土木工程結構設計與地基加固技術探究

劉桂德

摘 ? ?要：現階段，人們對建筑結構要求越來越高，而土木工程結構設計質量以及地基加固技術的應用效果，將會對主體工程安全性產生重要影響。為此，相關工作人員需要對此提高重視程度。

關鍵詞：土木工程;結構設計;地基加固技術

1 ?土木工程結構設計

1.1 ?鋼筋混凝土結構設計

在我國現階段的土木工程建設中，鋼筋混凝土結構是其中較為重要的一個形式，只有采用鋼筋和混凝土才能夠穩定建筑工程，使其達到預期的可靠性。在實際的使用過程中，施工人員要先對鋼筋和混凝土的質量進行控制，確保其達到施工規范標準，符合施工要求，一旦原材料出現質量問題，要立馬停止使用，避免后期工程建設出現質量問題，不僅浪費成本資源，還影響到施工的建設進度。鋼筋和混凝土結構設計完成后，就可以投入施工中，這時候要確保結構整體的質量過關，在施工規范標準的基礎上嚴格進行操作，掌握相關配置條件，將鋼筋混凝土結構的最大作用發揮出來。工作人員在進行采購原材料時，要提高混凝土原材料的使用率，其中水泥、骨料以及礫石等材料都要按照配比要求進行，然后在實驗下確定混凝土配置是否可用。同時，在選擇鋼筋的環節中，工作人員也要嚴格控制，對于鋼筋的柔性和剛性都要加以重視，選擇最合適的鋼筋作為使用材料，鋼筋和混凝土都符合要求之后，土木工程結構的質量才會穩步提升。

1.2 ?承重結構的設計

我國很多的土木工程在建設中可以看出，其平面設計圖多是矩形，也就是說整體建設工程的橫向剛度小于縱向剛度，這時候就需要一個橫墻作為支撐，保證建筑工程的抗震性能良好。如果遇到自然災害，很多的土木工程都會出現墻體破壞，直接影響到建筑的抗震能力，所以，設計人員在家進行建筑承重結構設計的環節中，要加強其抗剪能力，保證建筑抗剪能力符合要求。有效的提高建筑材料的強度等級，不僅能夠使橫墻具備足夠的承重能力，還能發揮其隔斷能力。

1.3 ?剪力墻結構設計

①對于剪力墻的平面布置要提高對其應用能力，在進行剪力墻的平面布置時，遵循對稱性的原則，控制墻面結構本身具備的剛度和質量，保證其處于平衡狀態，有效的滿足抗震設計的標準。②對于邊緣構件的管理也要加大力度，在具體的施工階段中，工作人員會將邊緣構件區分開來，即有約束和無約束。通過這二者的比較可以發現，無約束邊緣的矩形截面積對于承載力會降低一部分，并且極限位移的角度也減少不少，這會直接影響到墻外的穩定性。為了解決這一問題，工作人員要根據不同的級別類型來確定剪力墻的尺寸比例，從而對其進行合理分析，選擇最為適合的邊緣構件。③對于剪力墻墻身中的鋼筋需要對其進行科學設計，比如設計一到二級的抗震建筑物時，設計要在0.3以下，而不屬于抗震建筑物和四級以上的抗震建筑物設計是在0.3以上。

2 ?地基加固技術在土木工程建設中的應用

在實際的施工過程中，土木工程整體建筑會受到各種因素的影響，使得質量不穩定。因此，設計人員在設計環節中，要將所有會影響到建筑質量的因素都考慮進去，明確建筑材料的性能和設計參數，將其作為設計建設的重要依據。由于建筑抗震等級不同，在進行計算實際的數據時，要先對土木工程的抗震進行設計，工作人員在各個施工過程中獲取的數據和管理信息都要如實記錄在冊，然后根據施工具體的規范進行操作，同時提升施工人員對施工的意識，有效保障施工的質量，避免出現返工或者重復操作的情況。施工人員也要根據實際的情況選用正確的方式來改善相關施工技術和施工手段。

2.1 ?排水固結

排水固結法是利用建筑自身重力實現地基加固的一種方法，常見的手段是首先在地基中設置砂井（袋裝砂井或塑料排水帶）等縱向排水體，在建筑施工的過程中，利用建筑自身的重量進行地基加固。或是在建筑施工之前先進行預壓制，排出地基土體之間的大量水分，使地基得到固結、沉降，進而提高地基的強度。排水固結法適用于土質比較疏松的地質。

