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

楊端宏

濟陽縣富國建筑安裝有限公司 山東 濟南 251400

引言

在互聯(lián)網(wǎng)及先進科學(xué)技術(shù)推動下，我國各行各業(yè)迎來快速發(fā)展期，土木工程行業(yè)也不例外，由于物質(zhì)生活水平的提升，且對生命安全的愈加重視，人們對土木工程建設(shè)質(zhì)量要求有所提高，為彰顯結(jié)構(gòu)與地基加固在土木工程中的顯著效果，結(jié)合某工廠廠房單層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)展開分析，在實例驗證下了解結(jié)構(gòu)加固技術(shù)與地基加固技術(shù)實際作用。

1 結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在土木工程建設(shè)的具體應(yīng)用

（1）加強截面加固。加強截面加固為直接針對建筑橫截面進行處理的方式，可在一定程度上提高配筋率，起到增強穩(wěn)定性的效果。由于土木工程建設(shè)情況均有不同，加強截面加固法還可進一步劃分。第一，直接擴大建筑結(jié)構(gòu)橫截面進行加固；第二，在建筑截面結(jié)構(gòu)建設(shè)時適當(dāng)提高配筋率；第三，融合以上兩種技術(shù)，既擴大結(jié)構(gòu)截面，又提高配筋率，在土木工程建設(shè)時，應(yīng)結(jié)合工程標(biāo)準(zhǔn)及周圍環(huán)境選擇截面加固方式。通過擴大結(jié)構(gòu)截面面積增強建筑整體穩(wěn)定性，并提升土木工程建筑力學(xué)水平，而提高配筋率則是根據(jù)建筑建設(shè)方案調(diào)整鋼筋間隔，將鋼筋作為保護層，提高建筑承載力，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)加固[1]。從實踐角度來看，擴大截面與配筋率提升融合使用時加固效果最佳，但周圍地質(zhì)環(huán)境優(yōu)異且建設(shè)情況尚佳時，若在擴大結(jié)構(gòu)截面基礎(chǔ)上再次提高配筋率，雖可進一步增強建筑穩(wěn)定性，但卻造成了鋼筋材料的浪費，因此選用加強截面加固法時，需結(jié)合土木工程建設(shè)情況進行合理選擇。

（2）碳纖維布加固。在土木工程建設(shè)中，碳纖維布加固法應(yīng)用較為廣泛，主要借助結(jié)構(gòu)膠將碳纖維布粘貼于建筑結(jié)構(gòu)混凝土表面，以此得到復(fù)合結(jié)構(gòu)，可大幅度提升建筑結(jié)構(gòu)強度，實現(xiàn)良好加固。碳纖維布加固法具有較強優(yōu)勢，工藝便捷且可提升結(jié)構(gòu)耐久性，并具備外觀美化效果，運用非金屬纖維（如玻璃纖維）加強建筑承載性、抗震性、抗剪性，除以上優(yōu)勢外，碳纖維布加固應(yīng)用存在一定局限，不可應(yīng)用于非混凝土結(jié)構(gòu)。

（3）鋼筋植筋加固。相較于增強截面加固法與碳纖維布加固法而言，鋼筋植筋加固法相對復(fù)雜，其具有加強的加固效果，因此在土木工程建設(shè)中使用頻率較高。由于鋼筋植筋加固法程序復(fù)雜，應(yīng)用前需做好具體規(guī)劃，結(jié)合具體土木工程建設(shè)情況制定應(yīng)用計劃，消除應(yīng)用過程中的不穩(wěn)定因素，確保其可發(fā)揮出原有加固效果。在具體應(yīng)用中，應(yīng)明確加固孔位置，在鉆機設(shè)備輔助下完成孔洞施工，完成鉆孔后結(jié)合實際工程情況焊接鋼筋，為保障加固效果，需進一步加固并清理孔洞，在此基礎(chǔ)上預(yù)埋鋼筋并灌注，借助鋼筋增強土木建筑整體穩(wěn)定性。

