土木工程設(shè)計中結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)的應(yīng)用分析

李曉麗

（陽泉市山西華鼎建筑設(shè)計有限公司，山西陽泉 045000）

0 前言

作為土木工程項目中的重要組成部分，結(jié)構(gòu)與地基加固在土木工程中所呈現(xiàn)出的問題極為常見。這些問題的出現(xiàn)也正說明土木工程受人們關(guān)注的程度不斷提升。當(dāng)更多科學(xué)技術(shù)融入土木工程之中，土木工程設(shè)計所呈現(xiàn)出的系統(tǒng)性與復(fù)雜性也隨之增高。在此基礎(chǔ)上，對土木工程設(shè)計中的結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)做出分析，就具有極大的應(yīng)用價值與現(xiàn)實意義。

1 土木工程施工設(shè)計的重要性

新時期，我國土木工程施工無論從重量或效率等方面，都呈現(xiàn)出高速發(fā)展態(tài)勢。現(xiàn)階段的土木工程施工不再是單一化的流程堆砌，而是需要更為科學(xué)化與系統(tǒng)化的布局。自前期的施工準(zhǔn)備工作，到中期的各項具體施工細節(jié)，再到后期的驗收等，均應(yīng)通過系統(tǒng)化的施工設(shè)計，所要準(zhǔn)備的施工項目與內(nèi)容也更為復(fù)雜與多樣。如施工中所應(yīng)用到的材料、機械設(shè)備、施工圖紙、施工技術(shù)以及各施工崗位與職能的協(xié)調(diào)與調(diào)度等[1]。只有通過合理化的土木工程施工設(shè)計，才能使各個施工流程得到更為清晰的安置與實施，也才能進一步為土木工程的施工質(zhì)量與安全，提供出穩(wěn)定的保障。

2 土木工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用

2.1 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)作為土木工程設(shè)計中的新型結(jié)構(gòu)形式，在應(yīng)用中所發(fā)揮出的作用極為顯著。在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，需依照建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，對各類混凝土預(yù)制構(gòu)件和進行特殊設(shè)計的混凝土預(yù)制構(gòu)件加以拆分設(shè)計，并將此類裝配式混凝土構(gòu)件在工廠中進行加工制作。隨后，將其運輸至土木工程施工現(xiàn)場，并以吊裝的方式實施施工作業(yè)。此種裝配式混凝土結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)勢為：①提升土木工程施工效率。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)所涵蓋的預(yù)制構(gòu)件，具有相同的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)格。在生產(chǎn)質(zhì)量得到保障的前提下，通過吊裝的方式來完成構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性組裝，能夠極大地削減現(xiàn)場施工制作所消耗的時間。這在確保土木工程施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，縮短施工工期，進而提升施工效率；②具有良好的環(huán)保性能。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)所應(yīng)用到的構(gòu)件多為工廠內(nèi)加工完成，并運送至施工現(xiàn)場實施組裝施工，擺脫傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)建筑在施工現(xiàn)場所實施的配比、拌和以及澆筑等環(huán)節(jié)[2]。不僅減少了建筑垃圾與廢料等的生成，還減少混凝土構(gòu)件在制作、運輸以及應(yīng)用過程中對于環(huán)境的污染。而粉塵與噪聲等污染的減少，也使裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計符合綠色施工理念。

2.2 鋼材選取與連接

在土木工程項目施工過程中，對于鋼材材料的應(yīng)用極為普遍。因此，對于鋼材材料的選取與應(yīng)用，也應(yīng)得到充分重視。雖然能夠應(yīng)用于土木工程中的鋼材種類繁多，但在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對于優(yōu)質(zhì)碳素鋼及低合金鋼的選取與應(yīng)用也更為普遍。從結(jié)構(gòu)設(shè)計角度分析，優(yōu)質(zhì)碳素鋼與低合金鋼兩種鋼材所具有的強度和硬度偏高，且?guī)в休^高的穩(wěn)定性。同時，由于土木工程施工中所應(yīng)用到的鋼材結(jié)構(gòu)多為“十”“丁”“H”三種，因此需依照土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計要求來進行鋼材結(jié)構(gòu)的選取[3]。

在鋼材構(gòu)件的連接方式上，焊接與高強螺栓技術(shù)應(yīng)用極為普遍，也均能夠起到良好的鋼材連接與穩(wěn)固等效果。

2.3 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，即通過對鋼結(jié)構(gòu)抗拉及抗剪強度的特性，以及混凝土抗壓強度的特點，將兩者進行土木工程結(jié)構(gòu)的組合構(gòu)成，提升其所能承載的強度與剛度。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)通過側(cè)向剛度大混凝土板及鋼梁的連接組合，也能夠促進鋼結(jié)構(gòu)較易出現(xiàn)的整體或局部失穩(wěn)現(xiàn)象，得到較大的改善。與此同時，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中所應(yīng)用到的混凝土，多為預(yù)制裝配式混凝土。由上文可知，這對于施工效率的提升優(yōu)勢明顯[4]。

3 土木工程設(shè)計中地基加固技術(shù)的應(yīng)用

在進行土木工程設(shè)計環(huán)節(jié)中，地基作為土木工程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)，所采用的加固技術(shù)與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)極為重要，且決定土木工程施工的可靠性與穩(wěn)固性。因而，土木工程設(shè)計人員應(yīng)依照土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，從地基加固技術(shù)角度結(jié)合經(jīng)驗和借鑒要素來進行逐步的調(diào)整與完善，使地基加固技術(shù)設(shè)計符合設(shè)計與施工要求標(biāo)準(zhǔn)。對此，就地基加固技術(shù)的設(shè)計應(yīng)用要求，分析施工中所采用的地基加固技術(shù)措施。

