土木工程建设中结构与地基加固技术的应用分析

黄俊杰

摘 要：在土木工程建设中，使用地基加固技术能够提升建筑的稳定性。基于此，本文阐述了土木工程建设中的混凝土、剪力墙、承重墙等结构的具体设计方法，同时，还提出了地基加固技术在土木工程建设中的具体应用，包括加筋法、换填法、打孔填充布桩、压制或排水的固结方法等加固技术。通过论述以上内容，来为建筑设计人员提供一些参考。

关键词：土木工程；地基加固技术；抗剪能力；土钉墙技术

1土木工程的结构设计

1.1混凝土结构设计

混凝土结构设计需要达到《混凝土工程施工质量验收规范》GB 50204-2015的规定要求，在设计过程中，既要重点考虑混凝土抗渗能力，又要思考在建筑结构中长期处于复杂环境中，所受到的压力及腐蚀力。因此，要为混凝土的后期维工作做好相应的准备，来延长混凝土的使用时间，确保混凝土结构的稳定性。

1.2剪力墙结构设计

（1）建筑物的墙体作为一个承重构件，能够发挥出维护和隔离建筑构件的作用。其间距主要受到了楼板跨度的限制，一般来说，剪力墙的跨度为3-8m，主要适合在住宅等建筑中使用，能够省去大量填充墙的工序；

（2）剪力墙需要按照建造要求，贯穿整个建筑的高度，而墙的厚度需要按照高度方向逐级减少。剪力墙厚度要大于高度的1/25；

（3）剪力墻使用混凝土进行浇筑，整体的刚度较大，在水平角度作用下，产生的变形几率较小，如果墙体的截面面积较大，荷载能力也能够被满足。因此，混凝土剪力墙适合自在10-50层的建筑中使用，能够收到很好的效果[]。

1.3承重墙结构的设计

现代建筑形状多为矩形框架，这样的设计导致建筑的横向刚度要小于纵向刚度，而刚度的不等，会增加建筑结构的不稳定性。因此，需要在建筑的横向结构中，设计足够多的横墙，进而确保建筑的稳定性及抗震性能。在发生地震时，房屋遭受到的破坏力一般来自于剪力破坏。在进行房屋设计的时候，需要保证建材的质量良好，并增加建筑横墙的轴向力，将横梁作为承重与隔断功能相结合的承重体，当建筑设计中的开间较大，可以在纵墙上设计梁，来起到承重作用。此外，建筑的楼板需要沿着纵向方向放置，以此构成建筑的横向承重墙，这样一来，纵墙与横墙的相互结合，而形成轴向力，进而增加建筑的抗剪能力。

承重墙作为建筑承重构件，在设计过程中，需要进行区分设计。一般来说，建筑砖混结构墙体都应该是承重墙，而框剪结构内部的墙体为非承重墙；标准砖墙体为承重墙，而加气砖为非承重墙；从墙体的厚度区分，承重墙的厚度数值要大于非承重墙，非承重墙的厚度一般为150mm，比如厨房等[]。

2地基加固技术在土木工程建设中的具体应用

技术人员通过使用地基加固技术，能够确保建筑的稳定性，提升土木工程建设质量。随着施工技术的发展，现如今，土木工程中使用的最为广泛的技术是换填法、排水法、加筋法等。这些加固方法应用的条件不同，需要进行针对性的选择。

2.1加固新技术的应用

（1）打孔填充桩加固方法。打孔填充灰土桩的施工流程是利用钢管套在地基中成孔，然后通过挤压的形式，密实孔洞，然后在孔内放入灰土或石灰等材料，夯实，成为土桩。采用的回填土是粉质黏土，黏土过筛的空隙度要小于20mm。粉煤灰是用35%湿粉煤灰配合颗粒度小于5mm 的熟石灰，灰土质量的配比一般为2：8，将混合后灰土搅拌均匀，颜色一致，即可回填。除了灰土桩加固方法外，还有一种除了上述土桩和灰土桩外，还有一种单独采用石灰加固来地基的石灰桩。

这种石灰桩在打好的孔洞内，放置石灰块，然后掺入适量的水，一般的配比为8：2。当拔管的时候，进行捣振，然后利用生石灰吸取布桩体中的水分，产生水化反应。当生石灰中的水发生膨胀、放热等显现的时候，桩周围的含水量会降低，孔隙度就会变小，将孔洞中的土挤密实，而硬化了的桩柱体就会成为一种复合型的地基；

（2）添加粉煤灰的固结方法。在地基施工材料中加适量的粉煤灰，并进行搅拌，能够借助粉煤灰的吸水能力，基础土中的水分，提升地基凝固湿速度。由于粉煤灰的性能稳定，将其添加在地基原料中，能够实现很好的加固效果。

2.2压制排水固结法

排水固结法是使用竖向排水体方法，加固天然地基，来提升建筑物的承载力。当建筑物在构建过程中，可以预先加载预压力，然后将土壤中的水排出，使得地基逐渐固结。当地基发生沉降的时候，地基的结构强度会逐渐提高。排水固结法最常应用的有三种：

