土木工程結構設計與地基加固技術分析

溫 博

中煤科工集團北京華宇工程有限公司西安分公司 陜西 西安 710082

隨著建筑行業飛速發展，對于社會經濟水平提升有著重要的作用。但是要重視建筑工程質量，其中土木工程建筑結構和地基是建筑項目中最為重要的組成部分，做好這兩項工作對于保障最終的施工成效有著關鍵作用，為此在建筑結構設計和地基加固中重視應用科學的施工技術，以技術為支撐，提升施工效率，促使施工工作能夠有效開展，提升施工水平，打造高質量的建筑工程。

1 土木工程結構設計與地基加固技術的應用重要性分析

1.1 有助于延長工程使用壽命

土木工程結構和地基質量對于工程的使用年限有直接的影響，在施工過程中結合工程設計要求，應用適合的施工技術，促使施工水平提升。在結構設計中通過展開科學合理的設計，達到工程安全性要求，促使其功能性得到有效的發揮，提升施工水平，減少質量問題的出現，降低各種問題帶來的不利風險[1]。在地基加固中應用適合的加固技術，以技術優勢提升施工水平，提升地基的穩定性，滿足工程的實際需求，有助于工程使用壽命能夠延長。

1.2 有助于提升工程的耐久性

耐久性是建筑工程中衡量施工質量的重要指標，因為在工程施工中如果受到人為因素影響，施工方式不合理，材料質量不合格等問題的影響，導致土木工程結構的耐久性沒有達到設計要求，降低工程整體質量，加大了安全隱患。但是在施工的過程中如果能夠通過科學合理的方式進行設計，在施工中保障按照要求進行施工，能夠形成耐久性較強的建筑工程，為打造高質量的建筑工程奠定堅實基礎。

1.3 有助于提升工程的抗震性

在建筑工程中通過合理的結構設計以及加固技術的有效應用能夠提升土木工程的抗震性能，這一項指標也是衡量工程安全性的重要指標，尤其是在地震高發區，這一指標的達成對于建筑整體安全以及保障居民的生命財產安全有著重要的作用。在設計的過程中結合區域地質特點對土木結構進行合理設計，應用有效的加固技術，提升結構和地基的穩定性，提升整體的抗震能力[2]。

2 土木工程結構設計要點分析

2.1 地梁設計

地梁在土木工程中是建設基礎，同時也的比較容易出現問題的區域。在施工過程中需要保障地梁與基礎之間能夠形成較好的連接狀態，進而能夠對抗出現的不均勻沉降問題，對于基礎埋入過深的問題也能進行調整。在基礎埋入過深之后，可以通過降低框架柱計算高度的方式進行解決。在地梁設計中對于計算部分，需要高度重視，并且結合有效的方式提升計算的科學性，通常情況下以下兩種方式能夠有效解決[3]。第一，將地梁看做一層框架結構，按照框架結構計算的方式，能夠忽視基土產生的影響的，用框架承載柱承受全部壓力，但是在實際應用中這一方式的難度相對較大。第二，將地梁設計單獨列出，對其他框架結構進行計算，忽視地梁彎矩產生的影響，將剪力傳遞到框架柱，采用此種方式具有操作簡單，且計算合理的要求，因此在地梁設計中會應用此種方式進行計算進而能夠滿足地梁設計的實際要求。

2.2 剪力墻結構設計

剪力墻結構設計在土木工程結構設計中是重要的組成部分之一，在設計的過程中需要按照以下幾方面的內容進行：首先，充分重視剪力墻平面布置力度。對于剪力墻整體平面進行布置工作中，還需要相關的工作人員能夠按照對稱性和均勻性的原則，通過科學合理的設計方式，促使剪力墻剛度和質量方面能達到平衡的要求，進而能夠提升建筑的抗震性能[4]。其次，做好邊緣構件管理。通常情況下，在土木工程中應用的邊緣構件有兩種，即有約束類型和無約束類型。無約束邊緣相對比之下的矩形截面接線承載能力較低，位移角度較少，對于墻體的整體穩定性會產生直接的影響。為此，在設計中應該結合相關的等級要求確定剪力墻尺寸比例，進而選擇適合的邊緣構件。

