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本文選自《商品混凝土》雜志2023年第11期

處理疑難雜癥，必須要構(gòu)建合理知識(shí)架構(gòu)

聞寶聯(lián)

所謂疑難雜癥，顧名思義，醫(yī)學(xué)上就是指病因不明、不清晰，診斷治療困難的疾病。在中、西醫(yī)診斷學(xué)、病理學(xué)、治療學(xué)理論中，因?yàn)槿梭w機(jī)能復(fù)雜，素質(zhì)不一，遺傳有異。同樣的病原體，在不同患者身上所表現(xiàn)出的癥狀，轉(zhuǎn)變不同，使醫(yī)者難以辯證診治，這也使其在疑難雜癥面前往往束手無策。工程上一樣有很多疑難雜癥讓大家一頭霧水，不能探本窮源，也無法避免和根治。

而從另一個(gè)角度來說，任何現(xiàn)象的產(chǎn)生，背后都有其根源所在，或是一種，或是幾種疊加，所以稱為疑難雜癥，只是我們沒能準(zhǔn)確找到相關(guān)因素的內(nèi)在聯(lián)系而已。這可能需要了解多種學(xué)科，才能捋順相對(duì)清晰的脈絡(luò)，還其本源。

所謂跨學(xué)科概念的幾大要素：跨學(xué)科要以現(xiàn)實(shí)問題的研究和解決為依托；跨學(xué)科要以學(xué)科為依托，但要超出單學(xué)科研究的視野，關(guān)注復(fù)雜問題或課題的全面認(rèn)識(shí)與解決；跨學(xué)科要有明確的、整合的研究方法與思維模式；跨學(xué)科還旨在推動(dòng)新認(rèn)知、新產(chǎn)品的出現(xiàn)，鼓勵(lì)在跨學(xué)科基礎(chǔ)上完成創(chuàng)新與創(chuàng)造。

任何一門學(xué)科都不是單獨(dú)存在的，而是與其他許多科目之間存在著或多或少的交叉聯(lián)系。有些學(xué)科的知識(shí)之間有重復(fù)和重疊的內(nèi)容，將不同科目的共性知識(shí)放在一起學(xué)習(xí)了解，相當(dāng)于減少了需要學(xué)習(xí)的知識(shí)量，并且能從不同科目的角度更加全面地掌握。

剝?nèi)ブR(shí)的外衣，核心的東西是什么？ 是思考問題的方式和方法。學(xué)習(xí)知識(shí)的過程，就是培養(yǎng)思考問題的方式和方法的過程，無論是通過書本，還是他人，還是自己實(shí)踐，都是在培養(yǎng)思維，特別是邏輯思維。清華大學(xué)廉慧珍老師寫過一篇文章——《思維方法與觀念的轉(zhuǎn)變比技術(shù)更重要》，說的也是類似的意思！

下面以一個(gè)案例解讀下邏輯思維和多學(xué)科交叉的應(yīng)用。

山東某沿海城市的地下管廊開裂嚴(yán)重。建設(shè)方極為擔(dān)心將來管廊運(yùn)營(yíng)的安全問題，因?yàn)楣芾壤锊紳M了信號(hào)線路，一旦滲漏，引發(fā)短路，會(huì)造成重大質(zhì)量事故。

大家關(guān)心的是裂縫是怎么產(chǎn)生的，有什么影響，需要怎么處理，能不能保障后續(xù)的安全運(yùn)營(yíng)？

我去了現(xiàn)場(chǎng)，了解了以下情況：管廊地處地下8m位置，頂管施工（圖1），管節(jié)是預(yù)制的，3m一節(jié)。

最初施工方向我提出問題，要我解答。我預(yù)設(shè)了答案：可能在預(yù)制場(chǎng)養(yǎng)護(hù)不足，已經(jīng)開裂了，可能在地上大家都沒在意，到了地下才引起了注意。而到了現(xiàn)場(chǎng)，我就推翻了原來的想法，因?yàn)榱芽p很有規(guī)律，都是在一個(gè)位置開裂，就如圖2。這張圖并非管廊本身，但裂縫分布恰好一致，而且比較明顯，用來說明一下問題。

那么，自然不是材料本身的問題，懷疑施工中頂管頂偏了，造成這個(gè)位置應(yīng)力集中，所以都在這個(gè)方向裂（圖3）。隨著進(jìn)一步觀察，我又推翻了這個(gè)想法。

裂縫貫穿了管節(jié)之間的砂漿封層，砂漿是在頂完以后才封住的，如果因頂管應(yīng)力集中造成，砂漿是不該裂的。這樣唯一的解釋就是該裂縫為施工完畢后的受力裂縫。那么力從哪里來呢？

