土木工程施工中地基加固結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用

張 祥

甘肅省建筑科學(xué)研究院有限公司

1 引言

目前，土木工程是一門比較受歡迎的學(xué)科，由于它需要依靠一些實(shí)用技術(shù)來開展，而不是其他學(xué)科用單一的理論來完成。對(duì)于土木工程來說，重要的是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)或觀察。因土木工程中的一些問題不僅僅是表面上的體現(xiàn)，我們需要從實(shí)踐出發(fā)，才能獲得發(fā)展空間。

2 地基加固結(jié)構(gòu)的主要影響因素

多種現(xiàn)實(shí)因素制約地基加固結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，其表現(xiàn)在以下幾個(gè)層面。

（1）基于每種地基類型結(jié)構(gòu)不同并存在自身的優(yōu)勢(shì)與不足，所以，當(dāng)其利用支撐功能時(shí)，建筑物將會(huì)受到不同影響。

（2）由于施工目的的不同，結(jié)構(gòu)的使用、耐久性和安全性的差異會(huì)影響地基的受力，導(dǎo)致加固結(jié)構(gòu)的變形。

（3）在施工中，建筑結(jié)構(gòu)的變形、發(fā)展速度及趨勢(shì)、施工加固技術(shù)水平與施工人員熟練程度等都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)加固技術(shù)有著重要影響。

（4）地基加固結(jié)構(gòu)的質(zhì)量往往受到施工人員自身施工意圖的影響，過分強(qiáng)調(diào)施工速度和效率會(huì)增加地基缺陷。

3 土木工程的結(jié)構(gòu)強(qiáng)化方法

在土木工程施工中，通常很難按照一般的設(shè)計(jì)模式來考慮工程中的問題。在土木工程建設(shè)中，測(cè)試是一個(gè)難題。如，在隧道或地下管線工程中，工程區(qū)受力狀態(tài)獎(jiǎng)會(huì)因工程進(jìn)度而隨之變化，所以說，在受力測(cè)試當(dāng)中不可避免地要多次進(jìn)行。提高土木工程施工質(zhì)量，必須從提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量入手。下面介紹土建施工中的結(jié)構(gòu)加固方法。

3.1 設(shè)計(jì)原則

在項(xiàng)目工程施工當(dāng)中，為提升其工程質(zhì)量，設(shè)計(jì)有關(guān)人員需遵循一定的原則，具體如下。

先是確保施工工程結(jié)構(gòu)的完整性設(shè)計(jì)。在土木結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)之中，工程師需更加重視其結(jié)構(gòu)整體性。結(jié)構(gòu)整體性設(shè)計(jì)一旦出現(xiàn)問題，將影響工程的施工質(zhì)量，威脅工程建筑物的安全。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需對(duì)工程元件機(jī)構(gòu)給予分析，注重工程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)，按照工程元件設(shè)計(jì)規(guī)范及質(zhì)量要求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)可靠以及安全程度。其次，保證工程設(shè)計(jì)過程的效率。在工程建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者首先要做的就是完成建筑的預(yù)圖設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在繪制建筑圖紙時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證所用數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和詳細(xì)性。經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析，科學(xué)準(zhǔn)確地整理結(jié)論，確保建筑制圖的精細(xì)與高效化。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的節(jié)點(diǎn)問題，施工人員要予以結(jié)構(gòu)確切研究，在此基礎(chǔ)上開展討論并設(shè)計(jì)優(yōu)化策略，并對(duì)節(jié)點(diǎn)問題給出相應(yīng)解決的方案，進(jìn)而提高建筑設(shè)計(jì)圖紙精準(zhǔn)度。

最后保障施工項(xiàng)目的合理設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是土木施工過程之中對(duì)于最終施工質(zhì)量有著最大的影響因素，不僅如此，還對(duì)人員自身安全產(chǎn)生影響。同時(shí)，可以減少結(jié)構(gòu)事故的發(fā)生?？茖W(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能否完成，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度有重要影響。設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)施工要求和施工環(huán)境的地質(zhì)氣候條件，對(duì)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，以進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。另外，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)環(huán)境研究報(bào)告合理規(guī)劃施工過程。宏觀控制與微觀管理相結(jié)合，可以提高項(xiàng)目的施工質(zhì)量，確保合理的設(shè)計(jì)。

