水淼 湯海燕

摘 要 隨著城市的規(guī)模的不斷擴(kuò)大，建筑行業(yè)也進(jìn)入到了高速發(fā)展的階段。為了保障建筑工程的建設(shè)質(zhì)量，確保整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，必須重視地基加固技術(shù)的應(yīng)用，加強(qiáng)土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文將簡單闡述建筑工程土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，深入分析了地基加固技術(shù)的應(yīng)用，為相關(guān)工作者提供參考借鑒。

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

引言

為了滿足人們對建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的高要求，建筑工程在施工設(shè)計(jì)過程中，必須重視土工工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，并結(jié)合工程實(shí)際情況采取有效的地基加固技術(shù)解決不良地基問題。因此，研究分析土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與地基加固技術(shù)認(rèn)識具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，只有重視各結(jié)構(gòu)之間的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，才能有效控制整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高建筑本身的穩(wěn)定性。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.1 重視基礎(chǔ)選型設(shè)計(jì)

作為土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)選型設(shè)計(jì)的合理性，決定了建筑物本身的基礎(chǔ)是否具有足夠的承載力，確保建筑物的安全和穩(wěn)定性。因此，為了提高土木工程基礎(chǔ)選型設(shè)計(jì)的質(zhì)量，需要注意以下要點(diǎn)：

（1）對目標(biāo)施工區(qū)域進(jìn)行全面、細(xì)致的地質(zhì)勘查，結(jié)合建筑物的外形情況，詳細(xì)的了解施工區(qū)域的實(shí)際地質(zhì)情況。

（2）進(jìn)行基礎(chǔ)選型設(shè)計(jì)過程中，還需要了解建筑物本身的空間設(shè)計(jì)要求以及建設(shè)功能，在保障建筑物本身穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，盡可能的采取有效的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提高建筑的抗震能力和抗自然災(zāi)害能力。

（3）設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)與建筑工程的其他專業(yè)人員密切溝通，進(jìn)一步提高土木工程基礎(chǔ)選型設(shè)計(jì)工作的科學(xué)性、合理性。

1.2 明確各項(xiàng)建筑參數(shù)的含義

為了確保在土木工程結(jié)構(gòu)建設(shè)階段，施工人員可以更加清晰的理解土木工程設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)的含義，在設(shè)計(jì)過程中，還需要對建筑的相關(guān)參數(shù)含義進(jìn)行詳細(xì)的注解，明確施工過程中重要參數(shù)的界線，提高土木工程結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，避免設(shè)計(jì)變更等問題的發(fā)生。

1.3 重視建筑物承重柱截面高度設(shè)計(jì)

對于土木工程結(jié)構(gòu)而言，承重柱截面高度設(shè)計(jì)的合理性決定了建筑物本身的抗震性能。一般在實(shí)際建設(shè)階段，首先需要結(jié)合建筑物本身的實(shí)際情況，在確保承重柱截面面積滿足工程穩(wěn)定性要求的基礎(chǔ)上，合理的確定承重柱的截面高度，以降低地震作用力等外力對梁柱之間彎矩約束的影響，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫、斷裂等問題，保障建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1]。

2土木工程關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

作為土木工程鋼結(jié)構(gòu)中常見的受力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之一，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，必須重視混凝土性能因素對結(jié)構(gòu)本身的影響，包括混凝土的強(qiáng)度、承載力以及抗?jié)B性能等。所以，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，不僅需要詳細(xì)的計(jì)算包括正截面承載力、扭曲承載力等參數(shù)的計(jì)算，還需要嚴(yán)格控制鋼筋混凝土澆筑施工的質(zhì)量，避免裂縫的產(chǎn)生影響混凝土的耐久性，保障鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）在進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)遵循對稱性、均勻性的原則，以確保建筑物整體結(jié)構(gòu)的剛度和平衡性，有效提高建筑物的抗震性能。

