变为能力为本位的教学观。教师明白了教学中不仅要传授知识和技能,而且要把培养学生的职业能力放在首位。学生们对于实用技术有浓厚的学习兴趣,在解决学习任务过程中表现出勇于探索精神,思维敏捷,思路开阔。过程性评价能够让学生认识自我、树立自信,从而实现自主学习、自主发展的评价方式,同时,还能发现学生的潜能,发挥学生的特长,了解学生发展中的需要。
五、结语
通过评价模式的改革,可以综合测量和评价学生的学习行为、学习过程和学习成就,从而为学生学习决策提供信息和依据,改善学习行为,提高学习效率,促进学生个性的全面发展,为教师教学设计和教学资源建设决策提供信息和依据。
参考文献:
[1]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].清华大学出版社,2009.5.
根据调查,我们可以发现初中英语的语法并没有被教师重视。由于应试教育的原因,很多教师的教学内容都是根据考试内容来安排的,而中考关于语法知识的题目少之又少,这就导致教师将语法知识的重要性忽略了。同时,学生在学习的过程中也逐渐的忽视了语法知识的重要性。
中图分类号:F253.3 文献标识码:A 文章编号:
随着我国经济建设的快速发展,住宅建筑工程项目数量日益增多,人们对住房的工程质量、环境质量等提出了更高的要求。尤其是对建筑电气的施工质量要求越来越严。近年来,住宅建筑工程出现了一些安全质量问题,给人们生活带来许多不便,因此,面对施工中易出现的质量问题,加以分析研究,提前做好预防,才能有效的解决问题,提高住宅建筑电气工程的质量。
一、住宅电气安装中易出现的质量问题
1.配电箱及电器设备安装
住宅配电箱及电器设备安装,直接影响到建筑功能的正常发挥,施工中常出现的问题有:(a)配电箱不按图纸要求选型,箱体铁皮薄,刚度差,容易变形,配电箱标高不准确,箱内杂物未清理,入箱导管位置随意布置,盘后接线混乱,箱内安装的电气开关等设备的型号、规格不符合设计要求,配电箱的回路功能没有标识,给用户使用带来不方便。(b)个别灯具的型号、规格、安装位置、安装高度不符合设计要求。如厨房、卫生间设计为防水型灯具,而实际安装普通型灯具,另外灯具的绝缘台固定不牢,接线时相线和中性线没有明显区别,而使接线错误。(c)室内插座接线混乱,面板高低不齐,安全插座挡板损坏,起不到安全保护作用,厨房、卫生间的防溅插座未加橡胶垫。室内开关不够灵活,开启方向不一致等,这些问题直接影响房屋的使用功能。
2.配电线路敷设
住宅电气施工中导线敷设中易出现的问题有:(a)敷设的配线管、导线及各种接线盒质量不符合要求,使用的导线质量差,塑料绝缘导线绝缘层与芯线脱壳,绝缘层厚薄不均,表面粗糙,芯线线径不足,配线钢管弯曲半径小,弯曲数量及接线盒位置不当,以至损伤导线绝缘层或穿线困难。(b)配线管敷设深度不符合要求,强弱电安全距离不够。(c)建筑物电气配线颜色混乱,造成用户分不清用途,易发生危险。
3.防雷接地安装
防雷接地在住宅电气施工中常见的问题有:避雷接地装置采用非热镀锌材料,避雷带及接地装置搭接长度不够或为单面焊接,焊接口锈蚀现象严重,支架间距过大,带形变形,弯角没按要求施工,引下线间距偏大,屋面金属物未做防雷接地。主体施工时预埋的避雷卡子厚度不足,强度差,防雷接地测试点测试盒高度和数量不按设计要求施工。配电箱内不设置零线(N)、保护接地线(PE)汇流排。高度低于2.4m的灯具,其金属外壳未做保护接地。这些问题的存在会给建筑物带来安全隐患。
二、住宅建筑电气工程质量问题产生的原因
1.设计单位从事电气设计的人员实践经验少,对设计规范的理解不够透彻,设计图纸内容深度不够,缺少必要的详点,图中设备的型号、规格、做法表示的不明确。
2.施工单位对电气工程安装质量不够重视,其组织措施和技术措施不明确,施工现场缺乏专职电气质量检验人员,自检流于形式,监理单位检查不到位,要求不严格。
3.电气安装人员责任心不强,质量意识淡薄,对施工规范、标准不熟悉,对设计图纸理解不够,电气施工预埋中没有严格按电气安装施工规范进行,给下道工序造成施工困难。
4.电气专业与其他专业配合不够,使得土建预留洞口与电气设计不符,造成配电箱、开关等设备位置偏差过大,既影响美观,又给用户使用带来不便。
三、住宅电气安装工程中质量问题的防治
1.设计工作是建筑工程建设的基础工作,应努力提高住宅电气安装设计水平,在满足设计规范要求保证安全用电的前提下,设计图纸应尽可能完善、准确,符合工程建设的实际,减少不必要的设计变更,为保证工程质量提供必要条件。
