結構與地基加固技術在土木工程設計中的應用

摘要：土木工程是一門十分龐大而復雜的學科，它涉及到我們日常生活的各個方面。建筑無論在國內還是國外都是與民眾生活息息相關的，建筑行業也是一個古老的行業，經歷多年的發展，擁有相當長的一段歷史。隨著經濟的發展和人民生活水平的日益提高，建筑行業中的土木工程也隨之發展起來。本文主要對結構和地基加固技術在土木工程設計中的應用做一個分析和探討。

關鍵詞：土木工程 地基加固 結構加固

土木工程是建筑的主要分支學科，它的進步一般是依靠一些工程的實踐來完成的，而不像別的其他學科那樣是依照一些空泛的理論或者是去做一些科學的試驗，土木工程這種特殊的發展方式存在的主要原因是，土木工程過程很復雜，很難按照一個模型的設計就能考慮到它各方面存在的問題，因此土木工程進行測試甚至是現場試驗分析都有很大的難度。比如說，隧道和地下工程，地基基礎的變形以及受力的狀態都是隨著時間的變化而時時刻刻發生改變的，正因為這種隨著時間變化而改變的多變性，土木工程至今仍然需要依靠工程經驗進行判斷和分析。還有一個不能忽視的原因就是，要揭露土木工程存在的新問題，就必須進行新的土木工程實踐。舉個例子吧，比如建造了大跨橋梁，高聳塔桅或者是高層的建筑的時候，工程的抗震以及抗風的問題就會顯得突出起來，只有遇到了這種實際的問題，才可能從實踐出發，研究出這方面的新技術以及新的理論。

1 土木工程的施工策略以及結構設計方法

首先是鋼筋混凝土的結構設計方法以及設計原理。鋼筋混凝土是土木工程的道橋橋梁，水利施工，房屋建筑等各種受理構造構成的結構西宮，鋼筋混凝土結構系統主要包括前衛增強混凝土性能，高性能混凝土，鋼筋混凝土的抗震性與延性，預應力混凝土結構，耐久性以及裂縫控制設計，扭曲載面，斜截面承載力計算，正截面承載力計算等。鋼筋混凝土結構會因為建筑設計的差異而存在外觀結構上的不同，從而導致鋼筋混凝土內部結構的各異。在建筑工程當中，鋼筋具體的形狀以及數量都會對最終的建筑工程有所影響。在長時間進行的土木工程建設當中，對混凝土以及鋼筋的具體結構設計是遵循一定的方法的，具體的某種鋼筋混凝土結構所搭配的鋼筋使用數量也是有所規定的。在當今建筑的土木工程建筑當中，大跨度以及高層的鋼筋混凝土結構是發展的重要考慮要素，高層大跨度建筑是對鋼筋混凝土結構的一個新挑戰，新的鋼筋混凝土結構能否保證高層大跨度建筑的設計最終承載力符合要求，有足夠可信度，有可靠的動力特點，強大的穩定性，這都是土木工程面臨的重大問題。

在土木工程設計中，鋼結構的施工也是地基和結構加固的一個重點。鋼結構施工具體來說其安裝步驟比較復雜，不同的建筑有不同的鋼結構的安裝要求，不同的建筑對鋼結構施工的具體實施細節也有所不同，下面來分析主要需注意的三個大方面：首先是鋼結構的連接和選材。鋼結構主要分為鋼材，金屬制品，型材以及板材四大類型。土木工程中所使用的鋼材通常會采用碳素鋼，優質碳素結構鋼或者普通的低合金鋼等，其中碳素鋼的強度和硬度會相比其他類型的鋼材要高一些，但是其塑性卻沒有其他鋼才好。土木工程的鋼結構截面主要是寬翼緣的工字型結構或者是箱形截面，還有少數鋼結構截面是用十字形截面的；土木工程的梁結構主要是軋制或者是焊接的H型鋼梁，如果設計中有特殊的要求也可以讓鋼結構符合截面，但是在安裝梁的鋼結構之前一定要對截面焊接接頭做焊接工藝測試，定出焊接的各項參數以及焊接材料。梁與柱之間或者是梁與梁之間可以采用高強螺栓連接或者是焊接連接，如果是采用高強螺栓連接，連接的時候就要注意高強螺栓的連接孔位精度。制孔主要分為高精度的數控鉆孔以及精度相對較低的模板制孔。如果技術允許，工程還是要首選多軸數控鉆孔。工程進行高螺栓連接前一定要對檢驗螺栓參數，在安裝的時候不能用榔頭強打或者用扳手強擰，用扳手擰入的要包括初擰、復擰和終擰。

