試論土木工程建設中結構與地基加固技術的應用

黃　東，李　華

（鄭州工業(yè)應用技術學院，河南　鄭州　450000）

試論土木工程建設中結構與地基加固技術的應用

黃東，李華

（鄭州工業(yè)應用技術學院，河南鄭州450000）

當土木工程大興的時候，對質量的要求越來越高.目前建筑行業(yè)對地基加固的技術越來越重視，筆者對該行業(yè)地基加固技術進行一番研究之后，在本文先對土木建設工程中地基的硬度狀況、地基加固技術在土木工程建設中的作用、土木工程建設時地基加固技術的特點以及土木工程建設時地基加固的原因進行了分析，最后根據(jù)具體的情況提出了一些加固措施：換填法、排水固結法、擠壓法、化學固法以及加筋法等.

土木工程；結構；地基；加固

我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，為我國房地產(chǎn)行業(yè)的大規(guī)模發(fā)展奠定了物質基礎，與此相伴的建筑行業(yè)也得以快速發(fā)展，建筑行業(yè)中的土木工程建設項目是建筑行業(yè)的一個重要組成部門，其結構的牢固以及建筑地基的加固是土木工程建設質量的重要保證.土木工程的建設和廣大人民群眾的日常生活和工作有著密切的關系，它不但關系著人們的生命安全、財物安全，還和人們物質生活、精神生活的質量有著巨大的關系，在社會正常發(fā)展過程中的意義重大、深遠.所以筆者在本文對土木工程建設中的結構和地基加固技術的應用進行簡略的分析，為我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供理論上的保障.

1　土木建設工程中地基的硬度狀況

在土木工程建設中，施工地段的地基硬度的強弱程度決定了土木工程建設的質量好壞.土質不好的軟性地基無法滿足建筑的需要，特別是在城市超多層樓面的建設中，如果地基過于軟弱，則其對房屋的支撐力非常弱小，容易出現(xiàn)下陷或塌方等一些意料之處的事故.

當土層中的土質條件不好時，對地基的構成和加固會形成很多不穩(wěn)定的因素，從而造成更多的安全隱患.軟土最大的特性就是粘性非常大，那么壓實軟土時的可能性非常小，如果加以超強的壓力，地面極有可能下陷，對地面上的建筑就會形成很多不必要的傷害，包括人員的傷亡.

帶有砂性土質的軟土，其粘性相對來說較弱些，通過物理作用或者借助化學作用改良土質的特性，可以促進地基的加固性.但是在采取振動壓實的方法對土質進行改造時，不能采用“大動作”，否則就會降低土質的強度.

軟土地的厚度決定了其層次性.對于淺層次性的軟土只需要進行表層的處理，把地基中表層的軟土全部取出來，填入另一種性質的土質，有利于地基的加固.如果地基中的軟土較厚，采用此簡單的“換血”方法根本起不著絲毫作用，則要采取其它的方法才能加固地基，在后文會加以詳細的闡述.總而言之，對于軟土地基進行處理時，要把握好軟土地基的層次性，分別對待，設定不同的方案，采取不同的方法加以處理，從而增強軟土地基的穩(wěn)定性，提高軟土地基的使用效果.

在土木工程建設過程中，有時也會遇到土質較硬的土壤，也就是巖體.巖體通常分為易溶性巖體、膨脹性巖體、崩解性巖體以及鹽漬性巖體.對巖體的處理不當，也會形成造成土木工程建設中土體不穩(wěn)定的問題，所以土木工程施工階段時，要對巖體的密度、毛體積密度、孔隙率、吸水的狀況、抗凍性以及固體性進行分析，了解其性能之后，才能有序地安排土木工程的建設進度，以免延誤土木工程的進程.

2　地基加固技術在土木工程建設中的作用

因為地基具有不同的強度和硬度，所以對其采取一些人工措施具有必要性，以此來改變地基的物理特性，適應土木工程建設需要，從而保證土木工程建設的質量.在改變地基物理性質的所有人工措施中，地基加固措施是最常用、最有效的措施.只有改變了地基的物理性質，使之越來越牢固，才能確保土木工程建設的基礎，土木工程在建設時才可以“高枕無憂”，不會導致一些不可設想的后患；才能確保進展如期進行的同時還能保證土木工程的建設質量.

