土木工程建设中结构与地基加固技术的运用分析

杨端宏

济阳县富国建筑安装有限公司 山东 济南 251400

引言

在互联网及先进科学技术推动下，我国各行各业迎来快速发展期，土木工程行业也不例外，由于物质生活水平的提升，且对生命安全的愈加重视，人们对土木工程建设质量要求有所提高，为彰显结构与地基加固在土木工程中的显著效果，结合某工厂厂房单层现浇框架结构展开分析，在实例验证下了解结构加固技术与地基加固技术实际作用。

1 结构加固技术在土木工程建设的具体应用

（1）加强截面加固。加强截面加固为直接针对建筑横截面进行处理的方式，可在一定程度上提高配筋率，起到增强稳定性的效果。由于土木工程建设情况均有不同，加强截面加固法还可进一步划分。第一，直接扩大建筑结构横截面进行加固；第二，在建筑截面结构建设时适当提高配筋率；第三，融合以上两种技术，既扩大结构截面，又提高配筋率，在土木工程建设时，应结合工程标准及周围环境选择截面加固方式。通过扩大结构截面面积增强建筑整体稳定性，并提升土木工程建筑力学水平，而提高配筋率则是根据建筑建设方案调整钢筋间隔，将钢筋作为保护层，提高建筑承载力，实现建筑结构加固[1]。从实践角度来看，扩大截面与配筋率提升融合使用时加固效果最佳，但周围地质环境优异且建设情况尚佳时，若在扩大结构截面基础上再次提高配筋率，虽可进一步增强建筑稳定性，但却造成了钢筋材料的浪费，因此选用加强截面加固法时，需结合土木工程建设情况进行合理选择。

（2）碳纤维布加固。在土木工程建设中，碳纤维布加固法应用较为广泛，主要借助结构胶将碳纤维布粘贴于建筑结构混凝土表面，以此得到复合结构，可大幅度提升建筑结构强度，实现良好加固。碳纤维布加固法具有较强优势，工艺便捷且可提升结构耐久性，并具备外观美化效果，运用非金属纤维（如玻璃纤维）加强建筑承载性、抗震性、抗剪性，除以上优势外，碳纤维布加固应用存在一定局限，不可应用于非混凝土结构。

（3）钢筋植筋加固。相较于增强截面加固法与碳纤维布加固法而言，钢筋植筋加固法相对复杂，其具有加强的加固效果，因此在土木工程建设中使用频率较高。由于钢筋植筋加固法程序复杂，应用前需做好具体规划，结合具体土木工程建设情况制定应用计划，消除应用过程中的不稳定因素，确保其可发挥出原有加固效果。在具体应用中，应明确加固孔位置，在钻机设备辅助下完成孔洞施工，完成钻孔后结合实际工程情况焊接钢筋，为保障加固效果，需进一步加固并清理孔洞，在此基础上预埋钢筋并灌注，借助钢筋增强土木建筑整体稳定性。

2 地基加固技术在土木工程建设的具体应用

（1）化学加固。化学加固法是借助化学物质展开地基加固的方式，选择可与土体成分胶结的化学物品，将其加入到地基土壤中，此时化学物品与土体发生胶结反应，可降低地基土壤孔隙比，连接土体颗粒，提升土木工程建筑地基承载效果，此外还可在一定程度上降低地基沉降发生概率，完成地基加固目标。在土木工程建设中，灌浆法与深层搅拌法为应用较为广泛的化学地基加固技术，灌浆法主要借助灌浆设备将化学溶剂注入灌浆孔内，使化学溶剂逐渐扩散至岩土裂缝、土体孔隙中，便于发生胶结反应，起到硬化土体、稳定地基的效果，此外还可在化学溶剂中添加防渗物质，增强地基防渗效果；深层搅拌法则是将相关化学材料深度搅拌，使水泥、石灰等物质充分融合，混合材料可逐渐渗透至地基土体颗粒空隙内，起到加固地基作用。相较于灌浆法，深层搅拌法应用更为广泛，主要运用淤泥土、泥炭土进行搅拌填充，加固效果好且操作简捷。

（2）压密注浆。压密注浆法在土木工程建设中应用时需计算水泥粉煤灰配合比及土地加深密度，并根据工程具体情况严格配置浆液，以此确保地基加固效果，浆液配置完成后需运用注浆泵注入至地基指定深度，浆液在地基土壤内部形成挤压力，排出地基内多余空气及水分，同时浆液可在一定程度上快速凝固，填补地基空隙，加固地基。运用压密注浆法加固地基时，浆液于地基内凝固后可成为支架结构，大幅度提升地基土体密实程度，同时浆液支架具有较强抗腐蚀性及抗侵蚀性，增强土木工程地基耐久性与稳定性，进一步提高土木工程建设质量。

