探析結構與地基加固技術在土木工程設計中的應用

何洪全

摘要：本文將對加固土木工程地基與結構的重要性進行闡述，并詳細分析土木工程設計中的結構與地基加固技術，希望可以為相關工作者的研究提供一些幫助。

關鍵詞：土木工程；結構加固；地基加固

前言

進入新時代后，隨著社會經濟的不斷發展，建筑行業迎來了發展的高峰期，這就使得人們對建筑結構可靠性與穩定性有了更高要求。因此，必須了解加固土木工程地基與結構的重要性，并掌握具體的結構與地基加固技術，加強其在土木工程設計中的運用，提高工程質量與安全，從而為建筑行業健康發展奠定良好基礎。

一、加固土木工程地基與結構的重要性

加強結構與地基加固技術在土木工程設計中應用的重要性主要體現在三個方面：首先，有利于提高土木工程耐久性[1]。在對土木工程質量進行評價時，耐久性是重要指標之一。而在具體施工過程中，其會受到主客觀方面的影響，通常情況下，主觀因素指的是人為因素，如維護不當、人為破壞以及施工不當等，而客觀因素指的則是自然環境的影響，如降雪降雨、風吹日曬等。在上述原因影響下，土木工程耐久性就很難與設計標準相符，也就無法滿足人們實際居住需求。所以，必須做好加固工作，只有這樣，才能減少這些因素的影響，促進土木工程質量與安全的提升。其次，有利于提高土木工程的使用年限。對土木工程而言，使用年限屬于重要經濟指標之一，其會受到施工質量與使用功能等因素的影響。若土木工程因上述原因而被拆除，那么就會造成嚴重浪費問題。因此，必須對土木工程的結構與地基進行精心設計及加固，促進其功能性與安全性的大幅度提升，將功能變化與質量問題給土木工程實際使用帶來的不良影響降到最低。最后，有利于提高土木工程抗震能力。目前，地震災害發生頻率逐漸提高，為了保證人們的生命安全與財產安全，必須對土木工程的結構與地基進行加固。

二、土木工程設計中的結構與地基加固技術

（一）結構加固技術的應用

1.增大截面

增大截面這一技術屬于直接加固技術，其技術原理就是對建筑結構件的截面面積及配套鋼筋進行適當增加，從而促進建筑結構件力學性能的增強。土木工程項目不同，其加固要求也存在差異，因此，在具體運用過程中，可以把這種加固技術細分成三類，即將增大斷面當作主要措施、把配套鋼筋增加當作主要措施以及兼具這兩種的平衡加固技術。截面增加這一技術具有較好的加固效果，而且力學性能與設計要求相符，所以其具備廣泛的適用范圍，經常用于結構梁、屋架、柱、板以及墻等結構件的加固作業中。

2.砌體結構

砌體指的就是由砂漿與塊體砌筑成的墻或者是柱，主要有墻板砌體、磚砌體、石砌體以及砌塊砌體等。相較于其他加固技術，這一加固技術并不具備明顯優勢，雖然其抗壓承載力較好，但其他力學性能較差，這使得砌體結構加固技術整體表現不高，承載力比較低，并且受到外荷載的影響，其極易導致或大或小裂縫的出現。通常情況下，常用砌體結構加固技術主要有三種，即砌體直接加固、外套結構加固以及荷載傳遞改變加固。

3.置換混凝土

置換混凝土是對混凝土嚴重損壞進行有效處理的一種方法，其指的就是清除或者是剔除原結構件中力學性能無法與當前使用要求相符的局部區段與存在物理缺陷區段的混凝土，并對強度等級不夠的局部區段的混凝土進行重新澆筑，以此來促進原結構件承載力恢復的直接加固技術。需要注意的是，重新澆筑的混凝土應該是與原來品種相同的但強度等級更高的。在具體運用過程中，應該有效清除并提出局部置換結合面，把原混凝土堅硬結構層露出來，并做好相應的清理工作，保證其與結構層表面粗糙且潔凈這一要求相符。只有這樣，才能使新澆筑的混凝土水泥膠體在微膨脹劑預壓應力的作用下滲入到原結構層中，并在實際水泥水化過程中和其粘合成整體，以此來達到理想結構加固效果，促進土木工程質量與安全性的提升。

（二）地基加固技術的應用

1.緊密壓固法

在土木工程建設中，緊密加固法屬于常用地基加固技術，其主要有真空預壓、緊密注漿以及降水等內容。通常情況下，降水操作是由水管完成噴射的，而在緊密加固法中，緊密注漿占據核心地位，其工作原理就是在注漿泵作用下，通過壓力把水泥粉煤灰（提前混合好的）壓到之前計算好的深度土地中，之后壓入液體就會擠壓周圍的土地，這樣，在排除空氣之后，土地會變得更加緊實。緊密加固法這種地基加固技術一般是用在地面松軟、面積較大地基的加固作業中，在運用這一技術時，應該保證降水噴射均勻性，并把注漿泵壓力控制在合理范圍內。

2.換填墊層法

在建筑物受力層無法對上部結構重量進行承載時，就可以使用換填土層這一處理方法。通常灰土與砂石是土層換填常用的材料，通過這一方式，其能夠促進地基淺層承載力大幅度提升，并使沉降程度降低。灰土墊層指的就是依照一定比例對有著較大粘性的土進行調配，并以分層的方式完成夯實，這種加固方法在材料獲取上存在較大便利。

3.加筋法

在土木工程地基加固作業中，加筋法的運用主要體現在兩個方面：一方面，加筋土。加筋土的拉力性能較好，在摩擦力的作用下，土壤與加筋材料可以構成一個整體，有利于地基強度的提升。同時，還應該選擇鍍鋅鋼帶與鋁合金網等耐腐蝕性強、摩擦系數大的網狀材料，以此來增強拉筋的抗壓性。另一方面，土釘墻技術。這一技術既可以采取注漿與鉆孔方式，也可以通過幾根比較粗鋼管或鋼筋的打入，促進穩定土釘的形成，并利用摩擦力把土釘和周邊土地有效粘接起來，以此來形成符合土體。這樣，在受剪工作的作用下，可以對土地進行加固，并且土釘與平面可以形成一定角度，構成斜向加固體。通常情況下，土釘墻這一技術主要是在邊坡加固與基坑支護等工程中運用。

4.打孔填充樁加固法

打孔填充樁這一加固方法指的就是通過對鋼筋管套的利用，在地基中成孔，以擠壓方式提高成孔密實度，并將石灰會灰土等材料放到孔中，在夯實之后土樁就形成了。同時，應該把粉質黏土當作回填土，其中應該保證粘土過篩孔隙度在20毫米之下，而粉煤灰則應該是由顆粒度不超過5毫米的熟石灰與35%的濕粉煤灰構成，其中灰與土的質量比例應該是2：8，這樣，在經過均勻攪拌之后，就可以進行相應的回填工作[2]。

結論

綜上所述，加強結構與地基加固技術在土木工程設計中的應用已經成為了一項重要工作。因此，必須重視這一工作，并掌握增大截面、砌體結構、置換緩凝土、緊密壓固法以及換填墊層法等技術，加強其在土木工程設計中的運用，提高土木工程的質量與安全，從而促進土木工程建設更好更快發展。

參考文獻

[1]周亞東.試析土木工程建設中結構與地基加固技術應用[J].江西建材，2018（13）：148-149.

[2]喬國海.建筑設計中結構與地基加固技術的幾點有效應用探討[J].城市建設理論研究（電子版），2018（13）：39.

（作者單位：湖南工業大學 土木工程學院）