（1）折叠堆载预压法。该种方法主要是在建筑场地进行堆填土石，然后在地基层面进行加载，使地基沉降可以提前完成，然后通过地基的固结，来提高地基承载力，最后卸去地基原有的预压荷载力，以消除建筑物地基的部分均匀沉降，这种方法就被称之为堆载预压法。一般来说，预压荷载力需要和建筑物的荷载相等，为减少固结产生的阻碍，可以设定荷载大于建筑物的荷载力，一般预压荷载的大小约为建筑物荷载的1.3倍，特殊情况则可根据工程具体要求来确定。

（2）折叠真空预压法。真空预压法指的折叠就是指在粘土层上铺设砂垫层，借助薄膜来密封土壤层，并使用真空泵对土层进行抽气，进而构成负压，使地下水可以按照竖向排水方向排出地表。这样一来，地基的排水固结速度就会提升。在压力的基础下，孔隙水压力逐渐变小，而有效应力的增加将会使土体的压缩强度增加，提升地基的稳固性；

（3）折叠电渗排水法。折叠电渗排水法是依靠电渗方法排出土中水。但在土中插入电极然后通过直流电，在直流电场作用下，土中的水将会从点击的阳极流向阴极，然后水将会从阴极流出，通过借助电渗作用，便可逐渐排除土壤中的水。在工程上，使用折叠电渗法将会降低粘性土中的含水量或者是降低地下水位，来提高地基承载力及建筑的稳定性。

2.3加筋法的应用

加筋法是指在建筑地基中增加金属丝等材料，来提升地基稳定性。加筋法主要分为两种：

（1）加筋土。这种方法是将具有良好拉力性能的构件埋在地基中，然后借助土壤位移和拉筋之间的摩擦力，将加筋材料与土壤形成一个整体，来最大程度提升地基的强度。由于拉筋作为一种横向力增强的方法，需要具有良好的抗压性，因此，要选择摩擦系数大，并且耐腐蚀的网状材料，比如铝合金网、镀锌的钢带等。

（2）土钉墙技术是通过钻孔、注浆的方法来进行设置，但也可以通过打入几根较粗的钢筋或者钢管形成一个稳固土钉，土钉与周围土地的接触依靠摩擦力来粘接，进而与周围的土地形成复合的土体。由于土钉和土地变形受力是通过受剪工作，来对土体形成加固。土钉和平面形成一定角度，即斜向加固体。而土钉则是适用于地下水位以上或者人工填土的基坑支护及边坡加固[]。

结论：综上所述，建筑业的快速发展，为我国的经济发展提供了支持作用。在此基础上，具有良好拉力性能的构件埋在地基中，然后借助土壤位移和拉筋之间的摩擦力，将加筋材料与土壤形成一个整体，能够最大程度提升地基的强度；同时，在地基施工材料中加适量的粉煤灰，并进行搅拌，能够借助粉煤灰的吸水能力，基础土中的水分，提升地基凝固湿速度。因此，通过应用压制排水固结法及加筋法，能够提升土木工程建设质量。

参考文献

[1]徐云涛.浅谈土木工程建设中结构与地基加固技术的运用[J].江西建材，2017（24）：99+102.

[2]李佳.土木工程建设中结构与地基加固技术的运用[J].建材与装饰，2017（35）：53.

[3]苍玉军.土木工程建设中结构与地基加固技术的运用[J].科技创新与应用，2017（14）：250.

（作者单位：张家港市乐余镇建设管理服务中心）

韩非

摘 要：随着时代的进步和发展，人们对生活的质量和水平提出了更高的要求，土木工程建设中的结构和地基加固技术就显得尤为重要。在土木工程的施工建设之中，施工人员要尽可能的保障施工的质量，加强技术的监督，进而保障土木工程建设的稳定性。本文重点对土木工程建设中的结构与地基加固技术的应用进行了分析。

关键词：土木工程建设；结构；地基加固；技术应用

引言

在土木工程建设发展如此繁荣的今天，人们对工程的建设提出了更高的要求。但是，我国的土木工程建设还存在一定的问题，严重影响了我国施工的质量和水平，在此基础上，土木工程结构与地基加固技术的应用价值就得到了充分的体现，有关人员要重视土木工程建设的实际规范，不断地对施工技术进行优化和创新。

1.土木工程建设中的结构加固技术

1.1结构材料选择技术

我国大多数的土木工程都是选择钢筋混凝土作为加固结构的主要材料，也是迄今为止土木工程建设中发现的最坚固的结构形式。钢筋和混凝土的功能和性质都大不相同，将两种物质进行混合时要重视两种材料的受力程度，并根据施工对材料的具体要求进行科学的配比。土木工程建设中，要选择材料优质的混凝土，并合理的分配水泥、碎石、砂泥的比例。在钢筋材料的选择上，要科学的使用柔韧性和刚性的钢筋材料，对钢筋的使用数量进行合理的控制。钢筋的数量不同也会导致结构的牢固效果不同，在不同土木工程中的应用也大不相同。因此，材料的选择是加强土木工程牢固程度的最重要的影响因素之一，施工人员还要在选择材料时对材料的稳定性、抗震性、抗压性进行全面细致的了解，进而对土木工工程的结构进行材料选择上的加固[1]。

