土木工程建設中結構與地基加固技術的應用分析

黃俊杰

摘 要：在土木工程建設中，使用地基加固技術能夠提升建筑的穩定性。基于此，本文闡述了土木工程建設中的混凝土、剪力墻、承重墻等結構的具體設計方法，同時，還提出了地基加固技術在土木工程建設中的具體應用，包括加筋法、換填法、打孔填充布樁、壓制或排水的固結方法等加固技術。通過論述以上內容，來為建筑設計人員提供一些參考。

關鍵詞：土木工程；地基加固技術；抗剪能力；土釘墻技術

1土木工程的結構設計

1.1混凝土結構設計

混凝土結構設計需要達到《混凝土工程施工質量驗收規范》GB 50204-2015的規定要求，在設計過程中，既要重點考慮混凝土抗滲能力，又要思考在建筑結構中長期處于復雜環境中，所受到的壓力及腐蝕力。因此，要為混凝土的后期維工作做好相應的準備，來延長混凝土的使用時間，確保混凝土結構的穩定性。

1.2剪力墻結構設計

（1）建筑物的墻體作為一個承重構件，能夠發揮出維護和隔離建筑構件的作用。其間距主要受到了樓板跨度的限制，一般來說，剪力墻的跨度為3-8m，主要適合在住宅等建筑中使用，能夠省去大量填充墻的工序；

（2）剪力墻需要按照建造要求，貫穿整個建筑的高度，而墻的厚度需要按照高度方向逐級減少。剪力墻厚度要大于高度的1/25；

（3）剪力墻使用混凝土進行澆筑，整體的剛度較大，在水平角度作用下，產生的變形幾率較小，如果墻體的截面面積較大，荷載能力也能夠被滿足。因此，混凝土剪力墻適合自在10-50層的建筑中使用，能夠收到很好的效果[]。

1.3承重墻結構的設計

現代建筑形狀多為矩形框架，這樣的設計導致建筑的橫向剛度要小于縱向剛度，而剛度的不等，會增加建筑結構的不穩定性。因此，需要在建筑的橫向結構中，設計足夠多的橫墻，進而確保建筑的穩定性及抗震性能。在發生地震時，房屋遭受到的破壞力一般來自于剪力破壞。在進行房屋設計的時候，需要保證建材的質量良好，并增加建筑橫墻的軸向力，將橫梁作為承重與隔斷功能相結合的承重體，當建筑設計中的開間較大，可以在縱墻上設計梁，來起到承重作用。此外，建筑的樓板需要沿著縱向方向放置，以此構成建筑的橫向承重墻，這樣一來，縱墻與橫墻的相互結合，而形成軸向力，進而增加建筑的抗剪能力。

承重墻作為建筑承重構件，在設計過程中，需要進行區分設計。一般來說，建筑磚混結構墻體都應該是承重墻，而框剪結構內部的墻體為非承重墻；標準磚墻體為承重墻，而加氣磚為非承重墻；從墻體的厚度區分，承重墻的厚度數值要大于非承重墻，非承重墻的厚度一般為150mm，比如廚房等[]。

2地基加固技術在土木工程建設中的具體應用

技術人員通過使用地基加固技術，能夠確保建筑的穩定性，提升土木工程建設質量。隨著施工技術的發展，現如今，土木工程中使用的最為廣泛的技術是換填法、排水法、加筋法等。這些加固方法應用的條件不同，需要進行針對性的選擇。

2.1加固新技術的應用

（1）打孔填充樁加固方法。打孔填充灰土樁的施工流程是利用鋼管套在地基中成孔，然后通過擠壓的形式，密實孔洞，然后在孔內放入灰土或石灰等材料，夯實，成為土樁。采用的回填土是粉質黏土，黏土過篩的空隙度要小于20mm。粉煤灰是用35%濕粉煤灰配合顆粒度小于5mm 的熟石灰，灰土質量的配比一般為2：8，將混合后灰土攪拌均勻，顏色一致，即可回填。除了灰土樁加固方法外，還有一種除了上述土樁和灰土樁外，還有一種單獨采用石灰加固來地基的石灰樁。

這種石灰樁在打好的孔洞內，放置石灰塊，然后摻入適量的水，一般的配比為8：2。當拔管的時候，進行搗振，然后利用生石灰吸取布樁體中的水分，產生水化反應。當生石灰中的水發生膨脹、放熱等顯現的時候，樁周圍的含水量會降低，孔隙度就會變小，將孔洞中的土擠密實，而硬化了的樁柱體就會成為一種復合型的地基；

