土木工程设计中结构与地基加固技术的应用分析

李晓丽

（阳泉市山西华鼎建筑设计有限公司，山西阳泉 045000）

0 前言

作为土木工程项目中的重要组成部分，结构与地基加固在土木工程中所呈现出的问题极为常见。这些问题的出现也正说明土木工程受人们关注的程度不断提升。当更多科学技术融入土木工程之中，土木工程设计所呈现出的系统性与复杂性也随之增高。在此基础上，对土木工程设计中的结构与地基加固技术做出分析，就具有极大的应用价值与现实意义。

1 土木工程施工设计的重要性

新时期，我国土木工程施工无论从重量或效率等方面，都呈现出高速发展态势。现阶段的土木工程施工不再是单一化的流程堆砌，而是需要更为科学化与系统化的布局。自前期的施工准备工作，到中期的各项具体施工细节，再到后期的验收等，均应通过系统化的施工设计，所要准备的施工项目与内容也更为复杂与多样。如施工中所应用到的材料、机械设备、施工图纸、施工技术以及各施工岗位与职能的协调与调度等[1]。只有通过合理化的土木工程施工设计，才能使各个施工流程得到更为清晰的安置与实施，也才能进一步为土木工程的施工质量与安全，提供出稳定的保障。

2 土木工程中结构设计的应用

2.1 装配式混凝土结构应用

装配式混凝土结构作为土木工程设计中的新型结构形式，在应用中所发挥出的作用极为显著。在装配式混凝土结构设计环节，需依照建筑结构设计要求，对各类混凝土预制构件和进行特殊设计的混凝土预制构件加以拆分设计，并将此类装配式混凝土构件在工厂中进行加工制作。随后，将其运输至土木工程施工现场，并以吊装的方式实施施工作业。此种装配式混凝土结构所具有的优势为：①提升土木工程施工效率。装配式混凝土结构所涵盖的预制构件，具有相同的标准与规格。在生产质量得到保障的前提下，通过吊装的方式来完成构件的结构性组装，能够极大地削减现场施工制作所消耗的时间。这在确保土木工程施工质量的基础上，缩短施工工期，进而提升施工效率；②具有良好的环保性能。装配式混凝土结构所应用到的构件多为工厂内加工完成，并运送至施工现场实施组装施工，摆脱传统钢混结构建筑在施工现场所实施的配比、拌和以及浇筑等环节[2]。不仅减少了建筑垃圾与废料等的生成，还减少混凝土构件在制作、运输以及应用过程中对于环境的污染。而粉尘与噪声等污染的减少，也使装配式混凝土结构设计符合绿色施工理念。

2.2 钢材选取与连接

在土木工程项目施工过程中，对于钢材材料的应用极为普遍。因此，对于钢材材料的选取与应用，也应得到充分重视。虽然能够应用于土木工程中的钢材种类繁多，但在土木工程结构设计中，对于优质碳素钢及低合金钢的选取与应用也更为普遍。从结构设计角度分析，优质碳素钢与低合金钢两种钢材所具有的强度和硬度偏高，且带有较高的稳定性。同时，由于土木工程施工中所应用到的钢材结构多为“十”“丁”“H”三种，因此需依照土木工程结构设计要求来进行钢材结构的选取[3]。

在钢材构件的连接方式上，焊接与高强螺栓技术应用极为普遍，也均能够起到良好的钢材连接与稳固等效果。

2.3 型钢混凝土组合结构应用

型钢混凝土组合结构，即通过对钢结构抗拉及抗剪强度的特性，以及混凝土抗压强度的特点，将两者进行土木工程结构的组合构成，提升其所能承载的强度与刚度。型钢混凝土结构通过侧向刚度大混凝土板及钢梁的连接组合，也能够促进钢结构较易出现的整体或局部失稳现象，得到较大的改善。与此同时，型钢混凝土结构中所应用到的混凝土，多为预制装配式混凝土。由上文可知，这对于施工效率的提升优势明显[4]。

3 土木工程设计中地基加固技术的应用

在进行土木工程设计环节中，地基作为土木工程结构的基础性结构，所采用的加固技术与设计标准极为重要，且决定土木工程施工的可靠性与稳固性。因而，土木工程设计人员应依照土木工程结构设计要求，从地基加固技术角度结合经验和借鉴要素来进行逐步的调整与完善，使地基加固技术设计符合设计与施工要求标准。对此，就地基加固技术的设计应用要求，分析施工中所采用的地基加固技术措施。

