土木工程建设中结构与地基加固技术的应用探讨

2023-10-04张帆

城市建设理论研究（电子版） 2023年25期

张帆

庆阳新庄煤业有限公司新庄煤矿甘肃庆阳 745203

随着人民生活水平日益提高，经济发展加快，对土木工程建筑行业而言，加固技术的应用还存在着许多问题，要确保加固技术的施工人员在施工过程中保持严谨态度，严格按照相关标准进行施工作业。在土木工程建设过程中，好的结构和地基工程能够加强建筑物的进球耐用能力，防止墙体开裂和建筑物坍塌倾斜事故发生，提升地基对于地下不可见因素的抵抗能力，确保地基工程和结构建筑能够及时发现存在的问题，进行事故的预先补救，综合性提升地基工程和建筑物的使用寿命。

1 土木工程建设发展和加固技术的使用原因

一方面，作为整个建筑的分支行业，土木工程包含了符合民生发展的重要的建筑建设工作，并且随着互联网信息技术的提高，土木工程越来越朝着信息化方向进行改革，能够根据居住环境不断提升人们的生活质量，在促进环境保护发展的方面，也能够更加注重对于空间的合理利用，做到资源节约和经济发展的正向驱动，能够紧跟社会时代变化，并走上可持续发展道路[1]。土木工程作为民用工程，体现了明显的社会性质，需要一定的实践性和工程经验，在结构安全的前提下，要为人民群众提供良好的居住环境和生活质量，这在一定程度上扩大了同步工程建设的施工范围，让土木工程逐渐朝着新结构和新材料结合新技术日益发展壮大。

另一方面，结构老化、建筑存在质量问题就会采用加固技术。建筑物在最初设计时都有着固定的使用寿命，一般在50年左右，建筑物就会呈现迅速老化状态[2]。现在结构方面就需要进行加固处理，在过往的钢筋混凝土建设过程当中，这些建筑物已经不满足经济发展中的使用期限和安全性能，还由于周边环境的限制，不能进行大范围拆除重建，就需要对这些建筑物进行加固处理，从结构方面就要及时运用现代技术处理安全隐患，防止建筑物倒塌，造成人民群众的生命财产安全问题。建筑物本身的质量问题会在建筑物使用过程中产生安全威胁，因此一般会采取加固处理的方式，为了能够推动这些老旧建筑物与经济发展相平衡，提升技术能力，就需要在工程质量上得到及时加固，防止由于建筑物本身的倾斜开裂问题产生的严重事故后果。

2 土木工程建设中结构加固技术的应用策略

2.1 严格选择钢筋混凝土材料，提升性能与建筑的适配度

钢筋混凝土的设计结构模式是土木工程建设过程中普遍应用的建筑方式，但是由于钢筋和混凝土属于两种不同的物质，其性能与作用也不尽相同，因此将两种物质进行混合时，要充分考虑其各自的受力性能，并按照相关的施工要求进行按比例混合，才能发挥二者的最大承重能力。选择合适的钢筋材料，严禁以次充好现象出现，确保钢筋使用符合工程建设标准，施工人员要在材料选择时把混凝土和钢筋的质量做好，严格按照合理的利用材料和水泥，把碎石等原料比例充分混合均匀。在满足建筑施工要求的同时，符合实际施工状况，选择柔性或硬性两种钢筋模式，根据钢筋的弯折程度和承重强度以及圆滑程度和使用数量进行层级把关，对于现场情况，要及时做出钢筋与混凝土比例的调整与设计，把钢筋的使用数量进行不同需求的分别处理，这也能够防止在结构中产生钢筋使用数量缺少的现象。把不同钢筋的不同效果发挥到实处，在建筑应用过程中将各自的性能和受力点准确抓取，做到内部结构的完整性。在不同建筑过程中，除了要考虑整体外观设计和质量，性能作用要更多地考虑居住性能和抗震持久能力，增加钢筋和混凝土混合后的稳定性和使用寿命，保证建筑结构科学合理的情况下，选择最适合生产结构和工程建设的钢筋混凝土结构。

