土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計與地基加固技術(shù)探究

師路 李紅

摘 要：在土木工程快速發(fā)展的背景下，需要相關(guān)人員高度重視結(jié)構(gòu)設(shè)計對于建筑整體安全性的重要意義。設(shè)計單位應(yīng)明確結(jié)構(gòu)設(shè)計伴有的地基、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的問題，基于實(shí)地情況、建筑要求對結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計在保證質(zhì)量的前提下，契合多方需求，為推進(jìn)土木工程建設(shè)、提升建筑質(zhì)量夯實(shí)基礎(chǔ)。文章將展開對結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)及地基加固技術(shù)應(yīng)用的探討，以供參考。

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

一、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的特征

（一）標(biāo)準(zhǔn)性

建筑設(shè)計要嚴(yán)格在國家的各項建筑設(shè)計規(guī)范中去執(zhí)行，建筑的首要目的，就是要滿足人們的使用和居住需求，從而實(shí)現(xiàn)建筑的價值。建筑設(shè)計及施工的一切創(chuàng)新都要以建筑的設(shè)計和施工標(biāo)準(zhǔn)為基石。普遍來講，建筑的標(biāo)準(zhǔn)主要指的是建筑的防水、防火、抗地震等安全規(guī)范，符合建筑的經(jīng)濟(jì)、實(shí)用等原則，這些原則都是建筑設(shè)計的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（二）功能性

建筑設(shè)計時選擇的各種配件要符合國內(nèi)的建筑建造的標(biāo)準(zhǔn)和需求。我國的建筑行業(yè)成就十分突出，各類建筑項目的使用功能也大不相同，這都能夠加快我國建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級。在這個過程中，用戶也在不斷提高自身對于建筑設(shè)施的功能需求，因此建筑的設(shè)計師在注重功能原則的基礎(chǔ)之上，要滿足不同人群的使用需求。

（三）抗害性

病害是能夠影響建筑物使用功能的一個重要因素，很多建筑物的結(jié)構(gòu)都因病害的存在而受損。在對建筑進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計時，要考慮到建筑物的抵抗病害的能力，防止因病害而產(chǎn)生各種意外。對于一些本身應(yīng)該有抗震功能的建筑，建筑的體型、結(jié)構(gòu)等要符合抗震的原則和規(guī)范。例如，建筑的施工圖紙應(yīng)該完整，建筑的設(shè)計圖紙應(yīng)該準(zhǔn)確反映建筑的規(guī)格、尺寸、類型等。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計需要遵循相關(guān)原則

結(jié)構(gòu)設(shè)計有著較強(qiáng)的嚴(yán)謹(jǐn)性，對于設(shè)計人員素質(zhì)也有著較高要求，必須具備良好的理論與創(chuàng)新思維。同時，設(shè)計人員也需要秉持如下原則：

首先，設(shè)計人員需要盡可能地對地形地貌、建設(shè)理念、市場要求等信息進(jìn)行搜集，從而在確保土木工程質(zhì)量的前提下，使土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計契合多方需求。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計本質(zhì)是將力學(xué)、美學(xué)等方面進(jìn)行結(jié)合的過程;

其次，設(shè)計人員還應(yīng)明確不同建筑構(gòu)建對應(yīng)的承重需要和用途，把握好建筑結(jié)構(gòu)、建材等對于建筑質(zhì)量的影響，并及時同相關(guān)建筑人員溝通;

再次，設(shè)計人員同樣需要考慮結(jié)構(gòu)間相應(yīng)的力學(xué)效應(yīng)，不同類型、不同構(gòu)件均有著不同的力學(xué)特點(diǎn)與要求。比如設(shè)計需要考慮軸壓比、設(shè)計承重柱截面等等;

再次，結(jié)構(gòu)設(shè)計還應(yīng)秉持“剛?cè)嵴{(diào)和”的理念。通常來說，如果建筑結(jié)構(gòu)相對較軟，則其剛度不夠理想，因此很難承受較大外力，容易出現(xiàn)變形的情況;如果建筑結(jié)構(gòu)太過剛硬，那么其也會欠缺足夠的彈性效果，雖然可以承受更大的外力，但是很容易出現(xiàn)破損的情況。因此，設(shè)計人員必須把握好剛?cè)衢g的“度”，以建筑需要為導(dǎo)向展開外力分析，合理設(shè)計結(jié)構(gòu)。

三、土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點(diǎn)

（一）提升現(xiàn)場勘探質(zhì)量

結(jié)構(gòu)設(shè)計對于場地環(huán)境有很大的相關(guān)性，建筑體周邊的地理環(huán)境，現(xiàn)場的一些實(shí)際條件等，這些都會直接決定結(jié)構(gòu)設(shè)計的方式和特點(diǎn)，也是設(shè)計師產(chǎn)生相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的依托。因此，首先需要做系統(tǒng)深入的場地環(huán)境和特點(diǎn)的勘探，深入細(xì)致的了解現(xiàn)場的實(shí)際情況，并且有針對性的形成結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案，這才是更加合理的做法。

