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土木工程设计研究范文1
针对土木工程专业结构类课程设计在人才培养和教学中存在的问题，构建了结构类课程设计的目标体系和内容体系，基于整体性提出了结构类课程设计改革和实践方案。实践表明，提高了学生的工程结构设计能力和素质，缩短了学生毕业后工作的适应期。
关键词：
课程设计；结构设计素质；土木工程；适应期
基金项目：
黑龙江省教育科学―十二五规划课题（重点课题GBB1212055；规划课题GBC1213115）；黑龙江科技大学教学改革项目(JY14-88)。
目前，一般院校土木工程专业人才培养都趋向于培养高级应用型技术人才。土木工程专业的实践性很强，而土木工程结构设计是土木工程专业学生必备的业务能力之一，是土木工程专业高素质人才培养的一个极其重要的实践性教学环节。土木工程结构类课程设计是本科生学完混凝土结构、砌体结构、钢结构和土力学地基基础等专业主干课程后，针对所学的各种不同结构体系和构件的设计理论、设计方法和设计计算步骤等内容进行的阶段性总结及设计训练。同时，进行结构类课程设计既是学生顺利完成毕业设计的基础，又是学生毕业后从事土木工程结构设计、技术咨询等工作的前奏。结构类课程设计教学质量将直接影响到学生毕业后从事土木工程结构设计的能力和素质，也将直接影响到学生就业质量，但是，大多数高等院校的结构类课程设计的实践教学内容、教学模式等不能适应新新形势下土木工程人才培养的要求。分析表明，主要存在以下几方面问题：（1）各门结构类课程设计的设计题目和设计内容相互独立，缺乏系统性和整体性，并没有充分考虑各门课程设计之间相关性；（2）各门课程设计的题目来源和设计内容的工程背景不详，缺乏与实际工程的紧密衔接，缺乏应用性；（3）各门课程设计的任务书中所给基础性数据和参数过于具体，不利于学生独立分析问题解决问题能力及创新能力的培养；（4）课程设计的过程管理，质量监控和成绩评定缺乏有效机制；（5）条件保障有待于加强，必要的课程设计指导书等资料匮乏。基于上述存在的问题，进行结构类课程设计的改革研究与实践势在必行。因此，以系统论为先导，基于土木工程结构的整体性概念，加强结构类课程设计的多维度的研究与探索，对提高学生工程结构设计素质，实现学生毕业后从事结构设计的零适应期培养具有重要的显示意义。
1基于整体性构建结构类课程设计的目标体系和内容体系
目标是改革和建设的导向，课程设计的改革亦应如此，明确培养目标是首要的工作。依据社会对土木工程设计人才的需求，明确结构类课程设计改革主要目标是：基于土木工程结构的整体性，培养学生从事工程结构设计和技术咨询等工作的能力和素质，实现毕业后从事结构设计零适应期。具体说，学生在学完混凝土结构、砌体结构、钢结构和土力学地基基础等结构类课程后，通过进行系统的课程设计进一步深化对结构体系和各结构构件的基本概念、基本理论和基本设计方法和公式的理解和应用，并且从土木工程结构整体上把握不同结构体系及其基本构件的具体设计方法和步骤；加强学生对计算机技术（结构电算分析、绘图等）和信息技术应用能力的培养，加强学生设计资料和参考文献查询与检索能力的培养，以及对不同结构体系及其构件的结构施工图表达能力的培养；同时，从多维度培养学生的工程素质（工程意识、工程设计能力等）、创新意识和能力，以及团队协作精神和品质等。土木工程结构是由各种不同受力状态的构件组成的一个空间结构承重体系。对于建筑工程来说，任意一个建筑结构都是由竖向结构承重体系、水平结构承重体系和下部结构承重体系组成的空间承重骨架，这三部分承重体系之间并不是孤立存在，而是相互连接，组成一个一个系统。这样无论以哪一部分体系为内容进行课程设计，都应该基于整体（系统）性去分析相互之间的关联性[1-3]。传统的结构类课程设计内容体系包括单向板肋梁楼盖结构设计、单层工业厂房排架结构设计、钢屋架结构设计和基础工程结构设计。由于混凝土结构的装配式单层工业厂房排架结构在目前实际工程中应用较少，且在排架柱设计时，内力组合理论与框架结构中框架柱的内力组合理论相同，因此在新的课程设计内容体系中将其取消。根据土木工程的专业主干课课程体系构建土木工程专业（建筑工程方向）结构类课程设计内容体系。结合一幢多层混凝土框架结构工业厂房（附带有多层砌体结构办公楼）。从房屋建筑工程结构整体性的角度编写结构类课程设计任务书，内容包括总则（包含设计目的、工程背景资料、建筑图纸等）和各分项课程设计内容的设计要求及相关资料和参考文献，在课程设计任务书中体现出：钢屋盖结构课程设计主要是设计框架厂房的屋盖，混凝土梁板结构课程设计主要是设计框架结构厂房及砌体结构办公楼的楼盖和楼梯；通过完成屋盖和楼盖结构设计，即可确定出由屋盖和楼盖传递给框架和墙体的荷载，这样就可以进行框架结构和砌体的课程设计。砌体结构课程设计主要设计砌体结构部分的墙体、墙梁、过梁、圈梁和雨篷等。上述四项课程设计内容的完成，即完成了整个建筑结构体系的上部结构体系的结构设计，也确定出了上部结构传递给基础的荷载；再根据地质条件等其他因素，进行基础工程的选型和设计计算，完成基础的结构设计[1]。
2基于整体性培养学生结构设计能力及创新意识和能力
