土木工程建設(shè)中結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)的應(yīng)用分析

黃俊杰

摘 要：在土木工程建設(shè)中，使用地基加固技術(shù)能夠提升建筑的穩(wěn)定性。基于此，本文闡述了土木工程建設(shè)中的混凝土、剪力墻、承重墻等結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計方法，同時，還提出了地基加固技術(shù)在土木工程建設(shè)中的具體應(yīng)用，包括加筋法、換填法、打孔填充布樁、壓制或排水的固結(jié)方法等加固技術(shù)。通過論述以上內(nèi)容，來為建筑設(shè)計人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：土木工程；地基加固技術(shù)；抗剪能力；土釘墻技術(shù)

1土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計需要達(dá)到《混凝土工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50204-2015的規(guī)定要求，在設(shè)計過程中，既要重點考慮混凝土抗?jié)B能力，又要思考在建筑結(jié)構(gòu)中長期處于復(fù)雜環(huán)境中，所受到的壓力及腐蝕力。因此，要為混凝土的后期維工作做好相應(yīng)的準(zhǔn)備，來延長混凝土的使用時間，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1.2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）建筑物的墻體作為一個承重構(gòu)件，能夠發(fā)揮出維護(hù)和隔離建筑構(gòu)件的作用。其間距主要受到了樓板跨度的限制，一般來說，剪力墻的跨度為3-8m，主要適合在住宅等建筑中使用，能夠省去大量填充墻的工序；

（2）剪力墻需要按照建造要求，貫穿整個建筑的高度，而墻的厚度需要按照高度方向逐級減少。剪力墻厚度要大于高度的1/25；

（3）剪力墻使用混凝土進(jìn)行澆筑，整體的剛度較大，在水平角度作用下，產(chǎn)生的變形幾率較小，如果墻體的截面面積較大，荷載能力也能夠被滿足。因此，混凝土剪力墻適合自在10-50層的建筑中使用，能夠收到很好的效果[]。

1.3承重墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計

現(xiàn)代建筑形狀多為矩形框架，這樣的設(shè)計導(dǎo)致建筑的橫向剛度要小于縱向剛度，而剛度的不等，會增加建筑結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性。因此，需要在建筑的橫向結(jié)構(gòu)中，設(shè)計足夠多的橫墻，進(jìn)而確保建筑的穩(wěn)定性及抗震性能。在發(fā)生地震時，房屋遭受到的破壞力一般來自于剪力破壞。在進(jìn)行房屋設(shè)計的時候，需要保證建材的質(zhì)量良好，并增加建筑橫墻的軸向力，將橫梁作為承重與隔斷功能相結(jié)合的承重體，當(dāng)建筑設(shè)計中的開間較大，可以在縱墻上設(shè)計梁，來起到承重作用。此外，建筑的樓板需要沿著縱向方向放置，以此構(gòu)成建筑的橫向承重墻，這樣一來，縱墻與橫墻的相互結(jié)合，而形成軸向力，進(jìn)而增加建筑的抗剪能力。

承重墻作為建筑承重構(gòu)件，在設(shè)計過程中，需要進(jìn)行區(qū)分設(shè)計。一般來說，建筑磚混結(jié)構(gòu)墻體都應(yīng)該是承重墻，而框剪結(jié)構(gòu)內(nèi)部的墻體為非承重墻；標(biāo)準(zhǔn)磚墻體為承重墻，而加氣磚為非承重墻；從墻體的厚度區(qū)分，承重墻的厚度數(shù)值要大于非承重墻，非承重墻的厚度一般為150mm，比如廚房等[]。

2地基加固技術(shù)在土木工程建設(shè)中的具體應(yīng)用

技術(shù)人員通過使用地基加固技術(shù)，能夠確保建筑的穩(wěn)定性，提升土木工程建設(shè)質(zhì)量。隨著施工技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)如今，土木工程中使用的最為廣泛的技術(shù)是換填法、排水法、加筋法等。這些加固方法應(yīng)用的條件不同，需要進(jìn)行針對性的選擇。

2.1加固新技術(shù)的應(yīng)用

（1）打孔填充樁加固方法。打孔填充灰土樁的施工流程是利用鋼管套在地基中成孔，然后通過擠壓的形式，密實孔洞，然后在孔內(nèi)放入灰土或石灰等材料，夯實，成為土樁。采用的回填土是粉質(zhì)黏土，黏土過篩的空隙度要小于20mm。粉煤灰是用35%濕粉煤灰配合顆粒度小于5mm 的熟石灰，灰土質(zhì)量的配比一般為2：8，將混合后灰土攪拌均勻，顏色一致，即可回填。除了灰土樁加固方法外，還有一種除了上述土樁和灰土樁外，還有一種單獨采用石灰加固來地基的石灰樁。