2 地基加固技術(shù)在土木工程建設(shè)的具體應(yīng)用

（1）化學(xué)加固?；瘜W(xué)加固法是借助化學(xué)物質(zhì)展開地基加固的方式，選擇可與土體成分膠結(jié)的化學(xué)物品，將其加入到地基土壤中，此時化學(xué)物品與土體發(fā)生膠結(jié)反應(yīng)，可降低地基土壤孔隙比，連接土體顆粒，提升土木工程建筑地基承載效果，此外還可在一定程度上降低地基沉降發(fā)生概率，完成地基加固目標(biāo)。在土木工程建設(shè)中，灌漿法與深層攪拌法為應(yīng)用較為廣泛的化學(xué)地基加固技術(shù)，灌漿法主要借助灌漿設(shè)備將化學(xué)溶劑注入灌漿孔內(nèi)，使化學(xué)溶劑逐漸擴散至巖土裂縫、土體孔隙中，便于發(fā)生膠結(jié)反應(yīng)，起到硬化土體、穩(wěn)定地基的效果，此外還可在化學(xué)溶劑中添加防滲物質(zhì)，增強地基防滲效果；深層攪拌法則是將相關(guān)化學(xué)材料深度攪拌，使水泥、石灰等物質(zhì)充分融合，混合材料可逐漸滲透至地基土體顆?？障秲?nèi)，起到加固地基作用。相較于灌漿法，深層攪拌法應(yīng)用更為廣泛，主要運用淤泥土、泥炭土進行攪拌填充，加固效果好且操作簡捷。

（2）壓密注漿。壓密注漿法在土木工程建設(shè)中應(yīng)用時需計算水泥粉煤灰配合比及土地加深密度，并根據(jù)工程具體情況嚴(yán)格配置漿液，以此確保地基加固效果，漿液配置完成后需運用注漿泵注入至地基指定深度，漿液在地基土壤內(nèi)部形成擠壓力，排出地基內(nèi)多余空氣及水分，同時漿液可在一定程度上快速凝固，填補地基空隙，加固地基。運用壓密注漿法加固地基時，漿液于地基內(nèi)凝固后可成為支架結(jié)構(gòu)，大幅度提升地基土體密實程度，同時漿液支架具有較強抗腐蝕性及抗侵蝕性，增強土木工程地基耐久性與穩(wěn)定性，進一步提高土木工程建設(shè)質(zhì)量。

（3）排水加固。排水加固法在土木工程建設(shè)中更適用于軟質(zhì)土層、粉塵土層環(huán)境下，首先需在地基內(nèi)設(shè)置袋裝砂井、塑料排水袋等豎向排水體，并結(jié)合土木建筑實際重量逐步加載，以此排出地基中多余水分，此時地基發(fā)生沉降，孔隙比降低，地基土壤強度隨之提升。排水加固法可進一步分為堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、降水預(yù)壓法、電滲預(yù)壓法，堆載預(yù)壓法則是對地基進行加載預(yù)壓，提前完成地基沉降，加固完成后卸荷載，并逐步平衡地基沉降程度，預(yù)壓荷載通常大于土木建筑整體荷載，一般為1.3倍，需結(jié)合工程地質(zhì)環(huán)境適當(dāng)調(diào)整；真空預(yù)壓法需在地基黏土層表面鋪設(shè)砂墊層，并在薄膜輔助下完成密封，借助真空泵進行抽氣，在負壓作用下地基地下水沿排水體排出地表，壓縮地基土體，實現(xiàn)地基加固；降水預(yù)壓法則是借助水泵直接抽出地下水，降低孔隙水壓力，起到加固效果；電滲預(yù)壓法則是借助電滲作用排出多余地下水，將金屬電極插入地基土體中，并通直流電，地下水在直流電場中由陽極流向陰極，從陰極排出地表，以此降低地基含水量，增強地基承載力及穩(wěn)定性，在實際土木工程建設(shè)中，電滲預(yù)壓法、降水預(yù)壓法應(yīng)用頻率較低，需工程人員結(jié)合地基結(jié)構(gòu)合理選擇加固方式。