（二）提高結(jié)構(gòu)安全設(shè)計水平

設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)以安全意識作為設(shè)計工作的主要方向，提高設(shè)計方案的合理性，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。建筑施工當(dāng)中，鋼筋混凝土作為主要材料之一，在設(shè)計當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于各種受力結(jié)構(gòu)的控制，比如預(yù)應(yīng)力、裂縫控制力等，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計，有效發(fā)揮鋼筋混凝土的性能優(yōu)勢，從而保證工程質(zhì)量。在開展這一環(huán)節(jié)的設(shè)計工作的時候，應(yīng)該根據(jù)土木工程項目的實(shí)際情況，詳細(xì)計算工程項目所能承擔(dān)的承載性能，其中主要包含斜面的承載性能以及扭曲截面的承載性能，并且還需要全面分析外部形態(tài)以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，并且將其作為最合適的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計形式以及設(shè)計機(jī)理。

當(dāng)前的土木工程項目施工中，鋼結(jié)構(gòu)是重要形式之一。在設(shè)計工作當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)充分考慮鋼材的材質(zhì)和性能，并根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)所布置的位置，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行十字形或h形調(diào)整，從而提高結(jié)構(gòu)的針對性。

同時，相關(guān)人員還需要采用強(qiáng)有力的監(jiān)督手段對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行監(jiān)督，而且需要施工人員全面了解土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，明確細(xì)節(jié)問題的把控標(biāo)準(zhǔn)。

（三）把控好抗震設(shè)計

土木建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，需全面把控，做好設(shè)計要點(diǎn)的把控。具體實(shí)踐中采取以下措施：（1）合理設(shè)計抗震結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，將會給建筑抗震性能造成直接影響。近年來，鋼結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用，增強(qiáng)了建筑抗震能力。開展抗震設(shè)計，要積極采用軟性模式，通過消減地震條件下的作用力，保障建筑的安全性。（2）優(yōu)選建筑材料。材料的質(zhì)量水平，影響著建筑的抗震性能?；诳拐鹪O(shè)計層面選擇建筑材料，要做好整體分析，有效把控建筑物延性，實(shí)現(xiàn)材料的優(yōu)選，保證建筑物整體性能。（3）合理設(shè)計抗震防線。若想增強(qiáng)建筑整體的抗震能力，采取增加抵御路線的方法，增強(qiáng)抵抗力。發(fā)生地震時，綜合發(fā)揮各類防線的積極作用，形成強(qiáng)有力的保護(hù)，避免建筑出現(xiàn)大規(guī)模倒塌破壞的情況。在進(jìn)行抗震設(shè)計時，選擇設(shè)置多肢節(jié)和框架式結(jié)構(gòu)等，來增強(qiáng)抗震性。一般來說，設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)，擁有多層次防線，剪力墻作為重要構(gòu)成部件，發(fā)揮著重要的抗震作用。若想實(shí)現(xiàn)抗震功能，要控制好數(shù)量設(shè)置。當(dāng)剪力墻被破壞后，每個樓層的框架的地震剪力，其超過了結(jié)構(gòu)底部的剪力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了保護(hù)的目的。

四、土木工程結(jié)構(gòu)地基加固技術(shù)探討

（一）強(qiáng)夯法地基加固技術(shù)

強(qiáng)夯處理技術(shù)是土木項目施工中應(yīng)用最為頻繁的地基加固方式。按照以下施工步驟進(jìn)行施工：（1）要對施工的場地進(jìn)行清理，保持場地的整潔干凈、并選取合適的點(diǎn)位標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行高度測試;（2）當(dāng)機(jī)械設(shè)備進(jìn)人場地后，根據(jù)規(guī)定的夯擊高度進(jìn)行多次的夯擊，再用泥土填平，再進(jìn)行夯擊;（3）對夯實(shí)結(jié)束后的場地高度進(jìn)行測量，然后離開。

（二）注漿法地基加固技術(shù)

在土木工程中注漿法也是一種常見的加固技術(shù)，用砂土、黏性土進(jìn)行加固，使其變得更加固。這種加固方式成本較低，施工時也比較靈活，所以加固的效果比較明顯。在施工中受到廣大的喜愛，原因是灌注加固的材料的環(huán)保性和防老化性較好，能夠使地基加固的年限會更長遠(yuǎn)。

（三）加筋法地基加固技術(shù)

為了加強(qiáng)土地的強(qiáng)度和抗壓能力用加筋法地基加固技術(shù)，就是把一些性能好的材料放入地基中。將筋材放到土體中后，筋材和土體就會形成一個主體，當(dāng)土體受壓時，筋材和土體會有摩擦力的產(chǎn)生，地基的抗壓性能就會真加強(qiáng)，以此來控制土體發(fā)生移動。

（四）樁基礎(chǔ)加固技術(shù)

作為我國土木工程項目建設(shè)過程中最早用到的地基處理方式，樁基礎(chǔ)施工非常關(guān)鍵，在古代也被用到了很多工程項目建設(shè)中。這種基礎(chǔ)的處理方法大體上可以分為兩種。其一，預(yù)制樁基礎(chǔ)，這一施工方式能夠?qū)㈩A(yù)制樁提前放置在地基土層中;其二，灌注樁技術(shù)，該技術(shù)需要提前在設(shè)計好的位置處鉆孔，之后再進(jìn)行澆灌以此來形成基礎(chǔ)。

五、結(jié)語

綜上所述，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計對于建筑的整體質(zhì)量安全有著重要影響。設(shè)計單位若想確保結(jié)構(gòu)設(shè)計契合多方需求，為后續(xù)施工、使用進(jìn)行指導(dǎo)，設(shè)計人員應(yīng)增強(qiáng)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全意識，多方位控制好結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，并通過地基加固強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)各項安全指標(biāo)，為土木建筑安全提供保障。

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