3.2 設(shè)計(jì)方法

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是土木工程施工過程中的材料，廣泛應(yīng)用于路橋建設(shè)、房屋建筑、水利建設(shè)等方面。所以，為確保土建工程的施工質(zhì)量，在完成鋼筋混凝土有關(guān)結(jié)構(gòu)受力計(jì)算以后，再對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。從而確保建筑承載力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)達(dá)到規(guī)范及現(xiàn)場(chǎng)要求，用以確保建筑結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。具體地說，設(shè)計(jì)人員在工程設(shè)計(jì)中需選用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受力特征，并依據(jù)受力計(jì)算所得結(jié)果對(duì)建筑物分析，探究其在使用過程中是否會(huì)發(fā)生變形或相關(guān)結(jié)構(gòu)變化，以保障設(shè)計(jì)合理性。

3.3 加固措施

鋼材與水泥是鋼筋混凝土的主材料，其材料質(zhì)量及性能對(duì)建筑強(qiáng)度有所影響，為提升其鋼筋混凝土材料性能油機(jī)建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)按照施工環(huán)境和施工要求進(jìn)行合理的配筋率。施工人員在配合施工材料的過程中，應(yīng)保證骨料、水泥、碎石等材料滿足施工需求，以確保工程施工質(zhì)量與施工力度。在施工過程中，為工程的如期竣工，施工人員還需振搗混凝土，并選以適宜的相關(guān)加固材料，使其受力與硬度能夠達(dá)到施工需要。

并且，針對(duì)施工前原料的采購(gòu)，相關(guān)人員需對(duì)其所需鋼材給予充分描述，含彎曲度以及強(qiáng)度關(guān)鍵性能，確保材料質(zhì)量。并且在鋼結(jié)構(gòu)澆筑過程中，工程師應(yīng)確保占地面積達(dá)到澆筑需求，也就是說，建筑面積是鋼結(jié)構(gòu)面積的兩倍以上。如果該區(qū)域不夠大，則很可能導(dǎo)致鋼構(gòu)件變形并損壞其結(jié)構(gòu)，從而影響施工質(zhì)量。工程師還應(yīng)使用足夠長(zhǎng)的起重臂和起重能力足夠的吊車來進(jìn)行建筑吊裝，并確保吊裝過程始終保持安全距離，以防止鋼結(jié)構(gòu)的碰撞影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

4 地基加固技術(shù)的應(yīng)用

在土木工程技術(shù)的發(fā)展中，地基加固是其工程建設(shè)的難點(diǎn)之一，同時(shí)對(duì)于技術(shù)的優(yōu)化也是十分緊迫任務(wù)。在土木工程地基加固施工中，施工技術(shù)人員需要依據(jù)施工的條件與周圍環(huán)境以及不同項(xiàng)目去挑選適合的加固方式。

地基設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)決定了整個(gè)土木工程基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。在設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分考慮影響地基質(zhì)量的各種因素。根據(jù)地質(zhì)和水文環(huán)境，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的使用年限，確定地基的埋深。在氣候環(huán)境基礎(chǔ)建設(shè)過程中，也應(yīng)考慮基礎(chǔ)施工，如果該地區(qū)位于強(qiáng)風(fēng)區(qū)，則在科學(xué)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)的豎向邊緣和結(jié)構(gòu)重心應(yīng)更高，使建筑物能在均勻風(fēng)的條件下，對(duì)強(qiáng)風(fēng)對(duì)建筑物的影響。

4.1 常用的加固技術(shù)

4.1.1 排水加固法

在土木地基的建設(shè)中，為了提高黏性地基對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中工程質(zhì)量的影響并提高基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，施工人員一般在地基上添加排水材料。在此過程中，添加到軟土中的材料通常是礫石。如果礫石層能有效達(dá)到施工排水的目的，則可以為施工過程創(chuàng)造良好的施工條件。另外，進(jìn)一步改善地基排水還能防止施工后地基沉降，利于地基施工質(zhì)量的保障。

4.1.2 鋼筋混凝土設(shè)置

在基礎(chǔ)施工過程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能有效地保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。為了保證土木工程基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：（1）嚴(yán)格控制鋼筋材料和水泥的質(zhì)量，確保鋼筋和水泥的規(guī)格符合施工要求。（2）應(yīng)合理設(shè)計(jì)地基中鋼筋的框架結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格控制鋼筋與水泥的比例，保證鋼筋混凝土的質(zhì)量能滿足基礎(chǔ)施工的要求。

4.1.3 裂縫修補(bǔ)