（4）換填加固。在地基加固技術(shù)中換填加固法較為成熟，主要可包括石灰樁加固、振沖置換加固、換土墊層加固、加固碎石樁等方式。石灰樁加固法主要借助機械或人工進行打樁，科學(xué)配置粉煤灰與生石灰，將完成調(diào)配的混合材料填入樁孔，通過增強樁體密實程度來實現(xiàn)地基加固；振沖置換加固主要應(yīng)用在粘土質(zhì)地基中，借助振沖器夯實地表，完成高頻次夯實后產(chǎn)生孔洞并進行沖洗，可將碎石填入孔洞形成碎石樁，由于地基受到振沖作用，其密實程度有所提升，并導(dǎo)致碎石樁與土木工程地基結(jié)合為統(tǒng)一整體，形成復(fù)合地基，此時地基承載力大幅度提升；換土墊層加固方式需將地基松軟土層統(tǒng)一挖除，用高強度灰土、灰渣、碎石、粉煤灰進行填充，并采用分層壓實方式進一步加固，此方式效果較好，但僅適用于淺層地基；加固碎石樁方式需借助振動沖擊力將樁管壓入地基，在地基軟土中形成孔洞，置入碎石逐漸敲擊，緩慢抽出樁管，此時地基內(nèi)空隙被碎石填充，極大提高地基承載力[2]。

3 基于結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)的土木工程案例分析

3.1 工程案例概況

某工廠廠房建設(shè)采用單層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，使用時間的延長導(dǎo)致其墻體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度裂縫，需借助結(jié)構(gòu)加固技術(shù)進行處理，此外為保障工廠廠房整體安全性，消除潛在安全隱患，建筑地基亦需借助加固技術(shù)進行處理。

3.2 現(xiàn)存土建問題

圍繞廠房整體結(jié)構(gòu)展開土木工程評估，發(fā)現(xiàn)廠房處于沿海地區(qū)，地質(zhì)潮濕且地基土體內(nèi)含有淤泥質(zhì)厚土層，含水量較高，且土體黏結(jié)性較差，存在地基沉降現(xiàn)象，廠房結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性嚴(yán)重不足，此外廠房框架梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫，且部分梁柱節(jié)點存在較大斜裂縫，導(dǎo)致廠房上部墻體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，并存在錯位現(xiàn)象，同時梁箍筋密實度不足，壓實區(qū)間距過大，墻體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出眼中開裂及剝落問題。

3.3 結(jié)構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用

廠房墻體上部結(jié)構(gòu)開裂問題較多，需結(jié)合廠房穩(wěn)定性要求及現(xiàn)有結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量選定鋼筋強度規(guī)格，綜合考慮地面沉降帶來的墻體結(jié)構(gòu)不均勻性，選用碳纖維布加固法，以改性環(huán)氧樹脂為核心材料對墻體框架梁結(jié)構(gòu)進行加固優(yōu)化，對于墻體嚴(yán)重開裂部分，可直接采用灌漿法，以此加固墻體，針對錯位等變形墻體，需將受損部位進行拆除，并結(jié)合廠房結(jié)構(gòu)及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進行重建，而梁箍筋密實度不足的墻體，可張拉扁鋼進行整體結(jié)構(gòu)加固。

3.4 地基加固技術(shù)應(yīng)用

工廠地基含水率較高，結(jié)合粉質(zhì)土體可引起地基基礎(chǔ)水平流動，造成地基沉降不穩(wěn)定，不利于土木工程人員精確計算地基沉降數(shù)值，在地基沉降處理中，可選用真空預(yù)壓法進行初步排水，為確保地基加固效果，采用堆載預(yù)壓法進一步加固，增強地基承載力，確保廠房結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定。

4 結(jié)束語

綜上所述，結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用可從加強截面加固、碳纖維布加固、鋼筋植筋加固三個方面展開；地基加固技術(shù)可從化學(xué)加固、壓密注漿、排水加固、換填加固四個方面進行應(yīng)用。在實際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合土木工程周圍實際環(huán)境選擇加固技術(shù)，為人們提供高質(zhì)量建筑，保障建筑用戶人身安全及財產(chǎn)安全，推動我國土木工程行業(yè)發(fā)展進程。