2.2 ?加筋法

相較于當前的施工現狀，加筋法是較為普遍的使用方法，其操作起來較為簡單，因此被廣泛應用開來。加筋法主要是指在地基的土層中添加一些對抗性能較強的材料，這些材料發揮作用之后，就會有效提升土層的強度和抗壓性。又或者，在土體中加入筋材，這樣土和鋼筋會結合成一體，如果外在影響過大，那么鋼筋受到作用會產生變形，而筋材和周邊環境就出現了縫隙，在位移的作用影響下，筋材和土就會產生一定的摩擦，這也是給土層添加了一個側壓力，防止土體運動出現偏移現象。

2.3 ?樁基法

施工人員可以借助鋼筋混凝土來對預制樁進行加固，由于鋼筋混凝土預制樁的抗壓能力較強，并且使用中花費的成本低，質量有所保證，對于施工的速度也能提升，所以將其應用于實際施工中是一個明確的選擇。再者，如果地基的土層較高，施工人員可以通過灌注樁來施工，設置承載臺，借助沉管或者沖鉆管道的方式進行灌注樁的操作，這二者對于建筑地基加固都有著明顯的效果。不過，在實際的使用過程中，沉管和沖鉆管道還是有著一定的難度，如若使用不當，會直接影響到施工的進度和質量。為了保證優化其效果，相關建設單位要準確把握對建筑質量監督工作，推動土木工程工程建設的穩定順利進行。

2.4 ?換填地基加固技術

換填法是比較傳統的一種地基加固技術，現在仍在土木工程建設中廣泛應用，換填法根據不同的原理分為：振沖置換法、換土墊層法、碎石樁法和石灰樁法等。振沖置換法適用于軟粘土地基的加固，通過振沖器的反復水平振動和沖水作用在待加固的地基表面形成孔并振填碎石，形成碎石樁，加固后的地基為原地基與碎石樁的復合地基，碎石樁具有更高的強度，且具有一定的排水作用。換土墊層法是將原地基表面土層下一定深度的軟土層部分或全部挖去，換填為強度更大的砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰、千渣等材料，利用分層夯壓的方法達到標準的密實度，換土墊層法常用于淺層地基的夯實處理，適用于荷載不大的建筑物的地基加固。碎石樁法用振動或沖擊荷載將底部裝有活瓣式樁靴的樁管壓入地表，在軟土地基中形成孔，然后將碎石填入樁管，邊擊實邊拔樁管，形成與周圍土層復合的碎石樁，提高地基的強度。石灰樁法首先利用機械或人工在地基中打孔，然后將生石灰和一定比例粉煤灰、爐渣、火山灰等摻合料填充入孔，形成密實樁體，為提高樁體強度還可加入水泥或石膏等外加劑。

2.5 ?擠壓法

擠壓法又稱為振密法、擠密法，是我國建筑業現今應用最廣的地基加固技術。擠壓法是指利用爆破、夯擊、擠壓、振動等方法，夯實土體，提高土體抗剪強度。常采用的方法細分為：振動水沖法（振沖法）、擠密砂樁法、石灰樁擠密法、灰土樁擠密法。相比排水加固法，擠壓法受到外界的雙重作用，如重力和擠壓力，使得地基的密度更大，強度更高，更加牢固，通常適用于濕潤的黃土、素填土、雜填土等地質條件。

3 ?結語

綜上所述，在實際建筑使用的環節中，由于會受到多方面因素影響，無論是結構設計還是地基加固技術，其中出現質量問題都是非常常見的。為了合理保證建筑施工的效果和質量，建筑單位要致力于優化施工技術，改善施工設計方式，結合實際的施工環境，全面保障施工建筑的整體質量。

參考文獻：

[1] 葛積洪.土木工程設計中結構與地基加固技術的應用研究[J].建材與裝飾，2019（10）：117～118.

[2] 劉娜，蔡立.土木工程結構設計與地基加固技術探究[J].住宅與房地產，2019（9）：64.

[3] 黃黌璟.土木工程結構設計與地基加固技術探究[J].建材與裝飾，2018（35）：94.