土木工程中結構與地基加固技術的研究

馬松 黃金

【摘要】文章首先闡述了土木工程中結構設計方法與有效施工措施，重點從鋼筋混凝土材料的預制與使用方面進行。以此為背景討論了地基加固施工技術，對土木工程自身重量及振動帶來的影響做出分析，提出的加固技術方法更具有可行性，為土木工程安全使用打下堅定基礎。

【關鍵詞】土木工程；工程結構；地基加固

一、土木工程結構方面的現狀

目前在土木工程結構上，主要有鋼筋混凝土結構、鋼結構、砌體結構和木結構等，在實際的施工應用中，鋼筋混凝土結構和鋼結構是用途最大和最廣泛的兩種結構。下面就這兩種結構予以介紹。

1.1 鋼筋混凝土結構的設計原理和方法

鋼筋混凝土結構一般用于水利施工、房屋的建造以及道路橋梁建設。該結構在不同用途上，其考慮重點都有所差異。但在設計原理上，都必須首先遵循安全性，即在正常使用情況下能夠承受可能出現的各種直接或間接作用力，即使突發狀況也要保持必需的承載力和穩定性。在滿足這點的基礎上，再考慮適用性、耐用性和經濟性。鋼筋混凝土結構設計方法先后經歷了容許應力設計方法、破損階段設計方法和極限狀態設計方法。前兩個方法在設計上存在嚴重的缺陷已經不予采用，但是其設計思路在某些情況下還能夠用到。目前廣泛使用的是極限狀態設計方法，它首先要計算出截面被破壞時的極限承載力，然后控制截面在使用荷載作用下的內力不大于破壞的極限承載力除以某個考慮安全的系數。從而依據此進行框架的設計。

1.2鋼結構安裝應注意的問題

鋼結構的安裝是將各種鋼構件在現場用電焊、高強度螺栓、普通螺栓等方法連接在一起。從整體上看其設計的環節和技術較多，現場施工較復雜，下面本文從三個方面進行安裝規范的說明。

1.2.1 選材與連接環節

目前常用的鋼材有型材、板材、管材和技術制品四個種類。在鋼結構的炫彩設計上，需要使用普通的優質碳素結構剛、低合金和普通碳素剛等等。鋼結構對于剛才的要求比較嚴格，它要求鋼材有較高的強度，優良的塑性和韌性，能夠適應冷熱加工處理，最后是對于耐久性的考量，要能適應足夠低的溫度，一定的抗腐蝕能力和重復荷載能力。對于不同的結構構件的現狀有不同的要求，一般柱子截面呈"工"字形或者是箱型；對于梁部構件采用軋紙的"H"型，以及焊接的鋼梁。

在結構構件連接上，一般需要焊接和螺栓連接。在焊接施工時，首先要對焊接接頭的工藝進行標準化測試，定出焊接用料和各種參數。在高強螺栓連接過程中要重點關注螺栓鏈接孔位的精確度。制孔技術分為兩種，一是使用數控機床進行鉆孔；一是利用模版制孔。兩者的精度存在差異，要根據現場情況和設計要求進行選擇。構件連接的方法要首先確保設計要求然后在考慮施工難易程度及經濟效益問題。

1.2.2 安裝施工現場的控制

在鋼結構安裝施工現場，要做到管理有序，文明施工，這樣才能高質、高效的完成安裝任務，整個現場管理中有兩點需要注意，即鋼構件的堆放和安裝機械地點的選擇。按照一般的規律，現場用地面積要達到結構整體占地面積的1.5倍。根據安裝程序，要把需要的鋼構件從中轉堆場，運輸安置在安裝機械的回轉半徑之內。對于安裝機械，要做到各種環節的檢查，諸如塔式起重機的臂桿長度要有足夠的覆蓋面，起重能力要進行檢驗，確保滿足最大的起重需求，同時鋼絲繩的長度要足夠，安裝機械的速度要滿足不同速率的需求。對于安裝的交叉作業，要進行合理安排，避免人員之間產生擁擠，機械之間產生碰撞。鋼結構安裝的最佳場所是規整、勻稱的較平的建筑平面，因此安裝流水線的設置要合理。

二、土木工程中地基加固技術分析

地基的加固一直以來都是土木工程中的難題，主要的技術有5類：排水加固法、換填加固法、膠結法、加筋法和擠壓法。由于施工的地段不一樣，因此在實際的方法運用中要綜合考慮各種因素。在地基加固技術常用的方法中，換填法分為換土墊層以及置換兩種方法。當建筑物基礎下的持力層比較軟弱，不能滿足上部荷載對地基的要求時，常采用換土回填法來處理。施工時先將基礎以下一定深度、寬度范圍內的軟土層挖去，然后回填強度較大的砂、石或灰土等，并夯至密實。換土回填按其材料分為砂地基、砂石地基、灰土地基等。排水加固法主要適用于相對濕潤的地帶以及沼澤地帶，在實際的使用中主要的方式有提案載預壓法以及真空預壓法。加筋法主要是為了保證土質的穩定性，適用與高層建筑。

三、結構截面設計中的常見問題分析

在結構截面設計中，常見問題主要分為兩類：

1、場地類別對抗震等級的影響

不同的建筑物類別在考慮抗震等級時取用的抗震烈度與建筑場地類別有關，框架截面設計受抗震等級的影響比較大，在抗震規范中查出抗震等級主要的依據是房屋高度和設防裂度。在土木工程中，對于I類場地要進行具體分析，由于抗震計算的抗震等級與采取抗震構造措施的抗震等級不一樣，所以在設計上也要注意。

2、框架柱的計算長度

在框架柱的計算過程中，首先要取框架柱的長度為結構的層高，但是由于梁柱縱筋相互交叉形成的節點連接接近剛接，不是結構力學當中的鉸接及固結，所以要嚴格按照相關的混凝土結構設計規范來確定各種柱的計算長度。

3工程測量和施工管理技術與方法

工程測量，即工程建設中的所有測繪工作，包括在工程建設勘測、設計、施工和管理階段所進行的各種測量工作。它是直接為各項建設項目的勘測、設計、施工、安裝、竣工、監測以及營運管理等一系列工程工序服務的。在整個施工過程中，工程測量都起了重要的基礎性作用，沒有測量工作為工程建設提供數據和圖紙，任何工程建設都無法進展和完成，同時在工程測量的過程中需要認真觀察、統籌全局，在數據的記錄上要精準。

4、地基加固方法

地基加固方法中的換填法是地基加固當中最為常見的方法，這種方法適用于天然的地質結構不適宜當期工程的建設，要采取換圖墊層的土質置換的方法。換土墊層指的是用質量比較好的能夠支撐工程建設的優質泥土代替原來的自然生成的土質，這種換土墊層法一般都是對建設的土地進行整體置換。而地基加固法當中的置換法有幾種，包括水泥置換法、碎石置換法、石灰置換法等。

小結：隨著科學技術的不斷進步，我國建筑行業也在不斷發展，在土木工程的建設中，要積極引進先進的技術，通過運用新型的材料不斷推動建筑的發展。同時，在實際的工程中，要注意統籌全局，把好每一步關卡，保證建筑的質量和安全，從而不斷滿足社會主義現代化建設的要求，促進我國國民經濟的快速增長。

參考文獻：

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