張海明

摘 要： 深入探討土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與地基加固施工技術(shù)，通過(guò)實(shí)踐案例分析，總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，以提高土木工程的設(shè)計(jì)與施工水平。采用文獻(xiàn)綜述與案例分析相結(jié)合的方法，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與地基加固的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)選型、荷載分析、穩(wěn)定性計(jì)算等方面對(duì)確保建筑物安全至關(guān)重要；而地基加固中，選用適當(dāng)?shù)募庸谭椒?、?yán)格控制施工質(zhì)量和過(guò)程監(jiān)管則是確保地基穩(wěn)定性的關(guān)鍵?？偨Y(jié)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與地基加固施工技術(shù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并提出相關(guān)建議，為土木工程的設(shè)計(jì)與施工提供了一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞： 土木工程 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 地基加固施工技術(shù) 可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號(hào)： TU47文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 1679-3567（2024）05-0034-03

Practice of the Structural Design and Foundation Reinforcement Construction Technology of Civil Engineering

ZHANG Haiming

Qinghai Branch， Guosheng Design Co.， Ltd.， Xining， Qinghai Province， 810000 China

Abstract： This paper deeply explores the structural design and foundation reinforcement construction technology of civil engineering and summarizes relevant experience through practical case analysis to improve the design and construction level of civil engineering. This paper uses a combination method of literature and case analysis to study the structural design and the key technologies of foundation reinforcement. Through practical application， it is found that structural selection， load analysis and stability calculation in the structural design are very important to ensure the safety of buildings， and that in the foundation reinforcement， the selection of appropriate reinforcement methods and the strict control of construction quality and process supervision are the key to ensure the stability of the foundation. This paper summarizes the practical experience of the structural design and foundation reinforce‐ment construction technology of civil engineering， and puts forward relevant suggestions， which provides a certain reference for the design and construction of civil engineering.

Key Words： Civil engineering； Structural design； Foundation reinforcement construction technology； Sustainable development

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑物質(zhì)量的基石，能確保建筑物的安全性，提高其耐久性和經(jīng)濟(jì)性。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及諸多因素，需深入細(xì)致地考慮和精確計(jì)算，為土木工程建設(shè)提供理論支持。而地基加固施工是土木工程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，尤其在一些地質(zhì)條件復(fù)雜或承載要求高的工程中，地基加固的好壞直接關(guān)系到建筑物的安全性和使用壽命。因此，施工單位應(yīng)選擇合適的加固技術(shù)，嚴(yán)格遵循施工規(guī)范，確保施工質(zhì)量。

1 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，其決定了整個(gè)建筑物的穩(wěn)定性和安全性?；A(chǔ)設(shè)計(jì)要考慮地質(zhì)條件、荷載要求、材料選擇等因素。設(shè)計(jì)師根據(jù)地質(zhì)勘探結(jié)果，選擇合適的基礎(chǔ)類型和尺寸，確保建筑物在各種荷載作用下的穩(wěn)定性[1]。同時(shí)，施工單位應(yīng)結(jié)合施工條件和周邊環(huán)境，做好防控工作，確保施工順利進(jìn)行，并加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的良好保護(hù)。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心部分，主要內(nèi)容涉及結(jié)構(gòu)受力分析、結(jié)構(gòu)形式和材料選擇、建筑功能和美觀性設(shè)計(jì)以及綠色建筑技術(shù)應(yīng)用等。通過(guò)合理制訂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，有助于確保建筑物建成后具有良好的安全性和穩(wěn)定性，滿足使用者對(duì)建筑功能的需求。

1.3 材料選擇

不同的材料具有不同的力學(xué)性能，如強(qiáng)度、剛度、韌性等。在選擇材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求和荷載情況，選擇具有適當(dāng)力學(xué)性能的材料，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性[2]。土木工程結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期承受各種荷載和環(huán)境因素的影響，因此材料的選擇要考慮其耐久性，可以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命，減少維修和更換的頻率。

2 土木工程地基加固施工技術(shù)的實(shí)踐

某11層小高層框架剪力墻住宅樓，高度36 m，層高8 m，占地面積約560 m2，建筑面積約5 975 m2。該工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮多種因素，包括地震作用、荷載作用、材料選擇、施工工藝等。同時(shí)，根據(jù)使用環(huán)境類別和抗震設(shè)防烈度等因素進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)和處理。該工程為11層全現(xiàn)澆框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，屬于丙類建筑，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)、剪力墻抗震等級(jí)為三級(jí)、框架抗震等級(jí)為三級(jí)、建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)、混凝土結(jié)構(gòu)使用環(huán)境類別為一類環(huán)境。另外，住宅樓合理使用年限為70年，抗震設(shè)防烈度為6度。