结构设计是一项富于创新的工作。在课程设计任务书中，根据建筑的使用功能要求和建筑模数的要求给定相关的尺寸（柱网尺寸、标高、层高等），通过这些尺寸的合理交叉使班级每个学生具有一组基础数据；对于楼面的做法、楼（屋）面可变荷载等都不直接给出，由学生自己设计或查阅资料确定，这相当于每个学生的设计方案计算都不尽相同。对于结构体系的具体结构形式也不做明确的规定（如混凝土梁板结构课程设计中不明确要求必须采用何种结构形式的楼盖和楼梯等），让学生根据结构实际情况进行结构设计，这样通过课程设计的训练，既培养了学生的创新意识和创新能力，又培养了学生独立分析问题和解决问题的能力。学生集中在第六学期8周的时间内系统地完成规定五项设计内容，每项设计内容完成后，要求学生要保存每项课程设计数据和成果，以便进行下一项课程设计时应用到上一项课程设计的数据，保持其设计数据的连续性和完整性。同时，建立每个学生课程设计档案，最终完成五项课程设计后，使每个学生的各项课程设计的设计成果归档到一起，统一保管，有利于学生在第8学期进行毕业设计时提供参考。基于整体性学生系统地完成了任务书中规定的五项课程设计内容，实现了一幢建筑的整个结构设计，既完成了结构的上部承重体系（水平承重体系和竖向承重体系）和下部承重体系的结构设计。这样组织开展课程设计，系统地巩固了学生所学的混凝土结构、砌体结构、钢结构和土力学地基基础等结构类课程的设计理论和设计方法，提高了学生结构设计方面专业知识的运用能力；设计既紧密结合工程实际，又提高了学生对建筑结构设计的整体性认识。计算机辅助设计在土木工程中的应用已经非常广泛，用于结构分析和绘图的软件（如PKPM、天正、CAD等）也较多，结合建筑工程计算机辅助设计课程的开设，在课程设计中，对于每一分项课程设计，要求学生手工绘图和计算机绘图相结合。要求至少一张手工绘图，目的在于强化手工绘图的基本技能；同时，要求学生至少一张计算机绘图。对于结构设计计算，要求采用电算和手算相结合，应用电算对手算进行复核[4-5]。结构类课程大作业也是对学生所学专业设计知识在实际工程设计中的综合性训练，有针对性地安排设计型大作业，可以实现对学生所学专业知识的系统设计训练，及时检测学生生多所学知识的掌握程度；同时，实现对课程设计起到良好的衔接和促进作用。例如，在混凝土结构设计原理课程教学中，当讲完受弯构件纵向钢筋的弯起、截断和锚固等内容后，就可以及时地给学生布置一道均布荷载作用下外伸简支梁设计的大作业，主要是强化学生对受弯构件纵向钢筋弯起、截断和锚固等构造要求的理解和掌握。学生完成此大作业后，有助于加深理解肋梁楼盖结构和楼梯结构中各类梁的纵向钢筋构造要求。此外，结构类课程设计内容体系中取消了单层工业厂房排架结构课程设计，但单层工业厂房排架结构内力计算及组合的方法对后续课程的学习是非常必要的。为了加强学生对这部分知识的理解和应用，可以安排排架结构内力计算和组合的大作业。
3基于整体性加强过程管理、质量控制和评价机制
结构类课程设计的时间比较紧，设计计算和绘图的工作量较大；并且一般高的院校第六学期的结构类课程设计和高一年级本科生的毕业设计同时进行，教师指导课程设计和毕业设计的工作量较大。为此，在第五学期相关结构类课程的结构设计内容讲完后，就把课程设计任务书发到学生手中，使学生能结合所学内容，有针对性地提前思考和准备课程设计。将课程设计紧密融入相关课程教学中；同时，任课教师在结构类课程教学中既要给学生讲清本门课程的课程设计内容和课程设计的必要性，又要讲清课程设计直接相关的内容，特别是指出学生设计中经常出现的问题。在具体设计时，指导教师要通过正确的引导，使学生进一步重视课程设计，激发学生的积极性和主动性。指导学生制定较为详尽的课程设计进度计划，按计划每天加强指导和考核，培养学生自我管理、自我约束的意识和严谨、务实的工程师品质，保证课程设计按时高质量完成。五个分项课程设计内容构成一个系统，各分项课程设计按照“3+1”人才培养的要求，集中于第五学期完成，综合性较强，因此对指导教师的指导能力和水平以及时间的保障也提出了较高要求。为保证指导质量。依据教师专业能力优势，对指导教师实行分组，每组集中对一个或几个班级进行指导，要求每组指导教师对五项课程设计内容的指导，分工协作；对于不同分项课程设计内容的指导实行主指导教师负责制，且对于不同分项课程设计内容的指导实现指导教师的优势互补。避免一位指导教师集中指导一个或几个班级课程设计时，在时间上和指导能力与水平上的不足。改革课程设计的评价办法，基于整体性原则，在考核结构方案和结构选型的合理性、设计计算的准确性和图纸绘制规范性的基础上，还要结合平时的表现考核独立分析问题和解决问题的能力、计算机应用能力等。并且有必要通过答辩的方式进一步考核学生课程设计是否存在抄袭、对设计基本理论的理解和应用情况[6]。同时，指导教师通过对课程设计的指导、审阅和答辩，及时进行总结和研讨课程设计中存在问题和不足；并且也有必要针对学生设计中存在的问题对学生组织召开课程设计专项总结会。这样循序渐进，逐步提高学生设计的水平。
4基于整体性加强条件保障机制建设
良好的教学条件保障是完成高质量课程设计的基石。对于结构类课程设计的整体性改革，结合学生的特点，编制高质量的课程设计指导书是重要的条件保障之一。结合结构类课程设计任务书编写其课程设计指导书。针对学生初次进行结构设计的特点，指导书中应详细说明各结构体系设计的基本理论、基本方法和设计步骤；并且编写具有代表性的工程实例及设计计算和绘图中应特别注意的问题。同时，指导书中的工程实例集中反映现行结构设计规范条文的应用、最新科研成果及工程经验，这样通过工程实例引导学生加深理解所需理论知识，进一步促进理论与实践相结合，有利于提高课程设计质量。
5结束语
上述结构类课程设计改革的研究成果已经过两届毕业生的实践性教学中的实践，取得了较好的效果，学生的工程结构素质得到了提高，促进了毕业设计质量的提升。从学生就业来看，近两届毕业生到设计单位就职的明显增多；信息反馈表明，这些毕业生在实际工作中明显体现出适应期短、上手快的特点，得到了工作单位的认可。
作者：薛志成 裴强 李长凤 杜文学 杨磊 单位：黑龙江科技大学建筑工程学院 大连大学土木工程技术研究与开发中心
参考文献：
[1]薛志成,徐晓红.土木工程结构设计类课程体系优化设置及建设的研究[J].高等建筑教育,2009,18(5):97-101.
