結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)在土木工程設(shè)計中的應用分析

楊陟臣

（柳州市投資控股有限公司 廣西柳州 545000）

結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)在土木工程設(shè)計中的應用分析

楊陟臣

（柳州市投資控股有限公司 廣西柳州 545000）

隨著經(jīng)濟水平的提高，土木工程的發(fā)展也日新月異，對我國國民經(jīng)濟發(fā)展作出了有目共睹的貢獻。土木工程涉及范圍及其廣泛，大到三峽水電站，小到居民住房，這些都與百姓生活息息相關(guān)。同時，人們對建筑質(zhì)量的要求也越來越高。這需要充分發(fā)揮好起著關(guān)鍵作用的結(jié)構(gòu)與地基兩者應有的作用。本文探討了結(jié)構(gòu)和地基加固技術(shù)的必要性及可操作性，具有很大的參考意義。

結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)；土木工程設(shè)計；應用分析

現(xiàn)代土木工程具有以下幾個特點：多樣性、復雜性、大型化。其發(fā)展，與我國的城市化政策密切相關(guān)。城市化帶來的變化有：城市人口逐漸增多，城市規(guī)模日漸擴大。這些都需要建造更多的房屋以滿足人民的需求。因此，百姓日常與土木工程密不可分，也就是說老百姓的財產(chǎn)安全及生命安全都受到土木工程整體結(jié)構(gòu)的建設(shè)質(zhì)量的影響。因此要對土木工程的建設(shè)質(zhì)量進行嚴格把關(guān)。

1 土木工程建設(shè)發(fā)展的基本情況

1.1 基本定義

建設(shè)各種類的工程設(shè)備（如居民住房、大壩、街道等）被統(tǒng)稱為土木工程，又被歸類為民用工程。土木工程有以下幾個特性：綜合性，體現(xiàn)在其延伸的范圍較廣；社會性，體現(xiàn)在其屬于民用工程；實踐性，體現(xiàn)在其借助的是前人有效建設(shè)方法的精華。

1.2 發(fā)展經(jīng)過

最初，土木工程只是把木材和泥土當作物質(zhì)基礎(chǔ)的一種建筑方式。隨著科技水平的提高以及人們建筑經(jīng)驗的豐富，漸漸衍生出了設(shè)計理念與施工技術(shù)。土木工程的發(fā)展也是一個不斷進步的過程：最初，只是簡單地使用泥土、木材進行建筑施工；接著，在建筑中加入了人工制造元素：瓦礫，該元素的使用促進了土木工程的發(fā)展；隨后，人們開始在建筑中使用生鐵，由于橋和居民住房建筑的需要，又加入了熟鐵；19世紀中后期，冶金行業(yè)快速發(fā)展，高強度鋼材被滲透到工程中的每一部分；直到鋼筋混凝土的出現(xiàn)，鋼筋混凝土由鋼筋和混凝土混合而成，又被稱為復合建筑材料，該材料直到現(xiàn)在仍然被廣泛地應用于各種工程建筑中。

1.3 土木工程建設(shè)的重要性與價值

現(xiàn)代土木工程具有擴大性、復雜性等特點。在為居民建設(shè)美好家園的同時，要保證其生命財產(chǎn)安全，就要求土木工程的結(jié)構(gòu)是安全的。土木工程觸及的知識層面多樣，應用的技術(shù)也各有不同，其發(fā)展也代表著某一時期的經(jīng)濟與科技水平的高度，可見，國家綜合實力也可由土木工程的發(fā)展來體現(xiàn)。

1.4 土木工程建設(shè)現(xiàn)狀與前景

20世紀中期開始，我國土木工程建設(shè)高速前進，并在我國經(jīng)濟發(fā)展中起著支柱作用，分布在我國各地。先進的科技、創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)、新興的材料都促進了我國土木工程的發(fā)展，出現(xiàn)了高樓大廈、橋梁、高速公路等許多大型建筑，令世界為之贊嘆。

但是近幾年出現(xiàn)的如環(huán)境的破壞、資源的稀缺、大氣的污染等問題都阻礙了土木工程的發(fā)展。這也會導致土木工程的發(fā)展不能夠滿足人類社會的需求。

2 結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在土木工程建設(shè)中的應用

2.1 結(jié)構(gòu)加固在土木工程中的必要性

自然和社會使用環(huán)境對混凝土結(jié)構(gòu)有損壞性，會導致混凝土結(jié)構(gòu)承受力降低，這些問題的出現(xiàn)需要在土木工程建設(shè)中適時提出具體的維護結(jié)構(gòu)加固的方案。結(jié)構(gòu)加固的必要性有以下四點：

2.1.1 結(jié)構(gòu)的老化

建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)老化，是由于一般的建筑物有其使用年限，超出適用年限就會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)老化，這種情況下就不應該繼續(xù)使用。我國早期建造的鋼筋混凝土樓房到現(xiàn)在，早已過了使用年限。但是由于種種原因未拆除重建，此時就必須對老化的架構(gòu)進行加固，否則，可能帶來不可估量的生命財產(chǎn)安全等各方面的危害。

2.1.2 舊物的改造

當下，許多舊建筑已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代人民的需求。拆除重建又需要耗費大量的人力物力財力，未免得不償失。這種情況下，改造舊物適應發(fā)展的同時也在很大程度上節(jié)約了社會資源。

2.1.3 有質(zhì)量的建筑本身

某些建筑工程存在一些問題，由技術(shù)人員審查過后確認經(jīng)過加固可以繼續(xù)使用的情況下，就應該制定具體的加固方案進行補救。相反，如果對這些問題不重視不采取措施則會釀成無法彌補的災禍。