3.1 地基加固技術(shù)的設(shè)計應(yīng)用

首先，應(yīng)確保地基加固技術(shù)的科學(xué)化選取。現(xiàn)階段，土木工程施工中所應(yīng)用到的地基加固技術(shù)種類繁多，如排水固結(jié)法、擠壓加固法以及膠結(jié)加固法等。每種地基加固技術(shù)所具有的優(yōu)勢與劣勢都極為顯著，因而應(yīng)依照土木工程施工項目的實際情況與技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)，來進行有針對性的地基加固技術(shù)選取[5]。以此確保所選取的地基加固技術(shù)符合土木工程施工項目的開展，并能做到低能高效的效果。

其次，需確保地基加固技術(shù)的規(guī)范性應(yīng)用。土木工程施工中所應(yīng)用到的地基加固技術(shù)，多以換土墊層或置換方式進行。其中，若地基下層為軟土層，則應(yīng)選取換土墊層方式進行加固處理；若地基土層相對輸送，則應(yīng)選用置換方式進行加固處理等。由此便需要設(shè)計人員在土木工程設(shè)計階段，對施工場地進行嚴(yán)格的地質(zhì)勘查與土樣檢測，進而選取出適宜土木工程施工應(yīng)用的地基加固技術(shù)，確保加固處理的規(guī)范化與合理化。

3.2 地基加固技術(shù)的措施

在土木工程施工技術(shù)過程中，所應(yīng)用到的地基加固技術(shù)除前期的地質(zhì)勘查與土樣檢測外，還應(yīng)依照實際施工情況，進行地基加固技術(shù)的改善應(yīng)用。在此，再更加深入地闡述地基加固技術(shù)所采用的具體措施。

3.2.1 淺基礎(chǔ)地基加固

由于淺基礎(chǔ)地基多為地面以下較淺位置，不僅深度較小，且在處理方式上也相對簡單，如條形基礎(chǔ)或獨立基礎(chǔ)等。在進行淺基礎(chǔ)地基加固時，施工人員應(yīng)對地基周邊的土體和施工條件要素進行細致的判斷，并以人工處理的方式加以處理，直至土質(zhì)條件符合地基加固條件方可實施加固作業(yè)。若存在樁基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻等結(jié)構(gòu)形式，通常可將此結(jié)構(gòu)作為地基加固或起到承載連接作用的介質(zhì)，使建筑物便于將荷載傳遞到基礎(chǔ)部分，再由基礎(chǔ)部分將荷載傳遞至具有較大承載能力的土層之中，由此來增強建筑物的穩(wěn)定效果。

3.2.2 置換方式地基加固

若土木工程施工時，現(xiàn)場自然條件未能滿足工程設(shè)計要求，便可通過換填法來加固地基。對此，設(shè)計工作中應(yīng)明確地基加固所存在的置換方式種類，如強夯置換法、振沖置換法等。當(dāng)在施工前所進行的地質(zhì)勘查與土樣檢測過程中，土質(zhì)為不排水抗剪強度處于15～20kPa 之間的軟黏土，且加固深度頗深時，便可采用振沖式置換法進行軟土地基的加固。同時，振沖置換法中所采用的碎石或卵石填料，也應(yīng)在設(shè)計階段固定好標(biāo)準(zhǔn)。如常規(guī)的碎石粒徑在2～5cm 之間，且含泥量應(yīng)小于10%。實施加固作業(yè)后，土木工程的復(fù)合地基的承載力將大于等于200kPa。而對于強夯置換法，則能夠?qū)Ψ秋柡屯痢⒓庸田柡屯烈约拜^厚的淤泥質(zhì)土層，有良好的加固效果。但受到土體滲透性與排水性相對較差因素的影響，采用強夯置換法時，應(yīng)在設(shè)計階段明確夯擊工藝與施工所需的精確參數(shù)[6]。

3.2.3 排水固結(jié)地基加固

在實施土木工程地基加固技術(shù)應(yīng)用過程中，排水固結(jié)法也是設(shè)計時需要參照與應(yīng)用的重點方法之一。若土木工程地基基坑中水位偏高，或地下水位超出施工要求標(biāo)準(zhǔn)，則可通過排水固結(jié)法的方式進行土木工程地基的加固處理。因此，常規(guī)化的土木工程設(shè)計中，可增加在土層內(nèi)進行排水的渠道，提升地下水的排放速度，進而提高地基的穩(wěn)固程度。排水固結(jié)在應(yīng)用中所消耗成本較低，且能夠極大地加快土木工程的施工進度。

4 結(jié)語

綜上所述，新形勢下，土木工程作為促進我國經(jīng)濟建設(shè)與社會發(fā)展的關(guān)鍵性支柱型產(chǎn)業(yè)，其受關(guān)注程度逐步提升。尤其在各類先進科學(xué)技術(shù)與應(yīng)用經(jīng)驗應(yīng)用于土木工程建設(shè)中，促使土木工程的施工質(zhì)量、施工安全以及施工進度等都得到較為顯著的提升。由此也導(dǎo)致建筑企業(yè)或施工單位，對于土木工程設(shè)計階段的掌控性不斷加強。對此，本文通過結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)等方面，分析在土木工程設(shè)計過程中對于兩者的應(yīng)用。通過此方面的研究，不僅能夠為土木工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定帶來保障，也能夠促進我國土木工程的發(fā)展。