[2]江树勇,任正义,赵立红.基于系统论的工程实践教学体系设计研究[J].高教论坛,2009(3):81-83.
[3]郇筱林,戴素娟.土木工程专业钢结构课程设计质量监控体系的构建[J].高等建筑教育,2015,24(5):103-105.
[4]肖鹏,李琮琦,康爱红.基于系列化模式的土木工程专业课程设计教学改革[J].高等建筑教育,2010,19(5):128-131.
土木工程设计研究范文2
1.基本的识图能力。土木工程专业的学生走上工作岗位后不管从事哪个方向，首先都要求有一定的读图能力，而目前毕业设计对学生这方面的要求相对比较低，而且不太规范，有待于加强。
2.相关软件的应用能力。在实际的工作中，各种软件的应用越来越广泛，很少用到手算，对软件的认识及掌握能力也是用人单位对应届毕业生的考核方面之一。而我们毕业设计仅仅停留在要求学生手算完成设计的基础上，这样培养出来的学生显然与实际脱节。
3.对规范的熟悉程度。在实际工作中，国家及地方规范是必不可少的，学生应熟悉规范，并详细了解规范的具体应用情况，而学生在毕业设计中很少主动去查阅相关规范。
4.具有一定开阔的视野。土木工程专业近几年发展越来越快，新材料、新设备、新工艺及施工方法等层出不穷，学生应及时对专业发展新动态进行了解并学习，而不能只停留在教材中的理论知识上。
二、面向实际工作的毕业设计的改革措施
针对目前毕业设计存在的问题及实际工作对毕业生的要求，本文在传统毕业设计的基础上建议做出以下几点改变：
1.毕业设计选题多样化。毕业设计选题不能过于单一，而要面向工程实际情况，形成学术研究、工程设计、施工技术及现场管理等涵盖土木工程专业各个过程的选题，同时为避免学生与专业的实际发展脱节，选题内容在传统毕业设计基础上可以再涉及一些专业发展的新课题，要求学生自己积极主动的查阅相关资料进行学习。一方面，可以培养学生自主学习能力，另一方面，学生可以根据自己的兴趣及毕业后从事岗位的方向进行有针对性的选择，从而提高学生在工作岗位中的适应能力。
2.加强计算机在毕业设计中的应用。随着土木工程专业的快速发展，CAD、天正等绘图软件、结构设计软件、施工技术与管理的相关软件已经普及，毕业设计中应尽可能增加电算的应用，大幅度提高设计的效率及精确性。
3.建立新的考核与评价体系。以实际工程设计及施工的工作流程和成果要求为依据，形成一套适用于毕业设计的工作流程、工作方法及要求，对毕业设计工作加以规范化，尤其是针对毕业设计的计算书和图纸，尽可能与工程实际贴近，并重新对设计成果建立考核与评价体系，对考核指标和方法重新进行细化与量化。
4.指导教师需加强实践经验的积累。对毕业设计进行改革，不仅需要对学生进行更加严格的要求，而且作为指导教师，更应加强自身的专业素养，积极深入到企业中参与实际的工程设计和施工，积累相关实践知识，提高自身的设计能力和解决实际工程问题的能力，积极思考实际工程的需求，理论联系实际，更多的从实践的角度去指导学生，从而更好的培养出应用型人才。
三、结语
土木工程设计研究范文3
关键词：土木工程地基加固技术 工程建设
中图分类号：U457文献标识码： A
一、地基加固技术的现状
我国大规模的基本建设以及可用于建设的土地减少，需要进行地基处理的工程大量增加。随着地基处理设计水平的提高、施工工艺的改进和施工设备的更新，我国地基处理技术有了很大发展。但由于工程建设的需要，建筑使用功能的要求不断提高，需要地基处理的场地范围进一步扩大，用于地基处理的费用在工程建设投资中所占比重不断增大。因此，地基处理的设计和施工必须认真贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量和保护环境。
二、地基加固处理的一般原则
新建工程项目时，应首先考虑利用天然地基。若淤泥和淤泥质土上覆有较好土层，则应以其作为地基持力层;若地基软弱不能满足要求，则需进行处理。对于已建工程项目，若因设计、施工处理不当，或因其他原因造成地基沉降过大、差异沉降引起其上建筑物倾斜影响正常使用时，需进行处理。根据工程实际情况以及地基土质条件或组成的不同，处理的原则为:
(1)提高土的抗剪强度，保持地基稳定;
(2)降低土的压缩性，使地基沉降和差异沉降控制在允许范围内;
(3)降低地基土的渗透性或渗流的水力梯度，防止或减少水的渗漏，避免渗流造成地基失效;
(4)改善土的动力特性、防止地基产生震陷变形或因土的震动液化而丧失稳定性;
(5)消除或减少土的沉陷性或胀缩性引起的地基变形，避免建筑物破坏或影响其正常使用;
(6)通过托换技术，使上部结构荷载传递到下部更好的土层。
三、地基加固处理主要方法分析
1、换土垫层法
换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量；消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性;防止土的冻胀作用及改善图的抗液化性。常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。其特点是简易可行，但是局限于浅层处理，一般不大于3m，换填材料可就地取材，较经济。适用于中小型工程。可分为:
(1)垫层法
其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，回填土并分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。
图 1基础加固处理方法分类
(2)强夯挤淤法
采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体。适用于高饱和度粉土与软塑~流塑的黏性土等。
2、振动挤密法
(1)表层压实法
采用人工或机械夯实、机械碾压或振动对填土、湿陷性黄土、松散无x性土等软弱或原来比较疏松表层土进行压实。也可采用分层回填压实加固。适用于浅层软弱地基及不均匀地基。其特点是简易可行;仅限于表层处理。
(2)重锤夯实法