3　土木工程建設時地基加固技術的特點

在使用地基加固技術時，通常存在著下列特點：復雜性、關聯(lián)性以及困難性.

3.1地基加固的復雜性

我國地域廣大，南北地質存在著巨大的差異性.地質以及土壤的差異性給地基的加固增加了復雜性.我國東北地區(qū)的土壤以黑土為主、華北地區(qū)以黃土為主、華南地區(qū)多鹽漬地和水洼地、西南地區(qū)以凍土為主，這些土質除了有自身的特性之后，還會受到多種外界因素——地震、洪水、泥石流的影響.這些不可預測的外界因素給地基的加固增加了很多難度，所以，在土木工程建設的整個過程中必須嚴格把好每一道工序的質量關，才能避免天氣等復雜外界因素所造成的損失.

3.2地基加固的關聯(lián)性

千里之堤，毀于蟻穴.土木工程建設的過程中，必須要注意每一個細小的操作步驟，否則就會影響到其它環(huán)節(jié)的操作過程，最終導致土木工程不能按時、按量以及高質量地完成.土木工程的建設就像多米骨諾牌一樣，具有很大的關聯(lián)性，只要在其中任何一個環(huán)節(jié)中出了些許小差錯，則就會在整個土木工程建設中引起一系列的連鎖反應，牽一發(fā)而動全身.這就要求土木工程每個環(huán)節(jié)的施工人員都必須把自己的事情務必做得完美，不能留下絲毫瑕疵，并且要考慮好如何為下一操作程序的施工人員作好各種鋪墊，使每個關聯(lián)點能夠有序地結合和聯(lián)系起來，形成一個有序的地基加固體系，從而高質量地完成整個地基加固任務.

3.3地基加固的基礎性

萬層大樓平地起，如果沒有牢固的基石，則萬層大樓就像“隨風飄浮”的云層一樣，隨時會“云崩瓦解”.這個形象的比喻道出了地基加固的基礎性，地基加固是所有土木工程建設中的重要基礎，它不像土木工程建設其它環(huán)節(jié)一樣，出了點小錯誤，可以隨時加以改正.可是地基加固工程一旦完工之后，不可能把上面已初具規(guī)模的建筑體推翻重來.由此可見，地基加固的基礎性決定了地基加固的基本功必須要做扎實，才能減少無用功，才能減少地基加固的復雜性，才能降低地基加固時的難度，從而保證地基的質量和整個土木工程建設的質量.

4　土木工程建設時地基加固的原因

在土木工程建設中，牢固的地基可以使土木建筑物的質量更加上乘，經(jīng)久耐用.在質量差的地基上建筑土木工程，經(jīng)過一段時間之后，建筑體的墻面因為無法承受上面所施加的壓力可能會出現(xiàn)開裂，甚至會出現(xiàn)墻體傾斜或者是建筑物倒塌的情況.土木工程建設時需要加固地基的原因主要有：

4.1地下地表構造的未可知性

在土木工程建設中，難于掌握和控制的不是地面上的建筑體，而是地底下的根基工程.因為在地下地表構造中存在著很多不可預見的突發(fā)情況，在施工過程中存在的問題也難于及時發(fā)現(xiàn)，工程完成之后，驗收的過程中也不容易檢查出來，在使用一段時間之后，其安全隱患性才逐漸暴露在住戶的面前，并將產(chǎn)生一系列的事故，造成災難性的后果.

4.2建筑物材料的老化性

現(xiàn)代化的土木工程建設不像傳統(tǒng)的建筑物，采用純木建筑而成，而是和鋼筋混凝土等材料混合使用，多種材料的混合使用，會加劇建筑材料的老化，必然會降低建筑物的使用壽命.所以，在土木工程建設之初，未雨綢繆，把地基進行加固處理，除了提高土木工程建設的質量之外，從另一角度來說，還可以增長這些建筑物的壽命.

4.3建筑物的本身存在著質量的問題.

土木工程建設的不同施工單位在建筑時，由于技術力量、建筑材料等各種因素的影響，工程完工之后極有可能會出現(xiàn)或大或小的質量問題.所以為了避免土木工程的建設造成不必要的后果，就有必要在地基加固上下功夫，確保土木工程建設的質量.