在安放鋼結構地點選擇上，要保證用地面積是結構占地面積的1.5倍以上。結構從中轉的堆場運到現場的鋼材要用裝卸機安置到安裝機械的回轉半徑之內。假如在運輸的過程中造成了鋼構件的變形，就要在施工現場對鋼構件進行校正。鋼結構安裝時用臂桿長度足夠長、起重能力足夠大的起塔式起重機來對各種不同的鋼構件部位進行起吊。除此之外，起重機的起吊速度檔位要滿足安裝鋼構件的要求，起重機鋼絲繩容量也必須滿足起吊高度的需求。當進行多機作業的時候，臂桿的高差要保證安全運轉，不發生碰撞。除此之外，各起重機之間都應該有足夠的安全距離，以免相互碰撞。

2 地基加固技術在土木工程設計的應用

土木工程中的地基加固是工程中的一個重要難題，無論是在高層建筑的建設中還是鐵路公路的建設上，工程地基的加固都是土木工程面臨的還有待進一步更好解決的難題之一，因此，地基和建筑結構的加固是我國甚至是世界的土木工程技術中最需要發展和進步以及最需要研究的一個問題。

土木工程中的地基加固中主要使用到的技術有：加筋法、膠結法、擠壓法、排水加固法，換填法等等，在土木工程的地基加固當中，不同的施工地段都要因地制宜地采用不同的地基加固方法。

地基加固方法中的換填法是地基加固當中最為常用的方法，這種方法適用于天然的地質結構不適宜當前工程的建設，要采取換土墊層的土質置換的方法。換土墊層指的是用質量比較好的能夠支撐工程建設的優質泥土代替原來的自然生成的土質，這種換土墊層法一般都是對建設的土地進行整體置換。而地基加固法當中的置換法有幾種，包括水泥置換法，碎石置換法，石灰置換法等等。

在一些沼澤地等比較濕潤的土地上進行施工建設，一般就會用到排水加固法，因為這些土地本身的含水量太多，硬度以及穩定度都不夠，會對建筑工程的穩定性造成很大的影響。排水加固法能去除土質當中過多的水分，建筑土地變得堅硬，使其適宜工程的建設，保證建筑的安全性以及穩定性。排水加固法分為兩種，主要是真空預壓法和堆載預壓法，具體要使用哪種方法，都需要按照實際的施工情形因地制宜地進行選擇。

要保證土層不會輕易移動，保持工程土地土質的穩定，一般使用的是加筋法，這也是土木工程地基加固中的基本方法之一，特別是一些難度大的工程以及一些高層建筑，這種地基加固方法是比較常用的。

3 土木工程建筑結構加固所針對的問題分析

場地類型的抗震等級對建筑結構的框架截面設計有比較大的影響。在土木工程建設的勘察階段，一般會采取根據樓房的設防裂度以及房屋的高度在抗震規范當中直接查找出建筑的抗震等級。針對不同的抗震等級，采取的抗震措施以及進行的抗震計算也會不一樣，這要具體情況進行具體分析，最主要是根據實際情況進行抗震土木工程設計。

對于工程的施工測量管理方法以及技術，為了便于工程施工做好標記和記錄，施工測量人員都會依照土木工程設計規劃進行施工測量。要保證設計方案的準確實現以及設計思想的切實貫徹，在整個施工過程中的每個步驟都要進行施工測量，在工程測量的過程中要避免錯誤的發生，逐步對工程進行測量，在施工過程中通過工程測量準確把握工程的全局以及進度，保證工程建設的最終質量。

4 結束語

隨著時代的發展，新材料的發明，新理論的創新，新技術的應用都在推動著建筑土木工程設計的發展，土木工程設計作為建筑建設的一個重要組成部分，在建筑工程中占有舉足輕重的地位，加強結構和地基加固技術的研究，是對土木工程設計工程的質量保證。保證土木工程的質量，也是保證建筑工程的質量，有利于民生工程的建設。

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