利用重锤自由下落时的冲击能来夯击浅层土，使其表面形成一层较为均匀的硬壳层。适用于浅层土填土，疏松无黏性土、非饱和黏性土，湿陷性黄土。其仅限于浅层处理，并且施工时有振动和噪声。
(3)强夯法
利用强大的夯击能，迫使深层土迅速固结，使土体密实，用以提高地基土的强度并降低其压缩性，消除土的湿陷性、胀缩性和液化性。适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土和黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等。其特点是施工速度快，施工质量容易保证，经处理后土性较为均匀，造价经济，适用于大面积场地;施工时对周围有很大振动和噪声，不宜在市区施工。
(4)振冲挤密法
振冲挤密一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化，颗粒重新排列，孔隙比减少；另一方面依靠振冲器的水平振动力，形成垂直空洞，在其中加入回填料，使砂层挤压密实。适用于处理砂土，粉土，粉质黏土，素填土和杂填土等。其特点是简易可行，仅限于表层处理。
(5)土(或灰土、粉煤灰加石灰)桩法
利用打入钢套管(或振动沉管、炸药爆破)在地基中成孔，通过“挤”压作用，使地基土得到加“密”，然后在孔中分层填入素土(或灰土、粉煤灰加石灰)后夯实而成土桩(或灰土桩、二灰桩)。适用于地下水位以上的湿陷性黄土、杂填土、素填土等，地下水位以下宜采用水泥土桩。其特点是利用原土，造价低。
(6)砂桩
在松散砂土或人工填土中设置砂桩，能对周围土体或产生挤密作用，或同时产生挤密作用。可以显著提高地基强度，改善地基的整体稳定性，并减少地基沉降量。适用于松散砂土、粉土、黏性土、素填土、杂填土等，有振动和挤土现象。
(7)爆破法
利用爆破产生振动使土体产生液化变形，从而获得较大密实度，用以提高地基承载力和减小沉降。适用于饱和净砂、非饱和的但是经灌水饱和的砂、粉土、湿陷性黄土。
3、排水固结法
(1)堆载预压法
在建造建筑物以前，通过临时堆载填土石等方法对地基加载预压，达到预先完成部分或大部分地基沉降，并通过地基土固结提高地基承载力，然后撤除荷载，再建造建筑。
临时的预压堆载，一般等于建筑物的荷载，但为了减少由于次固结而产生的沉降，预压荷载也可大于建筑物荷载，称为超载预压。适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和黏性土地基。其特点是需要有预压时间和荷载条件及土石方搬运机械。
(2)砂井法
在软黏土地基中，设置一系列砂井，在砂井之上铺设砂垫层或砂沟，人为地增加土层固结排水通道，缩短排水距离，从而加速固结，并加速强度增长。砂井法通常辅以堆载预载压，称为砂井堆载预压法。适用于对深厚软黏土地基设塑料排水带或砂井等排水竖井。
(3)真空预压法
在黏土层上铺设砂垫层，然后用薄膜密封砂垫层，用真空泵对砂垫层及砂井抽气和抽水，使地下水位降低，同时在大气压力作用下加速地基固结。适用于能形成加固区，稳定负压边界条件的软土地基。真空预压不需堆载，施工方便。但是预压荷载有限(80kpa以下)。
(4)真空一堆载联合预压法
真空一堆载联合预压法兼具真空预压和堆载预压的双重效果，通过真空压力(负压)和堆载(正压)使土体中的孔隙水排出，使土体产生固结。该方法适用于高等级公路、港口、仓库、机场、油罐、市政设施、堤坝边坡、人工岛等大型工程的地基处理，膜下真空度可达到90kPa以上，最大单块面积可达10万平方米。
(5)降低地下水位法
通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小，从而增大有效应力，促进地基固结。适用于地下水位接近地面而开挖深度不大，特别适用于饱和粉、细砂地基。
(6)电渗排水法
在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水从阳极流向阴极，然后将水从阴极排除，且不让水在阳极附近补充，借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程常利用它降低黏性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载了或边坡的稳定性。适用于饱和软黏性土地基。但是它会使临近建筑周围产生附加沉降。
4、置换法
(1)振冲置换法
碎石桩法是利用一种单向或双向振动的冲头，边喷高压水流边下沉成孔，然后边填入碎石边振实，形成碎石桩。桩体和原来的粘性土构成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。适用于处理砂土、粉土、粉质黏土、素填土、和杂填土等，有轻微振动和泥浆排放。
(2)石灰桩法
在软弱地基中用机械成孔，填入作为固化剂的生石灰并压实形成桩体，利用生石灰的吸水、膨胀、放热作用以及土与石灰的物理化学作用，改善桩体周围土体的物理力学性质，同时桩与土形成复合地基，达到地基加固的目的。适用于处理饱和黏性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基。其特点是承载力提高有限，有粉尘污染。
(3)强夯置换法
对厚度小于6m的软弱土层，边夯边填碎石，形成深度3~6m、直径2m左右的碎石桩体，与周围土体形成复合桩基。适用于高饱和度的粉土和软塑、流塑的黏性土等地基。其特点是处理深度有限、施工质量不易控制，有振动。
(4)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)，低标号素混凝土(LCG桩)
是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌合，用振动沉管打桩机或其他成桩机具制成的一种具有一定粘结强度的桩。桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。当无粉煤灰时可用低等级水泥代替。适用于处理黏性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。其特点是承载力提高幅度大，地基变形小，适用工程广泛，多用于中、高层建筑。