我問了個(gè)問題：施工期間或施工后有沒有降過水？地下工程施工一般要降水，否則無法施工。

當(dāng)?shù)叵滤宦癫販\、基礎(chǔ)埋深大于地下水位深度時(shí)，基槽開挖與基礎(chǔ)施工必須進(jìn)行排水。中小型工程如果地下水位水量不大，可以采用挖排水溝與集水井排水。重大工程地下水深度大、涌水量多時(shí)，應(yīng)采用井點(diǎn)降水法降低水位，在不透水層以上。

圖4為地質(zhì)斷層分布示意圖。

不透水層，亦稱“隔水層”，是透水性極低的巖層。一般將滲透系數(shù)小于0.001m/d的巖層視為不透水層，如黏土、致密花崗巖，泥巖等。隔水是相對(duì)的，在相當(dāng)大的水力坡度下，不透水層也能透過和釋放一定的水量。

在管廊周邊降水過程中，水位不斷下降，會(huì)形成一個(gè)地下水位變化的地下漏斗，漏斗的水位線一定會(huì)與管廊外緣相切（圖5）。

在回答裂縫產(chǎn)生之前，先了解下地理歷史知識(shí)！本工程所在地是渤海灣、萊州灣西岸城市，我們?cè)倏匆幌職v史上不同年代的渤海海岸線（圖6）。也就是說，從圖6上可以看出，本區(qū)域地下土質(zhì)以退海而成的沖積淤泥為主。在渤海、東海、黃海等沿海地區(qū)的城市，長(zhǎng)江中下游、珠江下游、淮河平原、松遼平原，洞庭湖、洪澤湖、太湖和鄱陽(yáng)湖四周，以及昆明滇池地區(qū)，都埋藏有厚度達(dá)數(shù)米至數(shù)十米的淤泥及淤泥質(zhì)土。

渤海灣沿岸幾乎全為第三紀(jì)沉積物，形成典型的粉砂淤泥質(zhì)海岸。又因幾經(jīng)海水進(jìn)退作用，使海灣西岸遺存有沿岸泥炭層，海底沉積物均來自河流挾帶的大量泥沙，經(jīng)水動(dòng)力的分選作用，呈不規(guī)則的帶狀和斑塊狀分布。沿岸的砂粒度較粗，多粉砂和黏土粉砂，東北部沿岸多砂質(zhì)粉砂；海灣中部的砂粒度較細(xì)，多黏土軟泥和粉砂質(zhì)軟泥。

由淤泥及淤泥質(zhì)土組成高壓縮性軟弱地基。淤泥及淤泥質(zhì)土是在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，并伴有微生物作用的一種結(jié)構(gòu)性土。

淤泥質(zhì)土天然密度高，一般大于1.7t/m；含水量高，飽和度達(dá)86%～97%；顏色呈灰、灰綠、灰藍(lán)、青灰、灰褐色，因結(jié)構(gòu)不均，顏色各地分布有差異；顆粒組成以粉粒為主，含量為61%～68%，粘粒含量17%～ 24%，砂粒含量為13%～20%。

淤泥濕密度在1.4t/m左右，干密度在0.7～0.8t/m左右。淤泥是一種天然含水量大于流性界限，孔隙比大于1.5的軟土。孔隙比是土體中的孔隙體積與其固體顆粒體積之比，一般以e表示，是說明土體結(jié)構(gòu)特征的指標(biāo)。淤泥是海灣、湖沼或河灣中水流緩慢的環(huán)境中有微生物參與作用的條件下所形成的一種近代沉積物。

根據(jù)流體物理，地下水壓的方向垂直于接觸面的切線方向，指向圓心，這個(gè)力不會(huì)構(gòu)成結(jié)構(gòu)開裂。其作用的結(jié)果是管廊徑向每個(gè)切面都處于均勻受壓狀態(tài)。

隨著不斷降水，管廊右側(cè)水逐漸流失，原來的淤泥在水浮力作用下，壓在管廊外緣的壓力相對(duì)較小。根據(jù)阿基米德定律，淤泥所受的浮力為其排開水的體積，按孔隙比1.5，也就是原來40%體積的水浮力沒有了，相當(dāng)于增加了40%體積的水壓力，造成偏壓。從而造成只有管廊右上側(cè)開裂，而別的地方?jīng)]問題。這首先解釋了裂縫的原因。然后，隨著施工完畢，地下水位恢復(fù)到設(shè)計(jì)之初狀態(tài)，管廊又恢復(fù)到全斷面均勻受壓，可繼續(xù)使用，只是要封閉裂縫以保障耐久性，檢測(cè)結(jié)果也表明，都是淺表裂縫，最深的剛到保護(hù)層。

