土木工程结构设计与地基加固技术分析

温 博

中煤科工集团北京华宇工程有限公司西安分公司 陕西 西安 710082

随着建筑行业飞速发展，对于社会经济水平提升有着重要的作用。但是要重视建筑工程质量，其中土木工程建筑结构和地基是建筑项目中最为重要的组成部分，做好这两项工作对于保障最终的施工成效有着关键作用，为此在建筑结构设计和地基加固中重视应用科学的施工技术，以技术为支撑，提升施工效率，促使施工工作能够有效开展，提升施工水平，打造高质量的建筑工程。

1 土木工程结构设计与地基加固技术的应用重要性分析

1.1 有助于延长工程使用寿命

土木工程结构和地基质量对于工程的使用年限有直接的影响，在施工过程中结合工程设计要求，应用适合的施工技术，促使施工水平提升。在结构设计中通过展开科学合理的设计，达到工程安全性要求，促使其功能性得到有效的发挥，提升施工水平，减少质量问题的出现，降低各种问题带来的不利风险[1]。在地基加固中应用适合的加固技术，以技术优势提升施工水平，提升地基的稳定性，满足工程的实际需求，有助于工程使用寿命能够延长。

1.2 有助于提升工程的耐久性

耐久性是建筑工程中衡量施工质量的重要指标，因为在工程施工中如果受到人为因素影响，施工方式不合理，材料质量不合格等问题的影响，导致土木工程结构的耐久性没有达到设计要求，降低工程整体质量，加大了安全隐患。但是在施工的过程中如果能够通过科学合理的方式进行设计，在施工中保障按照要求进行施工，能够形成耐久性较强的建筑工程，为打造高质量的建筑工程奠定坚实基础。

1.3 有助于提升工程的抗震性

在建筑工程中通过合理的结构设计以及加固技术的有效应用能够提升土木工程的抗震性能，这一项指标也是衡量工程安全性的重要指标，尤其是在地震高发区，这一指标的达成对于建筑整体安全以及保障居民的生命财产安全有着重要的作用。在设计的过程中结合区域地质特点对土木结构进行合理设计，应用有效的加固技术，提升结构和地基的稳定性，提升整体的抗震能力[2]。

2 土木工程结构设计要点分析

2.1 地梁设计

地梁在土木工程中是建设基础，同时也的比较容易出现问题的区域。在施工过程中需要保障地梁与基础之间能够形成较好的连接状态，进而能够对抗出现的不均匀沉降问题，对于基础埋入过深的问题也能进行调整。在基础埋入过深之后，可以通过降低框架柱计算高度的方式进行解决。在地梁设计中对于计算部分，需要高度重视，并且结合有效的方式提升计算的科学性，通常情况下以下两种方式能够有效解决[3]。第一，将地梁看做一层框架结构，按照框架结构计算的方式，能够忽视基土产生的影响的，用框架承载柱承受全部压力，但是在实际应用中这一方式的难度相对较大。第二，将地梁设计单独列出，对其他框架结构进行计算，忽视地梁弯矩产生的影响，将剪力传递到框架柱，采用此种方式具有操作简单，且计算合理的要求，因此在地梁设计中会应用此种方式进行计算进而能够满足地梁设计的实际要求。

2.2 剪力墙结构设计

剪力墙结构设计在土木工程结构设计中是重要的组成部分之一，在设计的过程中需要按照以下几方面的内容进行：首先，充分重视剪力墙平面布置力度。对于剪力墙整体平面进行布置工作中，还需要相关的工作人员能够按照对称性和均匀性的原则，通过科学合理的设计方式，促使剪力墙刚度和质量方面能达到平衡的要求，进而能够提升建筑的抗震性能[4]。其次，做好边缘构件管理。通常情况下，在土木工程中应用的边缘构件有两种，即有约束类型和无约束类型。无约束边缘相对比之下的矩形截面接线承载能力较低，位移角度较少，对于墙体的整体稳定性会产生直接的影响。为此，在设计中应该结合相关的等级要求确定剪力墙尺寸比例，进而选择适合的边缘构件。

