土木工程结构设计与地基加固技术探究
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摘 要：现阶段，人们对建筑结构要求越来越高，而土木工程结构设计质量以及地基加固技术的应用效果，将会对主体工程安全性产生重要影响。为此，相关工作人员需要对此提高重视程度。
关键词：土木工程;结构设计;地基加固技术
1 土木工程结构设计
1.1 钢筋混凝土结构设计
在我国现阶段的土木工程建设中，钢筋混凝土结构是其中较为重要的一个形式，只有采用钢筋和混凝土才能够稳定建筑工程，使其达到预期的可靠性。在实际的使用过程中，施工人员要先对钢筋和混凝土的质量进行控制，确保其达到施工规范标准，符合施工要求，一旦原材料出现质量问题，要立马停止使用，避免后期工程建设出现质量问题，不仅浪费成本资源，还影响到施工的建设进度。钢筋和混凝土结构设计完成后，就可以投入施工中，这时候要确保结构整体的质量过关，在施工规范标准的基础上严格进行操作，掌握相关配置条件，将钢筋混凝土结构的最大作用发挥出来。工作人员在进行采购原材料时，要提高混凝土原材料的使用率，其中水泥、骨料以及砾石等材料都要按照配比要求进行，然后在实验下确定混凝土配置是否可用。同时，在选择钢筋的环节中，工作人员也要严格控制，对于钢筋的柔性和刚性都要加以重视，选择最合适的钢筋作为使用材料，钢筋和混凝土都符合要求之后，土木工程结构的质量才会稳步提升。
1.2 承重结构的设计
我国很多的土木工程在建设中可以看出，其平面设计图多是矩形，也就是说整体建设工程的横向刚度小于纵向刚度，这时候就需要一个横墙作为支撑，保证建筑工程的抗震性能良好。如果遇到自然灾害，很多的土木工程都会出现墙体破坏，直接影响到建筑的抗震能力，所以，设计人员在家进行建筑承重结构设计的环节中，要加强其抗剪能力，保证建筑抗剪能力符合要求。有效的提高建筑材料的强度等级，不仅能够使横墙具备足够的承重能力，还能发挥其隔断能力。
1.3 剪力墙结构设计
①对于剪力墙的平面布置要提高对其应用能力，在进行剪力墙的平面布置时，遵循对称性的原则，控制墙面结构本身具备的刚度和质量，保证其处于平衡状态，有效的滿足抗震设计的标准。②对于边缘构件的管理也要加大力度，在具体的施工阶段中，工作人员会将边缘构件区分开来，即有约束和无约束。通过这二者的比较可以发现，无约束边缘的矩形截面积对于承载力会降低一部分，并且极限位移的角度也减少不少，这会直接影响到墙外的稳定性。为了解决这一问题，工作人员要根据不同的级别类型来确定剪力墙的尺寸比例，从而对其进行合理分析，选择最为适合的边缘构件。③对于剪力墙墙身中的钢筋需要对其进行科学设计，比如设计一到二级的抗震建筑物时，设计要在0.3以下，而不属于抗震建筑物和四级以上的抗震建筑物设计是在0.3以上。
2 地基加固技术在土木工程建设中的应用
在实际的施工过程中，土木工程整体建筑会受到各种因素的影响，使得质量不稳定。因此，设计人员在设计环节中，要将所有会影响到建筑质量的因素都考虑进去，明确建筑材料的性能和设计参数，将其作为设计建设的重要依据。由于建筑抗震等级不同，在进行计算实际的数据时，要先对土木工程的抗震进行设计，工作人员在各个施工过程中获取的数据和管理信息都要如实记录在册，然后根据施工具体的规范进行操作，同时提升施工人员对施工的意识，有效保障施工的质量，避免出现返工或者重复操作的情况。施工人员也要根据实际的情况选用正确的方式来改善相关施工技术和施工手段。
2.1 排水固结
排水固结法是利用建筑自身重力实现地基加固的一种方法，常见的手段是首先在地基中设置砂井（袋装砂井或塑料排水带）等纵向排水体，在建筑施工的过程中，利用建筑自身的重量进行地基加固。或是在建筑施工之前先进行预压制，排出地基土体之间的大量水分，使地基得到固结、沉降，进而提高地基的强度。排水固结法适用于土质比较疏松的地质。