1.2结构设计技术

土木工程建设中的结构设计也是影响工程结构牢固性的重要因素之一。设计人员和施工人员要尽可能的保障设计的结构形式具有一定的承重能力，还能够保障结构整体的安全性。钢筋和混凝土的受力性存在着明显的差异，不合理的配比会导致结构的设计出现稳定性的问题。所以，有关工作人员在进行结构设计时，要根据施工的具体需求，考虑受力的情况，并尽可能降低其他受力因素对结构的影响。在进行结构设计时，要对材料中的内部结构和外部结构进行准确的分析和核算，降低结构形变的可能性。另外，在进行钢筋的焊接工作时，要准确的分析焊接的顺序，尽可能的保持结构的对称性，这样可以保障在土木工程结构施工中充分的保障结构的稳定程度。

1.3机械安装地点选择

在土木工程的建设中，想要对其结构进行加固，必须考虑机械的安装地点，充分的保障结构施工中的安全性，尽可能的在施工过程中降低安全风险，对安装的结构进行全方位的保护。机械的安装地点要充分的考虑机械的安装面积和机械的操作面积，还要注意机械吊起的速度和位置等，这些都需要在施工前进行细致的考虑和分析。在土木工程建设中，科学合理的机械安装地点可以起到牢固工程结构的作用，并最大程度的降低机械施工对工程稳定性的影响。

2.土木工程建设中的地基加固技术

2.1加筋加固技术

通常情况下，在地基的加固的众多方法之中，加筋加固技术的应用环境比较特殊，在施工难度比较大的地区应用比较广泛，我国的地质构造和地区环境比较复杂，加筋加固技术的应用范围也比较广泛。简而言之，加筋加固技术就是加筋土法、锚固法和书香加固提复合地基法的综合称呼，加筋土法通常适用于浅层的地基之中，在使用的过程中，加入钢筋材料能够起到完美的抗位作用，进而对建筑物的压力进行抵抗和缓冲，实现地基的加固。锚固法的主要施工内容是对建筑周边的软弱位置进行加固，在施工过程中，加入土钉等材料，可以起到减压加固的作用。竖向加固体复合地基法适用于深层的软弱土壤之中，在施工的过程中，尽可能的增加桩柱的数量，进而提高地基的牢固程度，以上三种方法属于加筋加固法，可以有效的实现土木工程建设中的地基加固，提高工程的稳定性。

2.2化学加固技术

化学加固技术也是地基加固的重要方法，主要分为深层搅拌法和灌浆法两种。深层搅拌法是指在原地基中灌入水泥和石灰的混合材料，进而对其搅拌，使灌入的材料和原地基结构中的材料进行完美的结合，达到加固地基的功能。这是在地基加固中最常用也是最简单的方法之一，可以增加地基的承重能力，防止建筑物的墻体出现开裂和倾斜等情况。灌浆法更加适用于地基层比较柔软软弱土层和岩体土层，特别是结构不稳定的岩体层，利用灌浆法可以有效的对岩体结构进行填充，进而增加地基的牢固程度[2]。灌浆法需要使用的材料比较丰富，除了水泥和石灰之外，还包括其他的物质。

2.3挤压加固技术

挤压加固技术适用于比较松散的碎石土层和砂石土层，其中包含了强夯法、灰桩法、挤密碎石桩法等加固方法，强夯法是应用最广泛的一种方法，利用重量比较大的夯锤施加外力，对地基产生强大的冲击力，进而使其内容结构保持固结的状态，能够承担更多的外部压力。挤压加固技术对材料的需求程度不高，是依靠物理作用加固地基材料的内部结构，从而实现土木工程建设中的地基加固。

2.4排水加固技术

排水加固技术也是地基加固的重要技术之一，当地下水的水位超过地基加固的高度时，就需要采用排水加固法对地基进行加固。排水加固法由加载预压法和超载预压法组成，加载预压法适用于软土地基结构中，超载预压法适用于黏土地基结构中，两者都需要在地基加固施工时安装排水装置。排水加固技术的应用主要在含水量比较大的地基加固技术之中，是提高地基牢固程度的有效方法。

结论：经济的发展促使了土木工程建设形式和内容的多样化，在具体的土木工程建设之中，施工人员要重视建设结构和地基加固技术的实际应用，尽可能的保障施工满足工程建设质量的需要。与此同时，结构和地基加固技术可以有效延长工程的寿命，提高工程的整体水平，并有效解决建筑施工中存在的质量问题。

参考文献

[1]王洪枢.国内土木工程建设安全现状与风险监控对策研究[J].广东蚕业，2017，51（08）：16-17.

[2]秦伟.结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用探讨[J].门窗，2016，（06）：62.

（作者单位：中国矿业大学）