關(guān)于土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與地基加固技術(shù)認(rèn)識(shí)

夏曉迪 樊蓓

摘要： 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與地基加固技術(shù)是建筑工程項(xiàng)目中十分重要的組成部分，對(duì)最終的施工質(zhì)量影響較大，因此需要對(duì)當(dāng)前土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與地基加固技術(shù)有較為深刻的認(rèn)識(shí)。 本文對(duì)此對(duì)其應(yīng)用情況展開具體的探討。

關(guān)鍵詞：土木工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；地基加固技術(shù)

一、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于土木工程結(jié)構(gòu)而言其設(shè)計(jì)目標(biāo)首先就是對(duì)建筑的安全負(fù)責(zé)，即保證建筑的主體可以滿足使用要求，并符合安全性需求。一般房屋結(jié)構(gòu)是由板、梁、墻、柱、基礎(chǔ)或直線形構(gòu)件和桿、拱、殼等直線桿件或曲線、曲面形構(gòu)件組成。梁是工程結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件，它承受板傳來(lái)的壓力及梁的自重，通常水平放置。梁按截面形式分為：矩形梁、T形梁、倒T形梁、Z 形梁、空腹梁等。柱的概述：柱在工程結(jié)構(gòu)中主要承受壓力，主要承受梁傳來(lái)的壓力以及柱的自重。墻的長(zhǎng)、寬兩方向尺寸遠(yuǎn)大于其厚度，荷載作用方向與墻面平行，其作用效應(yīng)為軸壓力，有時(shí)還可能有彎矩。這樣就要求做到以這些小點(diǎn)來(lái)注重土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)問(wèn)題。

在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)該著重注意以下幾個(gè)方面：（1）結(jié)構(gòu)計(jì)算，在這里我們講的是，設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)形式是條形基礎(chǔ)，在確定基礎(chǔ)底面寬度時(shí)，依據(jù)的是地基承載力的設(shè)計(jì)值（新規(guī)范稱之為特征值），即b≥N/（f-rh）。h對(duì)于內(nèi)墻、外墻取值不一樣，不少計(jì)算書中誤認(rèn)為是一樣的。r應(yīng)是基礎(chǔ)底面以上土的“平均重度”，r=20kN/m3，而學(xué)生常誤取為基礎(chǔ)底面以上“土的重度”。我們要嚴(yán)格分清其中的概念。（2）土建施工圖的重要性，平面圖與立面圖、剖面圖的配合建筑施工圖關(guān)鍵是平面圖、立面圖和剖面圖之間圖示內(nèi)容一致，且相互補(bǔ)充。有的時(shí)候可能是因?yàn)槌醮卫L制內(nèi)容復(fù)雜的建筑施工圖，我們的設(shè)計(jì)者由于疏忽，沒有全局觀察，造成平立剖面圖的表達(dá)不一致。所以我們要做到各圖所注的標(biāo)高、尺寸、定位軸線等在每張圖紙上都要認(rèn)真核對(duì)無(wú)誤，這個(gè)作為一項(xiàng)基本要求，要求在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中務(wù)必落實(shí)做好。（3）結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)中我們要注意場(chǎng)地類別對(duì)抗震等級(jí)的影響，抗震等級(jí)對(duì)于框架截面設(shè)計(jì)的影響很大。一般情況下根據(jù)房屋高度和設(shè)防裂度從抗震規(guī)范中直接查出抗震等級(jí)，但對(duì)于“場(chǎng)地類別為Ⅰ類時(shí)，除6度外，可按表內(nèi)降低1度所對(duì)應(yīng)的抗震等級(jí)采取抗震構(gòu)造措施，但相應(yīng)的計(jì)算要求不應(yīng)降低”。當(dāng)采用Ⅰ類場(chǎng)地時(shí)，抗震計(jì)算的抗震等級(jí)與采取抗震構(gòu)造措施的抗震等級(jí)不一樣。我們做到結(jié)構(gòu)計(jì)算清楚明白，施工圖紙的清楚明確，同時(shí)我們也要注意場(chǎng)地類別對(duì)抗震等級(jí)的影響。

二、 地基加固的原理

當(dāng)工程結(jié)構(gòu)的荷載較大，地基土質(zhì)又較軟弱（強(qiáng)度不足或壓縮性大），不能作為天然地基時(shí)，可針對(duì)不同情況，采取各種人工加固處理的方法，以改善地基性質(zhì)、提高承載力、增加穩(wěn)定性、減小地基變形和基礎(chǔ)埋置深度。地基加固的原理是：“將土質(zhì)由松變實(shí)，將土的含水量由高變低”，即可達(dá)到地基加固的目的。