5、加筋法
加筋法是一种新型的地基处理技术，对其物理力学性质、耐久性等应进一步研究，但其应用前景广泛。
(1)土工聚合物
利用土工聚合物的高强度、韧性等力学性能，扩散土中应力，增大土体的抗拉强度，改善土体或构成加筋土以及各种复合土工结构。适用于砂土、黏性土和软土，或用作反滤、排水和隔离作用。
(2)加筋土
把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中，通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形成一个整体，用以提高土体的稳定性。适用于人工填土的路堤和挡墙结构。
(3)土层锚杆
土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提供承载力的，它适用在一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程结构，如边坡稳定、基坑维护结构的支护、地下结构抗浮、高耸结构抗倾覆等。
(4)土钉
土钉技术是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体，与同作用，用以弥补土体自身强度的不足。不仅提高了土体整体刚度，又弥补了土体的抗拉和抗剪强度的弱点，显著提高了整体稳定性。适用于开挖支护和天然边坡的加固。
(5)树根桩法
在地基中沿不同方向，设置直径为75~250mm的细桩，可以是竖直桩，也可以是斜桩，形成如树根状的群桩，以支撑结构物，可用以挡土，稳定边坡。适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、碎石土、黄土和人工填土等地基。
6、胶结法
(1)注浆法
其原理是用压力泵把水泥或其他化学浆液注入土体，以达到提高地基承载力、减小沉降、防渗、堵漏等目的。适用于处理砂土、粉土、黏性土和人工填土等。其特点是成浆时间可以控制，隔水性能良好，但是较昂贵，效果难以检验。
(2)高压喷射注浆法
将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔置入要处理土层的预定深度，然后将水泥浆液以高压冲切土体，在喷射浆液的同时，以一定的速度旋转、提升、形成水泥土圆桩体;若喷嘴提升而不旋转，则形成墙状固结体。可以提高地基承载力、减少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑软塑或可塑勃性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等。其施工简便、直观、质量容易保证。
(3)水泥土搅拌法
利用水泥、石灰或其他材料作为固化剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌，形成坚硬的拌合柱体，与原地层共同形成复合地基。适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等。其效果显著，目前是我国软土地区建造多层建筑物最常用的处理方法之一，无噪音、无污染;不能用于含大块骨料的杂填土。
结束语：
在近几年，土木工程技术得到了快速的发展，建筑业已经成为国民经济发展的重要支柱产业。本文研究了各种地基加固技术的主要方法与应用，研究成果可以解决工程建设中的一些常见的相应问题，随着工程建设技术的不断完善，地基加固技术也将得到更好地发展，为我国土木工程建设提供更加全面的服务。
参考文献：
[1]建筑地基处理技术规范 JGJ 79-2012.
土木工程设计研究范文4
(一)选题多元化与自主化
毕业设计选题可多元化，如建筑结构设计、基坑设计、施工组织与概预算及论文等类型。尽量选择与学生将从事工作相关的题目，也可以让学生自主选题，一方面使学生尽快熟悉工作性质和工作流程，另一方面增加设计的目的性，激发学生对毕业设计的热情。需注意的是，毕业设计选题多元化、自主化不等于简单的岗前培训，应避免急功近利。应用型本科院校的毕业设计选题应具有一定的“全局观”，不仅要让学生知道做什么、如何做，也要掌握相关的结构基本概念。近几年结构设计类课题选择框架结构还是剪力墙结构一直存在较大的争论，实践证明，选做框架结构更能达到“授人以渔”的目的。
(二)选题团队化与合作化
一项工程需要多专业分工合作或需要多方的比较优化，如一栋建筑的完成需要建筑、结构、暖通动力等专业人员的参与。采用团队化课题，可让相关专业学生都参与，模拟一个真实的工程环境，不但能激发学生的学习积极性，提高工程实践能力，还能锻炼学生组织沟通能力。针对此类选题，应注意制定科学灵活的考核方式。
(三)教研结合，相得益彰
应用型本科院校的大多数专业都需要教学和科研“双肩挑”。科研项目一般都反映了本学科的最新发展动态，有利于开阔学生视野，激发学生好奇心、创造性和工作热情。在应用型本科院校中，教研结合将更好地为学生创造真实的实践环境，有利于学生职业目标的设定和实现。同时，结合科研选题还可解决应用型本科院校研究生少、科研人力不足的问题，从而可以让专业教师拥有更多的时间提高教学质量。学院近几年针对结合科研项目的毕业设计进行了诸多有益的尝试，反响热烈。
二、优化教学内容，注重结构概念
对结构设计类题目，手算设计效率不高，且目前设计单位均采用PKPM、ETABS或盈建科等专业软件进行设计出图。同时，应用型本科院校学生大多面临到工作单位实习而毕业设计时间不足等问题。鉴于此，笔者建议应用型本科院校毕业设计可在手算为主、电算验证的传统模式基础上，适当提高电算比例，并注重结构概念的培养。如对框架结构毕业设计，其中单榀框架结构在竖向荷载和水平作用下的内力分析可直接借助SAP2000等软件完成，相比“分层法”和“D值法”可节省不少时间，专业理论知识得到工程实训的同时，工作效率显著提高，可让学生从纷繁复杂的计算中抽身出来，拥有更多的时间去巩固和提升结构概念设计能力。近几年的毕业设计教学实践证明，该种方式起到了良好的教学效果。需注意的是，电算比例的提高应以不影响结构概念掌握为原则，且利用专业软件进行辅助设计的前提是对其计算原理、过程及参数的理解，只有这样才能对其结果进行可靠的评判。近几年，在答辩过程中发现不少学生完全依赖PKPM等软件电算完成毕业设计，而对相关参数意义和设置一知半解，远未达到毕业设计的教学目的。