在工程建設(shè)前，施工單位開(kāi)展地質(zhì)勘察工作，主要目的是更詳細(xì)地掌握工程施工區(qū)域的地質(zhì)情況，為地基加固的處理提供可靠依據(jù)（如表1所示），編制完善的設(shè)計(jì)方案與作業(yè)計(jì)劃，為工程進(jìn)度的加快與質(zhì)量控制產(chǎn)生積極影響。

2.1 施工準(zhǔn)備

首先進(jìn)行場(chǎng)地平整，清除雜物，確保施工場(chǎng)地平整、干凈。其次，測(cè)量放線，確定加固范圍和位置。此階段，施工人員使用專業(yè)的測(cè)量設(shè)備，如全站儀、經(jīng)緯儀等，對(duì)施工場(chǎng)地精確測(cè)量，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和施工要求，確定加固范圍和位置，保證施工的準(zhǔn)確性和有效性[3]。最后，通過(guò)測(cè)量放線，找到施工準(zhǔn)確位置，避免出現(xiàn)偏差或錯(cuò)誤。同時(shí)，測(cè)量放線還可以為后施工提供準(zhǔn)確的參考。

2.2 土方開(kāi)挖

在土方開(kāi)挖時(shí)，要特別注意保護(hù)周圍環(huán)境，避免對(duì)周圍建筑物或設(shè)施造成影響。土方開(kāi)挖會(huì)對(duì)周圍的土壤、水文、地質(zhì)等環(huán)境因素產(chǎn)生影響，如果不加以控制，其還會(huì)對(duì)周圍建筑物與設(shè)施的安全和使用造成影響。

在土方開(kāi)挖過(guò)程中要合理規(guī)劃開(kāi)挖順序和開(kāi)挖方式。采取有效的支護(hù)措施，防止土體崩塌或滑坡等危險(xiǎn)情況的發(fā)生；控制開(kāi)挖深度和寬度，及時(shí)排水，防止積水對(duì)周圍環(huán)境造成影響[4]。例如：該工程基坑為矩形，基坑?xùn)|西長(zhǎng)180 m，東西寬70 m，基坑面積約11 000 m2；開(kāi)挖深度（至地下室基本底板墊層底）約6.300 m，總挖方量100 000 m3。考慮施工場(chǎng)地地貌較單一，地勢(shì)平坦，自然地面相對(duì)標(biāo)高約為+1.180 m，建設(shè)單位對(duì)該工程各構(gòu)件底面設(shè)計(jì)標(biāo)高設(shè)計(jì)，具體參數(shù)如表2所示。

另外，對(duì)周圍建筑物或設(shè)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和觀察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理可能存在的問(wèn)題，避免對(duì)周圍建筑物或設(shè)施造成影響，確保施工質(zhì)量和安全。首先，要制訂詳細(xì)的監(jiān)測(cè)計(jì)劃，確定監(jiān)測(cè)的內(nèi)容、監(jiān)測(cè)頻率和監(jiān)測(cè)方法等；其次，選用合適的監(jiān)測(cè)設(shè)備和技術(shù)手段，如沉降監(jiān)測(cè)儀、位移監(jiān)測(cè)儀等，對(duì)周圍建筑物或設(shè)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；最后，在施工過(guò)程中，密切關(guān)注周圍建筑物或設(shè)施的變化情況，尤其是與施工項(xiàng)目緊密相關(guān)的設(shè)施，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)采取措施處理，在設(shè)計(jì)單位、施工單位以及相關(guān)管理部門的良好協(xié)調(diào)下，確保問(wèn)題得到妥善解決。

2.3 基礎(chǔ)處理

土方開(kāi)挖完成后，對(duì)基礎(chǔ)處理是確保地基加固施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一，包括清理基礎(chǔ)表面的雜物、松散土等，確?；A(chǔ)表面平整、干凈[5]。例如：使用專業(yè)的清理工具、人工撿拾等，確保基礎(chǔ)表面的清潔和平整，清理過(guò)程中加強(qiáng)基礎(chǔ)表面保護(hù)，避免造成損壞或污染。清理完成后，對(duì)基礎(chǔ)表面驗(yàn)收和檢查，確保清理效果符合設(shè)計(jì)要求。