2.建立建全施工质量保证体系,加强工序控制,实行自检,互检制度。监理单位应认真履行职责,严格要求。施工人员应努力提高自身业务水平,施工前,熟知设计图纸要求的施工规范规定。强化设备原材料进场验收制度,在工程开始进行电气安装前,严格地进行使用设备和材料的挑选,所有进入的电气设备都必须具有产品合格证,产品型号和系列等,核实主要电气设备、材料的使用规格和要求,同时做好与其他专业的协调会审,解决各专业间的错、漏、碰等问题,有效的提高工程施工质量。
3.配电箱体材质及箱内原器件应符合设计与规范要求,原器件质量性能应可靠,配电箱安装方式,安装标高和平直度要符合要求,箱内配线应整齐,无绞接现象,按相别排列整齐,导线的长度要留有规定的余量,电器原件安装平整牢固。配电箱功能编号与回路编号必须齐全,便于今后使用、维护。灯具的选型应符合设计要求,安装时应使用合格的吊挂件,并安装牢固。单相两、三孔插座面板应左零右火,提前放线控制接线盒标高,安装面板时,再进行一次高度调整。开关应切断相线而不是零线,同一场所开关分合方向应该一致。
施工中所用的导线、电缆应与施工图要求的型号、规格相同,并符合质量要求,敷设时管内严禁有导线接头,接头处必须设置接线盒,所有进盒的电线管应采用锁扣连接,并做到一管一孔,导管暗敷设时,其保护层厚度应满足要求,敷设在钢筋混凝土现浇板内的线缆保护导管最大外径不应大于楼板厚度1/3,敷设在垫层的线缆保护导管最大外径不应大于垫层厚度的1/2。线缆保护导管暗敷设时,外护层厚度不应小于15mm,消防设备线缆保护导管暗敷设时,外护层厚度不应小于30mm。混凝土浇筑时,应现场旁站,被踩扁或者压扁的线管必须进行更换,并进行保护,否则将出现暗配管不通,或者穿线之后成为“死线”。防雷接地也非常重要,不能忽略,应配备专门的负责人,对防雷接地设施施工的人员,应加强对焊接技能的培训,要求做到搭焊处焊缝饱满,平整均匀,并要进行防腐处理。在防雷接地工程完成后,应进行整体电阻测试,若不满足设计要求应增设辅助接地极。
总之,住宅建筑电气工程质量是整体建筑工程质量的重要组成部分,其施工范围广、涉及面多、理论性强、技术复杂、质量要求高,只有根据各自的施工特点、人员配备,本着安全、优质、高效的原则,制定有效的管理制度和科学的切实可行的预防措施,才能更好解决住宅建筑电气施工中的质量问题。
参考文献
前言
静力压桩施工法早在20世纪60年代在上海开始研究应用,到20世纪80年代,随着压桩机械的发展和环保意识的增强进一步得到推广,到到20世纪90年代,压桩机实现了系列化,既可施压预制方桩,也可施压预应力管桩,目前在全国许多城市得到了广泛应用。
一、某工程简介
某工程地上十五层,地下一层,建筑高度52.2m,建筑面积为16400m2,建筑结构类型:一类高层建筑,现浇框剪、框架结构。
本工程地质情况:①人工填土层平均厚4.4m;②冲积土层平均厚11m;③残积土层均厚6.5m;④基岩均厚23.1m,顶面埋深16.1-26.95m。
桩基工程安全等级为一级,其采用静压PHCΦ500mm预应力C80管桩,管壁厚125mm,单桩设计承载力: 抗拨1000KN,抗压2000KN。桩端持力层为基岩的全风化岩层,桩长为18至25m。桩顶设计标高为-6.5m,局部达-7.5m,工程桩总数213根。
二、静压桩施工过程
(一)施工准备
1、对施工场地要求:场地地耐力应不小于140KN/m2,坡度不宜大于1%。当桩机在上坡时,坡度应控制在10%左右,上坡时卸掉桩机配置。桩机最小工作半径:桩位中心距周边建筑物应大于1/2压桩机宽度+1.0m,且对建筑物应配备相应的保护措施。
2、管桩堆放和管桩进场前应有出厂合格证以及管桩的检验报告。堆放时应选择在坚实、平整的场地,以防不均匀沉降造成损桩,并采取可靠的防滚措施。
3、桩位测量定位根据基准点进行放样,将轴线控制点引出6至8m,做好测量控制网。
(二)压桩技术
1、桩机的就位:桩机移至桩位置,将桩机调平,使夹持器的中心对正桩位中心。
2、管桩的就位:当管桩下放至地面10cm处停车,夹持器把管桩夹紧,吊车的吊钩放松。夹桩的压力不大于5Mpa,并应逐次加压。管桩对中方法:将钢筋制成的Φ500mm的模具放置在地面上,模具的中心对桩位中心,而管桩周边与模具的周边对齐。
3、压桩
