土木工程建筑結構設計中的地基加固技術

盧弘浩

摘要：在土木工程中，建筑結構基礎在工程成本中占比較大，土木工程越復雜、規(guī)模越大，基礎施工項目的占比也就越大，因此，建筑結構設計與地基加固在土木工程中顯得尤為重要。土木工程中的地基承載著整個建筑結構的重量，建筑結構設計與地基加固技術對于土木工程質量有著直接的影響，需要設計人員在建筑結構設計中做好基礎選型、承重結構、抗震等方面的深化設計，并深入分析和學習地基加固技術，以提升土木工程建筑結構設計的質量，保證實際地基處理中，加固技術運用的準確性，整體上確保土木工程的建設質效。

關鍵詞：土木工程;建筑結構;地基加固技術

土木工程建筑結構設計的科學性與合理性，可防止后續(xù)施工中出現(xiàn)設計變更問題，可保證施工的進度，提升土木工程的施工質量。如果建筑結構設計出現(xiàn)了不足，將導致建筑在投入使用后，沉降量過大及沉降不均勻問題，進而引發(fā)墻體開裂，影響到建筑結構的安全性。所以，在土木工程建筑結構設計中，需保證地基加固技術選用設計的準確性，避免設計上的不足引發(fā)后續(xù)一系列的問題，形成土工工程施工資源的浪費，影響到土木工程的建設效益。

1.土木建筑工程結構設計分析

1.1基礎選型

地基承載著整個建筑的重量，使得基礎選型設計關系到土木工程的施工質量，為了避免超負荷問題，以及將建筑沉降量與位移控制在標準范圍內，需做到基礎選型要準確，基礎結構設計要合理，達到提高土木工程建設的安全性與經(jīng)濟性的目的。第一，獨立基礎，一般用于單層排架與框架結構中，該基礎與其他基礎相比，施工操作簡單，施工經(jīng)濟性表現(xiàn)良好，在土木工程建筑結構中應用廣泛，獨立基礎結構主要有坡型、梯型等;第二，條型基礎，主要運用排架結構，基礎結構為十字交叉形式，柱子集中向下傳遞荷載;第三，筏型基礎，有平板式與梁板式兩種，采用底板整片連接的方式構建基礎結構，承載起整個土木工程的重量。在基礎選型設計中，設計人員需深入土木工程現(xiàn)場，勘查地質條件，結合土木工程建設的用途，以及對空間的要求，征求相關專業(yè)人士的建議后，以完成土木工程建筑結構的基礎選型工作。

1.2承重結構設計

承重柱是土木工程的主體承重結構，其截面積設計關系到土木工程建筑結構的承重效果，截面設計中需要考慮到工程的經(jīng)濟性與抗震能力，截面不可過小也不可過大，過小承重柱難以滿足土木工程的承重要求，抗震性能較差。過大會形成施工資源的浪費，增加土木工程的資金投入。在土木工程承重結構設計中，承重柱截面積設計需慎重再慎重，降低彎矩對承重柱的影響，提升承重結構的牢固程度。

1.3深化設計

土木工程建筑結構受到施工現(xiàn)場地質條件、氣候狀況、水文條件等制約，降雨、冰凍都會對其結構產(chǎn)生不良的影響。在土木工程建筑結構設計深化中，需要著重考慮內部與外部的影響因素，以及土木工程各建筑之間的距離要合理，實際設計中，要從土木工程的大局出發(fā)，考慮需要全面細致，不可有所遺漏，避免工程資源出現(xiàn)浪費問題。

1.4抗震設計

不同等級的地震對建筑結構的影響程度不同，小于4.5級的地震屬于有感地震，一般不會對建筑造成損壞，而大于4.5級的地震為破壞地震，有可能導致建筑的開裂、位移、倒塌等。因此，土木工程建筑結構的抗震設計非常重要，甲類與乙類建筑結構抗震等級在6級至8級之間，框架柱為型鋼或鋼管混凝土柱。在抗震設計階段，參照國家標準，結合施工現(xiàn)場條件，提升土木工程的抗震性能，打造建筑結構抗震的第二道防線，將地震災害對建筑的破壞力降至最低程度。