（2）添加粉煤灰的固結方法。在地基施工材料中加適量的粉煤灰，并進行攪拌，能夠借助粉煤灰的吸水能力，基礎土中的水分，提升地基凝固濕速度。由于粉煤灰的性能穩定，將其添加在地基原料中，能夠實現很好的加固效果。

2.2壓制排水固結法

排水固結法是使用豎向排水體方法，加固天然地基，來提升建筑物的承載力。當建筑物在構建過程中，可以預先加載預壓力，然后將土壤中的水排出，使得地基逐漸固結。當地基發生沉降的時候，地基的結構強度會逐漸提高。排水固結法最常應用的有三種：

（1）折疊堆載預壓法。該種方法主要是在建筑場地進行堆填土石，然后在地基層面進行加載，使地基沉降可以提前完成，然后通過地基的固結，來提高地基承載力，最后卸去地基原有的預壓荷載力，以消除建筑物地基的部分均勻沉降，這種方法就被稱之為堆載預壓法。一般來說，預壓荷載力需要和建筑物的荷載相等，為減少固結產生的阻礙，可以設定荷載大于建筑物的荷載力，一般預壓荷載的大小約為建筑物荷載的1.3倍，特殊情況則可根據工程具體要求來確定。

（2）折疊真空預壓法。真空預壓法指的折疊就是指在粘土層上鋪設砂墊層，借助薄膜來密封土壤層，并使用真空泵對土層進行抽氣，進而構成負壓，使地下水可以按照豎向排水方向排出地表。這樣一來，地基的排水固結速度就會提升。在壓力的基礎下，孔隙水壓力逐漸變小，而有效應力的增加將會使土體的壓縮強度增加，提升地基的穩固性；

（3）折疊電滲排水法。折疊電滲排水法是依靠電滲方法排出土中水。但在土中插入電極然后通過直流電，在直流電場作用下，土中的水將會從點擊的陽極流向陰極，然后水將會從陰極流出，通過借助電滲作用，便可逐漸排除土壤中的水。在工程上，使用折疊電滲法將會降低粘性土中的含水量或者是降低地下水位，來提高地基承載力及建筑的穩定性。

2.3加筋法的應用

加筋法是指在建筑地基中增加金屬絲等材料，來提升地基穩定性。加筋法主要分為兩種：

（1）加筋土。這種方法是將具有良好拉力性能的構件埋在地基中，然后借助土壤位移和拉筋之間的摩擦力，將加筋材料與土壤形成一個整體，來最大程度提升地基的強度。由于拉筋作為一種橫向力增強的方法，需要具有良好的抗壓性，因此，要選擇摩擦系數大，并且耐腐蝕的網狀材料，比如鋁合金網、鍍鋅的鋼帶等。

（2）土釘墻技術是通過鉆孔、注漿的方法來進行設置，但也可以通過打入幾根較粗的鋼筋或者鋼管形成一個穩固土釘，土釘與周圍土地的接觸依靠摩擦力來粘接，進而與周圍的土地形成復合的土體。由于土釘和土地變形受力是通過受剪工作，來對土體形成加固。土釘和平面形成一定角度，即斜向加固體。而土釘則是適用于地下水位以上或者人工填土的基坑支護及邊坡加固[]。

結論：綜上所述，建筑業的快速發展，為我國的經濟發展提供了支持作用。在此基礎上，具有良好拉力性能的構件埋在地基中，然后借助土壤位移和拉筋之間的摩擦力，將加筋材料與土壤形成一個整體，能夠最大程度提升地基的強度；同時，在地基施工材料中加適量的粉煤灰，并進行攪拌，能夠借助粉煤灰的吸水能力，基礎土中的水分，提升地基凝固濕速度。因此，通過應用壓制排水固結法及加筋法，能夠提升土木工程建設質量。

參考文獻

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[2]李佳.土木工程建設中結構與地基加固技術的運用[J].建材與裝飾，2017（35）：53.

[3]蒼玉軍.土木工程建設中結構與地基加固技術的運用[J].科技創新與應用，2017（14）：250.

（作者單位：張家港市樂余鎮建設管理服務中心）