装配式混凝土结构检测技术教学改革与思考
摘要
关键词
高职教育、装配式混凝土、结构检测技术
正文
随着国家大力推广装配式建筑,装配式混凝土结构得到了规模化的应用,结构可靠性主要取决于预制混凝土构件质量和现场节点连接质量,其中钢筋套筒灌浆连接质量、混凝土结合面连接质量、钢筋浆锚搭接质量、构件拼缝防水质量等问题引起了各地高度重视。检测作为工程质量管控的手段之一,随着工程质量问题的广泛关注,迫切需要检测技术人员的支持。高职教育也要紧跟行业的发展需求,努力培养装配式混凝土检测技术员。当前,在高职教育教学领域中,装配式混凝土结构检测技术处在一个正在起步的阶段,如何将装配式混凝土结构检测技术引入职业教育,在经济实用的情况下推进课程建设保证教学效果是一个值得深思的问题。
一、装配式混凝土结构检测技术应用现状
2020年7月38日,住房和城乡建设部等十三部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》指出,要以大力发展建筑工业化为载体,以数字化、智能化升级为动力,创新突破相关核心技术,加大智能建造在工程建设各环节应用,2021年住建部等十二部委联合发布《关于加快培育新时代建筑产业工人队伍的指导意见》,引导建筑企业加强对装配式建筑、机器人建造等新型建造方式和建造科技的探索和应用,提升智能建造水平,通过技术升级推动建筑工人从传统建造方式向新型建造方式转变。
装配式混凝土结构检测技术作为智能建造与建筑工业化的核心技术,是装配式混凝土结构质量的保证,企业对装配式混凝土检测技术的人才产生了大量需求。
目前装配式混凝土结构检测技术分为两大模块:一是原材料及配件检测、预制混凝土构件和连接接头检测,二是结构实体检测。因为原材料及配件检测、预制混凝土构件和连接接头检测等检测方法已应用多年,已经比较成熟。其中结构实体检测如钢筋套筒灌浆连接质量、混凝土结合面连接质量、钢筋浆锚搭接质量等的检测目前处在积累-实践-总结经验的状态。目前装配式混凝土结构检测技术主要集中于预制构件连接质量检验和施工质量验收环节检验。
为了引导大家使用有效且结果可靠的检测方法,住房和城乡建设部推出了J/T485-2019《装配式住宅建筑检测技术标准》,中国建筑科学研究院有限公司等单位编制的《装配式混凝土结构检测技术标准》2022年11月8日发布,编号为T/CECS 1189-2022,自2023年4月1日起施行。由于市场强烈需求,地方标准如雨后春笋层出不穷,安徽、山东、上海、河北、江苏、广东、新疆、贵州等地均推出了地方性的装配式混凝土结构检测技术规程或标准。在这些规范中的测试方法,例如内窥镜法、X射线成像法、冲击回波法、阵列超声成像法、表面硬度法、红外热成像法等,各地并不统一。
目前装配式混凝土结构检测主要内容有:
(1)预制构件生产驻场检验。依据JG/T565-2018《工厂预制混凝土构件质量管理标准》, 对预制构件生产的混凝土原材料、模具与台座混凝土浇筑与养护等依据国家相关标准检测。
(2)预制构件进场验收环节检验。预制构件进场环节检测主要有:结构实体和性能检测;外观质量和叠合面以及键槽、预留设施、构件尺寸偏差等;陶瓷类装饰面砖、保温墙板等主要检测低粘结强度、导热系数等。
(3)预制构件连接质量检验。预制构件钢筋可以采用钢筋套筒连接、钢筋浆锚搭接连接、焊接或螺栓连接、钢筋机械连接等连接方式。连接是装配式混凝土结构最薄弱之处,也往往是出现事故的主要原因,所以是重点控制的对象。
(4)施工质量验收环节检验。施工质量验收环节检验项目有:混凝土检测,主要检测强度、耐久性、体积稳定性(是否开裂);连接检测,一是对灌浆材料的强度与变形进行检测,二是采用超声法、内窥镜法、冲击回波法、阵列超声成像法和局部破损试验等方法检测灌浆密实度;重要节点和结合面以及主要受力构件,采用预埋传感器监测变形、开裂。
二、基于项目导向教学法构建知识与技能教学体系
1.基于项目导向构建模块化课程教学内容体系
项目导向教学法是将某门专业课程以完成一个完整的工程项目为引领,按工作过程所需的知识与能力类别分为若干知识或技能单元,每个知识或技能单元作为一个教学项目,实行理论、实践一体化的单元式教学,每个单元教学都以应用该项技术或技能完成一个作业来结束,并进行下一个项目的教学。
