探析结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用

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　　摘要：本文将对加固土木工程地基与结构的重要性进行阐述，并详细分析土木工程设计中的结构与地基加固技术，希望可以为相关工作者的研究提供一些帮助。
　　关键词：土木工程；结构加固；地基加固
　　前言
　　进入新时代后，随着社会经济的不断发展，建筑行业迎来了发展的高峰期，这就使得人们对建筑结构可靠性与稳定性有了更高要求。因此，必须了解加固土木工程地基与结构的重要性，并掌握具体的结构与地基加固技术，加强其在土木工程设计中的运用，提高工程质量与安全，从而为建筑行业健康发展奠定良好基础。
　　一、加固土木工程地基与结构的重要性
　　加强结构与地基加固技术在土木工程设计中应用的重要性主要体现在三个方面：首先，有利于提高土木工程耐久性[1]。在对土木工程质量进行评价时，耐久性是重要指标之一。而在具体施工过程中，其会受到主客观方面的影响，通常情况下，主观因素指的是人为因素，如维护不当、人为破坏以及施工不当等，而客观因素指的则是自然环境的影响，如降雪降雨、风吹日晒等。在上述原因影响下，土木工程耐久性就很难与设计标准相符，也就无法满足人们实际居住需求。所以，必须做好加固工作，只有这样，才能减少这些因素的影响，促进土木工程质量与安全的提升。其次，有利于提高土木工程的使用年限。对土木工程而言，使用年限属于重要经济指标之一，其会受到施工质量与使用功能等因素的影响。若土木工程因上述原因而被拆除，那么就会造成严重浪费问题。因此，必须对土木工程的结构与地基进行精心设计及加固，促进其功能性与安全性的大幅度提升，将功能变化与质量问题给土木工程实际使用带来的不良影响降到最低。最后，有利于提高土木工程抗震能力。目前，地震灾害发生频率逐渐提高，为了保证人们的生命安全与财产安全，必须对土木工程的结构与地基进行加固。
　　二、土木工程设计中的结构与地基加固技术
　　（一）结构加固技术的应用
　　1.增大截面
　　增大截面这一技术属于直接加固技术，其技术原理就是对建筑结构件的截面面积及配套钢筋进行适当增加，从而促进建筑结构件力学性能的增强。土木工程项目不同，其加固要求也存在差异，因此，在具体运用过程中，可以把这种加固技术细分成三类，即将增大断面当作主要措施、把配套钢筋增加当作主要措施以及兼具这两种的平衡加固技术。截面增加这一技术具有较好的加固效果，而且力学性能与设计要求相符，所以其具备广泛的适用范围，经常用于结构梁、屋架、柱、板以及墙等结构件的加固作业中。
　　2.砌体结构
　　砌体指的就是由砂浆与块体砌筑成的墙或者是柱，主要有墙板砌体、砖砌体、石砌体以及砌块砌体等。相较于其他加固技术，这一加固技术并不具备明显优势，虽然其抗压承载力较好，但其他力学性能较差，这使得砌体结构加固技术整体表现不高，承载力比较低，并且受到外荷载的影响，其极易导致或大或小裂缝的出现。通常情况下，常用砌体结构加固技术主要有三种，即砌体直接加固、外套结构加固以及荷载传递改变加固。
　　3.置换混凝土
　　置换混凝土是对混凝土严重损坏进行有效处理的一种方法，其指的就是清除或者是剔除原结构件中力学性能无法与当前使用要求相符的局部区段与存在物理缺陷区段的混凝土，并对强度等级不够的局部区段的混凝土进行重新浇筑，以此来促进原结构件承载力恢复的直接加固技术。需要注意的是，重新浇筑的混凝土应该是与原来品种相同的但强度等级更高的。在具体运用过程中，应该有效清除并提出局部置换结合面，把原混凝土坚硬结构层露出来，并做好相应的清理工作，保证其与结构层表面粗糙且洁净这一要求相符。只有这样，才能使新浇筑的混凝土水泥胶体在微膨胀剂预压应力的作用下渗入到原结构层中，并在实际水泥水化过程中和其粘合成整体，以此来达到理想结构加固效果，促进土木工程质量与安全性的提升。
　　（二）地基加固技术的应用
　　1.紧密压固法
　　在土木工程建设中，紧密加固法属于常用地基加固技术，其主要有真空预压、紧密注浆以及降水等内容。通常情况下，降水操作是由水管完成喷射的，而在紧密加固法中，紧密注浆占据核心地位，其工作原理就是在注浆泵作用下，通过压力把水泥粉煤灰（提前混合好的）压到之前计算好的深度土地中，之后压入液体就会挤压周围的土地，这样，在排除空气之后，土地会变得更加紧实。紧密加固法这种地基加固技術一般是用在地面松软、面积较大地基的加固作业中，在运用这一技术时，应该保证降水喷射均匀性，并把注浆泵压力控制在合理范围内。
　　2.换填垫层法
　　在建筑物受力层无法对上部结构重量进行承载时，就可以使用换填土层这一处理方法。通常灰土与砂石是土层换填常用的材料，通过这一方式，其能够促进地基浅层承载力大幅度提升，并使沉降程度降低。灰土垫层指的就是依照一定比例对有着较大粘性的土进行调配，并以分层的方式完成夯实，这种加固方法在材料获取上存在较大便利。
　　3.加筋法
　　在土木工程地基加固作业中，加筋法的运用主要体现在两个方面：一方面，加筋土。加筋土的拉力性能较好，在摩擦力的作用下，土壤与加筋材料可以构成一个整体，有利于地基强度的提升。同时，还应该选择镀锌钢带与铝合金网等耐腐蚀性强、摩擦系数大的网状材料，以此来增强拉筋的抗压性。另一方面，土钉墙技术。这一技术既可以采取注浆与钻孔方式，也可以通过几根比较粗钢管或钢筋的打入，促进稳定土钉的形成，并利用摩擦力把土钉和周边土地有效粘接起来，以此来形成符合土体。这样，在受剪工作的作用下，可以对土地进行加固，并且土钉与平面可以形成一定角度，构成斜向加固体。通常情况下，土钉墙这一技术主要是在边坡加固与基坑支护等工程中运用。
　　4.打孔填充桩加固法
　　打孔填充桩这一加固方法指的就是通过对钢筋管套的利用，在地基中成孔，以挤压方式提高成孔密实度，并将石灰会灰土等材料放到孔中，在夯实之后土桩就形成了。同时，应该把粉质黏土当作回填土，其中应该保证粘土过筛孔隙度在20毫米之下，而粉煤灰则应该是由颗粒度不超过5毫米的熟石灰与35%的湿粉煤灰构成，其中灰与土的质量比例应该是2：8，这样，在经过均匀搅拌之后，就可以进行相应的回填工作[2]。
　　结论
　　综上所述，加强结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用已经成为了一项重要工作。因此，必须重视这一工作，并掌握增大截面、砌体结构、置换缓凝土、紧密压固法以及换填垫层法等技术，加强其在土木工程设计中的运用，提高土木工程的质量与安全，从而促进土木工程建设更好更快发展。
　　参考文献
　　[1]周亚东.试析土木工程建设中结构与地基加固技术应用[J].江西建材，2018（13）：148-149.
　　[2]乔国海.建筑设计中结构与地基加固技术的几点有效应用探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2018（13）：39.
　　（作者单位：湖南工业大学 土木工程学院）
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