注册执业资格制度下地基处理课程教学改革研究

王炳军 党 彦

（1.山东科技大学<土木工程与建筑学院>，山东 青岛 266590；2.青岛滨海学院<建筑工程学院>，山东 青岛 266555）

1 地基处理的课程特点

地基处理是为提高地基承载力，改变压缩性或渗透性质而采取的一系列人工处理地基的方法[1]。地基处理课程是高校土木工程专业岩土工程方向的一门主干必修课程。地基处理课程特点主要表现为以下几方面[2-3]。

1.1 涉及对象多，可选择处理方法多

地基处理的对象范围非常广泛，包括软土、特殊土（湿陷性黄土、膨胀土、冻土）、冲填土、杂填土、松散砂土、砂卵石、裂隙岩体等。

对于软土，处理的目的主要是改善其压缩性，提高其承载能力。若为浅层可以换填，若为深层可以采用预压固结、水泥深层搅拌或高压喷射注浆等。

对于特殊土，主要是消除湿陷性、胀缩性以及胀融性等。如对于湿陷性黄土，可以通过密实来减小或消除黄土湿陷性，如换填、强夯或灰土桩；或者通过打设桩基与桩间土构成复合地基，如CFG桩；或者通过注浆固化，如碱液法或硅化法等。

1.2 涉及学科多，综合性强，设计理论复杂

地基处理的核心是处理方法的正确选择与实施。地基处理方案的选择涉及上部结构、地基条件、环境影响和施工条件等方面[4]。方案选择会涉及基础工程、土力学、工程地质等方面的理论知识。同样，地基处理方法的设计计算也涉及很多的课程，如土力学、基础工程和土木工程施工技术等课程。

2 注册资格制度及当前课程教学现状

注册岩土工程师考试特点是考察范围广，考试时间有限，需要有扎实的理论功底和灵活解决实际问题的能力，考试通过率一直很低。地基处理在注册岩土工程师专业考试中占有相当大的比重。

鉴于此，在当前注册执业资格制度下，探索如何提高课程教学质量与效果的新模式和新思路，具有非常重要的实际意义。结合教学实践，发现地基处理课程教学存在的问题主要有以下几方面。

2.1 教学模式单一

当前地基处理教学还是停留在照本宣科的传统灌输模式，学生对教学过程的参与度较低，学生被动学习，其主动性和积极性未能得到发挥和激励。

2.2 学生对知识掌握程度远达不到考试要求

讲授设计理论时往往侧重的是对设计过程的讲解，而忽视基本原理的深入剖析，更侧重的是对公式的运用，而忽视公式推导过程。这势必会造成学生对基本理论掌握程度不够，远未达到考试要求。

2.3 教材内容更新慢，重理论轻实践

注册执业资格考试均是基于最新的规范，而很多的教材出版后为能及时更新修订。很多教师在讲授教材内容时又未能查阅最新的规范。同时，很多教材只有设计理论和计算公式，没有相应工程案例[5]。

3 地基处理课程教学改革措施

针对当前注册执业资格制度下地基处理教学中存在的问题，提出一些相应的改革措施。

3.1 以案例为引导，讲透设计原理和设计计算知识点

以案例为引导，讲透设计原理和设计计算知识点，逐步使学生达到举一反三，增强分析和解决实际问题能力。对于设计原理和设计计算知识点，单纯灌输式的理论讲解往往非常枯燥，学生很难领会和消化，教学效果不好。通过结合注册岩土工程师考试案例，以及一些工程实例，使学生能够通过案例来逐步领会设计理论知识，激发学生的学习兴趣和主动性。

在涉及一些公式时，通过公式推导使学生不仅知其然，还知其所以然。尝试多角度多方法解答，让学生吃透题目，吃透知识点，培养学生举一反三的能力。

例如：土（砂石）桩对桩间土的挤密效应计算时，需建立孔隙比与置换率的关系公式，即：

式中，m为桩置换率，e0和e1分别是初始和挤密后孔隙比。该公式教材并未给出，该公式只有在地表没有下沉时才成立。

其公式推导过程如下：桩位布置如图1所示，取图示三角形单元体，挤密问题与压实问题相同，均是基于挤密前后单元体内的土粒质量不变的原理，发生变化的仅是孔隙比和含水量的变化。假定所取单元体底面积为S1，挤密前处理土体厚度为h1，处理后土体厚度为h2。设土粒相对密度为Gs。

图1 桩位布置

根据置换率的概念，则打桩处理后单元体内土体被挤密，其底面积变为：S2=（1-m）S1。

则挤密前土粒质量x1和挤密后土粒质量x2为：

令x1=x2，得到置换率与孔隙比的关系公式：

由公式（4）可以看出，若挤密前后土体厚度没有变化，即h1=h2时，公式（4）就变为了公式（1）。即公式（1）只有在h1=h2时才成立。

在讲解堆载预压固结时，其设计步骤很多，分级加荷固结度计算很抽象，把握起来有难度。为此，先通过注册岩土工程师考试案例，让学生逐步领会分级加荷条件下改进的太沙基法和改进的高木俊介法的理论和方法。然后再通过大的工程实例，让学生领会整个堆载预压固结法的设计计算过程。

3.2 多媒体教学及虚拟仿真辅助教学相结合

发挥多媒体教学的优势，充分利用线上已有成熟资源，结合学院虚拟仿真平台，通过直观的图片、施工动画讲授每一地基处理方法的施工要点、工艺流程及施工机械等。

3.3 加入启发式、讨论式教学模式环节

单一的灌输式课堂教学模式，很容易进入教学分离的模式，教学效果极差。可考虑以案例为引导，将学生分组，每组同学经过组内讨论均提出一套相应的地基处理方案和相应的设计思路，使学生充分地参与到学习中来，激发学生的学习积极性。

4 结语

针对地基处理教学模式单一、重理论轻实践的教学现状，结合当前的执业资格考试要求，提出了一些相应的课程教学改革措施。从教学实践来看，其改革方案取得了较好的效果，获得了学生的好评。