《装配式混凝土检测技术》作为建筑工程技术专业的一门专业拓展实践类课程,主要培养学生从事组织预制构件和装配式施工现场结构实体的试验检测、数据分析、结果判定及试验检测报告编写与出具的能力,在教学内容设计上要弱化检测设备基本原理理论教学,强化学生检测、仪器设备使用操作动手能力,以“够用、适用、会用”为原则,基于典型化检测项目构建模块化项目化课程教学内容开发思路是:通过归纳工作岗位中具有典型性、共性的检测工作任务,并融合企业真实的项目来完善课程具体教学内容设计,采取模块化、项目式教学的方法,对实训项目进行分解,完成各个子任务内容的设计,从而将原本一个大的项目通过工作分解结构的形式来进行分解,实现知识点和技能点的转化,从而完成教学内容的开发与设计。从而构建了“基础知识认知、预制构件检测技术、现场节点连接质量”三个教学模块,每个教学模块从装配式混凝土检测概要、预制构件筋间距与保护层厚度检测、预制构件混凝土厚度检测(冲击法)、预制构件混凝土表面粗糙度、预制构件混凝土强度检测、竖向构件底部接缝缺陷检测、 混凝土结合面连接质量检测、灌浆料强度检测和套筒灌浆饱满度检测等9个项目子任务构建教学内容体系。
2.基于项目工作过程确定教学知识点与能力点
以装配式混凝土检测员职业岗位能力要求为依据,结合 1+X证书职业技能等级标准及课程标准,通过对完成一个装配式建筑结构施工项目质量检测过程的典型工作任务进行分析,得到建筑工程技术专业开设《装配式混凝土检测技术》新技术课程教学应掌握的知识点、技能点和重难点。
如预制构件筋间距与保护层厚度检测教学子任务知识点有1)能采用电磁感应法检测构件中钢筋分布及保护层厚度;2)能按照检测方案和相关规范独立操作设备;3)能根据数据计算、判定检测结果。掌握能力点有:1)掌握钢筋的间距与保护层厚度测定结果判定方法;2)采用电磁感应法检测混凝土构件中钢筋分布及保护层厚度等。
三、实施本课程“双基地、双导师、双课堂”教学改革
建设满足实训课程需要的“双基地”。作为职业院校,特别是开设有建筑工程技术类专业职业院校,要根据学校条件建设满足校内与校外工地实训教学需要的实验实训检测设备与实训教学场地。从而实现“双基地”交互教学,提升实训教学质量。开展实训教学时要融入思政元素、工匠精神和劳动教育,在学校配置实训设备、条件允许的情况下,根据学校实训条件选择开设检测实训教学项目,确定基本教学内容、教学目标与教学方法,并对实训教学效果开展综合性质量评价。
对于开设的实训教学检测项目,也需要综合考虑实训成本,以混凝土结合面连接质量检测技术为例,可以使用阵列超声成像法、冲击回波仪,其中的阵列超声探伤仪操作简单,结果直观可靠,但大量学生反复练习,对仪器的损耗很大,成本很高,列为必修科目是不现实的。可以选择是使用冲击回波仪教学。而浆锚搭接灌浆饱满度检测,可以使用冲击回波法、压电阻抗法,但压电阻抗法操作难度大,分析结果难度也大,高职学生比较薄弱的理科知识基础使他们很难掌握。可以选择冲击回波法教训教学。
建设“双导师”课程教学团队。课程教学团队要立足高职学生学情分析,采用了项目导向、任务驱动、情景教学等教学方法,充分利用校内外的实训教学设备资源,聘请企业工程师为第二导师,实施“双导师”教学;为了最大限度丰富学生学习情境,要充分利用信息化教学手段,采用线上与线下混合式教学,与工地导师连线远程演示示范教学,校内教师实训基地面授教学等手段,促进学生各项动手能力提升。实现校外、校内“双课堂”互补共生,充分发挥校企合作整体教学效能,同时也避免不必要的实训成本。
积极推进基于项目导向“六步法”教学。课程教学团队应以装配式混凝土建筑施工现场真实的检测项目导入学习课堂,以通俗易懂的语言讲解检测基本原理,在实训教学阶段,学生分组操练检测,结果处理过程形成试验报告,实操过程评价形成评分记录报告,通过交流展示报告,拓展提升学生认知,夯实技能点。最后结合职业岗位考试真题测试,思考差距补短板,明确检测岗位要求。注重职业道德、工匠精神的融入,培养德才兼备的装配式混凝土检测人员。
参考文献:
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[4]中国建筑科学研究院.JGJ1-2014装配式混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.
作者简介:
华均(1966.03--)男,副教授、高级工程师,历任湖北城市建设职业技术学院工程管理系主任、教务处长,现任质量管理处处长,曾任全国住房和城乡建设职业教育教学指导委员会工程管理类专业指导委员会委员。研究领域:建筑工程管理及其教育教学研究。
课题来源湖北省教育科学规划课题《基于项目导向的在线开放课程建设研究》(2018GB189)。
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