试析土木工程设计中结构与地基加固技术的应用

试析土木工程设计中结构与地基加固技术的应用

沈高峰

杭州易才人力资源管理有限公司

摘要：在现阶段，土木工程已成为建筑设计与施工建设中的重要组成部分，其主要是建立在工程实践基础上的，因为土木工程与其他工程相比有着较为复杂的特点，在分析过程中，难以有效的兼顾到现场多方面的因素。基于此，本文主要从作者的实际工作经验进行入手，对土木工程设计中结构与地基加固技术的应用进行分析，希望可供相关从业者的参考借鉴。

关键词：土木工程；结构设计；地基加固；应用分析

1土木工程设计中的结构设计分析

1.1土木工程混凝土结构设计

土木工程建筑混凝土的结构设计需要达到国家所规定的质量标准及行业规格，混凝土的结构设计不仅需要考虑到混凝土强度以及防渗水的能力，还需考虑建筑结构在复杂环境长期使用中所受到的材料腐蚀和水力的冲击所造成的质量下降，要为混凝土结构的后期质量检修和加强留有充分的余地，能够在建筑材料损毁或老化情况下进行部件的重置和维护，保证混凝土结构在使用中的稳定性，延长工程的使用周期。

1.2土木工程剪力墙结构设计

1.2.1剪力墙结构概述

剪力墙指的是建筑中，用于承受风荷载或地震作用所引起的水平荷载的墙体，因此，剪力墙又可以称作为抗风墙或抗震墙。由此可以看出，剪力墙的设置是为了保护建筑结构不遭受到剪切破坏。通常情况下，剪力墙的施工材料会选择钢筋混凝土，以增强房屋及构筑物的坚固性。建筑结构指的是房屋或构筑物中，由一定数量的构件而连接形成的具有承受一定荷载能力的空间体系。根据不同的标准，建筑结构的分类也有所区别。根据不同的施工方法，建筑结构可分为混合结构、框架结构、剪力墙结构等。由于剪力墙具有较强的抗侧力刚度和抗震性能，而且用钢量也比较小，因而在建筑结构设计中得以广泛应用。简单来说，剪力墙结构就是利用钢筋混凝土墙板来承受来自垂直方向和水平方向的力的结构。在设计剪力墙结构时，通常会使用钢筋混凝土墙板取代之前框架结构中的梁柱，从而提高承受荷载的能力。换言之，剪力墙结构主要指的是竖向的钢筋混凝土墙板，而横向仍然沿用钢筋混凝土的大楼板搭载在墙上，而这个结构就成为剪力墙结构。

1.2.2剪力墙平面结构布置

剪力墙的平面布置首先要做到的就是保证均匀，并保证质量中心和刚度中心处在重合的状态下，减少力矩对墙体的作用力。剪力墙在施工中应当沿主轴方向布置，并保证剪力墙的抗侧力刚度保持在合理范围内，如果有必要可适当增加可利用空间，并保证适当的高度。另外，剪力墙还应当保持合理的间距，通常采用经验公式进行设计，公式为T=（0.05-0.06）n，其中n为建筑结构层数。实际剪力墙的数量应当与计算结果接近。剪力墙处理要具备较强的承重能力与刚度，还应当保证良好的延伸性和弹性，从而保证其在因外力作用产生裂缝时，剪力墙还能够不发生倒塌。

1.2.3剪力墙约束边缘构件处理

约束边缘构件能够促使剪力墙的承载能力得以显著提高，并减少层间位移，同时提高抗震能力，而且对于墙板也能提供稳定作用。剪力墙抗震设计应当满足第一振型的抵抗力矩大于承受力矩的一半以上。约束边缘构件的确定应当以剪力墙相关轴压比为依据。一般来说，抗震等级较高的剪力墙，应当采取层数较多的约束边缘构件，并有效控制剪力墙的均匀性，以从根本上提高墙肢的承重能力。

1.3土木工程承重墙结构设计分析

现代房屋多属矩形平面，其横向刚度往往要小于纵向刚度，这就要求必须要有足够的横墙，才能有效保证房屋建筑结构的抗震性能。从地震灾害可知，房屋墙体一般都是剪切破坏。因此，在进行房屋建筑设计时，必须要提高建筑的抗剪强度，以提升房屋横墙的抗震能力。以提高建筑的抗剪强度，就要求提高材料的强度等级，并相应增加横墙的轴压力，因此需要将横墙尽量成为承重与隔断相结合的墙体。当房屋建设中的房间比较大时，设有沿进深方向的梁应支撑在纵墙上，以使纵墙承重。同时，建筑楼板应沿纵向搁置，因此形成横墙承重，再加上纵墙因存在轴压力而增加其抗剪能力。