2.2 对钢筋混凝土结构要找准最佳设计方式

采用钢筋混凝土的结构设计能够提升建筑的承重能力，在土木工程建设过程中能够确保整体建筑的安全性能和持久使用寿命[3]。但钢筋混凝土在受力性上存在一定差异，最终的混合比例和结构误差会直接影响到钢筋混凝土结构的实际承重能力和使用性能，在实际工作当中，除了相关人员要根据实际施工要求进行受力情况分析外，还要进行结构的合理配置，全面考虑各方面影响因素，把混凝土的强度和抗渗透能力做科学统计，精准算数值，分析正截面的载承力计算和斜截面的载力计算以及扭曲界面的载承力计算等等，分析整体结构的可变动性，并要进行多次验算和人工实际检验。通过结构的整体分析和性能调查，尽可能降低由于人工误差通过结构的整体分析和性能调查，尽可能降低由于人工误差导致的计算数值错误。提升专业人员的配置能力，做到钢筋混凝土结构的合理安排和精准焊接。在整体钢筋架构的安装上，要根据施工工艺和工程顺序进行平面立体结构焊接，把工程的平面与地面结构进行分别处理和具体分析，确保焊接能够满足实际施工要求，体现对称性特点，在结构和节点以及全方位考察方面，遵循焊接原则，加强边缘构件约束管理，计算好矩形截面积的极限承载能力，计算机压力数值和移位角度，确保钢筋混凝土结构能够发挥其受力作用和载重能力，使建筑物发挥持久的稳定性和使用能力。

2.3 钢筋混凝土结构的整体分析和安装

在土木工程的整体建设过程当中，钢筋混凝土作为常见的结构应用模式能够提高整体的协调性和持久性，并且相对于前期的资金投入来说，其价格相对较低且能够有效地节约成本，减少整个工程开支，实现更大的经济效益。但在实际的施工作业当中，由于土木工程是一项工程庞大且时间耗费持久的建筑工程，所以会出现许多施工不确定因素，并且在焊接作业和模板制作以及运输途中也会存在着大量的影响和干扰因素。一旦结构出现变动，会严重影响整个施工进度和施工的安全稳定性，若是不能对这些问题进行及时的处理和风险预防，就会为人民群众的生命财产安全造成严重影响和隐患，因此在土木工程结构加固的过程当中，有关人员要时刻注意各个细节的把控和精准处理，优化钢筋混凝土材料的选用和科学配比，计算各类精确的工序数值，综合考虑多方影响因素并做出方案预设，用以确保提升整体工程质量[4]。另外在建筑施工过程当中，为了能够进一步突显结构加固技术的安全性与保障性，在实际建设过程中，要对结构的安装进行全面的保护措施，进一步降低安装风险和安装操作误差。进行结构建设的过程中要加入安全保障机制，确保工程施工人员的安全操作性用到机械配合时，要确保机械在结构安装时充分考虑其安装的整体环境，综合考虑多方影响因素，在足够的操作空间前提下，将现场施工人员的人身生命安全综合考虑选出最佳安装模式。特别是机械安装地点的选择，要综合考虑机械的安装面积，时刻注意结构，经过吊起的速度和重力等因素影响，在机械可操作性的范围内加强机械杆的安全风险检查，做好前期综合考察工作要把考察任务落到实处。

2.4 结构横面设计

建筑物都有着自身本来的特点，在施工过程中要对抗震等级进行实际确认，与施工现场进行具体关联，确保加固设计对抗震能够达到要求，结构框架截面设计要求工作人员查询抗震等级，以建筑物的高度和防裂程度进行综合计算，并把这些信息进行全面的分析整理，选择适合抗震结构等级，注意计算值与实际要求之间的差距，进行重点设计。此外，框架结构柱体的计算方面要根据建筑物的层级高度进行综合考量，确保结构层高能够满足交叉状态，让主体之间形成刚接安置，突破传统力学结构中的固定焊接模式，确保在了解相关操作规范的前提下进行合理计算使加固活动严格符合结构层级的长度标准。当然，最终整个建设项目的总体质量还需要与建筑施工人员职业技能息息相关，从结构设计到现场施工以及后续的操作都需要进行相关人员的综合管理和知识储备保障，提升专业技能，同时加强操作人员的职业素养。对各类施工人员进行综合考核，规范具体施工监督机制，确保各类加固程序满足土木工程建设项目的整体衔接度。

3 土木工程建设中地基加固技术的应用策略

3.1 加筋土法、锚固法、竖向加固体复合地基法

在整体工程建设当中，地基的加固技术对施工的环境要求较为复杂，因此需要有多种技术进行复合加工，加筋土法主要适用于浅层软弱地基的加固技术当中，通过在土壤结构中加入能够起到抗压，承重作用的钢筋等材料，以减少地表建筑物的缓冲压力，增强整体地基的抵抗能力，方便上部建筑物在施工过程后能够提升其稳定性和安全性。锚固法则针对于上层建筑物的边波软弱位置进行加固，使用时需要用土钉等一系列解压材料，进一步提升地基对于上层建筑的缓冲能力，降低水平方向的作用力，用以增加边波的坚固性。竖向加固体复合地基法针对于深层的地基软弱状态，与加筋土法不同的是，这种方法在使用过程中要增加桩柱这类大体量的加固物质，凭借自身物质本来的承载能力，来缓解地基载重压力，以达到降低次固结沉降的目的，为土木工程的整体质量提供更科学的稳定性能。

