土木工程設(shè)計中結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)的應(yīng)用

王振侃

（山西國重建設(shè)咨詢管理有限公司，山西 太原 030000）

土木工程要想發(fā)揮其具體作用功效，單純依靠理論知識的創(chuàng)新是不夠的，還需根據(jù)實踐經(jīng)驗不斷實行優(yōu)化升級。結(jié)構(gòu)和地基加固是土木工程較為重要的內(nèi)容，下文就對其展開論述和說明，希望對土木工程質(zhì)量的提高有所幫助。

1 土木工程結(jié)構(gòu)與地基加固的重要性

1.1 延長土木工程使用壽命

使用壽命的長短為土木工程建設(shè)質(zhì)量提供了考評依據(jù)。如果土木工程功能發(fā)生變化，則其使用壽命也會隨之變化，在還未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)使用年限時，土木工程將出現(xiàn)質(zhì)量問題，拆除會帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失，這時就需要應(yīng)用結(jié)構(gòu)和地基加固技術(shù)，來改進(jìn)土木工程整體質(zhì)量，延長期使用壽命，減少資金的損耗。

1.2 提高工程耐久性

耐久性是土木工程建設(shè)中較為重要的性能指標(biāo)。不過在土木工程建設(shè)中，由于存在的影響因素較多，如人為因素、環(huán)境因素等，使得工程建設(shè)經(jīng)常出現(xiàn)不同程度的質(zhì)量問題，工程耐久性受到損傷，質(zhì)量得不到保障，為后續(xù)使用人員帶來較大威脅。而通過結(jié)構(gòu)和地基加固技術(shù)處理后，相應(yīng)指標(biāo)系數(shù)上升，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，提高工程耐久性。

1.3 提高抗震能力

抗震性是土木工程的基本要求。符合標(biāo)準(zhǔn)的土木工程抗震等級，可在地震災(zāi)害發(fā)生時，保障建筑結(jié)構(gòu)的安全，降低人員傷亡和財產(chǎn)損失。近幾年我國各地區(qū)地震出現(xiàn)頻率增多，為降低地震災(zāi)害對城市及居民的影響，在土木工程建設(shè)中提高抗震等級顯得尤為必要。結(jié)構(gòu)和地基加固技術(shù)的應(yīng)用，是為增強地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，提高承載能力，確保在外界荷載加大的情況下，仍能保持穩(wěn)定狀態(tài)，從而降低地震中建筑坍塌的可能，維護(hù)人員生命財產(chǎn)安全。

2 土木工程設(shè)計中地基加固技術(shù)的應(yīng)用

2.1 換土墊層

換土墊層是軟基處理中最常使用的一種方式，是利用挖土設(shè)備將軟土層挖出，再利用強度、密度及抗腐蝕性較強的材料填充夯實形成新的土層的方式，從而增大地基承載力，優(yōu)化建筑質(zhì)量。在填充過程中，選用的填充材料一般以碎石灰土和礦渣兩種，按照地基土體性能要求，實行材料用量的調(diào)配與混合，優(yōu)化原有軟土層的性能，避免變形、沉降等問題的產(chǎn)生。

2.2 排水固結(jié)

排水固結(jié)在處理淤泥質(zhì)軟土地基上起到顯著效果。該技術(shù)是利用排水和加壓系統(tǒng)將土層中含有的多余水分排出，并對地基土質(zhì)實施凝結(jié)處理，以此提高地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免沉降等病害問題的產(chǎn)生。排水固結(jié)的重點就是排水和加壓系統(tǒng)的設(shè)置。在排水系統(tǒng)設(shè)置中，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用塑料排水或砂井排水兩種方式，確定主要排水體，之后利用土層自身透水性能及加壓系統(tǒng)的加壓處理，將土層中含有的多余水分排除在外，以增強土層凝結(jié)效果，改進(jìn)地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

2.3 加筋法

目前土木工程地基結(jié)構(gòu)加固中，加筋法的應(yīng)用可分為三種形式，即土釘墻技術(shù)、加筋土技術(shù)、土工合成材料技術(shù)。其中土釘墻技術(shù)的應(yīng)用范圍最廣。土釘墻技術(shù)在實際應(yīng)用中，需要先做好現(xiàn)場地質(zhì)勘察，確定鉆孔位置及空洞深度，選擇合適的鉆孔設(shè)備，在土體中實施鉆孔處理，之后在重力作用下將土釘打入到空洞內(nèi)，再利用水泥注漿的方式將土釘與土體結(jié)構(gòu)有效融合，形成一個完整的復(fù)合結(jié)構(gòu)，以加強地基穩(wěn)固性，增大其承載能力。

在土釘墻技術(shù)中，土釘?shù)牟牧线x擇要以鋼筋型鋼或鋼管材料為主，不僅承載力大，不容易被腐蝕，還可優(yōu)化處理后的地基結(jié)構(gòu)性能。加筋土技術(shù)是將抗拉能力較強的拉筋埋入軟土中，借助其與周圍土顆粒的摩擦力，將軟土層作為統(tǒng)一整體，減少變形問題的產(chǎn)生，增強穩(wěn)定性。土工合成材料技術(shù)是將人工合成的塑料橡膠等聚合物埋入土中，借助材料自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增大軟土層的穩(wěn)定性。

2.4 化學(xué)加固

化學(xué)加固技術(shù)主要是通過噴基施工實現(xiàn)的。不過在技術(shù)落實前，要做好現(xiàn)場環(huán)境的清潔工作，將現(xiàn)場內(nèi)含有的石子、砂礫等障礙物清除，之后實施區(qū)域整平。同時工作人員要對現(xiàn)場環(huán)境、地質(zhì)、水文特征展開詳細(xì)勘察，了解區(qū)域溫度變化情況，根據(jù)勘察數(shù)據(jù)制定科學(xué)有效的施工方案，以強化土木工程地基處理效果，提高工程質(zhì)量。

