结构与地基加固技术在土木工程设计中应用的措施

文/车城 山东德信建设集团股份有限公司 山东烟台 264000

建筑行业的发展进程中，土木工程设计不断地完善。土木工程设计的相关内容应用于工程实际中更为系统化，随着高层建筑结构的复杂化，就要对土木工程设计以高要求，不仅要保证质量，还要提高安全系数，以避免对人身安全造成影响。所以土木工程设计中需要重点考虑的问题是建筑结构的加固问题和地基的加固问题，这是确保建筑结构稳定的关键。

1、建筑混凝土结构设计中需要关注的要素

土木工程中，混凝土结构是不可或缺的受力结构系统，在设计的过程中，需要对混凝土的各种性能充分考虑。比如混凝土的强度、混凝土的看渗透性等等。所以，在对混凝土结构进行设计的过程中，就要对各种相关的数据信息做好收集和计算工作。其中所涵盖的计算内容包括混凝土结构的正截面、斜截面承载力以及扭曲承载力等等，对于混凝土结构常见的裂缝要采取相应的技术措施予以控制。对于混凝土结构还要做好耐久性设计工作，使得构件具有良好的抗震性能。在混凝土结构设计中，做好承载力运算工作非常必要。

2、剪力墙结构设计中需要关注的问题

土木工程结构设计中，对剪力墙的设计，要注意剪力墙的侧向刚度大，能有效抵抗水平力，做好框架和剪力墙协同工作是非常必要的。在设计中设置少量抗震墙的框架结构，在规定的水平力作用下，底层框架部分能够承担的地震倾覆力矩要超过结构总地震的一半以上，其框架结构的抗震等级需要根据框架结构加以确定，抗震墙的抗震等级要等同于框架的抗震等级相同。设计人员在对框架结构进行分析的过程中，要认识到虽然设置剪力墙，但结构体系仍是框架结构，框架才是建筑的主体，是主要的承受竖向荷载，也是主要的抗侧力构件，而剪力墙的设置的主要目的是为了满足规范对框架结构的位移角的要求，剪力墙承受的底部弯矩较小，改善框架的抗震性能。

对于剪力墙结构设计的分析，框架和剪力墙的受力变形特征不同，就要对框架和剪力墙的协同工作充分考虑，在结构建模计算时，剪力墙或计算完出图时增加剪力墙，如果加大安全储备，就会导致结构刚心偏移，地震作用的扭转也发生了变化，对结构形成不利影响。

关于剪力墙的布置，要沿着建筑的周边展开，做好角部设置工作，加强抗扭作用，已满足规范对位移角的要求。剪力墙的沿建筑物的全高设置，避免引起建筑竖向的刚度突变。之后，可以反复的试算过程中握住剪力墙承受的底部弯矩与基本振型地震作用下结构底部地震倾覆力矩的总和之比，不可以超过20%。如果比值太小，就意味着剪力墙布置太少，难以发挥剪力墙的结构特性，不能够达到设置剪力墙的目的；如果比值很大，就意味着剪力墙设置太多，违背了设置的初衷，结构体系不够明确，设计的难度有所增加，需要反复进行测算，注意抗倾覆力矩的比值。对比值进行合理控制，结构分析的过程中，进行计算还要考虑框架-剪力墙的协同工作。

框架结构的梁、柱配筋好要满足框架-剪力墙的构造要求，剪力墙的端柱的配筋要满足计算和构造要求，要超过相邻的框架柱的配筋，还有要根据工程实际需要适当地放大。剪力墙的抗震等级可与其框架的抗震等级相同，具体计算和配筋按构造结果配筋，应符合规范对剪力墙的构造要求和措施。

设计人员在8度区设计多层框架加少量剪力墙结构的过程中，如果需要采用一定要满足规范的各项要求，在设置的时候，就要做到受力简单明确合理，在计算的过程中，可以采取一定的必要构造措施，加强结构的承载能力，考虑到双向地震力；柱的双偏压校核；重要部位的柱箍筋全高加密；楼板开大洞附近的板双层配筋等措施。设计的过程中，要提前与图审单位沟通，避免出现设计返工的现象。

剪力墙结构设计中，要强化剪力墙的布置，按照对称性原则进行，以对墙面的结构进行平衡控制，保证抗震设计得到满足。另外，还要对边缘构件强化约束管理工作，对剪力墙的钢筋进行分析，保证剪力墙结构设计的合理性。剪力墙结果设计中，要按照剪力墙结构用钢筋以及混凝土的指标展开设计。具体见表1。

3、土木工程建设应用地基加固技术的措施

3.1 换填法的应用

土木工程建设应用换填法，如果由于自然地质状况的原因无法满足工程实际的需要，就要采用换填法对土木工程的地基进行加固处理，换填法是较为普遍应用的方法。如果地籍图的粘性比较大，就可以采用市价压力的方法，使得土质坚实，能够满足施工的要求。

在使用换填法的过程中，可以根据工程需要采用多种方式。比如振冲置换的法、入碎石桩法等等都是可以使用的方法。在使用换土垫层的方法的时候，需要挖出需要置换的软土层，之后填充坚硬的土石，与下层的土质形结合，形成两层的地基。

3.2 排水固结方法的应用

建筑工程施工中，排水固结方法是重要的技术。如果地下水的水位相对较高的时候，就要采用这种方法，可以使得固结的速度加快。在天然土层中增加排水的渠道，不仅排水的距离缩短了，排水也更为方便。对于排水井要设置合理，以使得加固的目的得以实现，工程的进度会因此加快，工期得以缩短。经过对地基加固后，就可以增加地基的强化，地基的稳定性也会有所增强。

3.3 桩基法的应用

桩基法就是使用钢筋混凝土的预制桩来对地基进行加固处理，由此可以使得抗压能力得以增强，在提高了地基的加固质量的同时，施工成本也会相应地降低，施工的时间得以缩短。使用灌注桩施工，制作承载台，可以在施工中使用沉管的方法进行灌注，这样就可以对地基进行加固处理了。

结语：

综上所述，土木工程是建筑工程中的重要内容，其实践性是非常强的。在具体的土木工程施工中，对于各项技术都要深入研究并合理应用，以提高土木工程施工技术水平，提高工程质量，保证工程的安全稳定性。

表1 剪力墙结构用混凝土的指标

[1]徐煌君.结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用[J].江西建材，2015(22):82—82.