結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)在土木工程設(shè)計中的應(yīng)用研究

陸韶卿

摘? ? 要：在土木工程設(shè)計中，建筑結(jié)構(gòu)的維護(hù)和加固有著重要的特殊地位，也是土木工程技術(shù)人員經(jīng)常遇到的問題。本文結(jié)合多種結(jié)構(gòu)和地基的加固技術(shù)，淺要分析其在土木工程設(shè)計中的重要應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地基加固;結(jié)構(gòu)加固;土木工程設(shè)計;應(yīng)用策略

1? 前言

土木工程是建筑的主要分支學(xué)科，其水平的提升需要在工程實(shí)踐中不斷探索與創(chuàng)新，而非理論闡述或科學(xué)試驗。基于土木工程的這一特性，在具體落實(shí)土木工程建設(shè)項目中，需要結(jié)合以往土木工程建設(shè)實(shí)例，科學(xué)、合理的設(shè)計土木工程，尤其是結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)的應(yīng)用，使技術(shù)設(shè)計具有較強(qiáng)的應(yīng)用性，為后續(xù)高質(zhì)量的、高效率的建成土木工程奠定基礎(chǔ)。所以，土木工程設(shè)計中，結(jié)合實(shí)際情況及相關(guān)案例，科學(xué)、合理的設(shè)計結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)應(yīng)用是非常有意義的。

2? 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計概念闡述

在我國范圍內(nèi)，土木工程在不斷的發(fā)展，土木建設(shè)項目也更加科學(xué)和合理，這樣在進(jìn)行土工程設(shè)計中，要對結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)進(jìn)行更深層次的了解和掌握，這樣就能確保其與土木工程的發(fā)展要求相符合，也可以很大程度對設(shè)計方案的應(yīng)用價值進(jìn)行提高，保證后期工作順利開展，因此對結(jié)構(gòu)和地基加固技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時非常有必要的。

3? 結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在土木工程設(shè)計中的應(yīng)用策略

3.1? 合理設(shè)置鋼筋混凝土

為了提高混凝土的承受能力，增強(qiáng)混凝土的硬度，在混凝土中加入鋼筋，這就是鋼筋混凝土[1]。鋼筋混凝土的質(zhì)量性能直接影響著鋼筋混凝土的使用效果。因此，為了使鋼筋混凝土在使用過程中發(fā)揮更好的作用，應(yīng)嚴(yán)格按照配置要求進(jìn)行調(diào)配，首先務(wù)必確?；炷林兴嗨槭扰渲帽确舷嚓P(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)。按照工程設(shè)計要求的混凝土強(qiáng)度做好振搗工作的消息說明，確保落實(shí)到每個環(huán)節(jié)。此外，在選擇加入混凝土中的鋼筋時，也要按照施工建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求的鋼筋混凝土性能做出準(zhǔn)確選擇。詳細(xì)的施工建設(shè)要求說明有助于采購人員準(zhǔn)確選擇工程建設(shè)所需要的原材料。

3.2? 剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對剪力墻的設(shè)計，要注意剪力墻的側(cè)向剛度大，能有效抵抗水平力，做好框架和剪力墻協(xié)同工作是非常必要的。在設(shè)計中設(shè)置少量抗震墻的框架結(jié)構(gòu)，在規(guī)定的水平力作用下，底層框架部分能夠承擔(dān)的地震傾覆力矩要超過結(jié)構(gòu)總地震的一半以上，其框架結(jié)構(gòu)的抗震等級需要根據(jù)框架結(jié)構(gòu)來確定，抗震墻的抗震等級要等同于框架的抗震等級。設(shè)計人員在對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的過程中，要認(rèn)識到雖然設(shè)置剪力墻，但結(jié)構(gòu)體系仍是框架結(jié)構(gòu)，框架才是主要的承受豎向荷載，也是主要的抗側(cè)力構(gòu)件，而剪力墻的設(shè)置目的是為了滿足規(guī)范對框架結(jié)構(gòu)的位移角的要求，剪力墻承受的底部彎矩較小，改善框架的抗震性能。對于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的分析，框架和剪力墻的受力變形特征不同，就要對框架和剪力墻的協(xié)同工作充分考慮，在結(jié)構(gòu)建模計算時，剪力墻或計算完出圖時增加剪力墻，如果加大安全儲備，就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛心偏移，地震作用的扭轉(zhuǎn)也發(fā)生了變化，對結(jié)構(gòu)形成不利影響。在對剪力墻進(jìn)行建模的過程中，對于純框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，查看計算結(jié)果，有針對性的在位移角較大處設(shè)置剪力墻。關(guān)于剪力墻的布置，要沿著建筑的周邊展開，做好角部設(shè)置工作，加強(qiáng)抗扭作用，已滿足規(guī)范對位移角的要求。剪力墻的沿建筑物的全高設(shè)置，避免引起建筑豎向的剛度突變。經(jīng)反復(fù)試算后，剪力墻承受的底部彎矩與基本振型地震作用下結(jié)構(gòu)底部地震傾覆力矩的總和之比，不可以超過20%[2]。如果比值太小，就意味著剪力墻布置太少，難以發(fā)揮剪力墻的結(jié)構(gòu)特性，不能夠達(dá)到設(shè)置剪力墻的目的;如果比值很大，就意味著剪力墻設(shè)置太多，違背了設(shè)置的初衷，結(jié)構(gòu)體系不夠明確，設(shè)計的難度有所增加，需要反復(fù)測算，注意抗傾覆力矩的比值。對比值進(jìn)行合理控制，結(jié)構(gòu)分析的過程中，進(jìn)行計算還要考慮框架與剪力墻的協(xié)同工作。框架結(jié)構(gòu)的梁、柱配筋要滿足框架、剪力墻的構(gòu)造要求，剪力墻的端柱的配筋要滿足構(gòu)造要求，要超過相鄰的框架柱的配筋，還要根據(jù)工程實(shí)際需要適當(dāng)?shù)胤糯蟆＜袅Φ目拐鸬燃壙膳c其框架的抗震等級相同，具體計算和配筋按構(gòu)造結(jié)果配筋，應(yīng)符合規(guī)范對剪力墻的構(gòu)造要求和措施。比如，剪力墻開洞的過程中，兩側(cè)加邊緣構(gòu)件;剪力墻只有柱無梁時，要設(shè)置墻中的暗梁。