3.1 地基加固技术的设计应用

首先，应确保地基加固技术的科学化选取。现阶段，土木工程施工中所应用到的地基加固技术种类繁多，如排水固结法、挤压加固法以及胶结加固法等。每种地基加固技术所具有的优势与劣势都极为显著，因而应依照土木工程施工项目的实际情况与技术要求标准，来进行有针对性的地基加固技术选取[5]。以此确保所选取的地基加固技术符合土木工程施工项目的开展，并能做到低能高效的效果。

其次，需确保地基加固技术的规范性应用。土木工程施工中所应用到的地基加固技术，多以换土垫层或置换方式进行。其中，若地基下层为软土层，则应选取换土垫层方式进行加固处理；若地基土层相对输送，则应选用置换方式进行加固处理等。由此便需要设计人员在土木工程设计阶段，对施工场地进行严格的地质勘查与土样检测，进而选取出适宜土木工程施工应用的地基加固技术，确保加固处理的规范化与合理化。

3.2 地基加固技术的措施

在土木工程施工技术过程中，所应用到的地基加固技术除前期的地质勘查与土样检测外，还应依照实际施工情况，进行地基加固技术的改善应用。在此，再更加深入地阐述地基加固技术所采用的具体措施。

3.2.1 浅基础地基加固

由于浅基础地基多为地面以下较浅位置，不仅深度较小，且在处理方式上也相对简单，如条形基础或独立基础等。在进行浅基础地基加固时，施工人员应对地基周边的土体和施工条件要素进行细致的判断，并以人工处理的方式加以处理，直至土质条件符合地基加固条件方可实施加固作业。若存在桩基础、地下连续墙等结构形式，通常可将此结构作为地基加固或起到承载连接作用的介质，使建筑物便于将荷载传递到基础部分，再由基础部分将荷载传递至具有较大承载能力的土层之中，由此来增强建筑物的稳定效果。

3.2.2 置换方式地基加固

若土木工程施工时，现场自然条件未能满足工程设计要求，便可通过换填法来加固地基。对此，设计工作中应明确地基加固所存在的置换方式种类，如强夯置换法、振冲置换法等。当在施工前所进行的地质勘查与土样检测过程中，土质为不排水抗剪强度处于15～20kPa 之间的软黏土，且加固深度颇深时，便可采用振冲式置换法进行软土地基的加固。同时，振冲置换法中所采用的碎石或卵石填料，也应在设计阶段固定好标准。如常规的碎石粒径在2～5cm 之间，且含泥量应小于10%。实施加固作业后，土木工程的复合地基的承载力将大于等于200kPa。而对于强夯置换法，则能够对非饱和土、加固饱和土以及较厚的淤泥质土层，有良好的加固效果。但受到土体渗透性与排水性相对较差因素的影响，采用强夯置换法时，应在设计阶段明确夯击工艺与施工所需的精确参数[6]。

3.2.3 排水固结地基加固

在实施土木工程地基加固技术应用过程中，排水固结法也是设计时需要参照与应用的重点方法之一。若土木工程地基基坑中水位偏高，或地下水位超出施工要求标准，则可通过排水固结法的方式进行土木工程地基的加固处理。因此，常规化的土木工程设计中，可增加在土层内进行排水的渠道，提升地下水的排放速度，进而提高地基的稳固程度。排水固结在应用中所消耗成本较低，且能够极大地加快土木工程的施工进度。

4 结语

综上所述，新形势下，土木工程作为促进我国经济建设与社会发展的关键性支柱型产业，其受关注程度逐步提升。尤其在各类先进科学技术与应用经验应用于土木工程建设中，促使土木工程的施工质量、施工安全以及施工进度等都得到较为显著的提升。由此也导致建筑企业或施工单位，对于土木工程设计阶段的掌控性不断加强。对此，本文通过结构与地基加固技术等方面，分析在土木工程设计过程中对于两者的应用。通过此方面的研究，不仅能够为土木工程结构的稳定带来保障，也能够促进我国土木工程的发展。