探究结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用

许帆

摘要：土木工程设计的专业性比较强，并且复杂程度比较高，如果设计方案不合理，则不仅会对土木工程施工造成不良影响，而且还会导致工程建设效益降低，严重制约土木工程建设行业的发展。因此，应进一步加大结构与地基加固技术的设计应用，以此来推动土木工程不断进行科学化与合理化发展。

关键词：结构设计；地基加固技术；土木工程

一、土木工程设计中需进行结构与地基加固的原因及原则

1、结构加固原因

1.1结构的老化

建筑结构产生老化的情况，是因为一般的建筑物有一定的使用方面年限，超出适用的年限就会产生结构老化的问题，这种条件下就无法继续进行使用。部分超过使用的年限的建筑因为种种不原因未进行拆除重建，在这个时候就必须加固老化的架构，否则就有可能造成严重后果。

1.2旧物的改造

伴随当前我国在社会的整体功能方面逐步进行快速发展，很多建筑物已经逐渐难以达到人们的需求，若是对其做出拆除的处理，则耗费的资金成本非常大，所以，大多数施工单位会利用加固的手段来进行处理，这样操作不单单能够提高建筑的施工效率，缩短施工周期，还能节约大量施工成本。

1.3建筑本身存在质量问题

某些建筑在一定程度上出现了一些问题，通过技术人员审查后需要进行加固才能够继续使用，这就需要制定具体加固方案并开展补救的工作。

1.4自然灾害的损坏

自然灾害（比如说风灾、水灾、火灾）的出现对建筑物产生极大的破坏性，且出现不可逆的情况。有的建筑物在被损害后做了一定的加固与修理的工作，依旧能够继续使用，这样既能够对住房的安全进行保障，又能够让损失得到控制。

2、地基加固的原因

地基强度、形状可能会被天然地基软弱所进行一定的限制，所以要注意加固地基。地基的加固主要原因是：（1）因勘探、设计、施工使用不当等原因造成的地基基础破坏。（2）因改变建筑的使用要求，而需对建筑基础进行加固。（3）由于环境影响，而需对既有建筑地基基础进行加固。

3、加固的基本原则

现有建筑的加固应结合结构的受力特点、新的功能要求、周围环境等因素，从安全、适用、经济的角度出发，应遵循先鉴定后加固的原则。加固方案应合理可靠、经济实惠、方便施工，尽量减少对原有建筑的损坏，加固方案应有资质的专业技术人员进行设计。加固施工过程中，发现设计图纸与原结构不符或发现结构其他隐患时，应及时与设计人员沟通，采取有效措施后方可继续施工。

二、结构加固技术的应用分析

1、钢筋混凝土的设置

钢筋混凝土由两部分组成，一是钢筋，二是混凝土，因此，对于钢筋混凝土而言，钢筋质量的高低，以及混凝土质量的高低，都会影响到钢筋混凝土的性能。为保证钢筋混凝土性能，设计人员在进行设计时，应该保证钢筋混凝土的具体配置符合相关要求，即骨料，以及水泥，还有碎石等原料比例要符合土木工程的设计要求，根据施工要求，合理计算出各原料占有的比例，与此同时，根据混凝土的强度需求，明确混凝土的振捣要求，包括振捣的时间、振捣的力度，还有振捣的方式等内容。除此以外，作为重要的材料钢筋，其须有也有着一定的要求，钢筋种类众多，型号不同，强度不同，硬度不同，刚性不同，粗细不同，因此要明确钢筋的型号要求，同时，还应该说明选择钢筋的弯曲程度，以及钢筋的表面圆滑度。

2、钢筋混凝土结构的设计机理与方式选择

钢筋、混凝土两者的受力性能不尽相同，因此，如果设计人员无法科学、合理、准确的设计钢筋混凝土结构，则会由于钢筋和混凝土受力性能的不同，对钢筋混凝土结构产生不良的影响，影响其坚固性以及稳定性。因此，在设计的过程中，要切实注意和注重结构的设计机理和方式，从而保证结构的质量。在实际设计过程中，要立足与土木工程的建筑要求与实际情况，全面系统的计算土木工程各方面的载力，例如，计算钢筋混凝土结构的斜截面载力，以扭曲截面计算等内容，并且要科学预测钢筋混凝土结构内部以及外部可能发生的变动情况，从而找出最佳的设计机理与方式。

3、钢筋混凝土结构优劣势分析

钢筋混凝土结构，它的性能较高，例如，耐火性、抗震性，以及整体协调性较为突出，同时，使用寿命较长，并且钢筋混凝土结构的成本较低，有利于降低工程造价。但是，我国近年来的土木工程的工程量越来越大，工期也越来越长，整个工程项目建设过程中，材料的运输，自己模板的制作，还有实际的施工建造，这些环节与过程中，存在诸多不可控因素，都会对土木工程的工程质量产量一定的影响。因此，在结构加固设计过程中，要从细节入手，做好每一个细节工作，从而提升设计方案的科学性、准确性、有效性。

三、地基加固技术应用分析

1、科学选用地基加固方法

我国土木工程领域中，对地基进行加固的方法众多，最为常用的有三种，一是排水加固，二是胶结加固，三是挤压加固。每一种地基加固的方法都有独特的优势，同时，也有一定的不足，也有自己的适用范围，因此，为了切实保证土木工程的施工质量，要注意做好地基加固工作。设计人员在进行地基加固设计时，要立足工程的实际需求，并在满足相关技术要求的基础上，选择最为合理，最为适合的地基加固方法。

2、正确应用地基加固方式

地基加固的方式有两种，第一种是换土垫层，第二种是置换。如果地基下部的受力层发生软化的情况，较为软弱，无法满足对上层建筑的承载需求，此时，则应该使用换土垫层的方式，先将地基中的软土层挖出一定深度，然后将大强度的灰土、砂石等材料填入其中，最后，在进行夯实处理，实现对地基的加固；如果地基的土层较为松软，则使用置换的方式进行加固，施工过程中施工土质较为密实的土壤进行替换。地基加固设计人员在进行设计时，要与土木工程的岩土勘查工作人员一同，到施工地进行实际勘查，从而真实准确的掌握施工地的地质情况，了解地基施工地的地下结构，并将勘查结果作为加固方式选择的参考依据，最终选择最优的地基加固方式。

四、结束语

社会的发展带动土木工程不断向前进步，相关工作者应该在其结构设计的过程中根据实際施工情况采取科学的方式，将地基加固技术应用在实际施工之中，确保工程的建设质量能够满足现实要求。

参考文献：

[1]李梓汐.结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用研究[J].民营科技，2017，04.

[2]高天.结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用分析[J].建筑工程技术与设计，2017（1）.

（作者单位：上海民航新时代机场设计研究院有限公司沈阳空管设计所）