土木工程結構設計與地基加固技術探究

張春禮 周夢琪

【摘要】我國的土木工程建設項目逐年增長，隨著土木工程結構體積的擴大、高度的增加，土木工程結構施工中面臨著越來越多的困境，傳統的結構設計理念和加固技術已然難以滿足各種復雜的土木工程結構施工。因此，由于結構設計和地基加固對于整個土木工程結構的重要性，各個工程企業在施工建設的過程中，都越發重視結構設計和地基加固處理。本文針對土木工程的結構設計和地基加固展開了詳細的研究，對土木工程施工建設存在一定的指導意義。

【關鍵詞】土木工程;結構設計;地基加固技術

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

22.106

土木工程的結構復雜，設計施工時面臨的技術難點多，為了克服不利條件的影響，在開展結構設計和地基加固的過程中，工程企業應結合對現場條件的考察，根據結構施工要求，對比多種的結構設計方案和地基加固技術，選取最符合結構要求的施工技術，提高土木工程結構的穩固性。未來的工程建設中，應加強結構設計和地基加固的技術創新。

1、土木工程結構設計分析

1.1基礎結構合計

土木工程結構中，基礎是結構承載的主體，其設計是否合理將會關系到整個結構的穩定性和安全性。因此，任何的土木工程結構設計中，都應該從思想上重視基礎結構的設計工作，但當下的很多土木工程存在著連續梁結構設計問題，具體表現在結構承載力不夠方面，主要是由于相應的設計人員在基礎設計中缺乏對相應因素的綜合考慮。為了避免在基礎結構設計方面的問題，設計人員應根據對現場條件的調查，做好基礎選型設計，用最佳的基礎設計來提高結構性能，使得基礎能夠具有足夠的結構承載力，避免負荷不足的情況。

1.2鋼筋混凝土結構設計

土木工程結構設計中，鋼筋混凝土是應用最為廣泛的結構體系，這一結構形式比較特殊，作為主要的受力系統，在設計時應加強對各個結構構件的受力分析，且考慮混凝土的強度、抗滲性等多種因素。鋼筋混凝土結構設計時涉及了很多的計算工作，施工人員應根據所掌握的相關結構數據，準確計算關于鋼筋混凝土結構的正截面承載力、斜截面承載力、扭矩承載力等結果，通過精準地計算和分析，來做好鋼筋混凝土結構的細節優化，保障結構質量[1]。

1.3剪力墻結構設計

土木工程建筑結構中，剪力墻結構的科學設計可以起到結構優化的作用，具體的設計過程中，通過在框架結構內添加抵抗水平剪切力的墻體，也就改變了原有框架結構的性能，結構承載力和穩定性都有所增強。但每個土木工程剪力墻結構設計的難度較大，設計人員不僅要從整體結構出發，更要從剪力墻結構的具體需求出發，保持整體結構的均勻性，使得整體結構剛度、樓面平面剛度中心完全重合，通過這些基本的結構設計原則實現來提高剪力墻設計質量，消除外部作用力對結構造成的破壞。當下的剪力墻結構設計中，多采用的是約束型邊緣構件、無約束型邊緣構件來實現剪力墻結構優化。根據相應的設計結果調查，無約束型邊緣構件和約束型邊緣構件相比，前者的矩形截面積承載力、極限位移角度都相對較小。

2、土木工程中的地基加固技術

2.1排水固結

土木工程地基加固處理中，排水固結法非常有效，這一加固方法主要是針對含水量偏高的地基而言的。在正式的排水固結加固法應用之前，施工企業應安排專業人員深入工程現場來開展全面的調查，根據地基調查結果對該地基實施預壓處理，在地基施工現場的特定位置，建立垂直排水柱，通過這一方式來改善軟土的抗剪性，保障排水固結效果[2]。當下的很多土木工程中，均采用的是排水固結處理法，但這一地基加固技術應用時一般會與其他加固技術結合起來使用，以保障良好的加固效果。

2.2加筋法

加筋法在土木工程地基加固中應用比較廣的技術，與其他的加固技術相比，加筋法的操作相對簡單，整體的施工流程較少。如果土木工程地基處理時可以選用加筋法，需在地基土層中添加一些性能較好的材料，發揮這些材料的性能優勢，改善原有土質的強度和抗壓特性。當然，在利用加筋法進行地基處理時，同樣通過在原有土體中一定筋材的添加，將土體與鋼筋形成整體性結構，如果該結構受到了巨大的外部作用力影響，鋼筋變形將難以避免，而與此同時，筋材和周邊環境之間會出現一定的縫隙，隨著位移作用力的存在，筋材和土體的摩擦作用力給原有土層施加了側壓力，對土體運動起到了一定的控制作用。

2.3樁基法

樁基法在地基加固中的應用，主要是通過在原有地基內形成樁體，發揮樁體對地基的加固作用。樁基法應用時，施工人員可以通過鋼筋混凝土材料的使用，對建設的預制樁加以加固，因為鋼筋混凝土預制樁的抗壓能力較強，也就達到了地基處理的理想效果。在將鋼筋混凝土預制樁應用于地基作業時，整體的施工成本偏低、效率高。但樁基法在應用于地基處理時，還包含了其他的樁基形式，比如，灌注樁，這一樁基礎建設時，在工程現場需開展承載臺設置，隨后使用沉管或者沖鉆管道的方式來提高灌注樁的整體質量。施工作業進行時，沉管和沖鉆管道中包含了很多的技術要點，施工作業中應遵循相應的施工標準。

2.4換填法

換填法在地基加固處理中的應用，主要是將原有地基范圍內的不良土質挖除，隨后使用性能更好的材料回填，用高性能材料替換地基中的不良土質。在換填法加固時，最為關鍵的是換填材料的選擇，最好選用無腐蝕、壓縮性好的材料，在置換作業結束后，應做好對這些回填材料的壓實處理。

2.5注漿法

注漿法加固在很多的土木工程地基處理中也較為常用，但這一地基加固法的技術應用范圍十分有限，更多地應用在砂土、黏土類的地基條件下。注漿法技術應用時，為達到最佳的施工效果，工程人員應做好漿液的配合比設計，保障漿液性能，在注漿作業過程中，加強對注漿壓力、速度等參數的有效控制。注漿法加固技術下的成本投入相對較少，整個的施工作業具有更好的靈活性，施工作業中應注意注漿材料的質量控制。

結語：

土木工程中的結構設計和地基加固對于整體的結構性能、安全有著直接的影響，因此，任何的土木工程項目建設施工中，都應該根據施工現場的條件分析，做好結構設計的細節優化，保障地基處理效果。

參考文獻：

[1]陳美美.探究土木工程結構設計與地基加固技術[J].四川水泥，2020，000（002）：93.

[2]張林.土木工程結構設計與地基加固技術研究[J].建筑工程技術與設計，2017，000（001）：224.