2.2 加筋法
相较于当前的施工现状，加筋法是较为普遍的使用方法，其操作起来较为简单，因此被广泛应用开来。加筋法主要是指在地基的土层中添加一些对抗性能较强的材料，这些材料发挥作用之后，就会有效提升土层的强度和抗压性。又或者，在土体中加入筋材，这样土和钢筋会结合成一体，如果外在影响过大，那么钢筋受到作用会产生变形，而筋材和周边环境就出现了缝隙，在位移的作用影响下，筋材和土就会产生一定的摩擦，这也是给土层添加了一个侧压力，防止土体运动出现偏移现象。
2.3 桩基法
施工人员可以借助钢筋混凝土来对预制桩进行加固，由于钢筋混凝土预制桩的抗压能力较强，并且使用中花费的成本低，质量有所保证，对于施工的速度也能提升，所以将其应用于实际施工中是一个明确的选择。再者，如果地基的土层较高，施工人员可以通过灌注桩来施工，设置承载台，借助沉管或者冲钻管道的方式进行灌注桩的操作，这二者对于建筑地基加固都有着明显的效果。不过，在实际的使用过程中，沉管和冲钻管道还是有着一定的难度，如若使用不当，会直接影响到施工的进度和质量。为了保证优化其效果，相关建设单位要准确把握对建筑质量监督工作，推动土木工程工程建设的稳定顺利进行。
2.4 换填地基加固技术
换填法是比较传统的一种地基加固技术，现在仍在土木工程建设中广泛应用，换填法根据不同的原理分为：振冲置换法、换土垫层法、碎石桩法和石灰桩法等。振冲置换法适用于软粘土地基的加固，通过振冲器的反复水平振动和冲水作用在待加固的地基表面形成孔并振填碎石，形成碎石桩，加固后的地基为原地基与碎石桩的复合地基，碎石桩具有更高的强度，且具有一定的排水作用。换土垫层法是将原地基表面土层下一定深度的软土层部分或全部挖去，换填为强度更大的砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰、千渣等材料，利用分层夯压的方法达到标准的密实度，换土垫层法常用于浅层地基的夯实处理，适用于荷载不大的建筑物的地基加固。碎石桩法用振动或冲击荷载将底部装有活瓣式桩靴的桩管压入地表，在软土地基中形成孔，然后将碎石填入桩管，边击实边拔桩管，形成与周围土层复合的碎石桩，提高地基的强度。石灰桩法首先利用机械或人工在地基中打孔，然后将生石灰和一定比例粉煤灰、炉渣、火山灰等掺合料填充入孔，形成密实桩体，为提高桩体强度还可加入水泥或石膏等外加剂。
2.5 挤压法
挤压法又称为振密法、挤密法，是我国建筑业现今应用最广的地基加固技术。挤压法是指利用爆破、夯击、挤压、振动等方法，夯实土体，提高土体抗剪强度。常采用的方法细分为：振动水冲法（振冲法）、挤密砂桩法、石灰桩挤密法、灰土桩挤密法。相比排水加固法，挤压法受到外界的双重作用，如重力和挤压力，使得地基的密度更大，强度更高，更加牢固，通常适用于湿润的黄土、素填土、杂填土等地质条件。
3 结语
综上所述，在实际建筑使用的环节中，由于会受到多方面因素影响，无论是结构设计还是地基加固技术，其中出现质量问题都是非常常见的。为了合理保证建筑施工的效果和质量，建筑单位要致力于优化施工技术，改善施工设计方式，结合实际的施工环境，全面保障施工建筑的整体质量。
参考文献：
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[2] 刘娜，蔡立.土木工程结构设计与地基加固技术探究[J].住宅与房地产，2019（9）：64.
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