結構與地基加固技術在土木工程設計中的應用分析

楊陟臣

（柳州市投資控股有限公司 廣西柳州 545000）

結構與地基加固技術在土木工程設計中的應用分析

楊陟臣

（柳州市投資控股有限公司 廣西柳州 545000）

隨著經濟水平的提高，土木工程的發展也日新月異，對我國國民經濟發展作出了有目共睹的貢獻。土木工程涉及范圍及其廣泛，大到三峽水電站，小到居民住房，這些都與百姓生活息息相關。同時，人們對建筑質量的要求也越來越高。這需要充分發揮好起著關鍵作用的結構與地基兩者應有的作用。本文探討了結構和地基加固技術的必要性及可操作性，具有很大的參考意義。

結構與地基加固技術；土木工程設計；應用分析

現代土木工程具有以下幾個特點：多樣性、復雜性、大型化。其發展，與我國的城市化政策密切相關。城市化帶來的變化有：城市人口逐漸增多，城市規模日漸擴大。這些都需要建造更多的房屋以滿足人民的需求。因此，百姓日常與土木工程密不可分，也就是說老百姓的財產安全及生命安全都受到土木工程整體結構的建設質量的影響。因此要對土木工程的建設質量進行嚴格把關。

1 土木工程建設發展的基本情況

1.1 基本定義

建設各種類的工程設備（如居民住房、大壩、街道等）被統稱為土木工程，又被歸類為民用工程。土木工程有以下幾個特性：綜合性，體現在其延伸的范圍較廣；社會性，體現在其屬于民用工程；實踐性，體現在其借助的是前人有效建設方法的精華。

1.2 發展經過

最初，土木工程只是把木材和泥土當作物質基礎的一種建筑方式。隨著科技水平的提高以及人們建筑經驗的豐富，漸漸衍生出了設計理念與施工技術。土木工程的發展也是一個不斷進步的過程：最初，只是簡單地使用泥土、木材進行建筑施工；接著，在建筑中加入了人工制造元素：瓦礫，該元素的使用促進了土木工程的發展；隨后，人們開始在建筑中使用生鐵，由于橋和居民住房建筑的需要，又加入了熟鐵；19世紀中后期，冶金行業快速發展，高強度鋼材被滲透到工程中的每一部分；直到鋼筋混凝土的出現，鋼筋混凝土由鋼筋和混凝土混合而成，又被稱為復合建筑材料，該材料直到現在仍然被廣泛地應用于各種工程建筑中。

1.3 土木工程建設的重要性與價值

現代土木工程具有擴大性、復雜性等特點。在為居民建設美好家園的同時，要保證其生命財產安全，就要求土木工程的結構是安全的。土木工程觸及的知識層面多樣，應用的技術也各有不同，其發展也代表著某一時期的經濟與科技水平的高度，可見，國家綜合實力也可由土木工程的發展來體現。

1.4 土木工程建設現狀與前景

20世紀中期開始，我國土木工程建設高速前進，并在我國經濟發展中起著支柱作用，分布在我國各地。先進的科技、創新的結構、新興的材料都促進了我國土木工程的發展，出現了高樓大廈、橋梁、高速公路等許多大型建筑，令世界為之贊嘆。

但是近幾年出現的如環境的破壞、資源的稀缺、大氣的污染等問題都阻礙了土木工程的發展。這也會導致土木工程的發展不能夠滿足人類社會的需求。

2 結構加固技術在土木工程建設中的應用

2.1 結構加固在土木工程中的必要性

自然和社會使用環境對混凝土結構有損壞性，會導致混凝土結構承受力降低，這些問題的出現需要在土木工程建設中適時提出具體的維護結構加固的方案。結構加固的必要性有以下四點：

2.1.1 結構的老化

建筑結構出現老化，是由于一般的建筑物有其使用年限，超出適用年限就會出現結構老化，這種情況下就不應該繼續使用。我國早期建造的鋼筋混凝土樓房到現在，早已過了使用年限。但是由于種種原因未拆除重建，此時就必須對老化的架構進行加固，否則，可能帶來不可估量的生命財產安全等各方面的危害。

2.1.2 舊物的改造

當下，許多舊建筑已經不能滿足現代人民的需求。拆除重建又需要耗費大量的人力物力財力，未免得不償失。這種情況下，改造舊物適應發展的同時也在很大程度上節約了社會資源。

2.1.3 有質量的建筑本身

某些建筑工程存在一些問題，由技術人員審查過后確認經過加固可以繼續使用的情況下，就應該制定具體的加固方案進行補救。相反，如果對這些問題不重視不采取措施則會釀成無法彌補的災禍。

2.1.4 自然災害的損壞

自然災害（如風災、水災、火災）頻繁發生對建筑物有著極大的且不可逆的破壞性。有的建筑物遭受損害后進行結構上的加固與修理仍然可以繼續使用，這樣既保證了住房安全，又可以減少損失。

