土木工程中结构与地基加固技术的研究

马松 黄金

【摘要】文章首先阐述了土木工程中结构设计方法与有效施工措施，重点从钢筋混凝土材料的预制与使用方面进行。以此为背景讨论了地基加固施工技术，对土木工程自身重量及振动带来的影响做出分析，提出的加固技术方法更具有可行性，为土木工程安全使用打下坚定基础。

【关键词】土木工程；工程结构；地基加固

一、土木工程结构方面的现状

目前在土木工程结构上，主要有钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构和木结构等，在实际的施工应用中，钢筋混凝土结构和钢结构是用途最大和最广泛的两种结构。下面就这两种结构予以介绍。

1.1 钢筋混凝土结构的设计原理和方法

钢筋混凝土结构一般用于水利施工、房屋的建造以及道路桥梁建设。该结构在不同用途上，其考虑重点都有所差异。但在设计原理上，都必须首先遵循安全性，即在正常使用情况下能够承受可能出现的各种直接或间接作用力，即使突发状况也要保持必需的承载力和稳定性。在满足这点的基础上，再考虑适用性、耐用性和经济性。钢筋混凝土结构设计方法先后经历了容许应力设计方法、破损阶段设计方法和极限状态设计方法。前两个方法在设计上存在严重的缺陷已经不予采用，但是其设计思路在某些情况下还能够用到。目前广泛使用的是极限状态设计方法，它首先要计算出截面被破坏时的极限承载力，然后控制截面在使用荷载作用下的内力不大于破坏的极限承载力除以某个考虑安全的系数。从而依据此进行框架的设计。

1.2钢结构安装应注意的问题

钢结构的安装是将各种钢构件在现场用电焊、高强度螺栓、普通螺栓等方法连接在一起。从整体上看其设计的环节和技术较多，现场施工较复杂，下面本文从三个方面进行安装规范的说明。

1.2.1 选材与连接环节

目前常用的钢材有型材、板材、管材和技术制品四个种类。在钢结构的炫彩设计上，需要使用普通的优质碳素结构刚、低合金和普通碳素刚等等。钢结构对于刚才的要求比较严格，它要求钢材有较高的强度，优良的塑性和韧性，能够适应冷热加工处理，最后是对于耐久性的考量，要能适应足够低的温度，一定的抗腐蚀能力和重复荷载能力。对于不同的结构构件的现状有不同的要求，一般柱子截面呈"工"字形或者是箱型；对于梁部构件采用轧纸的"H"型，以及焊接的钢梁。

在结构构件连接上，一般需要焊接和螺栓连接。在焊接施工时，首先要对焊接接头的工艺进行标准化测试，定出焊接用料和各种参数。在高强螺栓连接过程中要重点关注螺栓链接孔位的精确度。制孔技术分为两种，一是使用数控机床进行钻孔；一是利用模版制孔。两者的精度存在差异，要根据现场情况和设计要求进行选择。构件连接的方法要首先确保设计要求然后在考虑施工难易程度及经济效益问题。

1.2.2 安装施工现场的控制

在钢结构安装施工现场，要做到管理有序，文明施工，这样才能高质、高效的完成安装任务，整个现场管理中有两点需要注意，即钢构件的堆放和安装机械地点的选择。按照一般的规律，现场用地面积要达到结构整体占地面积的1.5倍。根据安装程序，要把需要的钢构件从中转堆场，运输安置在安装机械的回转半径之内。对于安装机械，要做到各种环节的检查，诸如塔式起重机的臂杆长度要有足够的覆盖面，起重能力要进行检验，确保满足最大的起重需求，同时钢丝绳的长度要足够，安装机械的速度要满足不同速率的需求。对于安装的交叉作业，要进行合理安排，避免人员之间产生拥挤，机械之间产生碰撞。钢结构安装的最佳場所是规整、匀称的较平的建筑平面，因此安装流水线的设置要合理。

二、土木工程中地基加固技术分析

地基的加固一直以来都是土木工程中的难题，主要的技术有5类：排水加固法、换填加固法、胶结法、加筋法和挤压法。由于施工的地段不一样，因此在实际的方法运用中要综合考虑各种因素。在地基加固技术常用的方法中，换填法分为换土垫层以及置换两种方法。当建筑物基础下的持力层比较软弱，不能满足上部荷载对地基的要求时，常采用换土回填法来处理。施工时先将基础以下一定深度、宽度范围内的软土层挖去，然后回填强度较大的砂、石或灰土等，并夯至密实。换土回填按其材料分为砂地基、砂石地基、灰土地基等。排水加固法主要适用于相对湿润的地带以及沼泽地带，在实际的使用中主要的方式有提案载预压法以及真空预压法。加筋法主要是为了保证土质的稳定性，适用与高层建筑。

三、结构截面设计中的常见问题分析

在结构截面设计中，常见问题主要分为两类：

1、场地类别对抗震等级的影响

不同的建筑物类别在考虑抗震等级时取用的抗震烈度与建筑场地类别有关，框架截面设计受抗震等级的影响比较大，在抗震规范中查出抗震等级主要的依据是房屋高度和设防裂度。在土木工程中，对于I类场地要进行具体分析，由于抗震计算的抗震等级与采取抗震构造措施的抗震等级不一样，所以在设计上也要注意。

2、框架柱的计算长度

在框架柱的计算过程中，首先要取框架柱的长度为结构的层高，但是由于梁柱纵筋相互交叉形成的节点连接接近刚接，不是结构力学当中的铰接及固结，所以要严格按照相关的混凝土结构设计规范来确定各种柱的计算长度。

3工程测量和施工管理技术与方法

工程测量，即工程建设中的所有测绘工作，包括在工程建设勘测、设计、施工和管理阶段所进行的各种测量工作。它是直接为各项建设项目的勘测、设计、施工、安装、竣工、监测以及营运管理等一系列工程工序服务的。在整个施工过程中，工程测量都起了重要的基础性作用，没有测量工作为工程建设提供数据和图纸，任何工程建设都无法进展和完成，同时在工程测量的过程中需要认真观察、统筹全局，在数据的记录上要精准。

4、地基加固方法

地基加固方法中的换填法是地基加固当中最为常见的方法，这种方法适用于天然的地质结构不适宜当期工程的建设，要采取换图垫层的土质置换的方法。换土垫层指的是用质量比较好的能够支撑工程建设的优质泥土代替原来的自然生成的土质，这种换土垫层法一般都是对建设的土地进行整体置换。而地基加固法当中的置换法有几种，包括水泥置换法、碎石置换法、石灰置换法等。

小结：随着科学技术的不断进步，我国建筑行业也在不断发展，在土木工程的建设中，要积极引进先进的技术，通过运用新型的材料不断推动建筑的发展。同时，在实际的工程中，要注意统筹全局，把好每一步关卡，保证建筑的质量和安全，从而不断满足社会主义现代化建设的要求，促进我国国民经济的快速增长。

参考文献：

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[2] 范文娟.在土木工程建设中结构与地基加固技术的应用[J].黑龙江科技信息，2014（02）.

[3] 罗淑娥.建筑施工中的混凝土加固技术[J].中国新技术新产品，2010（16）.