2.1.4 自然災害的損壞

自然災害（如風災、水災、火災）頻繁發(fā)生對建筑物有著極大的且不可逆的破壞性。有的建筑物遭受損害后進行結(jié)構(gòu)上的加固與修理仍然可以繼續(xù)使用，這樣既保證了住房安全，又可以減少損失。

2.2 結(jié)構(gòu)加固在土木工程中的應用方式

結(jié)構(gòu)加固的前提是確認該建筑有加固的基礎(chǔ)和條件，然后結(jié)合該建筑實際損壞情況制定具體的加固方案，加固的同時盡量減少對原建筑的改變。直接加固和間接加固是加固技術(shù)的兩種方法，其中直接加固包括以下方式：加固預應力、粘貼外部加固、增大橫截面、外包鋼；間接加固則有以下方式：卸荷、增加構(gòu)件、增加結(jié)構(gòu)整體性、增設(shè)支點、改變結(jié)構(gòu)鋼度比。

2.3 結(jié)構(gòu)加固設(shè)計在土木工程中的主要應用結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是土木工程建設(shè)中的最重要的應用結(jié)構(gòu)。因此，在土木工程建設(shè)中進行結(jié)構(gòu)加固的首要任務就是加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2.3.1 鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)

鋼筋和混凝土混合就形成了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋和混凝土各有優(yōu)勢，鋼筋抗拉力度強，混凝土雖取材方便，構(gòu)建形成較容易，但是其抗拉力度較弱，而承受能力較強，因此兩者混合可以起到互補的作用，使得建筑物的承受能力最強。我國絕大部分的建筑物都把鋼筋混凝土作為其主要的結(jié)構(gòu)。

2.3.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計理念與方式

鋼筋和混凝土的受力程度是完全不一樣的，在各種建筑的土木工程中，受力程度的不同就導致了受力結(jié)構(gòu)的不同，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)也就由此形成。結(jié)構(gòu)是由工程的性質(zhì)所決定，因此，在進行工程設(shè)計時，要注意鋼筋混凝土的實際可操作性。

2.3.3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的長處和短處

長處：發(fā)揮了各自的長處，取長補短。取材便利、整體性能佳、造價降低、抗震性能強、可塑性好，可以按照實際的需求做成各種樣子，耐久性與耐火性也高。

短處：兩者都具有一定的重量，在運輸過程中帶來困難；抗裂性能差；易被天氣影響；防熱、防生性差；制造模板耗時久；保養(yǎng)花費的人力物力財力大。

2.4 加固鋼結(jié)構(gòu)的要點與難點

（1）在加固鋼結(jié)構(gòu)時，組裝的過程繁雜，因此要注意以下幾點：選材。連接、截面形狀。

（2）加固時，要根據(jù)最終的實際情況來確定加固結(jié)構(gòu)的占地與用地的面積。

3 地基加固技術(shù)在土木工程建設(shè)中的應用

3.1 地基加固技術(shù)在土木工程中的必要性

地基強度、形狀受到天然地基軟弱的限制，因此要對地基進行加固。加固地基有以下四個必要性：

（1）穩(wěn)定性和強度不高；

（2）不規(guī)律沉降與地基受到壓縮；

（3）存在滲漏的可能；

（4）受到自然災害影響導致地基松動。

3.2 地基加固在土木工程中的應用方式

根據(jù)地基的實際情況確定是否有加固地基的必要，有必要再制定具體的加固方案進行加固。地基加固在土木工程中的應用方主要有以下三種：砂樁、碎石樁及水泥粉煤灰碎石樁；土樁與灰土樁；深層攪拌樁。

3.3 地基加固技術(shù)的探討

加固地基技術(shù)的方法主要有四種，即壓密固結(jié)、加筋體混合處理技術(shù)、更換填墊層、漿液加固。各種地基加固技術(shù)適用于不同的地基情況。

3.3.1 壓密固結(jié)

壓密固結(jié)法主要是利用壓密注漿、強夯、降水及真空預壓等方式對大面積松軟的地基進行處理。

3.3.2 加筋體混合處理技術(shù)

該技術(shù)主要包括砂樁、碎石樁及水泥粉煤灰碎石樁、土樁與灰土樁、深層攪拌樁。主要是利用砂石、石灰等物質(zhì)組合成粘合性強的樁體來增強土木建筑物的承載能力。

3.3.3 更換填墊層

更換填墊層適用于建筑物最底端的受力層不能夠承受上面結(jié)構(gòu)的情況。即把填墊層換為強度較大的砂石灰土等，該方法取材便利，成本低，施工簡單。

3.3.4 漿液加固

建筑物已進行過地基加固則只能適用漿液加固法。可通過水泥、化學等漿注方法進行處理。該方法實用性強。穩(wěn)定性好且抗腐蝕，可以提高建筑的質(zhì)量。

4 結(jié)束語

土木工程發(fā)展的重要性日益突顯，其質(zhì)量受到人民的關(guān)注度逐漸升高。因此，在保證土木工程不斷前進的同時，也要更加注重土木工程的質(zhì)量問題。在發(fā)展的道路上，把土木工程做得更強大。

[1]徐克紅.結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)在土木工程設(shè)計中的應用[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2013（03）：107～108.

[2]范文娟.在土木工程建設(shè)中結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)的應用[J].黑龍江科技信息，2014（06）：184.

[3]陳光宇.淺談土木工程中結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2012（20）：244.

TU753.8

A

1673-0038（2015）35-0011-02

2015-7-20

楊陟臣（1987-），男，助理工程師，主要從事土木工程設(shè)計工作。