（2）建筑工程施工過程中，邊緣構(gòu)件可以劃分為兩種，相比較約束邊緣構(gòu)件，無約束邊緣構(gòu)件的矩形截面積承載力要下降40%左右，極限位移角度也相對較低，一定程度上不利于剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以為了確保土木工程結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計(jì)質(zhì)量，需要結(jié)合實(shí)際的結(jié)構(gòu)類型，合理的確定剪力墻的尺寸比例，選擇相匹配的無約束或者約束邊緣構(gòu)件。

（3）不同抗震等級的建筑物對剪力墻本身的鋼筋要求也不盡相同。例如對于一、二級抗震建筑物，要求剪力墻的鋼筋應(yīng)當(dāng)不低于0.25%，而對于四級抗震建筑或者無抗震建筑，要求剪力墻的鋼筋應(yīng)當(dāng)不低于0.20%。

2.3 承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目前，大多數(shù)建筑物的平面結(jié)構(gòu)形狀都是矩形，相比較而言，其縱向剛度遠(yuǎn)高于建筑物的橫向剛度，必須通過合理進(jìn)行橫墻設(shè)計(jì)，來保障建筑物的抗震性能。而在承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，如果截面面積過小，將導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的承載力難以達(dá)到承重要求，久而久之，就很容易出現(xiàn)不均勻沉降或開裂甚至倒塌等問題。因此，在土木工程承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一方面加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震能力，另外一方面選取高強(qiáng)度的建筑材料，使得承重結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮其作用，確保整個(gè)建筑物的安全穩(wěn)定[2]。

3常見的地基加固技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，改變了人們的日常生活和工作。在建筑工程領(lǐng)域，利用新技術(shù)手段，不良地基土的改造技術(shù)越來越多，有效保障了建筑工程建設(shè)的質(zhì)量，提高了土木工程結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。在針對不良地基進(jìn)行加固過程中，應(yīng)結(jié)合建筑環(huán)境的實(shí)際情況，深入調(diào)查分析地質(zhì)結(jié)構(gòu)，確定地基土的成分組成和變化，選擇適宜的地基加固技術(shù)，確保地基加固方案查無遺漏后，再進(jìn)行不良地基土的實(shí)際改造施工。常見的地基加固技術(shù)如下所示：

3.1 換土填充法

所謂換土填充法，就是更換掉土木工程的所有地基土，并非更換不良地基土，而且將建筑工程施工范圍內(nèi)，所有需要承受建筑物的地基土全部進(jìn)行更換為可以承載建筑物重量的地基土。在此過程中首先確定地基土的范圍，且要遠(yuǎn)超過建筑物本身的地基范圍，然后將圈定范圍內(nèi)的所有地基土進(jìn)行提出，將已經(jīng)準(zhǔn)備妥當(dāng)?shù)牡鼗撂畛涞酱藚^(qū)域內(nèi)，最后利用機(jī)械設(shè)備，對地基土進(jìn)行加固處理，以提高新填充的地基土的承載。這種地基加固技術(shù)相對施工簡單，且成本較低，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，備受建筑工程項(xiàng)目的青睞。

3.2 材料加固法

材料加固技術(shù)就是利用各種合成材料，植入到地基當(dāng)中，以降低地基土的流動(dòng)性，達(dá)到加固地基的目的，確保其能夠承受建筑物本身的重要。常見的合成材料包括有土釘、土錨、碎石樁、砂石樁等。不同的地基土性質(zhì)，所選用的合成材料也有所不同。采用材料加固法，可以有效提高地基土本身的承載力，避免建筑物出現(xiàn)不均勻沉降、傾斜甚至倒塌等問題。相比較而言，該種地基加固技術(shù)施工簡便，但缺點(diǎn)是需要使用較多的填充材料，成本相對較高，適用于一些大型建筑工程項(xiàng)目。