2土木工程结构截面设计中所存在的问题分析

2.1框架柱的计算长度

在框架柱的计算当中，先确定其长度，以此作为结构层高。但是此过程需要注意，两柱之间在安置的时候形成彼此交叉的形态，此种方式已经类似于刚接，而并不属于力学机构之中的铰接或者固结。因此，在进行计算的时候，应当详细了解相关规范，各种操作活动也要严格按照规范执行，如此才能有效判定其计算长度。

2.2场地类型与抗震性能

各种建筑都有自身的特点，在其施工的时候都需要对抗震等级进行确认，在实际选择当中，其与施工现场的具体情况存在重要关联。实际上，抗震等级的要求会对框架截面的设计有着较为重要的影响。相关的设计人员想要查询抗震等级，通常都是根据建筑的高度以及防裂度。现实施工之中，一定要对施工现场的信息进行全面分析整理，然后根据当地的实际情况选择合适抗震等级。而且也要注意计算值和实际要求之间的差距，设计的过程中进行重点关注。

3土木工程设计中地基加固技术的应用分析

3.1排水固结法

排水固结法在建筑工程地基加固的一种重要方法，通常应用于比较高的水位，地基加固是解决问题的主要依据。为了维持稳定的基础，排水固结法是常用的竖向排水井，沙井或塑料引流袋加固，使建筑能隙在地基土的水分排除，缩小土质之间缝隙，从而达到强化的目的，提高地基的强度和稳定性。采用加固地基的排水固结法时，为了提高固化速度可以在增加土壤排水的自然方式，其目的是为了缩短排水距离，施工人员也可以通过设置砂井、排水井，或塑料引流袋来加固地基，在短期内完成施工，，而且还可以提高地基的抗剪强度，对地基的稳定性也有一定的保证。

3.2.1土壤置换法的优点

与原土相比，置换的土垫层具有良好的承载能力，强度也相对较高，具有不易变形的特点。不同填充材料根据变化可分为砂垫层，砂卵石垫层，垫层、碎石，石灰或素土垫层，垫层的炉渣，炉渣垫层和其他性能稳定，无腐蚀性的缓冲材料等。

3.2.2利用地基土的位移法的类型

土体位移法主要用于浅基础加固，包括淤泥，淤泥质土，松散的素填土，杂填土，完成了自身的重量，吹填土地基处理，合并等，和一个黑暗的池塘，涵洞和其他表面处理和填充低洼地区。此外，土壤置换法在地基处理中也有一些特殊的地方，可以消除湿陷性黄土地基土的膨胀现象，屋面可以防止倾斜，对其他现象的基础冻害，提高建筑的承载能力。

3.2.3浆液加固法

浆液加固法只适合已存在建筑地基的加固处理河以通过水泥注浆、化学注浆等方法完成.注浆技术的实用性很强，在工程的应用范围也非常广，通过压力把能够让土层凝结的浆体注入土体的缝隙中，主要使用液压、气压或者电化学的方法进行注压这样能够提高土层的强度、抗腐蚀性且稳定性高从而保证了土木工程建筑物的质量。

3.2.4加筋法

在相对较松散土质的土层上进行工程施工，需要对采用加筋法对土质进行固定，以防其轻易地发生移动，对工程地基和上层结构产生威胁。加筋法主要应用于高层建筑或难度加大的工程建设中，为工程地基的加固产生了非常重要的作用。

4结语

总而言之，在现代社会经济飞速发展下，我国的土木工程建设取得了一定程度的发展，但是在其具体工作施工技术应用中，还需认真的分析。土木工程对社会发展的重要作用，使得对其工程结构质量控制成为了必要，建筑施工单位必须积极的对工程施工措施及工程结构进行优化设计，并且在工程地基建设中采用加固的技术，以有效的保证工程建设质量满足现代社会发展需求。

参考文献：

[1]张慧真.试析土木工程设计中结构与地基加固技术的应用[J].江西建材,2020(06):89-90.

[2]吴刚.土木工程设计中结构与地基加固技术的应用分析[J].工程技术研究,2020,5(08):58-59.