结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用孟祥铭

结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用孟祥铭

孟祥铭

哈尔滨智能热电设计院黑龙江省哈尔滨市150010

摘要：本文进一步论述地基加固比较常用的手段，对加固之后的承载力进行简单阐述。为保障城市建设的进度，建筑业成为目前主流行业。土木工程作为建筑业的分支。主要包括地基的建设和结构的设计两方面，要保证有效的结构设计及地基加固的处理。不能仅仅根据理论或实验确定。应该积极进行实际调查，将土木工程建设与实际情况接合起来。因为结构设计与地基加固问题直接与具体施工过程息息相关，这就要求在进行设计过程中根据以往的经验及基础，设计出一套合理、完善且有较高应用性的方案。才能为后续的施工打好基础，提高土木工程建设的施工效率。

关键词：土木工程建设；结构设计；地基加固技术

1土木工程结构与地基加固的重要性

1.1提升土木工程使用寿命

使用寿命是一个土木工程重要的经济指标，土木工程本身质量问题，土木工程使用功能改变等都会对土木工程使用寿命造成一定的影响，如果土木工程因以上原因被拆除，就会产生严重的浪费问题。通过优化土木工程结构和地基加固设计，可以极大提高土木工程的安全性和功能性，减少各种质量问题及功能改变后对土木工程使用的影响。

1.2提升土木工程的耐久度

耐久度是一个土木工程重要质量指标。土木工程在建造过程中会受到各种主客观方面因素的影响，主观因素主要指人为因素，如施工不当、人为破坏、维护不当等；客观因素主要是自然环境对土木工程材料的侵蚀，比如风吹日晒、降雨降雪等，土木工程的耐久度达不到设计标准，就很难满足人们的居住水平要求，应用结构加固技术可降低这些因素对土木工程的影响，提高土木工程使用的质量和安全。

2土木工程的结构强化方法

2.1设计原则

在土木工程的结构设计过程之中，要想提升设计的质量，设计人员需要遵守如下的原则：第一，保证结构设计完整性。在土木工程的结构设计过程之中，工程设计人员必须对结构的完整性加强重视，一旦结构完整性设计出现问题，那么工程的施工质量就会受到影响，威胁工程建筑的使用安全性。在设计过程之中，设计人员需要对工程的结构元件进行全面的分析，重视工程设计之中存在的结构薄弱点，根据设计之中的规范和质量要求合理设计工程结构，保证设计方案的可靠性和安全性。第二，确保设计过程核算高效性。在工程建筑的结构设计过程之中，设计人员首先要做的应该是完成建筑的预先图表的设计。在建筑图表的制定之中，设计人员要保证其中所用数据的准确性和详细性，对数据进行细致的分析之后，对结论进行科学、精确的整理，保证建筑图表的精炼性和高效性，对于结构设计之中的节点问题，施工人员要对其结构进行详细的研究，在进行讨论和优化设计的基础之上对节点难题提出相应的解决措施，进一步提升核算图表准确性。第三，保证工程设计的合理性。在土木工程的施工过程之中，对最终的施工质量影响较大的因素就是建筑结构的设计工作，其不仅影响最终的施工质量，也影响着施工人员的安全。合理的结构设计在保证结构强度的同时也可以降低施工的难度，降低了施工事故发生的可能性。是否可以完成科学合理的结构设计工作对于工程的进行有着重要的影响，在设计之中，设计人员要跟据工程项目的施工要求和施工环境的地质、气候条件对工程项目设计进行优化和调整，以便于进一步提高设计质量。此外，在设计之中，设计人员也要根据环境调研报告来合理规划建筑施工过程，宏观调控和微观管理的结合可以提升工程的施工质量，确保设计方案的合理性。

2.2设计方法

钢筋混凝土结构是在土木工程的施工过程之中使用较多的材料，在道路桥梁建设、房屋施工、水利工程施工等多个方面都有广泛的使用，因此，要保证土木工程的建设质量，在设计之中就应该针对钢筋混凝土结构的设计进行优化。在实际设计过程之中，设计人员要跟据混凝土的性能、耐久性以及在工程之中使用的钢筋材料的结构强度进行考虑，在完成钢筋混凝土结构的受力计算之后再进行结构的设计。要保证设计的结构可以保证建筑物的承载力符合规范和施工场地要求，保证建筑的结构稳定性。具体来说，设计人员要合理选择钢筋混凝土结构的受力特点，根据工程设计的受力计算来分析建筑在使用过程之中是否可能发生形状和结构上的变动，保证设计科学性。