2.3 鋼筋混凝土結構設計

鋼筋混凝土結構在土木工程的建設中是比較常見的結構形式，對于保障工程穩定性有著重要的作用，應用此種結構能夠達到預期目標。在設計中需要控制好鋼筋混凝土質量，在保障達到施工規范標準以及施工要求的基礎之上才能進行施工。通過對原材料質量控制，從源頭上避免出現質量問題，不僅能夠起到節約資源的作用，同時也能保障施工的正常進度[5]。鋼筋混凝土結構在完成設計之后，在施工階段中還需要保障結構整體質量能夠符合要求之后才能進行后續操作，掌握配置要求，實現規范化施工，促使鋼筋混凝土結構的優勢能夠充分發揮。在材料采購環節中按照設計要求選擇符合標準要求的原材料，掌握混凝土配比，做好強度實驗，保障配比符合實際施工要求。在采購鋼筋中還需要相關的工作人員能夠重視鋼筋的柔性和剛性，在確定符合要求且滿足成本控制情況的基礎之上進行選擇，進而促使土木工程結構質量得到保障。

2.4 伸縮縫設計

混凝土結構在土木工程中是一種常用的結構，但是因為混凝土自身具備一定的特殊性，在進行應用的過程中如果沒有按照要求進行養護可能會導致出現收縮現象，進而導致出現混凝土墻面形變的問題。為此在實際設計中還需要結合土木工程實際情況，精準計算混凝土可能出現的變化量，但是因為這一工作具備較大的難度。在設計中如果通過彈性結構進行計算，最終獲得的數值相對而言較大[6]。因此設計人員在進行設計工作中為了避免出現這一問題，通常會在房屋結構長度達到一定的數值之后，按照相關要求對伸縮縫進行設計。但是伸縮縫的設計通常會影響到在建筑整體的美觀性，因此在部分土木工程中不希望設計伸縮縫。但是在不設計伸縮縫的前提下有效的對抗混凝土變形問題還需要進行全方位的分析，其中設計后澆帶或者是在混凝土中加入一定劑量的膨脹劑的方式，可以有效的控制因為疏導溫度影響出現的收縮應力。在實際施工中為了能夠保障最終效果，通常會將兩種方式進行結合應用，提升結構質量的同時也能保障整體的美觀性。

3 土木工程地基加固技術要點分析

3.1 強夯技術分析

在土木工程地基加固中，強夯技術是一種常見的加固技術，在這一技術的操作相對比較簡單，施工人員在具體技術應用中需要結合強夯技術的具體使用流程進行操作。首先對地基進行平整，隨后在平整好的地基之上確定坐標，明確施工場地的實際高度。在這些準備工作完成之后，則可以準許機械設備進入施工場地，確定夯擊高度之后，選擇施工的夯擊作用力。在夯擊結束之后，確定地基的承載能力符合實際要求之后，則可以按照要求撤離機械設備。

3.2 加筋法分析

加筋法是一種比較常見的加固技術，同時應用的范圍也相對廣泛。在此種技術的應用中因為具備操作簡單的特點，在應用的過程中很多工程都會選擇這一技術加筋法在實際操作中主要是通過對地基土層進行處理，通過添加對抗性能較好的材料的方式，提升土層的強度以及抗壓性能。此外，在土體中加入筋材的方式，將土與鋼筋進行結合，如果受到較大的外力影響，鋼筋則會因為收到外力影響的問題出現形變，導致筋材與周邊的環境之間出現一定縫隙，受到位移作用的影響，筋材和土體之間則會形成一定的摩擦，對土層增加了側壓力，有效的防止出現土體運動偏移的現象[7]。

3.3 樁基加固技術

樁基加固技術的應用需要結合地基加固的實際情況，選擇適合的加固方式，因此在施工中需要結合以下幾種方式進行操作。第一，重視鋼筋混凝土預制樁加固操作的應用，這一技術在應用中因為具備成本低的特點，施工效率較高，且加固防壓能力較強，在具體應用的過程中能夠有效的提升施工水平。第二，重視灌注樁加固操作。此種加固方式主要適合應用于土層較厚的區域中。對兩種加固技術進行分析，從其實際應用情況能夠看出，兩種加固技術都能取得較好的加固成果，且表現出良好的性能優勢。但是在實際應用的過程中還需要相關的工作人員能夠結合土木工程的結構情況進行選擇，進而能夠選擇與工程最匹配的地基加固技術，提升加固效果。此外，在樁基加固技術的應用過程中因為可能受到多種因素的影響導致技術的應用優勢無法發揮，因此還需要相關工作人員能夠對具體的因素進行分析，結合實際標準排除干擾，進而能夠保障加固技術的有效應用。