三、建立创新机制，提高教学质量
毕业设计创新机制的建立，符合“卓越计划”创新教育相关精神，可从毕业设计指导模式、学生优化分组及实践教学基地建设等多方面入手，提高教学质量。
(一)导师小组联合指导模式
一个教师带几个学生的毕业设计指导模式，师生之间能充分交流，有利于培养学生的独立思考能力和创新能力。但由于每位教师专业技能、指导方式的差别，难以保障毕业设计的整体质量。由青年教师与富有教学和工程实践经验的教师组成联合指导小组，既保证了每位学生得到全方位、高水平的专业训练，还可弥补部分教师工程经验不足的问题，起到“传帮带”的作用。
(二)双导师合作指导模式
聘请理论功底扎实、实践经验丰富的工程师与校内指导教师合作指导学生毕业设计，不仅可培养学生解决实际问题的能力，还可提高校内指导教师的实践水平。目前，学院校企合作指导毕业设计比例占总数的近60%，毕业设计质量明显改善。
(三)优化学生分组
通过网络双向选择的选题管理形式，虽可满足学生个性化的培养要求，但在师生沟通不充分的情况下，易出现优良学生相对集中情况，不利于整个院系毕业设计工作的开展。院系应根据每个学生的理论水平和动手能力，通过合理分组，保证在同一导师或同一组下存在多层次水平的学生，有助于毕业设计整体质量的提升。
(四)实践教学基地
通过建立校外实践教学基地，借助社会力量办学，是开拓毕业设计实践性教学和综合素质与工程能力培养的有利途径。通过“产学研”渠道，与热心支持学校教学的设计、施工和企事业单位建立机制灵活、优势互补的校外实践教学基地，可有效地解决毕业设计选题和指导与工程实际脱节的问题，对提高和保证毕业设计质量大有裨益。目前，学院已与上海华东发展城建设计(集团)有限公司等多家单位建立了合作指导毕业设计实践教学基地。
四、加强实践训练，提高教师素质
应用型本科院校的土木工程专业毕业生大部分就业于施工单位，工作在生产第一线，侧重于解决工程中的实际问题，因此教师除应有较深的专业理论功底之外，还应具有丰富的工程经验和工程阅历。学院近几年通过以下措施，进一步提升了指导教师的工程素质。
(1)加强“双师型”教师队伍建设，鼓励专业教师积极参加建设部组织的执业资格考试。目前，土木工程系60%以上的教师具有注册结构工程师、注册岩土工程师、注册建造师及注册监理师等专业执业资质。
(2)鼓励教师积极参与工程实践，并把工程实践的成果纳入教师考核体系。目前，教师参加横向项目的比例达到100%。
(3)鼓励教师去企业挂职锻炼，并纳入教师职称评定要求。土木工程系每年派出1～2名教师去大型设计单位挂职实践，大大提高了教师的专业水平。
五、强化监控管理，科学灵活考核
毕业设计整个过程包括确定指导教师、选题、查阅和收集资料、开题、中期检查、结题验收、评阅答辩及归档等各个环节。自2011年学院通过毕业设计系统实行网络统一管理，严格控制各阶段的时间节点，并成立毕业设计指导委员会对各环节进行阶段性检查，实施严格质量控制，如每周师生需有1～2次的见面交流机会，且相关记录需及时上传毕业设计系统。从论文质量、平时表现、创新能力、答辩成绩等多方面对毕业设计进行全面考核。根据不同类型选题及团队课题，制定科学灵活的考核标准。若毕业设计中出现抄袭他人成果、编造数据等现象则从严处理。近几年，学院聘请校外专家参与毕业设计的答辩工作，请专家从实际工程的角度检验毕业设计质量，毕业设计质量逐年提高。
六、提升安全理念，促进安全土木
近年来，土木工程领域安全事故频发。上海应用技术学院城建学院针对建筑业安全技术人员缺乏的现状，充分利用土木工程与安全工程交叉学科的优势，以培养“能分析、会检测、懂施工、知处置的从事土木工程领域中的安全技术人才”为专业特色。毕业设计作为土木工程专业教学计划中最重要的一个实践性教学环节，指导教师时刻结合毕业设计内容给学生灌输“安全土木”理念，使其日后成为土木工程领域中合格的安全技术人才。
七、结语
土木工程设计研究范文5
深基坑支护技术的大量采用，其可以切实的对房屋建筑的总体质量提供保障，在对土木工程房屋建设进行建造时，建筑公司往往采用深基坑支护技术，此举不仅可以确保工程正常施工，还可以提升土木工程房屋建设的使用年限和施工质量，当前，应用最广泛的深基坑支护技术种类为深层搅拌桩、地下连续墙以及柱列式灌注桩排桩三种深基坑支护技术方案，以下着重针对这几种方案实行探讨。
1.1深层搅拌桩深基坑支护技术
该深基坑支护技术是通过专门的机械装置，将地质外观以灰色为主，天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土和硬化剂掺杂搅拌，以使地质软弱粘性土的物理特征产生变化，达到提升地质的稳定性的标准要求，该深基坑支护技术在土壤颗粒组成中砂粒含量较高的土壤和软弱粘性土等地质构造中应用最为广泛。
1.2地下连续墙深基坑支护技术
该技术可以切实地提升土木工程房屋建筑强度，提升建筑物的防渗效果，该工程施工技术方案具备操作简便，短工程周期以及高防渗能力，可以切实减少深基坑支护施工中发生沉陷情况，地下连续墙在地质构造相对繁杂的土木工程房屋建设中应用较为广泛。
1.3柱列式灌注桩排桩深基坑支护技术
该深基坑支护方案能够分成密排与疏排设计两类，通过该深基坑支护技术方案实行深基坑支护施工过程中，需保证砼梁帽的安全性和可靠性，与此同时，需在桩顶浇注大横截面钢筋，进行工程施工时，为了避免埋藏和运动于土层岩石空隙中的水及杂物混进深基坑内，应选用高压注浆的方案进行施工。
2土木工程房屋建设中深基坑支护技术的工程施工准则
土木工程房屋建设对人们正常的生产生活产生的影响较大，所以，在实行土木工程房屋建设工程施工时，要保证采取的深基坑支护技术可以符合有关标准，土木工程房屋建设深基坑施工过程中，需重视以下几方面施工准则：