2.3加固措施

钢筋混凝土结构的主要材料包括钢材和水泥，这两种材料的质量和性能都会影响结构的强度和材料的使用性能。为了进一步提升钢筋混凝土材料的性能，加强工程建筑的结构强度，在实际设计之中要根据施工环境和施工要求进行钢筋混凝土的合理配比。在施工材料的配比过程之中，施工人员要保证骨料、水泥、砾石等材料符合施工的要求，可以保证工程建设的强度和质量。在施工过程之中，为了工程项目的正常完工，施工人员还要对混凝土进行振捣，并选择合适的钢筋材料，钢筋材料的应力作用和刚度要满足工程需求。同时，在施工之前的材料采购过程中，工程人员要对所需要的钢材的弯曲度、强度等性质进行全面的说明，保证材料质量。同时，在钢结构的安放过程之中，工程人员要保证用地面积满足安放的要求，即面积是钢结构的占地面积的1.5倍以上，假如面积不够大很有可能造成钢构件的变形和损坏，影响施工质量。同时，在钢结构安装的过程之中，工程人员要选择臂杆足够长、起重能力足够强的起重机来进行起吊，并且在起吊过程之中保证安全距离，避免出现钢结构的碰撞，影响结构强度。

3土木工程建设中地基加固技术的使用

3.1换填法

在地基加固当中换填法的应用比较多，如果在土木建筑工程中，其自然地质不能够充分满足实际建设的需要时，例如存在粘性较大的地基，就可以对其进行压力的施加，从而使得土质更加坚实，满足施工建设的需求，因此可以选择换填法的方式。在换填法当中，包括多种方式，入碎石桩法、振冲置换法以及EPS轻填法等。例如在对换土垫层方法进行使用的时候，应当先将需要置换的软土层挖出来，然后再将一些质地比较坚硬的土石填充进行去，和下层土质共同构成双层地基，从而为土木工程的建设质量奠定一个良好的基础。

3.2排水固结法

排水固结方法主要是指在建筑工程中对地基进行加固的重要技术，当地下水位比地基加固的高度要高时，我们会经采用此种方法来解决问题。我们在使用排水固结法的过程中，为了有效的加快固结的速度，我们可以采取在天然土层中增加排水的途径，这样能够更好的有效缩短排水的距离，可以对排水井进行合理的设置，从而有效实现加固的目的。这样也能够更好的缩短工期，并且在较短的时间内实现良好的加固工作，确保建筑物相关部位的强度和稳定性。

3.3加筋体复合地基加固技术

该技术包括砂桩、碎石桩、夯实水泥桩等。在应用该技术时，需要依靠振动、冲击等方法，在软弱地基上形成多个施工孔，再通过压力，将砂挤入到土体中（如图1），让原本软弱的土层中形成多个砂石桩，并且土体中的水分会通过排水层、透水层等快速排出土地，这样会提高地基的承载力，保证工程施工。

3.4强夯加固技术

强夯法就是对地基的夯击，从而使地基的强度提高、压缩性的到降低的方法，这种方法一般适用于处理碎石土、砂土、粉土、粘性土、杂填土、素填土等地基，可以有效的提高地基的强度、降低地基的压缩性、改善抗振动液化的能力和消除土的湿陷性，所以一般是对可液化砂土地基和湿陷性黄土地基等，但是这种方法对于饱和度高的粘性土处理效果不好，所以在地基处理时强夯法会与其他方法进行结合，以便于更好地加固地基。

结束语

土木工程建设作为建筑业的重要组成部分，正确、有效的土木工程建设可以充分促进城市建设的速度。而要保证土木工程建设的工作质量，就要提高土木工程建设中结构的设计以及地基加固技术的应用价值。因此对土木工程建设过程中的结构设计及地基加固技术应用探究是一项必不可少的任务。

参考文献

[1]高有斌，刘汉龙，张敏霞，等.强夯加固地基的土体竖向位移计算方法研究[J].岩土力学，2010，31（8）：2671~2676.

[2]韩立尚，宋雷，杨成立.复杂地质条件下多层建筑地基加固与抗变形研究[J].矿冶工程，2011，31（4）：30~33.