供稿人：聞寶聯(lián)

編輯員：李海亮

審核人：孫繼成，寧夏

【標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范】

《建筑固廢再生砂粉應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》行標(biāo)

《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術(shù)規(guī)程》CECS

《預(yù)拌混凝土使用說明書》團(tuán)標(biāo)

《砂漿和混凝土用石屑》團(tuán)標(biāo)

《預(yù)拌混凝土產(chǎn)品質(zhì)量追溯規(guī)范》團(tuán)標(biāo)

【會(huì)議培訓(xùn)】

2025中國(guó)混凝土企業(yè)家高峰論壇

第十屆全國(guó)建筑固廢和余泥渣土處理及資源化利用大會(huì)暨中國(guó)砂石協(xié)會(huì)建筑固廢利用分會(huì)年會(huì)

2025第二十一屆全國(guó)商品混凝土可持續(xù)發(fā)展論壇暨2025中國(guó)商品混凝土年會(huì)

預(yù)拌（商品）混凝土應(yīng)用技術(shù)和工藝技能線上培訓(xùn)

混凝土（砂漿）試驗(yàn)檢測(cè)方法實(shí)操教學(xué)線上培訓(xùn)

【 咨詢服務(wù)】

科技成果評(píng)價(jià)

預(yù)拌混凝土質(zhì)量追溯研究

高速公路及橋涵高性能混凝土技術(shù)咨詢

課題研究

研發(fā)中心建設(shè)

產(chǎn)品檢測(cè)

綠色建材產(chǎn)品認(rèn)證

[綠滿庭院]《HJ建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)自保溫技術(shù)體系》推廣等

【建材“雙碳”業(yè)務(wù)】

低碳膠凝材料研發(fā)與制備

復(fù)合摻合料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)與制備

建筑垃圾處置與資源化利用

建筑垃圾再生砂粉應(yīng)用技術(shù)

建筑垃圾再生輕粗骨料技術(shù)

碳化再生骨料制備技術(shù)

【期刊著作】

《新技術(shù)在混凝土中的應(yīng)用》圖書

《常見預(yù)拌混凝土質(zhì)量事故分析百例》圖書

《預(yù)拌混凝土企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)室建設(shè)指南》圖書

混凝土技術(shù)發(fā)展中心（以下簡(jiǎn)稱“中心”）隸屬建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所，主要職能是跟蹤分析和研究國(guó)內(nèi)外混凝土行業(yè)科技前沿動(dòng)態(tài)，為全國(guó)混凝土行業(yè)開展技術(shù)服務(wù)工作，包括出版技術(shù)期刊、研究制定標(biāo)準(zhǔn)、開展技術(shù)咨詢、舉辦技術(shù)會(huì)議、承擔(dān)行業(yè)培訓(xùn)、從事認(rèn)證評(píng)價(jià)和開發(fā)研究等，中心是建材情報(bào)所主要業(yè)務(wù)部門之一。中心擁有員工10人，其中博士3人，正高職稱3人，副高職稱4人。中心掛靠的行業(yè)協(xié)會(huì)分支機(jī)構(gòu)包括中國(guó)散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會(huì)混凝土專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會(huì)預(yù)制建筑產(chǎn)業(yè)專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)砂石協(xié)會(huì)建筑固廢利用分會(huì)、建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所雙碳研究中心。依托中心成立的平臺(tái)有預(yù)拌混凝土質(zhì)量追溯公共服務(wù)平臺(tái)、混凝土行業(yè)數(shù)字化服務(wù)平臺(tái)、中國(guó)商品混凝土行業(yè)企業(yè)專家委員會(huì)（擁有200余名行業(yè)一線專家）、北京砼享未來工程技術(shù)研究院（會(huì)員制技術(shù)和管理服務(wù)）。

中心每年參與多個(gè)混凝土技術(shù)咨詢和技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目，包括雄安新區(qū)混凝土項(xiàng)目咨詢、河北省多個(gè)高速公路高性能混凝土技術(shù)咨詢、固廢基膠凝材料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)和制備技術(shù)，以及數(shù)十個(gè)混凝土企業(yè)的技術(shù)服務(wù)工作。開展預(yù)拌混凝土綠色產(chǎn)品認(rèn)證和科技成果評(píng)價(jià)工作。

咨詢電話：孫繼成 焦素芳 李海亮 13520073698 13521286915

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