土木工程结构设计与地基加固技术探究

张春礼 周梦琪

【摘要】我国的土木工程建设项目逐年增长，随着土木工程结构体积的扩大、高度的增加，土木工程结构施工中面临着越来越多的困境，传统的结构设计理念和加固技术已然难以满足各种复杂的土木工程结构施工。因此，由于结构设计和地基加固对于整个土木工程结构的重要性，各个工程企业在施工建设的过程中，都越发重视结构设计和地基加固处理。本文针对土木工程的结构设计和地基加固展开了详细的研究，对土木工程施工建设存在一定的指导意义。

【关键词】土木工程;结构设计;地基加固技术

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

22.106

土木工程的结构复杂，设计施工时面临的技术难点多，为了克服不利条件的影响，在开展结构设计和地基加固的过程中，工程企业应结合对现场条件的考察，根据结构施工要求，对比多种的结构设计方案和地基加固技术，选取最符合结构要求的施工技术，提高土木工程结构的稳固性。未来的工程建设中，应加强结构设计和地基加固的技术创新。

1、土木工程结构设计分析

1.1基础结构合计

土木工程结构中，基础是结构承载的主体，其设计是否合理将会关系到整个结构的稳定性和安全性。因此，任何的土木工程结构设计中，都应该从思想上重视基础结构的设计工作，但当下的很多土木工程存在着连续梁结构设计问题，具体表现在结构承载力不够方面，主要是由于相应的设计人员在基础设计中缺乏对相应因素的综合考虑。为了避免在基础结构设计方面的问题，设计人员应根据对现场条件的调查，做好基础选型设计，用最佳的基础设计来提高结构性能，使得基础能够具有足够的结构承载力，避免负荷不足的情况。

1.2钢筋混凝土结构设计

土木工程结构设计中，钢筋混凝土是应用最为广泛的结构体系，这一结构形式比较特殊，作为主要的受力系统，在设计时应加强对各个结构构件的受力分析，且考虑混凝土的强度、抗渗性等多种因素。钢筋混凝土结构设计时涉及了很多的计算工作，施工人员应根据所掌握的相关结构数据，准确计算关于钢筋混凝土结构的正截面承载力、斜截面承载力、扭矩承载力等结果，通过精准地计算和分析，来做好钢筋混凝土结构的细节优化，保障结构质量[1]。

1.3剪力墙结构设计

土木工程建筑结构中，剪力墙结构的科学设计可以起到结构优化的作用，具体的设计过程中，通过在框架结构内添加抵抗水平剪切力的墙体，也就改变了原有框架结构的性能，结构承载力和稳定性都有所增强。但每个土木工程剪力墙结构设计的难度较大，设计人员不仅要从整体结构出发，更要从剪力墙结构的具体需求出发，保持整体结构的均匀性，使得整体结构刚度、楼面平面刚度中心完全重合，通过这些基本的结构设计原则实现来提高剪力墙设计质量，消除外部作用力对结構造成的破坏。当下的剪力墙结构设计中，多采用的是约束型边缘构件、无约束型边缘构件来实现剪力墙结构优化。根据相应的设计结果调查，无约束型边缘构件和约束型边缘构件相比，前者的矩形截面积承载力、极限位移角度都相对较小。

2、土木工程中的地基加固技术

2.1排水固结

土木工程地基加固处理中，排水固结法非常有效，这一加固方法主要是针对含水量偏高的地基而言的。在正式的排水固结加固法应用之前，施工企业应安排专业人员深入工程现场来开展全面的调查，根据地基调查结果对该地基实施预压处理，在地基施工现场的特定位置，建立垂直排水柱，通过这一方式来改善软土的抗剪性，保障排水固结效果[2]。当下的很多土木工程中，均采用的是排水固结处理法，但这一地基加固技术应用时一般会与其他加固技术结合起来使用，以保障良好的加固效果。

2.2加筋法

加筋法在土木工程地基加固中应用比较广的技术，与其他的加固技术相比，加筋法的操作相对简单，整体的施工流程较少。如果土木工程地基处理时可以选用加筋法，需在地基土层中添加一些性能较好的材料，发挥这些材料的性能优势，改善原有土质的强度和抗压特性。当然，在利用加筋法进行地基处理时，同样通过在原有土体中一定筋材的添加，将土体与钢筋形成整体性结构，如果该结构受到了巨大的外部作用力影响，钢筋变形将难以避免，而与此同时，筋材和周边环境之间会出现一定的缝隙，随着位移作用力的存在，筋材和土体的摩擦作用力给原有土层施加了侧压力，对土体运动起到了一定的控制作用。

2.3桩基法

桩基法在地基加固中的应用，主要是通过在原有地基内形成桩体，发挥桩体对地基的加固作用。桩基法应用时，施工人员可以通过钢筋混凝土材料的使用，对建设的预制桩加以加固，因为钢筋混凝土预制桩的抗压能力较强，也就达到了地基处理的理想效果。在将钢筋混凝土预制桩应用于地基作业时，整体的施工成本偏低、效率高。但桩基法在应用于地基处理时，还包含了其他的桩基形式，比如，灌注桩，这一桩基础建设时，在工程现场需开展承载台设置，随后使用沉管或者冲钻管道的方式来提高灌注桩的整体质量。施工作业进行时，沉管和冲钻管道中包含了很多的技术要点，施工作业中应遵循相应的施工标准。

2.4换填法

换填法在地基加固处理中的应用，主要是将原有地基范围内的不良土质挖除，随后使用性能更好的材料回填，用高性能材料替换地基中的不良土质。在换填法加固时，最为关键的是换填材料的选择，最好选用无腐蚀、压缩性好的材料，在置换作业结束后，应做好对这些回填材料的压实处理。

2.5注浆法

注浆法加固在很多的土木工程地基处理中也较为常用，但这一地基加固法的技术应用范围十分有限，更多地应用在砂土、黏土类的地基条件下。注浆法技术应用时，为达到最佳的施工效果，工程人员应做好浆液的配合比设计，保障浆液性能，在注浆作业过程中，加强对注浆压力、速度等参数的有效控制。注浆法加固技术下的成本投入相对较少，整个的施工作业具有更好的灵活性，施工作业中应注意注浆材料的质量控制。

结语：

土木工程中的结构设计和地基加固对于整体的结构性能、安全有着直接的影响，因此，任何的土木工程项目建设施工中，都应该根据施工现场的条件分析，做好结构设计的细节优化，保障地基处理效果。

参考文献：

[1]陈美美.探究土木工程结构设计与地基加固技术[J].四川水泥，2020，000（002）：93.

[2]张林.土木工程结构设计与地基加固技术研究[J].建筑工程技术与设计，2017，000（001）：224.