在擬定地基加固處理方案時(shí)，應(yīng)充分考慮地基與上部結(jié)構(gòu)共同工作的原則，從地基處理、建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方面都應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行綜合治理，其具體的措施有：改變建筑形體，簡(jiǎn)化建筑平面；調(diào)整荷載差異；合理設(shè)置沉降縫；采用輕型結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu)；加強(qiáng)的整體剛度，如采用橫墻承重方案或增加橫墻，增設(shè)圈梁，減小的長(zhǎng)高比，采用筏式基礎(chǔ)、筏片基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等；對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行移軸處理，當(dāng)偏心荷載較大時(shí)，可使基礎(chǔ)軸線偏離柱的軸線；施工中正確安排施工順序和施工進(jìn)度；對(duì)軟土地基則應(yīng)放慢施工速度，以便使地基能排水固結(jié)，提高承載力。否則，施工速度過(guò)快，將造成較大的孔隙水壓力，甚至使地基發(fā)生剪切破壞。

三、土木工程結(jié)構(gòu)地基加固技術(shù)探討

（一）換土加固技術(shù)

首先，需要將軟弱土層徹底挖出，然后再填入結(jié)構(gòu)相對(duì)較好的土壤或者其他材料，例如石屑、煤渣、工業(yè)廢物等，將其制作成素土地基等，最后再采用相關(guān)機(jī)械設(shè)備或者人工的方式將其夯實(shí)，提高其密實(shí)度。

這種方法在基坑面積較大的工程中非常適用，在處理軟弱土層方面具有非常好的效果。換土加固方法的處理深度一般在2～3米左右，對(duì)于軟弱土層、濕陷性黃土、季節(jié)性凍土等都有非常好的施工效果。

（二）振密加固技術(shù)

所謂振密加固技術(shù)也就是施工人員采取有效的措施來(lái)減小地基土體的孔隙比，盡量提高其密實(shí)度與強(qiáng)度，從而達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。該施工技術(shù)主要有壓實(shí)法、夯實(shí)法等各種施工方法，其中強(qiáng)夯法師最振密加固技術(shù)中最為常見的一種。強(qiáng)夯法主要是對(duì)軟土地基的深層土壤進(jìn)行加固，隨著機(jī)械夯實(shí)能量的不斷增大，地基加固的深度也不斷加深。也就是說(shuō)，該方法采用的是大重量的重錘，從不同的高度自由落下，因產(chǎn)生過(guò)大的沖擊力來(lái)壓實(shí)地基，從而提高地基的強(qiáng)度與密實(shí)度，降低其本身的壓縮性。

（三）注漿加固法

注漿加固法是通過(guò)鉆孔向含有裂縫、孔隙、空洞、溶洞、不穩(wěn)定的底層灌注水泥漿或者硅酸鈉等其他有穩(wěn)固作用的漿液，使得灌注漿液與建筑土壤結(jié)合在一起形成穩(wěn)定土石結(jié)構(gòu)從而改善地基物理性質(zhì)，提高地基承載能力。這種加固方法使用廣泛，使用與砂土、粉土、粘性土、人工填土，可以改善土地的力學(xué)性能。這種方法在地基建設(shè)中常用，而且價(jià)格經(jīng)濟(jì)，形式多變。不過(guò)加固灌漿材料需要可灌、可粘性好、收縮性小、無(wú)毒無(wú)污染、耐老化性能好。這樣才能增加地基的穩(wěn)固和使用年限。

（四）砌體結(jié)構(gòu)的加固

砌體結(jié)構(gòu)在土木工程當(dāng)中占據(jù)著十分關(guān)鍵的地位，大部分的砌體都具有超高的使用價(jià)值。另外一些特殊要求的不斷出現(xiàn)，比如不斷的提升抗震標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，減少施工以及設(shè)計(jì)方面的隱患等，對(duì)土木工程自身的實(shí)用性以及耐久性提出了更高的需求。通過(guò)維修并加固FRP材料來(lái)進(jìn)行砌體結(jié)構(gòu)的加固，比較適合在墻體沒有完善的承重能力或者是出現(xiàn)墻體開裂的情況下，可以杜絕傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)加固施工中存在的缺陷。FRP材料有很高的空間利用率、不會(huì)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的自重及體積進(jìn)行增加，并且加固的效果十分明顯、施工比較方便，上述的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)都是FRP在對(duì)砌體結(jié)構(gòu)加固的基礎(chǔ)上，更好的完善了建筑物抗震方面的性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]張懷升.關(guān)于土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與地基加固技術(shù)認(rèn)識(shí)[J].建材與裝飾，2018（03）：73.＼