土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計與地基加固技術(shù)探究

張春禮 周夢琪

【摘要】我國的土木工程建設(shè)項(xiàng)目逐年增長，隨著土木工程結(jié)構(gòu)體積的擴(kuò)大、高度的增加，土木工程結(jié)構(gòu)施工中面臨著越來越多的困境，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念和加固技術(shù)已然難以滿足各種復(fù)雜的土木工程結(jié)構(gòu)施工。因此，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計和地基加固對于整個土木工程結(jié)構(gòu)的重要性，各個工程企業(yè)在施工建設(shè)的過程中，都越發(fā)重視結(jié)構(gòu)設(shè)計和地基加固處理。本文針對土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計和地基加固展開了詳細(xì)的研究，對土木工程施工建設(shè)存在一定的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】土木工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;地基加固技術(shù)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

22.106

土木工程的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計施工時面臨的技術(shù)難點(diǎn)多，為了克服不利條件的影響，在開展結(jié)構(gòu)設(shè)計和地基加固的過程中，工程企業(yè)應(yīng)結(jié)合對現(xiàn)場條件的考察，根據(jù)結(jié)構(gòu)施工要求，對比多種的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案和地基加固技術(shù)，選取最符合結(jié)構(gòu)要求的施工技術(shù)，提高土木工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。未來的工程建設(shè)中，應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和地基加固的技術(shù)創(chuàng)新。

1、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

1.1基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)合計

土木工程結(jié)構(gòu)中，基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)承載的主體，其設(shè)計是否合理將會關(guān)系到整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。因此，任何的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，都應(yīng)該從思想上重視基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，但當(dāng)下的很多土木工程存在著連續(xù)梁結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，具體表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)承載力不夠方面，主要是由于相應(yīng)的設(shè)計人員在基礎(chǔ)設(shè)計中缺乏對相應(yīng)因素的綜合考慮。為了避免在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的問題，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)對現(xiàn)場條件的調(diào)查，做好基礎(chǔ)選型設(shè)計，用最佳的基礎(chǔ)設(shè)計來提高結(jié)構(gòu)性能，使得基礎(chǔ)能夠具有足夠的結(jié)構(gòu)承載力，避免負(fù)荷不足的情況。

1.2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，鋼筋混凝土是應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)體系，這一結(jié)構(gòu)形式比較特殊，作為主要的受力系統(tǒng)，在設(shè)計時應(yīng)加強(qiáng)對各個結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力分析，且考慮混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性等多種因素。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時涉及了很多的計算工作，施工人員應(yīng)根據(jù)所掌握的相關(guān)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確計算關(guān)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的正截面承載力、斜截面承載力、扭矩承載力等結(jié)果，通過精準(zhǔn)地計算和分析，來做好鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)優(yōu)化，保障結(jié)構(gòu)質(zhì)量[1]。

1.3剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

土木工程建筑結(jié)構(gòu)中，剪力墻結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計可以起到結(jié)構(gòu)優(yōu)化的作用，具體的設(shè)計過程中，通過在框架結(jié)構(gòu)內(nèi)添加抵抗水平剪切力的墻體，也就改變了原有框架結(jié)構(gòu)的性能，結(jié)構(gòu)承載力和穩(wěn)定性都有所增強(qiáng)。但每個土木工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度較大，設(shè)計人員不僅要從整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，更要從剪力墻結(jié)構(gòu)的具體需求出發(fā)，保持整體結(jié)構(gòu)的均勻性，使得整體結(jié)構(gòu)剛度、樓面平面剛度中心完全重合，通過這些基本的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則實(shí)現(xiàn)來提高剪力墻設(shè)計質(zhì)量，消除外部作用力對結(jié)構(gòu)造成的破壞。當(dāng)下的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，多采用的是約束型邊緣構(gòu)件、無約束型邊緣構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化。根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計結(jié)果調(diào)查，無約束型邊緣構(gòu)件和約束型邊緣構(gòu)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(shù)

2.1排水固結(jié)

土木工程地基加固處理中，排水固結(jié)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(jié)加固法應(yīng)用之前，施工企業(yè)應(yīng)安排專業(yè)人員深入工程現(xiàn)場來開展全面的調(diào)查，根據(jù)地基調(diào)查結(jié)果對該地基實(shí)施預(yù)壓處理，在地基施工現(xiàn)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(jié)效果[2]。當(dāng)下的很多土木工程中，均采用的是排水固結(jié)處理法，但這一地基加固技術(shù)應(yīng)用時一般會與其他加固技術(shù)結(jié)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(yīng)用比較廣的技術(shù)，與其他的加固技術(shù)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(fā)揮這些材料的性能優(yōu)勢，改善原有土質(zhì)的強(qiáng)度和抗壓特性。當(dāng)然，在利用加筋法進(jìn)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(jié)構(gòu)，如果該結(jié)構(gòu)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(huán)境之間會出現(xiàn)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(cè)壓力，對土體運(yùn)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(yīng)用，主要是通過在原有地基內(nèi)形成樁體，發(fā)揮樁體對地基的加固作用。樁基法應(yīng)用時，施工人員可以通過鋼筋混凝土材料的使用，對建設(shè)的預(yù)制樁加以加固，因?yàn)殇摻罨炷令A(yù)制樁的抗壓能力較強(qiáng)，也就達(dá)到了地基處理的理想效果。在將鋼筋混凝土預(yù)制樁應(yīng)用于地基作業(yè)時，整體的施工成本偏低、效率高。但樁基法在應(yīng)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(chǔ)建設(shè)時，在工程現(xiàn)場需開展承載臺設(shè)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(zhì)量。施工作業(yè)進(jìn)行時，沉管和沖鉆管道中包含了很多的技術(shù)要點(diǎn)，施工作業(yè)中應(yīng)遵循相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)。

2.4換填法

換填法在地基加固處理中的應(yīng)用，主要是將原有地基范圍內(nèi)的不良土質(zhì)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(zhì)。在換填法加固時，最為關(guān)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(yè)結(jié)束后，應(yīng)做好對這些回填材料的壓實(shí)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(shù)應(yīng)用范圍十分有限，更多地應(yīng)用在砂土、黏土類的地基條件下。注漿法技術(shù)應(yīng)用時，為達(dá)到最佳的施工效果，工程人員應(yīng)做好漿液的配合比設(shè)計，保障漿液性能，在注漿作業(yè)過程中，加強(qiáng)對注漿壓力、速度等參數(shù)的有效控制。注漿法加固技術(shù)下的成本投入相對較少，整個的施工作業(yè)具有更好的靈活性，施工作業(yè)中應(yīng)注意注漿材料的質(zhì)量控制。

結(jié)語：

土木工程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計和地基加固對于整體的結(jié)構(gòu)性能、安全有著直接的影響，因此，任何的土木工程項(xiàng)目建設(shè)施工中，都應(yīng)該根據(jù)施工現(xiàn)場的條件分析，做好結(jié)構(gòu)設(shè)計的細(xì)節(jié)優(yōu)化，保障地基處理效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳美美.探究土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計與地基加固技術(shù)[J].四川水泥，2020，000（002）：93.

[2]張林.土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計與地基加固技術(shù)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2017，000（001）：224.