3.2 化学和挤压加固技术

化学加固技术主要由深层搅拌法和灌浆法两种方式组合而成，其中深层搅拌法能够将水泥，石灰等建筑材料进行充分地混合搅拌，灌注到原有的地基结构当中去，这样的方法能够将灌入的材料与原有地基结构相融合，形成材料的粘合。提升地基的稳固性和加固能力，增加地基的整体体量，面积，以提升自身的承重能力，这种方法在土木工程建设过程中是一种常见且简单的地基加固方法，也能够有效防止建筑物墙体产生开裂和倾斜现象，对建筑物的断裂情况能够得到有效预防，但这一方法的使用土壤主要为有机物较高的泥炭土或淤泥土，而对于更加软弱的土壤和岩体土，就需要灌浆法来满足地基加固技术。灌浆法能够符合岩石性质，在地基加固方面深入到岩石内部，根据岩石的结构和空洞进行后期填补，实际操作主要由深入灌浆和高压灌浆两种方法为主，能够有效弥补岩石内部结构的不稳定性，提升岩石整体承压能力和载重压力，能够丰富填充材料，突破传统水泥和石灰搅拌的填充物质，具有极大的灵活性。和化学加固技术不同的是，挤压加固技术能够在自然土质中进行运用，进一步满足湿润有塌陷性质的地基加固技术，对于比较松散的碎石和沙土都能够提升适应能力，针对于低饱和度的粉土、黏性土壤、地下水位以下的湿陷性黄土、杂填土、素填土等等，都能够提升其加固性能。通过夯实法，加强碎石的挤压，来起到地基加固的作用，但在操作过程中需要拥有重量较大，体积性能良好的夯实锤进行外力施加，主要应用重力作用进行自由落体运动，增加其挤压性能和冲击力，但在夯实过程中会对原本的地基产生强大的冲击力和震动波，往往会是承载压力弱的地基突破压力阈值，造成地基损坏，对其原本的结构性和承担能力在夯实前需要进行集中考察，最好在数据的合理区间进行夯实工作，以提升地基的最终承压能力[5]。

3.3 换填加固、排水加固和桩基技术

地基加固技术当中换填法应用占比较多，这种方法主要应用于建筑用地无法满足施工土质要求情况，采用换填加固方法，能够将工程地基位置下的不符合建筑要求的软弱土质进行挖除工作，换入强度更高，压缩性更好的，没有侵蚀性的土壤材质，换填后的土壤能够提高其建筑柔韧性，并且具体的加固技术主要由换土垫层和振冲换置，以及强夯换置和碎石、石灰桩法这几种方法构成，能够提高建筑的后期稳定性，但这种方法也会由于建筑物的时间长短而产生土壤断层，导致地基受力不均匀。此外，针对于地下水位超过地基加固高度时的土壤结构，通常由加载预压和超载预压法共同完成地基加固，这两种方法都能够适应大部分土壤特质，能够解决由软土和黏性土等土壤原理结构导致的地基承载能力弱，通过设置排水装置能够提升上部建筑的承载重量，使地基中的承载数值与建筑物相匹配，加强建筑的后续使用稳定性和安全性[6]。此外，桩基加固法需要采用钢筋来进行地基加固，用以增强项目的抗压性，并且能够减少投资成本，提升作业速度。因此在具体施工阶段要注重钢筋承重台的使用，利用浇筑桩来处理，使沉管或冲钻管道能够通过灌注桩发挥加固作用。但在实际使用过程中依然存在操作难度大等阻力，且会影响到灌注桩的使用和施工质量，因此，还需要进一步的完善和优化。

3.4 土木工程建设中加固技术需要注意的原则

在土木工程地基和结构加固过程中，技术的使用要采取科学合理的加固方式，确保能够与周围环境相适应，提高整体项目的加固效果。工作人员要根据应用状况来选择适当的施工技术，提高整体工程质量，也要与设计管理者综合考察地质土壤结构勘测准确数据来进行时空现场的地理结构分析，选择最佳加固方式。还要在建设过程中确定环境所能承受的工程防震等级，强化工程强度对架构的合理设计有着整体认知。结合周围建筑物的应用情况和防烈度进行抗震标准筛查和土木工程等级鉴定，选取防震等级高的材料进行加固，并在后续的管理过程中，也要注意材料是否能够实际提升建筑物的防震等级和抗震效果。不断深入研究地级家务方法，提升土木工程整体项目质量，使民生工程得到技术改进和优化。