這種石灰樁在打好的孔洞內(nèi)，放置石灰塊，然后摻入適量的水，一般的配比為8：2。當(dāng)拔管的時候，進(jìn)行搗振，然后利用生石灰吸取布樁體中的水分，產(chǎn)生水化反應(yīng)。當(dāng)生石灰中的水發(fā)生膨脹、放熱等顯現(xiàn)的時候，樁周圍的含水量會降低，孔隙度就會變小，將孔洞中的土擠密實，而硬化了的樁柱體就會成為一種復(fù)合型的地基；

（2）添加粉煤灰的固結(jié)方法。在地基施工材料中加適量的粉煤灰，并進(jìn)行攪拌，能夠借助粉煤灰的吸水能力，基礎(chǔ)土中的水分，提升地基凝固濕速度。由于粉煤灰的性能穩(wěn)定，將其添加在地基原料中，能夠?qū)崿F(xiàn)很好的加固效果。

2.2壓制排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是使用豎向排水體方法，加固天然地基，來提升建筑物的承載力。當(dāng)建筑物在構(gòu)建過程中，可以預(yù)先加載預(yù)壓力，然后將土壤中的水排出，使得地基逐漸固結(jié)。當(dāng)?shù)鼗l(fā)生沉降的時候，地基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會逐漸提高。排水固結(jié)法最常應(yīng)用的有三種：

（1）折疊堆載預(yù)壓法。該種方法主要是在建筑場地進(jìn)行堆填土石，然后在地基層面進(jìn)行加載，使地基沉降可以提前完成，然后通過地基的固結(jié)，來提高地基承載力，最后卸去地基原有的預(yù)壓荷載力，以消除建筑物地基的部分均勻沉降，這種方法就被稱之為堆載預(yù)壓法。一般來說，預(yù)壓荷載力需要和建筑物的荷載相等，為減少固結(jié)產(chǎn)生的阻礙，可以設(shè)定荷載大于建筑物的荷載力，一般預(yù)壓荷載的大小約為建筑物荷載的1.3倍，特殊情況則可根據(jù)工程具體要求來確定。

（2）折疊真空預(yù)壓法。真空預(yù)壓法指的折疊就是指在粘土層上鋪設(shè)砂墊層，借助薄膜來密封土壤層，并使用真空泵對土層進(jìn)行抽氣，進(jìn)而構(gòu)成負(fù)壓，使地下水可以按照豎向排水方向排出地表。這樣一來，地基的排水固結(jié)速度就會提升。在壓力的基礎(chǔ)下，孔隙水壓力逐漸變小，而有效應(yīng)力的增加將會使土體的壓縮強(qiáng)度增加，提升地基的穩(wěn)固性；

（3）折疊電滲排水法。折疊電滲排水法是依靠電滲方法排出土中水。但在土中插入電極然后通過直流電，在直流電場作用下，土中的水將會從點擊的陽極流向陰極，然后水將會從陰極流出，通過借助電滲作用，便可逐漸排除土壤中的水。在工程上，使用折疊電滲法將會降低粘性土中的含水量或者是降低地下水位，來提高地基承載力及建筑的穩(wěn)定性。

2.3加筋法的應(yīng)用

加筋法是指在建筑地基中增加金屬絲等材料，來提升地基穩(wěn)定性。加筋法主要分為兩種：

（1）加筋土。這種方法是將具有良好拉力性能的構(gòu)件埋在地基中，然后借助土壤位移和拉筋之間的摩擦力，將加筋材料與土壤形成一個整體，來最大程度提升地基的強(qiáng)度。由于拉筋作為一種橫向力增強(qiáng)的方法，需要具有良好的抗壓性，因此，要選擇摩擦系數(shù)大，并且耐腐蝕的網(wǎng)狀材料，比如鋁合金網(wǎng)、鍍鋅的鋼帶等。

（2）土釘墻技術(shù)是通過鉆孔、注漿的方法來進(jìn)行設(shè)置，但也可以通過打入幾根較粗的鋼筋或者鋼管形成一個穩(wěn)固土釘，土釘與周圍土地的接觸依靠摩擦力來粘接，進(jìn)而與周圍的土地形成復(fù)合的土體。由于土釘和土地變形受力是通過受剪工作，來對土體形成加固。土釘和平面形成一定角度，即斜向加固體。而土釘則是適用于地下水位以上或者人工填土的基坑支護(hù)及邊坡加固[]。

結(jié)論：綜上所述，建筑業(yè)的快速發(fā)展，為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了支持作用。在此基礎(chǔ)上，具有良好拉力性能的構(gòu)件埋在地基中，然后借助土壤位移和拉筋之間的摩擦力，將加筋材料與土壤形成一個整體，能夠最大程度提升地基的強(qiáng)度；同時，在地基施工材料中加適量的粉煤灰，并進(jìn)行攪拌，能夠借助粉煤灰的吸水能力，基礎(chǔ)土中的水分，提升地基凝固濕速度。因此，通過應(yīng)用壓制排水固結(jié)法及加筋法，能夠提升土木工程建設(shè)質(zhì)量。

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（作者單位：張家港市樂余鎮(zhèn)建設(shè)管理服務(wù)中心）