2.4 地基加固方法

土木工程地基加固采用方法包括換填法、預(yù)壓法、強(qiáng)夯法、振沖法、深層攪拌法等，各方法有不同的優(yōu)勢(shì)及標(biāo)準(zhǔn)，均能保證工程整體質(zhì)量及地基加固成效。

（1）換填法，將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖除，然后回填強(qiáng)度較高、壓縮性較低、沒(méi)有侵蝕性的材料，如砂、碎石、卵石等，分層壓實(shí)后作為地基持力層。

（2）預(yù)壓法，在地基上施加一定的荷載，使地基預(yù)先產(chǎn)生一定程度的沉降，然后卸載，再建造建筑物，有效提高地基的承載力和穩(wěn)定性。

（3）強(qiáng)夯法，利用重錘自由下落時(shí)產(chǎn)生的沖擊力夯擊地基土，使地基土中的孔隙壓縮，同時(shí)排除孔隙水，達(dá)到固結(jié)和提高地基承載力的目的。

（4）振沖法，利用振沖器產(chǎn)生的振動(dòng)和水沖的聯(lián)合作用，使地基產(chǎn)生密實(shí)性和穩(wěn)定性較好的樁體，并與原地基土形成復(fù)合地基，提高地基承載力和穩(wěn)定性。

（5）深層攪拌法，利用深層攪拌機(jī)將水泥、石灰等固化劑與地基土進(jìn)行攪拌，形成具有較好整體性、水穩(wěn)定性和足夠強(qiáng)度的水泥土樁或地下連續(xù)墻，作為建筑物的基礎(chǔ)。

該項(xiàng)工程結(jié)合地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，根據(jù)工程施工標(biāo)準(zhǔn)及作業(yè)要求，最終確定采用強(qiáng)夯法，具有施工簡(jiǎn)單、處理效果好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，并確定地基的土質(zhì)類型、分布情況、承載能力等參數(shù)，對(duì)各面層的進(jìn)展細(xì)致分析，并詳細(xì)記錄各環(huán)節(jié)中的信息數(shù)據(jù)，為施工方案的制訂提供可靠依據(jù)。同時(shí)，在施工過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄，確保施工質(zhì)量和安全。

2.5 回填土

在加固完成后，進(jìn)行回填土?；靥钔烈x用質(zhì)量較好的土料，分層壓實(shí)，確?；靥钔恋馁|(zhì)量和穩(wěn)定性，并結(jié)合工程施工要求對(duì)回填土層的實(shí)際情況詳細(xì)分析（如圖2所示），也便于各單位在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)做出調(diào)整與完善，避免引發(fā)質(zhì)量或安全問(wèn)題。

另外，在選擇壓實(shí)機(jī)械時(shí)，根據(jù)回填土的種類和厚度選擇合適的機(jī)械。對(duì)于較硬的土料，選擇重型壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)；對(duì)于較軟的土料，選擇輕型壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)。再開(kāi)展壓實(shí)參數(shù)，主要是根據(jù)回填土的種類和厚度進(jìn)行選擇。一般來(lái)說(shuō)，壓實(shí)次數(shù)和壓實(shí)速度應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最佳的壓實(shí)效果。

回填工作完成后，需開(kāi)展施工質(zhì)量檢查工作，主要包括回填土的密實(shí)度、平整度、坡度等。如果發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，要及時(shí)處理和修復(fù)，關(guān)系到回填土的質(zhì)量和穩(wěn)定性，并在施工過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄，確保施工安全。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，施工單位應(yīng)當(dāng)掌握土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及地基加固方法。應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)實(shí)際情況，綜合考慮多種因素，如地質(zhì)條件、材料性能、施工環(huán)境等，確保工程的安全性和穩(wěn)定性。同時(shí)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還需注意對(duì)建筑物的安全性、穩(wěn)定性和使用功能的影響。地基加固是建筑物穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，施工單位應(yīng)嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)規(guī)范和施工標(biāo)準(zhǔn)，確保每一項(xiàng)工作都能按照要求順利實(shí)施，既能滿足工程建設(shè)要求，又可提高土木工程設(shè)計(jì)和施工成效，保證工程綜合效益最大化。

參考文獻(xiàn)

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