A、压好第1节桩是保证整根压桩质量的关键,定位和垂直度应严格控制,压入时,先应根据机上水平仪调平机台, 同时须在桩机的正面和侧面分别设经纬仪或吊线锤,监控下桩垂直度, 桩身垂直度偏差不宜大于0.5%,压桩速度不得大于2M/min。
B、合理的调节管节的长度,尽量避免在接桩过程中桩尖处于或临近硬持力层,管桩接头数不宜超过三个。
C、因为全风化岩面起伏的变化大,所以容易造成管桩终压后桩长不一,有砍桩与超送,露出地面的管桩应及时截桩,截至地面以下300至500mm,以免桩机行走时损坏管桩。
D、要求现场测量工作者对压桩过程进行全程测点测量。
E、在压桩过程中通常会遇到突况,如遇以下情况时应暂停压桩,并及时与监理、设计等有关人员研究处理:①桩身混凝土出现破碎及剥落现象;②压力值突然下降,沉降量突然增大现象;③桩身突然倾斜、跑位,桩周涌水现象;④地面明显隆起,邻桩上浮或位移过大现象;⑤按设计图上要求的桩长压桩,压桩力未达到设计值;⑥单桩承载力已满足设计值,压桩长度不能达到设计要求。
4、接桩
本工程的桩接头采用CO2体保护焊,依靠焊比和焊件之间产生电弧来熔化金属进行焊接,以CO2气体在电弧周围造成局部的保护层,以防止有害气体的侵入,保证焊接过程的稳定性,从而获得高质量的焊缝。
A、需接桩时,其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.8~1.0m,便于接桩焊接操作,上下节桩段错位偏差不应大于2mm。
B、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。
C、管桩接桩一般为“U”形坡口,可采用JM-56型的Φ2焊丝。
D、焊接层数不得小于3层,内层焊渣必须清理干净后方能焊外层,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。
E、尽可能缩小接桩时间,焊好的桩接头应自然冷却后才可继续压桩,自然冷却时间不宜少于 8min,严禁用水冷却或焊好后立即施压。
5、送桩
本工程送桩长度为0.5~4.5m, 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。送桩器的中心与管桩中心线应吻合一致。
6、终压
正式压桩前,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。当有效桩长小于20m时的终压值取18Mpa,当有效长小于15m时,取终压值19Mpa,满压不再贯入后复压3次,间隔5min,每次持荷10s,总沉降量不超过 10mm。
7、截桩
桩头截除采用锯桩器截断,禁用大锤敲击或强行扳拉截桩。桩顶标高偏差不得大于2cm。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,操作时需要换几个方向。
三、施工过程中质量控制要点分析
1、对管桩的进场检查验收工作进行严格把关。管桩的吊运应轻吊轻放、避免剧烈碰撞,进场的管桩应分类堆放整齐,垫木不可体用用有棱角的金属构件,应该用耐压的枕木。另外需要注意的是当堆放管桩的高度不超过两层时,可以拖拽取桩,但拖地端应采取相应的保护措施,如废轮胎等弹性材料进行保护。当管桩堆放高度超过两层时,应用吊机取桩、严禁拖桩。
2、在压桩施工过程中,应对施工现场周围建筑物以及围墙进行变形监测,并做好相应的记录。
3、在对群桩承台压桩过程中,应考虑挤土效应的影响。一般静压桩的桩位复核在土方开挖后进行的,在土方开挖施工的过程中应注意桩的成品保护,此时就应该考虑土体反弹,土方开挖宜在压桩后的两周后进行,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1.5~2.5m,淤泥质土的开挖深度一般控制在0.5~1.5m,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、根据地质报告结果表明:本工程的地质中孤石较多,所以应对有孤石桩位采取补勘措施,探明孤石的位置、大小,因本工程孤石埋藏较浅,对小孤石可采取用送桩器进行排挤引孔,体积大的先用挖土机清除。
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、当第一节桩入土垂直度偏差范围应控制在0.5%内,桩身垂直度偏差范围小于1%。