2.1深基坑支护工程施工要达到土木工程房屋建设的稳定性要求及变形标准，即深基坑支护工程施工要符合土木工程房屋建筑日常使用过程中，可承受的最大的荷载和达到使用功能上允许的某个限值的状态。
2.2为了确保总体工程施工阶段的安全可靠，采取的房屋建设深基坑支护技术需要具备严格的安全性。
3土木工程房屋建设中深基坑支护技术的应用
3.1工程施工实际举例
某个房屋建设工程的建筑总面积为30624.6m2，建筑总高度为26.2m，建筑地面上为9层，地下为1层，地下设施底板是建筑标高-6.6m，根据相关资料显示，此建筑的地质构造为：人们的生活和生产活动所遗留或堆放的垃圾土，厚度1.7m～3.1m之间，处于自重固结状态，淤泥质土厚度0.5m～6.2m之间，具备较高的在压制过程中被压缩的能力，塑性指数介于10～17之间的粘性土厚度1.1m～4.3m之间，具备相对淤泥质土稍差的在压制过程中被压缩的能力，残积粉质粘土厚度0.5m～2.2m之间，层顶埋深12.7m～16.9m之间，建筑公司对工程施工现实状况实行探究，且以工程从规划、勘察、设计、施工到整个产品使用寿命周期内的成本和消耗的费用、结构在正常施工和正常使用条件下，承受可能出现的各种作用的能力，以及在偶然事件发生时和发生后，仍保持必要的整体稳定性的能力以及技术性等角度实行综合分析，最后选用将基坑边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固，边坡表面铺设一道钢筋网再喷射一层砼面层和土方边坡相结合的边坡加固型支护施工方法，实行土木工程房屋建筑深基坑支护在深基坑北方，西方，东方转角10m内采用双轴水泥搅拌桩作为用于阻止或减少基坑侧壁及基坑底地下水流入基坑而采取的连续止水体，为提升深基坑开挖阶段，淤泥质土层自身稳定效果，通过保证隧道工程开挖稳定的辅助措施，顺着深基坑安装8排土钉结构，彼此间距离为1.2m×1.2米，土钉墙厚100，选取C20砼喷射定型。
3.2工程施工前的准备工作
实行土木工程房屋建设深基坑支护之前，建筑公司要细致勘察工程建筑物所在地区与工程建筑有关的地质环境各项因素的综合、埋藏和运动于土层岩石空隙中的水水位改变状况以及天气气候因素，保证房屋建设深基坑工程可以正常进行，实行土木工程房屋建设深基坑支护施工前，需做好以下两个方面：
（1）分配工作人员将工程施工现场中的杂物清除，确保工程施工现场的优良环境。
（2）依据工程施工现场现实状况，设立科学的工程施工方式，且明确施工技术交底及工程建筑人员的岗位职责，保证工程施工正常开展。
3.3选择深基坑支护施工方案
深基坑支护施工过程中，分为人工开挖与机械开挖，人工开挖是工作人员通过工具实行深基坑挖掘，该开挖模式相对灵活，可在多种地质条件的施工中应用，可工程工期长，人员工作强度大，且对工作人员的工作阅历要求标准较高，所以，人工开挖不适合大规模深基坑开挖，机械开挖则适合大规模深基坑开挖，需依据现实状况，采取科学的机械设备，与此同时，在工程施工阶段，采取适宜的边坡的高度与宽度之比，以确保边坡稳定，此工程施工阶段，建筑公司选用人工施工与机械施工彼此结合的方案，先利用机械设备在预定部位开挖，与深基坑坑底接近20cm位置，采用人工施工模式。
3.4选用合理的防水方案
深基坑支护工程工期较长，工程施工质量极易遭到埋藏和运动于土层岩石空隙中的水水位作用，若无法确保深基坑的防水标准，很可能发生地面沉降的情况，不仅对工程正常施工不利，还有很大概率对范围内建筑的安全稳定造成影响，特别是地下水水位较高，对深基坑支护的安全性损害极大，所以，建筑公司要依据现实状况采用合理的防水方案，土木工程房屋建设深基坑支护工程施工阶段，建筑公司的防水工作往往采取止水帷幕方式，该措施是通过高压器械将砼浆液喷射在深基坑内，产生具备防水能力的砼幕墙，因为砼施工和桩体质量对总体止水帷幕的质量作用巨大，所以，进行工程施工时，需提高砼施工质量，保证止水帷幕的施工质量满足标准要求，最终保障总体土木工程房屋建设深基坑支护工程的施工质量。
4结论
土木工程设计研究范文6
关键词:机会成本;农地机会成本;国民经济评价;土地价值功能
土地占用机会成本在公路项目经济评价中具有非常重要的作用,不合理的计量方式将直接影响项目经济评价的合理性。因此,有必要重新构建土地机会成本计量模型,提高项目经济评价的合理性,为补偿失地农民提供合理依据。
一、土地机会成本的概念
机会成本(opportunitycost)是一个经济学概念。经济学家认为:资源是稀缺的、有限的,把资源用于一种用途就要放弃其他用途。机会成本就是把一种资源投入某一特定用途之后,所放弃的其他用途中能得到的最大利益。
土地机会成本是指在其他条件相同时,把一定量的土地用于某种用途时所放弃的另一种用途所能带来的利益。假如所放弃的用途有很多种,那么其中所放弃的最高的一种就是土地的机会成本。对于农地来讲,一般选取其原用途所产生的效益为农地用于建设项目时的机会成本。
二、土地机会成本计量公式及存在的问题
(一)计量公式
P=A
其中P为土地效益现值;A为土地在项目开始建设的当年效益现值;i为贴现率;N为项目评价年限;r为效益增长率或产量增长率。
(二)存在的问题
农地的自然特性和经济特性使得土地不仅具有生产功能,同时作为一种资产具有增值功能、生态功能及社会保障功能等。在公路项目建设过程中,由于其显著的公益特性,传统的土地机会成本的计量公式只考虑农地在改变用途后所放弃的直接经济收益,根据土地价值理论,农地的直接经济产出功能只是土地功能的一部分。因此,常规的土地机会成本计量所包含的内容不够全面。由于计量内容的不全面,用该公式调整的国民经济费用偏低,对经济净现值、经济内部收益率等反映项目国民经济评价内容的指标会产生或拉高或降低影响,进而影响项目的可行性研究工作。
三、基于土地价值功能的土地机会成本的计量
(一)土地的功能与价值
农用地功能包括经济生产功能、社会保障功能、社会稳定功能、生态功能及其他功能等。农用地的功能决定了农用地的价值,因此,农用地具有相应的价值,即自然质量价值、社会保障价值、社会稳定价值、生态价值和其他价值等。