5　土木工程建設中地基加固技術的使用

土木工程建設中，地基加固工作的內(nèi)容牽涉面非常廣泛，地質地貌的選擇、施工環(huán)境的創(chuàng)造、地基加固技術的使用以及地基加固材料的使用等都必須根據(jù)地基加固的質量要求作出合理的控制.從而有效地控制地基加固的整個進程，保證地基加固建設工程能夠符合地基的要求.目前所使用的地基加固技術主要有：換填法、排水固結法、擠壓法、化學固法以及加筋法等.

5.1換填法

這種方法在地基加固中使用的頻率最多.當建筑地段的自然地質無法滿足當前土木工程建設需要時，例如前文所說的粘性太強的地基，無法給它施加壓力，使之更加堅實，適用于土木工程建設的需要，為此只有對此采取換填法.換填法包括換土墊層法、振沖置換法、強夯置換法、碎石樁法、石灰樁法以及EPS輕填法.例如使用換土墊層方法時，把所要置換的軟土層全部挖出來，向內(nèi)填充一些質地較硬的土石，與下臥層的土質形成雙層地基，確保土木工程建設的質量.

5.2排水固結法

排水固結法通常由加載預壓法和超載預壓法組成.加載預壓法適用于軟土、粉土等土質中.超載預壓法適用于粘性土和粉土中.這兩種方法的原理基本上相同，給地基施加一定的壓力，地基承受相應的壓力下，密度越來越大，地基固結起來，其強度逐漸提高，為了加快地基固結的速度，滿足地基上部建筑的要求，可以設置排水裝置.加載預壓法和超載預壓法的區(qū)別在于：加載預壓法和上部建筑的壓力相當，而超載預壓法遠遠超過上部建筑物的承載量.相比而言，超載預壓法的效果更佳，能夠有效地降低地基的次固結沉降.

5.3擠壓法

該種方法通常也叫做振密擠密法，包括強夯法、振沖密實法、擠密碎石樁法以及土、灰樁法.適用于松散碎石土、砂土，低飽和度的粉土和粘性土以及地下水位以及的濕陷性黃土、雜填土、素填土等地基.強夯法是傳統(tǒng)土木工程建設中最常用的方法，對一個重量超大的夯錘施加外力，在重力和外力的雙重作用下，從很高的地方落下來，對地基產(chǎn)生強大的沖擊力和振動力，增強地基的固結性，其密實度增加了，可以承受上部建筑物更大的壓力，有效地降低地基的次固結沉降.振沖密實法是指通過振沖器的強力振動，使灌入地基的飽和材料發(fā)生變化，材料中的各個成分重新排列結合，緊密度越來越高，物質成分之間的孔隙率得以降低，地基對上部建筑物的承受能力越來越強，從而達到防止上部建筑物沉降的目的.

5.4化學固法

此種方法包括深層攪拌法和灌漿法.深層攪拌法適用于有機物較高的泥炭土或淤泥土，灌漿法適用于類軟弱土或巖體土地基.深層攪拌法是一種常用的方法，把水泥、石灰等建筑材料進行攪拌之后，灌入到原地基結構當中去，與其組合成牢固的復合地基，增加地基對上部建筑物的承受力，可以有效地防止上部建筑的墻體開裂、傾斜、斷裂等現(xiàn)象的產(chǎn)生.因為有些巖石地基的內(nèi)部是空洞的，所以必須采用灌漿法填充，灌漿的方法有滲入灌漿法、高壓灌漿法等，所用的材料不僅僅是水泥和石灰，通常還會使用其它配料.

5.5加筋法

加筋法由加筋土法、錨固法以及豎向加固體復合地基法組成.加筋土法適用于淺層軟弱地基，豎向加固體復合地基法適用于深層的軟弱地基，而錨固法主要是對上部建筑的邊波進行加固.使用加筋土法時，必須在土體中加入能夠起抗位作用的鋼筋等材料，減少、抵抗或緩沖上部建筑物所施加的壓力.使用錨固法時，必須使用土釘?shù)葴p壓材料，緩沖或減少水平方向的作用力.使用豎向加固體復合地基法時，一定要使用樁柱，在樁柱內(nèi)添加各種混凝土材料，形成復合地基，提高地基的抗壓力，有效地降低地基的次固結沉降.

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