在土木工程的發(fā)展過程中，裂縫是一個(gè)普遍存在的問題。裂縫的存在不僅會(huì)影響附屬設(shè)施的美觀程度，還會(huì)影響建筑物的穩(wěn)定性和安全性。在處理過程中，施工人員需要事先檢查裂縫的分布和大小，然后有針對(duì)性地調(diào)整修補(bǔ)混凝土配合比，及時(shí)修補(bǔ)，防止其膨脹，從而有效地增強(qiáng)建筑物本身的穩(wěn)定性，間接降低地基的壓力，切實(shí)保護(hù)地基。

4.1.4 托換技術(shù)

在土木工程的地基加固工程中，在局部軟土層、大面積松散土層和濕土層中設(shè)置鋼筋混凝土樁，樁頂設(shè)置樁帽。因此，稱為墊層技術(shù)將地基自身的壓力分配給混凝土樁基的加固技術(shù)。其中，主要施工技術(shù)是注漿托換法，主要施工步驟是用基礎(chǔ)代替混凝土注漿托換，通過加入相關(guān)的化學(xué)試劑，達(dá)到快速固化的效果，從而提高地基的穩(wěn)定性，減少地質(zhì)沉降。

4.1.5 植筋技術(shù)

與托換技術(shù)相比較，該技術(shù)的應(yīng)用范圍更廣。植筋技術(shù)的操作難度相對(duì)較低，效果更為明顯。在混凝土施工過程中，施工人員能迅速掌握施工技能和施工方法，并能快速有效地加以應(yīng)用，只需將加工后的鋼筋材料直接插入基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)中，以增強(qiáng)建筑物本身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4.1.6 增強(qiáng)土木工程結(jié)構(gòu)抗震能力

在土木工程建設(shè)中，各地區(qū)應(yīng)考慮自身的地質(zhì)條件，在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加強(qiáng)自身的抗震能力，以應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害。有關(guān)部門還應(yīng)當(dāng)規(guī)范建筑技術(shù)規(guī)范，對(duì)工程的選址、規(guī)劃和材料使用進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督。積極吸收和借鑒國(guó)內(nèi)外的成功經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，特別是對(duì)于那些重點(diǎn)設(shè)防地區(qū)，即使造價(jià)高，也要采用抗震等級(jí)高的新技術(shù)、新材料。要杜絕使用不合格的材料和設(shè)備。材料和設(shè)備必須有出廠合格證，并有專人監(jiān)督，所有材料和設(shè)備的抗震試驗(yàn)和檢查應(yīng)由專門人員進(jìn)行。

4.2 加固施工中的注意事項(xiàng)

4.2.1 正確選擇加固方法

目前，在地基加固過程中使用的技術(shù)手段很多。不同的地基加固技術(shù)對(duì)施工環(huán)境有不同的要求。因此，為提高加固施工效果，在現(xiàn)實(shí)的施工過程中，設(shè)計(jì)人員需按照施工環(huán)境與其所用工藝去選擇適合的施工工藝，進(jìn)而確保工程施工的質(zhì)量。以換填法的施工舉例說明，在工程施工中，倘若地基承載力不足，出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，則在填土方法中應(yīng)加強(qiáng)地基，需根據(jù)地質(zhì)的調(diào)查結(jié)果，分析地下組織結(jié)構(gòu)并選擇合適的加固技術(shù)。

4.2.2 根據(jù)規(guī)范設(shè)置合理的抗震等級(jí)

在土木建設(shè)中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。建設(shè)項(xiàng)目的抗震等級(jí)對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和框架設(shè)計(jì)有很大影響。在施工階段，施工人員將參照中國(guó)地震法規(guī)，根據(jù)周圍建筑物的用途，設(shè)防強(qiáng)度和高度確定工程施工的抗震等級(jí)。根據(jù)不同的地震級(jí)別，地震的設(shè)計(jì)和選擇以及地震措施也有不同的級(jí)別。

5 結(jié)束語

地基和結(jié)構(gòu)的加固主要針對(duì)既有建筑。它的施工環(huán)境比較復(fù)雜多變，需要考慮的各個(gè)方面都比較復(fù)雜，這與新項(xiàng)目有很大的不同。在這種情況下，在土建工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量考慮周圍客觀條件的約束，也是土建工程設(shè)計(jì)中最常見的難點(diǎn)，如空間運(yùn)行的限制，對(duì)周圍建筑和人們生活的相關(guān)影響。針對(duì)這一情況只有通過不斷提升技術(shù)使之精進(jìn)、成熟，才能有所突破做好建設(shè)項(xiàng)目。