3 土木工程中結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的應(yīng)用

3.1 截面加固技術(shù)

截面加固技術(shù)就是利用增加建筑結(jié)構(gòu)截面面積的方式，來增大結(jié)構(gòu)承載力，為建筑提供支撐結(jié)構(gòu)的一種方式。截面加固技術(shù)具有技術(shù)種類多，處理成本低廉、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強、施工簡單等優(yōu)勢特征，在目前土木工程結(jié)構(gòu)加固中得到廣泛應(yīng)用。截面加固技術(shù)可增大土木工程結(jié)構(gòu)的承載力，確保在外界荷載壓力增大的情況下，土木工程結(jié)構(gòu)仍能保持完整性、牢固性。另外，加強截面加固法可解決梁正截面與柱正截面的承載力差的問題，利用抗剪加固技術(shù)來維護(hù)建筑物的安全性，以免內(nèi)梁與柱子出現(xiàn)彎曲。

3.2 碳纖維布加固技術(shù)

碳纖維布加固技術(shù)是近幾年被廣泛應(yīng)用的一種有效加固方式，不僅可增大結(jié)構(gòu)承載力，還具有耐久性好、美觀性高、施工簡便等優(yōu)勢特征。碳纖維加固技術(shù)在土木工程結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用，可為土木工程施工和處理技術(shù)創(chuàng)新指明方向，為工程的質(zhì)量及安全提供依據(jù)保障。碳纖維布加固技術(shù)中使用的主要材料為非金屬類纖維材料，如碳纖維布、玻璃纖維等，這也是碳纖維布加固法的主要原理。但由于該方法的材料局限性，碳纖維布加固法的適用范圍僅限于混凝土結(jié)構(gòu)的抗剪、抗震等條件。

3.3 鋼筋植筋加固技術(shù)

鋼筋植筋加固技術(shù)是一種典型的土木工程結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，利用鋼筋植筋材料增大工程結(jié)構(gòu)硬度，達(dá)到加固的效果。在鋼筋植筋加固技術(shù)應(yīng)用中，需重點注意的環(huán)節(jié)有鋼筋的孔位設(shè)置、加固孔鉆孔、鋼筋焊接等基礎(chǔ)步驟，之后是加固孔的清理、鋼筋的預(yù)處理以及埋植等環(huán)節(jié)。鋼筋植筋的施工必須按照一定的流程完成，確保鋼筋植筋加固法的核心部分發(fā)揮出實際效用。

4 土木工程設(shè)計中加固技術(shù)應(yīng)用的注意事項

4.1 因地制宜，科學(xué)選擇加固方式

隨著土木工程建設(shè)數(shù)量的增多，其所處環(huán)境也變得多種多樣，采用的結(jié)構(gòu)和地基加固技術(shù)自然也會存在一定的差異。為保障土木工程建設(shè)質(zhì)量和安全，工作人員需要做好前期勘察，了解工程所在區(qū)域地質(zhì)、環(huán)境特征，了解工程建設(shè)對結(jié)構(gòu)和地基承載力的要求，科學(xué)選擇加固處理方式，以促進(jìn)土木工程的順利進(jìn)行，達(dá)到建設(shè)目標(biāo)。以換填法為例，在工程建設(shè)中假如地基下部的持力層的強度不足，存在軟化現(xiàn)象，這時就應(yīng)該使用換填法來加固地基，在加固設(shè)計中，工程設(shè)計人員和管理人員需根據(jù)地質(zhì)勘測的結(jié)果來對施工區(qū)域的地下結(jié)構(gòu)情況予以分析，以分析結(jié)果為依據(jù)選擇合適的加固技術(shù)。

4.2 注重工程抗震性能，加強抗震等級規(guī)劃的合理性

土木工程加固技術(shù)選擇時，要對抗震性能要求予以全面理解，根據(jù)抗震要求科學(xué)選用加固技術(shù)，提高土木工程質(zhì)量。首先，工作人員要做好勘察和資料收集工作，了解工程所在區(qū)域發(fā)生的地震災(zāi)害情況，對土木工程的抗震等級實行科學(xué)規(guī)劃。其次，確定結(jié)構(gòu)強度，加強框架設(shè)計合理性。在土木工程建設(shè)中，工作人員應(yīng)對工程所在區(qū)域周邊建筑使用情況，防裂能力及高度等信息數(shù)據(jù)予以匯總和分析，了解周邊建筑的抗震等級情況，確定災(zāi)害發(fā)生時，建筑存在的各種問題，得出精準(zhǔn)的分析結(jié)果后，根據(jù)土木工程要求，確定最終的抗震等級，以提升工程抗震水平，降低地震災(zāi)害對建筑帶來的負(fù)面影響?？拐鸬燃壍脑O(shè)置要做到實事求是，這樣才能維護(hù)建筑及人員的生命財產(chǎn)安全。

5 結(jié)語

綜上所述，土木工程建設(shè)中，需根據(jù)現(xiàn)場情況、規(guī)范要求，科學(xué)選擇加固技術(shù)種類，構(gòu)建完善的加固施工處理方案，以有效提升土木工程結(jié)構(gòu)和地基的穩(wěn)定性，降低外界不良因素對工程質(zhì)量的影響，避免損失及傷亡的產(chǎn)生，保障建筑行業(yè)的良好發(fā)展。