2.3 钢筋混凝土结构设计

钢筋混凝土结构在土木工程的建设中是比较常见的结构形式，对于保障工程稳定性有着重要的作用，应用此种结构能够达到预期目标。在设计中需要控制好钢筋混凝土质量，在保障达到施工规范标准以及施工要求的基础之上才能进行施工。通过对原材料质量控制，从源头上避免出现质量问题，不仅能够起到节约资源的作用，同时也能保障施工的正常进度[5]。钢筋混凝土结构在完成设计之后，在施工阶段中还需要保障结构整体质量能够符合要求之后才能进行后续操作，掌握配置要求，实现规范化施工，促使钢筋混凝土结构的优势能够充分发挥。在材料采购环节中按照设计要求选择符合标准要求的原材料，掌握混凝土配比，做好强度实验，保障配比符合实际施工要求。在采购钢筋中还需要相关的工作人员能够重视钢筋的柔性和刚性，在确定符合要求且满足成本控制情况的基础之上进行选择，进而促使土木工程结构质量得到保障。

2.4 伸缩缝设计

混凝土结构在土木工程中是一种常用的结构，但是因为混凝土自身具备一定的特殊性，在进行应用的过程中如果没有按照要求进行养护可能会导致出现收缩现象，进而导致出现混凝土墙面形变的问题。为此在实际设计中还需要结合土木工程实际情况，精准计算混凝土可能出现的变化量，但是因为这一工作具备较大的难度。在设计中如果通过弹性结构进行计算，最终获得的数值相对而言较大[6]。因此设计人员在进行设计工作中为了避免出现这一问题，通常会在房屋结构长度达到一定的数值之后，按照相关要求对伸缩缝进行设计。但是伸缩缝的设计通常会影响到在建筑整体的美观性，因此在部分土木工程中不希望设计伸缩缝。但是在不设计伸缩缝的前提下有效的对抗混凝土变形问题还需要进行全方位的分析，其中设计后浇带或者是在混凝土中加入一定剂量的膨胀剂的方式，可以有效的控制因为疏导温度影响出现的收缩应力。在实际施工中为了能够保障最终效果，通常会将两种方式进行结合应用，提升结构质量的同时也能保障整体的美观性。

3 土木工程地基加固技术要点分析

3.1 强夯技术分析

在土木工程地基加固中，强夯技术是一种常见的加固技术，在这一技术的操作相对比较简单，施工人员在具体技术应用中需要结合强夯技术的具体使用流程进行操作。首先对地基进行平整，随后在平整好的地基之上确定坐标，明确施工场地的实际高度。在这些准备工作完成之后，则可以准许机械设备进入施工场地，确定夯击高度之后，选择施工的夯击作用力。在夯击结束之后，确定地基的承载能力符合实际要求之后，则可以按照要求撤离机械设备。

3.2 加筋法分析

加筋法是一种比较常见的加固技术，同时应用的范围也相对广泛。在此种技术的应用中因为具备操作简单的特点，在应用的过程中很多工程都会选择这一技术加筋法在实际操作中主要是通过对地基土层进行处理，通过添加对抗性能较好的材料的方式，提升土层的强度以及抗压性能。此外，在土体中加入筋材的方式，将土与钢筋进行结合，如果受到较大的外力影响，钢筋则会因为收到外力影响的问题出现形变，导致筋材与周边的环境之间出现一定缝隙，受到位移作用的影响，筋材和土体之间则会形成一定的摩擦，对土层增加了侧压力，有效的防止出现土体运动偏移的现象[7]。

3.3 桩基加固技术

桩基加固技术的应用需要结合地基加固的实际情况，选择适合的加固方式，因此在施工中需要结合以下几种方式进行操作。第一，重视钢筋混凝土预制桩加固操作的应用，这一技术在应用中因为具备成本低的特点，施工效率较高，且加固防压能力较强，在具体应用的过程中能够有效的提升施工水平。第二，重视灌注桩加固操作。此种加固方式主要适合应用于土层较厚的区域中。对两种加固技术进行分析，从其实际应用情况能够看出，两种加固技术都能取得较好的加固成果，且表现出良好的性能优势。但是在实际应用的过程中还需要相关的工作人员能够结合土木工程的结构情况进行选择，进而能够选择与工程最匹配的地基加固技术，提升加固效果。此外，在桩基加固技术的应用过程中因为可能受到多种因素的影响导致技术的应用优势无法发挥，因此还需要相关工作人员能够对具体的因素进行分析，结合实际标准排除干扰，进而能够保障加固技术的有效应用。