2.地基加固技術

2.1換填法

該方法是土木工程地基處理中較為傳統(tǒng)的施工技術，主要包括了以下幾種方法，一是振沖置換法，使用振沖器產(chǎn)生水平的振動力，振擠填充的碎石與周邊的土體，同時射水，使振沖器到達預計深度，一邊上提振沖器，一邊回填碎石，一邊射水，構建出碎石樁，由眾多的碎石樁構成復合地基，該地基的強度好，且有排水功能;二是換土墊層法，該施工方法簡單，但工程量較大，開挖軟土層至一定的深度后，回填碎石、灰土、煤渣等，分層回填，分層夯實，起到加固地基的作用，適用于較淺地基;三是碎石樁法，將樁管打入至軟土地基中，向管中回填碎石，然后一邊夯實碎石，一邊拔出管樁，使碎石樁與周邊土體共同加固地基;四是石灰樁法，首先在地基中打孔，向孔中回填預制好的混合料，混合料按照土木工程設計的配合比進行制作，主要有生石灰、粉煤灰、爐渣等，也可在混合料中加入水泥，提高成樁的強度，完成填充后夯實就形成了石灰樁。

2.2強夯加固法

使用重錘強夯地基，直接進行地基的加固處理，采用的重錘為5t，提升至一定的高度，重錘自由下落，受到自身重量與重力的作用，產(chǎn)生強大的沖擊力，重復夯實地基，壓縮土體空隙，形成一定厚度的硬殼層，實現(xiàn)地基的加固。該加固方法簡單，適用于黏性土、砂土、黃土等地質條件，地下水位要大于0.8m，加固深度在1m至2m左右。但是強夯采用的是重錘自由下落方法，對地表的沖擊力較大，周邊如果存在較多的建筑則不適用。

2.3預壓加固法

適用于軟弱地基，預壓法有堆載預壓法與真空預壓法兩種。堆載預壓法首先在預壓位置堆載土石等，然后進行預壓荷載，預壓荷載要大于設計荷載，但不可超過地基的極限荷載，與推土機、自卸汽車聯(lián)合開展作業(yè)。通過提前預壓地基，提高地基的承載力，減少建筑物的沉降量。真空預壓法先鋪設砂墊層，埋下排水管，使用封閉膜封閉砂墊層，借助真空泵抽取膜內空氣，膜內部與大氣隔絕，形成負壓，提升地基的應力水平。

2.4樁基法

第一，樁基法在地基加固中應用較多的是鋼筋混凝土預制樁，由工廠根據(jù)土木工程的需要，提前大批量的生產(chǎn)預制樁，運輸至地基施工現(xiàn)場后，直接打樁即可，施工速度快且施工成本低，施工效益顯著;第二，灌注樁也是比較常用的樁基法，像鉆孔灌注樁，使用鉆孔機械打孔，下放鋼筋籠后，澆筑混凝土，混凝土滲透至周圍土層深處，使土層與樁體凝結成一個整體，地基加固效果良好，有效降低了地基的沉降量?；蛘呤浅凉芄嘧叮瑯稒C就位后，采用錘擊的方法將活瓣式樁尖的鋼套管打入土層，在管內放置鋼筋籠，澆筑混凝土，然后一邊錘擊一邊提升，同時繼續(xù)澆筑混凝土，完成整個沉管樁作業(yè)。人工挖孔灌注樁，由人工挖孔，下放鋼筋籠，最后進行混凝土澆筑，形成灌注樁。人工挖孔需做好護壁工作，在挖孔的同時，向孔壁噴射混凝土，或者是采用沉井護壁、鋼套管護壁等，以確保施工人員的安全，避免孔壁坍塌與流砂問題。

結語：土木工程建筑結構設計是地基加固處理的前提，建筑結構設計事關建筑投入使用后的穩(wěn)定性與安全性，在實際的設計中，應做好基礎選型設計，為后續(xù)的地基施工做好基礎保障。在地基加固技術方面，設計人員需對土木工程施工現(xiàn)場進行地質、水文、環(huán)境勘查，確定施工現(xiàn)場的土質條件、水文狀況，以及周邊建筑物情況、氣候環(huán)境等，以為地基加固技術的選用提供依據(jù)，保證土木工程建筑結構設計的精確性，地基加固技術選用的合理性與準確性。

參考文獻：

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