2.2 結構加固在土木工程中的應用方式

結構加固的前提是確認該建筑有加固的基礎和條件，然后結合該建筑實際損壞情況制定具體的加固方案，加固的同時盡量減少對原建筑的改變。直接加固和間接加固是加固技術的兩種方法，其中直接加固包括以下方式：加固預應力、粘貼外部加固、增大橫截面、外包鋼；間接加固則有以下方式：卸荷、增加構件、增加結構整體性、增設支點、改變結構鋼度比。

2.3 結構加固設計在土木工程中的主要應用結構

鋼筋混凝土結構是土木工程建設中的最重要的應用結構。因此，在土木工程建設中進行結構加固的首要任務就是加固鋼筋混凝土結構。

2.3.1 鋼筋混凝土的結構

鋼筋和混凝土混合就形成了鋼筋混凝土結構。鋼筋和混凝土各有優勢，鋼筋抗拉力度強，混凝土雖取材方便，構建形成較容易，但是其抗拉力度較弱，而承受能力較強，因此兩者混合可以起到互補的作用，使得建筑物的承受能力最強。我國絕大部分的建筑物都把鋼筋混凝土作為其主要的結構。

2.3.2 鋼筋混凝土結構的設計理念與方式

鋼筋和混凝土的受力程度是完全不一樣的，在各種建筑的土木工程中，受力程度的不同就導致了受力結構的不同，結構系統也就由此形成。結構是由工程的性質所決定，因此，在進行工程設計時，要注意鋼筋混凝土的實際可操作性。

2.3.3 鋼筋混凝土結構的長處和短處

長處：發揮了各自的長處，取長補短。取材便利、整體性能佳、造價降低、抗震性能強、可塑性好，可以按照實際的需求做成各種樣子，耐久性與耐火性也高。

短處：兩者都具有一定的重量，在運輸過程中帶來困難；抗裂性能差；易被天氣影響；防熱、防生性差；制造模板耗時久；保養花費的人力物力財力大。

2.4 加固鋼結構的要點與難點

（1）在加固鋼結構時，組裝的過程繁雜，因此要注意以下幾點：選材。連接、截面形狀。

（2）加固時，要根據最終的實際情況來確定加固結構的占地與用地的面積。

3 地基加固技術在土木工程建設中的應用

3.1 地基加固技術在土木工程中的必要性

地基強度、形狀受到天然地基軟弱的限制，因此要對地基進行加固。加固地基有以下四個必要性：

（1）穩定性和強度不高；

（2）不規律沉降與地基受到壓縮；

（3）存在滲漏的可能；

（4）受到自然災害影響導致地基松動。

3.2 地基加固在土木工程中的應用方式

根據地基的實際情況確定是否有加固地基的必要，有必要再制定具體的加固方案進行加固。地基加固在土木工程中的應用方主要有以下三種：砂樁、碎石樁及水泥粉煤灰碎石樁；土樁與灰土樁；深層攪拌樁。

3.3 地基加固技術的探討

加固地基技術的方法主要有四種，即壓密固結、加筋體混合處理技術、更換填墊層、漿液加固。各種地基加固技術適用于不同的地基情況。

3.3.1 壓密固結

壓密固結法主要是利用壓密注漿、強夯、降水及真空預壓等方式對大面積松軟的地基進行處理。

3.3.2 加筋體混合處理技術

該技術主要包括砂樁、碎石樁及水泥粉煤灰碎石樁、土樁與灰土樁、深層攪拌樁。主要是利用砂石、石灰等物質組合成粘合性強的樁體來增強土木建筑物的承載能力。

3.3.3 更換填墊層

更換填墊層適用于建筑物最底端的受力層不能夠承受上面結構的情況。即把填墊層換為強度較大的砂石灰土等，該方法取材便利，成本低，施工簡單。

3.3.4 漿液加固

建筑物已進行過地基加固則只能適用漿液加固法。可通過水泥、化學等漿注方法進行處理。該方法實用性強。穩定性好且抗腐蝕，可以提高建筑的質量。

4 結束語

土木工程發展的重要性日益突顯，其質量受到人民的關注度逐漸升高。因此，在保證土木工程不斷前進的同時，也要更加注重土木工程的質量問題。在發展的道路上，把土木工程做得更強大。

[1]徐克紅.結構與地基加固技術在土木工程設計中的應用[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2013（03）：107～108.

[2]范文娟.在土木工程建設中結構與地基加固技術的應用[J].黑龍江科技信息，2014（06）：184.

[3]陳光宇.淺談土木工程中結構與地基加固技術[J].黑龍江科技信息，2012（20）：244.

TU753.8

A

1673-0038（2015）35-0011-02

2015-7-20

楊陟臣（1987-），男，助理工程師，主要從事土木工程設計工作。