3.4 排水固結技術

排水固結技術的應用能夠極大程度提升地基的穩定性以及更好的提升地基的整體強度，在進行施工之前需要施工人員能夠結合施工區域的實際情況進行地質勘察工作，獲得關于土木工程地基建設需要的相關數據，然后在進行地基預壓處理，這一步工作對于排水固結技術的應用能夠奠定基礎，然后在地基中需要結合要求建立垂直的排水柱，更好的保障地基的抗剪性，循序漸進強化排水固結。在排水固結技術的實際情況分析中，發現這一技術在工程建設中很好會單獨應用，通常會將這一技術與其他技術進行結合應用，進而能夠強化對地基的處理效果[8]。但是在實際應用中還需要立足于工程的現實情況進行選擇，如果工程量較大，在施工中則需要保障人員和設備能夠符合實際需求，對于進一步保障土木工程的健康發展奠定基礎基礎。

3.5 錨桿靜壓樁法

錨桿靜壓樁法是一種復合性的加固技術，在應用中也十分常見，在技術的應用中通過將錨桿技術與靜壓樁技術進行結合，在土木工程中地基中進行應用，能夠很好的進行加固，并且獲得良好的加固成果[9]。在土木工程地基加固中應用此種技術，能夠節約一定的施工時間，并且能夠有效的提升施工人員的工作效率。但是在進行應用的過程中還需要結合地基的實際情況，選擇適合的加固技術，通過此種方式來保障加固效果。

3.6 化學加固技術

化學加固技術作為一種新型的技術，在應用中能夠更好的滿足現階段的地基加固要求。化學加固技術的應用主要通過專業人員按照科學配比的方式，對地基情況進行分析之后精確配比化學材料，將其與土體進行結合，促使土層結構強度能夠更好的提升。在應用化學加固技術的過程中需要對施工區域的周邊環境進行全面分析，對需要進行加固的區域進行清理，保障地基表面的平整性，為后續地基加固技術的應用提供保障。在將表面的障礙物進行清理之后，還需要施工人員能夠結合現場情況進行噴樁作業，進而為化學加固技術的應用創設良好的施工條件。

3.7 擠壓法

擠壓法也被稱為擠密法，主要適用于黃土、雜填土的地基。在具體應用的過程中需要相關的工作人員按照擠壓、爆破、振動以及夯擊的方式，促使土體的抗剪強度提升。在具體應用的過程中按照施工方式的不同，還可以將這一技術分成石灰樁擠密法、振沖法等幾種加固方式。對于擠壓法加固技術進行應用中可以與排水固結技術進行結合，通過結合的方式能夠保障兩種加固技術的優勢發揮，同時也能更好的保障加固成果，促使地基密度增大，強度提升，也能提升地基的穩定性和牢固性。因此不難看出，擠壓法在應用的過程中不僅能夠單獨進行應用，還可以與其他地基加固技術進行結合，以加固技術進行結合的方式，大大的提升地基加固效果，也能提升加固技術的實際應用價值。

3.8 注漿法地基加固技術

注漿加固技術在進行應用的過程中需要對砂土、黏土進行有效的應用，保障地基的穩定性。注漿加固技術在具體應用過程中需要的施工成本較低，施工方式也比較靈活，在應用中取得的加固效果也比較明顯，正是因為這些優勢的存在，促使注漿加固技術獲得了廣泛的應用。但是需要注意的一點是，因為灌注加固需要保障與周邊環境的協調統一，同時能夠獲得較好的加固成果，所選用的材料還需要保障具備環保性和防老化性，這樣才能延長地基加固的年限，同時也能更好的保障施工整體質量。

3.9 換填法

換填法的工作原理是將土木工程地基中原來強度較低的土挖出來，選擇強度較高且滿足實際施工的地基土換填回去，提升地基的承載力。應用換填法進行地基加固通常會選擇碎石或者砂石，或者強度較高具有較強耐腐蝕的建筑材料，在實際的施工過程中，需要結合人工和設備結合的方式，將原來的地基土挖走之后，換填進強度更高的地基土，在使用專業的機械設備進行夯實，保障地基的強度能夠符合土木工程的實際應用要求。

4 結束語

總之，因為土木結構設計和地基加固的合理性對于保障建筑物穩定是十分重要的內容，但是受到土木工程施工復雜性的影響，在具體的施工中則可能會遇見很多不同的情況，還需要能夠結合適合的方式進行處理。為此在結構設計以及地基加固技術的應用中則需要工作人員能夠進行縝密計算，確保數值精準，為精準施工提供保障，為施工技術應用提供依據，促使土木工程能夠順利進行，打造高質量的土木工程。