例如：采用碳纖維布對地基進(jìn)行加固，該種技術(shù)利用了非金屬纖維類材質(zhì)進(jìn)行土木工程的結(jié)構(gòu)加固處理，優(yōu)點(diǎn)是施工簡單、耐久性強(qiáng)、美觀度高，缺點(diǎn)是在施工過程中，所采用的材料大多為非金屬纖維類的材料，本身只能適用于混凝土結(jié)構(gòu)的抗震和抗剪性能、抗彎加固，其他的部分不宜選擇此類加工方式，實(shí)用性較弱。

3.3 地基土灌注法

類似于材料加固技術(shù)，灌注法利用高壓設(shè)備，將合成材料壓入到地基當(dāng)中，加強(qiáng)地基土之間的緊密型，進(jìn)而提高地基本身的穩(wěn)定性。灌注法的加固原理是利用了合成材料的加入，增大了地基土內(nèi)部顆粒之間的摩擦性，避免了地基土出現(xiàn)流動(dòng)，減少了地基變形的情況，提高了地基土的整體承載力。因此，在進(jìn)行灌注材料選擇時(shí)，一般采用摩擦系數(shù)大，抗壓能力強(qiáng)的金屬材質(zhì)材料。

3.4 地基土壓實(shí)法

所謂地基土壓實(shí)加固法，就是通過對地基土進(jìn)行抽真空、降排水以及堆載等技術(shù)手段，來減少土層顆粒之間的空氣、水分，使其形成類似于真空或者高度擠壓的狀態(tài)，進(jìn)一步提高地基土之間的分子結(jié)構(gòu)的緊密性，最終達(dá)成提高地基穩(wěn)定性的目的。

此外，在實(shí)際地基加固技術(shù)應(yīng)用過程中，首先對現(xiàn)場的地質(zhì)情況做深入了解，掌握地基土的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點(diǎn)，選擇適宜的壓實(shí)手段。例如對于軟性黏土性質(zhì)的地基土，可以利用真空的方式，來減少土層顆粒之間的空氣，實(shí)現(xiàn)降壓加固的效果。其施工工藝如下：首先在軟性黏土土層表面完全覆蓋一層砂石，然后再使用真空設(shè)備將空氣抽空，利用大氣壓將地基土上下進(jìn)行積壓，從而達(dá)到提升黏性，達(dá)到加固和穩(wěn)定改造的目的。

3.5 排水法

部分土木工程建設(shè)的地基很容易受到水因素的影響，導(dǎo)致地基承載力較低。為了降低水對地基的影響，可以采取有效的措施將地基內(nèi)水分排出，以降低水對地基的影響，達(dá)到地基加固的目的。因此排水法地基加固技術(shù)的核心不是針對地基土本身，而是對地基內(nèi)的水分進(jìn)行抽排，包括土木工程結(jié)構(gòu)周圍的河流、湖泊、地下水等。

此外，在排水地基加固施工過程中，應(yīng)首先對周邊的地理環(huán)境充分研究和了解，掌握土木工程周圍地表水、地下水的結(jié)構(gòu)和流動(dòng)方向，調(diào)研其是否對建筑物本身產(chǎn)生影響。然后再采取有效的措施，對地下水、河流等進(jìn)行改造，減少其與地基土之間的聯(lián)系，從而提升地基土正常承載能力。

4結(jié)束語

綜上所述，作為建筑工程的重要組成部分，土木工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量關(guān)系著整個(gè)建筑的穩(wěn)定性和安全性，加強(qiáng)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅是建筑施工質(zhì)量的保障，而且有利于民生工程的建設(shè)。因此，相關(guān)工作者必須結(jié)合工程的實(shí)際情況，采取有效的地基加固措施，提高地基的承載力，完善土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高建筑工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量，推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳寒，張楚.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[J].建材與裝飾，2018，（18）：129.

[2] 馬飛飛，呂海波.土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與地基加固技術(shù)探究[J].數(shù)碼設(shè)計(jì)，2017，6（11）：113-114.