3.3? 砌體結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的應(yīng)用

砌體是用砌筑砂漿將砌塊砌在一起而形成的一種承重結(jié)構(gòu)物。和其他加固技術(shù)相比，砌體結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的沒有明顯的優(yōu)勢。雖它也具有一定的抗壓承載力，但在其他力學(xué)性能上的表現(xiàn)就差的很多。因此砌體結(jié)構(gòu)的整體性表現(xiàn)相對較差，承載力也比較低，在外荷載作用下也比較容易出現(xiàn)或大或小的裂縫。砌體結(jié)構(gòu)的常用加固技術(shù)大體分三種，分別為：砌體直接加固技術(shù)、改變荷載傳遞加固法和外套結(jié)構(gòu)加固法。

4? 地基加固技術(shù)在土木工程設(shè)計中的應(yīng)用策略

4.1? 基礎(chǔ)托換技術(shù)的應(yīng)用

土木工程設(shè)計中經(jīng)常遇到這樣的問題，像對于現(xiàn)有建筑物使用過程中地基出了問題需要重新加固，新建結(jié)構(gòu)工程對附近建筑物地基的穩(wěn)定性影響，地下建筑物地基修建的影響評價等。這些問題都是不可避免的，必須慎重考慮解決。在多少年來許多代結(jié)構(gòu)工程師的積累下，基礎(chǔ)托換加固技術(shù)攻克了這些難題。比如我們常見的地鐵軌道修建工程，就經(jīng)常用到這項技術(shù)。從其自身來講，基礎(chǔ)托換加固技術(shù)的難度就比較大、費(fèi)用也非常昂貴、施工周期相對較長，并且對工程設(shè)計人員要求具有較強(qiáng)的責(zé)任心和細(xì)致的思維能力。基礎(chǔ)脫換一般都是分批次進(jìn)行，完成一部分托換工作后才能進(jìn)行下一部分的托換作業(yè)，否則不但對施工難度來說是個很大的挑戰(zhàn)，對于工程的施工安全來說將是極大的隱患，非常容易出現(xiàn)大的事故，更是無法保證工程質(zhì)量上的可靠性。因此，基礎(chǔ)托換工程一般都需要較長施工周期才能完成，甚至對于一些大型的綜合的基礎(chǔ)托換工作，工作周期長達(dá)幾年，期間還會有各種各樣的新問題在施工過程中暴露出來等待解決。作為設(shè)計人員，就應(yīng)該隨時積累和吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，在了解現(xiàn)場施工問題的同時，及時改進(jìn)設(shè)計方案，以利于施工工作順利開展。

4.2? 排水固結(jié)法的應(yīng)用

排水固結(jié)方法主要是指在建筑工程中對地基進(jìn)行加固的重要技術(shù)，當(dāng)?shù)叵滤槐鹊鼗庸痰母叨纫邥r，我們會經(jīng)采用此種方法來解決問題。我們在使用排水固結(jié)發(fā)的過程中，為了有效的加快固結(jié)的速度，我們可以采取在天然土層中增加水排的途徑，這樣能夠更好的有效縮短排水的距離，可以對排水井進(jìn)行合理的設(shè)置，從而有效實(shí)現(xiàn)加固的目的。這樣也能夠更好的縮短工期，并且在較短的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的加固工作，確保建筑物相關(guān)部位的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

4.3? 土釘墻加固技術(shù)應(yīng)用

該技術(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。

5? 結(jié)語

相關(guān)人員能夠根據(jù)實(shí)際情況展開全面深入分析探討，始終將土木工程質(zhì)量放在首要位置，不斷創(chuàng)新優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)設(shè)計措施，合理采用先進(jìn)加固技術(shù)，借此確保土木工程整體質(zhì)量水平能夠滿足現(xiàn)今社會發(fā)展需求，并且還需注意一點(diǎn)就是有效結(jié)合土木工程實(shí)際情況，嚴(yán)格按照工程建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范落實(shí)執(zhí)行，只有這樣才能充分凸顯出土木工程加固技術(shù)的實(shí)用性和專業(yè)性特點(diǎn)，為土木工程的可持續(xù)發(fā)展奠定可靠基礎(chǔ)

參考文獻(xiàn)：

[1] 滿媛，崔燕偉.高層建筑塑玻土工筋帶加筋墊層地基處理研究[J].四川建筑科學(xué)研究，2015（6）：53～56.

[2] 黃艷妮.關(guān)于土木結(jié)構(gòu)工程加固施工方案分析[J].科技與創(chuàng)新，2016（13）：109.