（3）排水加固。排水加固法在土木工程建设中更适用于软质土层、粉尘土层环境下，首先需在地基内设置袋装砂井、塑料排水袋等竖向排水体，并结合土木建筑实际重量逐步加载，以此排出地基中多余水分，此时地基发生沉降，孔隙比降低，地基土壤强度随之提升。排水加固法可进一步分为堆载预压法、真空预压法、降水预压法、电渗预压法，堆载预压法则是对地基进行加载预压，提前完成地基沉降，加固完成后卸荷载，并逐步平衡地基沉降程度，预压荷载通常大于土木建筑整体荷载，一般为1.3倍，需结合工程地质环境适当调整；真空预压法需在地基黏土层表面铺设砂垫层，并在薄膜辅助下完成密封，借助真空泵进行抽气，在负压作用下地基地下水沿排水体排出地表，压缩地基土体，实现地基加固；降水预压法则是借助水泵直接抽出地下水，降低孔隙水压力，起到加固效果；电渗预压法则是借助电渗作用排出多余地下水，将金属电极插入地基土体中，并通直流电，地下水在直流电场中由阳极流向阴极，从阴极排出地表，以此降低地基含水量，增强地基承载力及稳定性，在实际土木工程建设中，电渗预压法、降水预压法应用频率较低，需工程人员结合地基结构合理选择加固方式。

（4）换填加固。在地基加固技术中换填加固法较为成熟，主要可包括石灰桩加固、振冲置换加固、换土垫层加固、加固碎石桩等方式。石灰桩加固法主要借助机械或人工进行打桩，科学配置粉煤灰与生石灰，将完成调配的混合材料填入桩孔，通过增强桩体密实程度来实现地基加固；振冲置换加固主要应用在粘土质地基中，借助振冲器夯实地表，完成高频次夯实后产生孔洞并进行冲洗，可将碎石填入孔洞形成碎石桩，由于地基受到振冲作用，其密实程度有所提升，并导致碎石桩与土木工程地基结合为统一整体，形成复合地基，此时地基承载力大幅度提升；换土垫层加固方式需将地基松软土层统一挖除，用高强度灰土、灰渣、碎石、粉煤灰进行填充，并采用分层压实方式进一步加固，此方式效果较好，但仅适用于浅层地基；加固碎石桩方式需借助振动冲击力将桩管压入地基，在地基软土中形成孔洞，置入碎石逐渐敲击，缓慢抽出桩管，此时地基内空隙被碎石填充，极大提高地基承载力[2]。

3 基于结构与地基加固技术的土木工程案例分析

3.1 工程案例概况

某工厂厂房建设采用单层现浇框架结构，使用时间的延长导致其墙体结构出现不同程度裂缝，需借助结构加固技术进行处理，此外为保障工厂厂房整体安全性，消除潜在安全隐患，建筑地基亦需借助加固技术进行处理。

3.2 现存土建问题

围绕厂房整体结构展开土木工程评估，发现厂房处于沿海地区，地质潮湿且地基土体内含有淤泥质厚土层，含水量较高，且土体黏结性较差，存在地基沉降现象，厂房结构整体稳定性严重不足，此外厂房框架梁结构出现严重裂缝，且部分梁柱节点存在较大斜裂缝，导致厂房上部墙体结构不稳定，并存在错位现象，同时梁箍筋密实度不足，压实区间距过大，墙体结构呈现出眼中开裂及剥落问题。

3.3 结构加固技术应用

厂房墙体上部结构开裂问题较多，需结合厂房稳定性要求及现有结构构件质量选定钢筋强度规格，综合考虑地面沉降带来的墙体结构不均匀性，选用碳纤维布加固法，以改性环氧树脂为核心材料对墙体框架梁结构进行加固优化，对于墙体严重开裂部分，可直接采用灌浆法，以此加固墙体，针对错位等变形墙体，需将受损部位进行拆除，并结合厂房结构及建设标准进行重建，而梁箍筋密实度不足的墙体，可张拉扁钢进行整体结构加固。

3.4 地基加固技术应用

工厂地基含水率较高，结合粉质土体可引起地基基础水平流动，造成地基沉降不稳定，不利于土木工程人员精确计算地基沉降数值，在地基沉降处理中，可选用真空预压法进行初步排水，为确保地基加固效果，采用堆载预压法进一步加固，增强地基承载力，确保厂房结构整体稳定。

4 结束语

综上所述，结构加固技术在土木工程中的应用可从加强截面加固、碳纤维布加固、钢筋植筋加固三个方面展开；地基加固技术可从化学加固、压密注浆、排水加固、换填加固四个方面进行应用。在实际应用中，应结合土木工程周围实际环境选择加固技术，为人们提供高质量建筑，保障建筑用户人身安全及财产安全，推动我国土木工程行业发展进程。