1、经济生产功能与自然质量价值
农地是基本的生产资料和劳动对象,具有生产功能,是人类赖以生存的农作物汲取营养的主要源泉,是无法替代的农业生产资料。农用地的经济生产功能对应自然质量价值,是农用地在一定的自然条件和技术条件下,通过农业生产活动所能获得的直接经济效益。
2、社会保障功能与社会保障价值
土地对于广大农民来说,是就业保障、生活福利和伤病养老保障的可靠手段,是“衣食之源,生存之本”。农民有了土地就有了赖以生存的物质基础,农用地的存在对农民具有社会保障作用。土地的不动性和保值增值性使之成为目前农民最好的风险保障,农地的保障性社会效应主要是生活保障效用、提供就业效用和医疗保障效用。农地社会保障价值指农地本身具有的养育功能、承载功能、蓄积和增值资产功能可以转化为农民的养老保障、就业保障、医疗保障和生活保障的可靠手段。
3、社会稳定功能与社会稳定价值
农用地生产出来的粮食和农副产品,不仅是我们生存的基础,也是工业、城市发展的基础。农用地是关系到我国经济和社会可持续发展的全局性战略问题,具有重要的社会稳定功能。农用地社会稳定价值指耕地为社会提供粮食稳定作用而产生的社会稳定功能所具有的价值。
4、生态功能与生态价值
农用地的生态功能主要表现为防止土壤侵蚀、涵养水源、调节微气候、净化水质、净化空气等方面。若农用地生态环境遭到破坏则整个生态系统将失去平衡,造成严重的生态问题。农地的生态功能对应生态价值,农地的生态价值指农地的合理利用能够改善生态环境,促使资源的可持续利用。
(二)土地机会成本的计量
本文中,农地机会成本的计量通过分别计量与农地各功能对应的农地自然质量价值、农地社会保障价值、社会稳定价值与生态价值来实现。
1、农地自然质量价值的计量
本文采用收益还原法计算农地的自然质量价值。收益还原法的基本思想是:把购买农用地作为一种投资,农用地能够通过种植农作物等获取收益,收益的高低直接影响农用地的价格,影响到农用地发生用途转变时应给予的补偿额。计量公式为:P=×1-其中P为农地经济产出价值量化值;a为农地年纯收益;r为土地还原率;n为土地使用年限。
公路建设项目占用农地后,其农业产出功能将永久丧失。因此,对于农地机会成本的考虑,应用无限年期的计算方法,即n∞,因此该公式计算农地经济产出价值P1时,该公式可表示为:P=。
2、农地社会保障价值P2的计量
计算农用地的社会保障价值我们可以参照城镇社会保障体系来计算,即体现出农用地对农民的生活、就业、医疗等方面的保障价值。
(1)单位农地养老保障价格V1的计算。首先测算出各年龄组人均养老保障价格。农地社会保障价值中的养老保障价值可用每亩所供养的农业人口的养老保险总额来近似计算。保险费率采用原中保人寿个人养老保险费率。
可按下式计算每人养老保险费趸缴金额:
Yj=(Yjm×Bj+Yjw×Cj)×Mji/Mjo
其中Yj为j年龄组人均养老保障价格;Yjm为j年龄组男性公民保险费趸缴金额基数;Yjw为j年龄组女性公民保险费趸缴金额基数;Bj为j年龄组男性人口占j年龄组总人口的比例;Cj为女性人口占总人口的比例;Mji为j年龄组农民基本生活费(月保险费领取标准);Mjo为j年龄组月保险费基数(取100)。
单位农地养老保障价格V1计算公式如下:
V1=Yj×每亩所承载的农村人口数×比例系数=Yj×比例系数/人均耕地数量
式中:比例系数==
(2)单位农地医疗保障价格V2的计算公式如下,比例系数意义同上。
V2=
(3)单位农地就业保障价格V3的计算公式如下:
V3=
用最低生活保障金乘以时间和比例系数除以人均耕地数来计算就业保障价格,比例系数意义同上。
(4)每亩农用地社会保障价格P2的量化公式如下:
P2=
3、农地社会稳定价值P3的计量
可以依据替代原则,采用间接的方法对社会稳定功能进行量化。耕地开垦费可以作为社会稳定功能的量化值,这是因为耕地开垦费是对占用耕地的价值补偿。耕地开垦费的收缴是确保我国耕地总量动态平衡的经济手段,实现耕地总量动态平衡,是整个社会粮食安全的基础。对于一般易垦荒地来说,预计开垦后前四年虽有成效,但不明显,一般从第五年起才开始发挥效益。因此,考虑形成成熟的土壤肥力的投入因素和开垦前四年的收益损失,设耕地开垦年平均投入水平为T元/亩,产出水平为P元/亩,还原利率取近几年平均利息率约为R。
则五年开垦耕地投入的折现值为:
V1=T++++
四年收益损失折现值为:
V2=+++
农地社会稳定价格为P3=V1+V2。随着土地开发整理的深入和社会对耕地需求的增加,土地后备资源日益减少,土地开垦难度日益加大,耕地开垦费用将日益增高。
4、生态价值P4的计量
农地生态价值也叫农地环境价值,指农地对景观生态系统的功能性价格,包括维护生态平衡、促使生态系统良性循环等功能的价格。农地被建设项目占用后,不仅意味着土地利用方式、土地权属的转移,而且意味着农地资源永久地从农业领域中退出,农地资源的丧失,也意味着原生态功能的消失。农用地生态价值评估是指通过一定的手段,对农地生态(包括组成农地生态的要素、农地生态质量)所提供的物品或服务进行定量评估,并以货币的形式表现出来。
5、单位农地的机会成本P的计算公式为:P=P1+P2+P3+P4
四、结论
公路建设项目占地机会成本的计量合理与否直接影响到项目经济评价结果的合理程度,进而影响项目的可行性。由于传统公路建设项目占地机会成本在测算过程中只考虑土地的直接经济损失,基于土地综合价值的考虑,本文主张构建包括土地全功能的公路建设项目占地机会成本计量模型,该模型可以使得由于项目占地导致的社会及国民经济损失的正确测算趋于合理,可完善项目国民经济评价。同时,由于该计量对项目的负面影响做了更全面的考虑,会直接影响项目国民经济评价的指标。对失地农民的补偿提高会直接影响项目造价,提高征地补偿费用在项目造价中的比例,会对项目财务评价的相关指标产生直接影响。因此,项目方必须积极探索新的投融资方式。
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