3.4 排水固结技术

排水固结技术的应用能够极大程度提升地基的稳定性以及更好的提升地基的整体强度，在进行施工之前需要施工人员能够结合施工区域的实际情况进行地质勘察工作，获得关于土木工程地基建设需要的相关数据，然后在进行地基预压处理，这一步工作对于排水固结技术的应用能够奠定基础，然后在地基中需要结合要求建立垂直的排水柱，更好的保障地基的抗剪性，循序渐进强化排水固结。在排水固结技术的实际情况分析中，发现这一技术在工程建设中很好会单独应用，通常会将这一技术与其他技术进行结合应用，进而能够强化对地基的处理效果[8]。但是在实际应用中还需要立足于工程的现实情况进行选择，如果工程量较大，在施工中则需要保障人员和设备能够符合实际需求，对于进一步保障土木工程的健康发展奠定基础基础。

3.5 锚杆静压桩法

锚杆静压桩法是一种复合性的加固技术，在应用中也十分常见，在技术的应用中通过将锚杆技术与静压桩技术进行结合，在土木工程中地基中进行应用，能够很好的进行加固，并且获得良好的加固成果[9]。在土木工程地基加固中应用此种技术，能够节约一定的施工时间，并且能够有效的提升施工人员的工作效率。但是在进行应用的过程中还需要结合地基的实际情况，选择适合的加固技术，通过此种方式来保障加固效果。

3.6 化学加固技术

化学加固技术作为一种新型的技术，在应用中能够更好的满足现阶段的地基加固要求。化学加固技术的应用主要通过专业人员按照科学配比的方式，对地基情况进行分析之后精确配比化学材料，将其与土体进行结合，促使土层结构强度能够更好的提升。在应用化学加固技术的过程中需要对施工区域的周边环境进行全面分析，对需要进行加固的区域进行清理，保障地基表面的平整性，为后续地基加固技术的应用提供保障。在将表面的障碍物进行清理之后，还需要施工人员能够结合现场情况进行喷桩作业，进而为化学加固技术的应用创设良好的施工条件。

3.7 挤压法

挤压法也被称为挤密法，主要适用于黄土、杂填土的地基。在具体应用的过程中需要相关的工作人员按照挤压、爆破、振动以及夯击的方式，促使土体的抗剪强度提升。在具体应用的过程中按照施工方式的不同，还可以将这一技术分成石灰桩挤密法、振冲法等几种加固方式。对于挤压法加固技术进行应用中可以与排水固结技术进行结合，通过结合的方式能够保障两种加固技术的优势发挥，同时也能更好的保障加固成果，促使地基密度增大，强度提升，也能提升地基的稳定性和牢固性。因此不难看出，挤压法在应用的过程中不仅能够单独进行应用，还可以与其他地基加固技术进行结合，以加固技术进行结合的方式，大大的提升地基加固效果，也能提升加固技术的实际应用价值。

3.8 注浆法地基加固技术

注浆加固技术在进行应用的过程中需要对砂土、黏土进行有效的应用，保障地基的稳定性。注浆加固技术在具体应用过程中需要的施工成本较低，施工方式也比较灵活，在应用中取得的加固效果也比较明显，正是因为这些优势的存在，促使注浆加固技术获得了广泛的应用。但是需要注意的一点是，因为灌注加固需要保障与周边环境的协调统一，同时能够获得较好的加固成果，所选用的材料还需要保障具备环保性和防老化性，这样才能延长地基加固的年限，同时也能更好的保障施工整体质量。

3.9 换填法

换填法的工作原理是将土木工程地基中原来强度较低的土挖出来，选择强度较高且满足实际施工的地基土换填回去，提升地基的承载力。应用换填法进行地基加固通常会选择碎石或者砂石，或者强度较高具有较强耐腐蚀的建筑材料，在实际的施工过程中，需要结合人工和设备结合的方式，将原来的地基土挖走之后，换填进强度更高的地基土，在使用专业的机械设备进行夯实，保障地基的强度能够符合土木工程的实际应用要求。

4 结束语

总之，因为土木结构设计和地基加固的合理性对于保障建筑物稳定是十分重要的内容，但是受到土木工程施工复杂性的影响，在具体的施工中则可能会遇见很多不同的情况，还需要能够结合适合的方式进行处理。为此在结构设计以及地基加固技术的应用中则需要工作人员能够进行缜密计算，确保数值精准，为精准施工提供保障，为施工技术应用提供依据，促使土木工程能够顺利进行，打造高质量的土木工程。