探究結構與地基加固技術在土木工程設計中的應用

許帆

摘要：土木工程設計的專業性比較強，并且復雜程度比較高，如果設計方案不合理，則不僅會對土木工程施工造成不良影響，而且還會導致工程建設效益降低，嚴重制約土木工程建設行業的發展。因此，應進一步加大結構與地基加固技術的設計應用，以此來推動土木工程不斷進行科學化與合理化發展。

關鍵詞：結構設計；地基加固技術；土木工程

一、土木工程設計中需進行結構與地基加固的原因及原則

1、結構加固原因

1.1結構的老化

建筑結構產生老化的情況，是因為一般的建筑物有一定的使用方面年限，超出適用的年限就會產生結構老化的問題，這種條件下就無法繼續進行使用。部分超過使用的年限的建筑因為種種不原因未進行拆除重建，在這個時候就必須加固老化的架構，否則就有可能造成嚴重后果。

1.2舊物的改造

伴隨當前我國在社會的整體功能方面逐步進行快速發展，很多建筑物已經逐漸難以達到人們的需求，若是對其做出拆除的處理，則耗費的資金成本非常大，所以，大多數施工單位會利用加固的手段來進行處理，這樣操作不單單能夠提高建筑的施工效率，縮短施工周期，還能節約大量施工成本。

1.3建筑本身存在質量問題

某些建筑在一定程度上出現了一些問題，通過技術人員審查后需要進行加固才能夠繼續使用，這就需要制定具體加固方案并開展補救的工作。

1.4自然災害的損壞

自然災害（比如說風災、水災、火災）的出現對建筑物產生極大的破壞性，且出現不可逆的情況。有的建筑物在被損害后做了一定的加固與修理的工作，依舊能夠繼續使用，這樣既能夠對住房的安全進行保障，又能夠讓損失得到控制。

2、地基加固的原因

地基強度、形狀可能會被天然地基軟弱所進行一定的限制，所以要注意加固地基。地基的加固主要原因是：（1）因勘探、設計、施工使用不當等原因造成的地基基礎破壞。（2）因改變建筑的使用要求，而需對建筑基礎進行加固。（3）由于環境影響，而需對既有建筑地基基礎進行加固。

3、加固的基本原則

現有建筑的加固應結合結構的受力特點、新的功能要求、周圍環境等因素，從安全、適用、經濟的角度出發，應遵循先鑒定后加固的原則。加固方案應合理可靠、經濟實惠、方便施工，盡量減少對原有建筑的損壞，加固方案應有資質的專業技術人員進行設計。加固施工過程中，發現設計圖紙與原結構不符或發現結構其他隱患時，應及時與設計人員溝通，采取有效措施后方可繼續施工。

二、結構加固技術的應用分析

1、鋼筋混凝土的設置

鋼筋混凝土由兩部分組成，一是鋼筋，二是混凝土，因此，對于鋼筋混凝土而言，鋼筋質量的高低，以及混凝土質量的高低，都會影響到鋼筋混凝土的性能。為保證鋼筋混凝土性能，設計人員在進行設計時，應該保證鋼筋混凝土的具體配置符合相關要求，即骨料，以及水泥，還有碎石等原料比例要符合土木工程的設計要求，根據施工要求，合理計算出各原料占有的比例，與此同時，根據混凝土的強度需求，明確混凝土的振搗要求，包括振搗的時間、振搗的力度，還有振搗的方式等內容。除此以外，作為重要的材料鋼筋，其須有也有著一定的要求，鋼筋種類眾多，型號不同，強度不同，硬度不同，剛性不同，粗細不同，因此要明確鋼筋的型號要求，同時，還應該說明選擇鋼筋的彎曲程度，以及鋼筋的表面圓滑度。

2、鋼筋混凝土結構的設計機理與方式選擇

鋼筋、混凝土兩者的受力性能不盡相同，因此，如果設計人員無法科學、合理、準確的設計鋼筋混凝土結構，則會由于鋼筋和混凝土受力性能的不同，對鋼筋混凝土結構產生不良的影響，影響其堅固性以及穩定性。因此，在設計的過程中，要切實注意和注重結構的設計機理和方式，從而保證結構的質量。在實際設計過程中，要立足與土木工程的建筑要求與實際情況，全面系統的計算土木工程各方面的載力，例如，計算鋼筋混凝土結構的斜截面載力，以扭曲截面計算等內容，并且要科學預測鋼筋混凝土結構內部以及外部可能發生的變動情況，從而找出最佳的設計機理與方式。

3、鋼筋混凝土結構優劣勢分析

鋼筋混凝土結構，它的性能較高，例如，耐火性、抗震性，以及整體協調性較為突出，同時，使用壽命較長，并且鋼筋混凝土結構的成本較低，有利于降低工程造價。但是，我國近年來的土木工程的工程量越來越大，工期也越來越長，整個工程項目建設過程中，材料的運輸，自己模板的制作，還有實際的施工建造，這些環節與過程中，存在諸多不可控因素，都會對土木工程的工程質量產量一定的影響。因此，在結構加固設計過程中，要從細節入手，做好每一個細節工作，從而提升設計方案的科學性、準確性、有效性。

三、地基加固技術應用分析

1、科學選用地基加固方法

我國土木工程領域中，對地基進行加固的方法眾多，最為常用的有三種，一是排水加固，二是膠結加固，三是擠壓加固。每一種地基加固的方法都有獨特的優勢，同時，也有一定的不足，也有自己的適用范圍，因此，為了切實保證土木工程的施工質量，要注意做好地基加固工作。設計人員在進行地基加固設計時，要立足工程的實際需求，并在滿足相關技術要求的基礎上，選擇最為合理，最為適合的地基加固方法。

2、正確應用地基加固方式

地基加固的方式有兩種，第一種是換土墊層，第二種是置換。如果地基下部的受力層發生軟化的情況，較為軟弱，無法滿足對上層建筑的承載需求，此時，則應該使用換土墊層的方式，先將地基中的軟土層挖出一定深度，然后將大強度的灰土、砂石等材料填入其中，最后，在進行夯實處理，實現對地基的加固；如果地基的土層較為松軟，則使用置換的方式進行加固，施工過程中施工土質較為密實的土壤進行替換。地基加固設計人員在進行設計時，要與土木工程的巖土勘查工作人員一同，到施工地進行實際勘查，從而真實準確的掌握施工地的地質情況，了解地基施工地的地下結構，并將勘查結果作為加固方式選擇的參考依據，最終選擇最優的地基加固方式。

四、結束語

社會的發展帶動土木工程不斷向前進步，相關工作者應該在其結構設計的過程中根據實際施工情況采取科學的方式，將地基加固技術應用在實際施工之中，確保工程的建設質量能夠滿足現實要求。

參考文獻：

[1]李梓汐.結構與地基加固技術在土木工程設計中的應用研究[J].民營科技，2017，04.

[2]高天.結構與地基加固技術在土木工程設計中的應用分析[J].建筑工程技術與設計，2017（1）.

（作者單位：上海民航新時代機場設計研究院有限公司沈陽空管設計所）