結構與基礎加固技術在土木工程設計中的應用研究

陳國林

安徽省城鄉規劃設計研究院，安徽合肥 230022

土木工程的建設為我國社會發展做出了貢獻，但隨著社會時代的變化，社會大眾對于土木工程建設的要求逐漸加高，所以現代土木工程為了滿足社會要求，十分重視工程的質量。而關于土木工程質量，其結構與基礎的穩固性十分關鍵，所以高質量土木工程的建設，需要重視結構與基礎加固技術的應用。

1 土木工程結構與地基基礎加固技術的重要性

1.1 提高土木工程壽命

對于土木工程而言，工程的使用壽命是一項重要的經濟指標，如果土木工程由于結構與基礎的穩固性不足，其對于外界因素的抵抗性能就會隨之降低，其使用壽命自然也會較低，所以重視此項技術在工程當中的應用，有助于工程的經濟效益提高。

1.2 提高土木工程抵抗性能

因為土木工程需要與野外因素頻繁接觸，所以此工程需要具備較高的抵抗性能，以此來降低野外因素對自身質量的干擾，抵抗性能常見分類有：抗震性、抗水性、抗火性、耐熱性等。因野外因素的影響巨大，如果土木工程的穩固性不足，工程可能已經存在眾多的安全隱患，那么很容易在短時間內被其產生的沖擊力所破壞，此時可能會發生坍塌等現象，不利于建筑內部人員的逃生，嚴重威脅了建筑內部人群的生命安全，所以采用相關技術對工程結構與基礎進行加固十分重要。

2 土木工程常見應用

2.1 鋼筋混凝土應用

土木工程中鋼筋混凝土的應用最為常見，因混凝土與鋼筋材質的優秀性能，能夠使建筑質量得到保障，但由此也說明鋼筋混凝土材質本身質量的重要性，因此土木工程在應用鋼筋混凝土進行施工時，必須重視此材質的質量。在混凝土方面，首先應當確保混凝土原材料的質量，要注意混凝土的制配配比與摻入順序，最終在進行混凝土澆筑、振搗施工方面，需要通過多項檢驗工序來進行確認；在鋼筋方面，首先需要注重鋼筋采購的環節，此環節必須初步確認鋼筋的類型、規格、性能是否滿足工程需求標準，之后通過相應的檢測結果，對鋼筋的柔性、強度、韌性等性能進一步確認，由此可最大限度確保鋼筋的質量；在進行鋼筋工藝施工時，需要注意鋼結構的焊接工藝工序。

2.2 鋼筋混凝土結構設計方式

鋼筋混凝土結構就是將兩項材料進行結合施工后的成果，但是此兩項材料在其本身的力學性能上存在巨大的差異，如果在施工設計當中不能合理的將兩者性能進行有效結合，那么會對之后施工帶來不利影響。因此，在進行鋼筋混凝土結構施工設計時，要重點注意對兩者力學性能的檢測，檢測結束后需要參照結果對其進行計算，例如承載力計算等，從而對兩者內部結構與外部變形的動態性進行了解，最終設計出結合度較高的鋼筋混凝土結構施工標準。

3 土木工程中常見的結構加固技術

3.1 截面增大加固技術

截面增大加固技術屬于十分常見的結構加固技術，其主要原理是通過加大建筑某結構截面的面積以改變結構的承力方式，從而實現加固。此外，此方法的應用還常與配套的型鋼一同使用，通過型鋼的支撐與性能能夠使其功效優化，進一步增強結構的穩固性。此技術在不同土木工程對于加固的要求不同，分為三個種類：以增大斷面為主要措施的加固技術；以增加配套鋼筋為主要措施的加固技術；同時兼備以上兩種技術的平衡加固技術，增大截面加固法的加固效果最為明顯。

3.2 置換混凝土加固技術

現代部分土木工程為了對結構進行加固，會采用置換混凝土加固技術，此項技術是在原結構的基礎上，針對結構性能不足區域的混凝土進行置換的技術。置換混凝土加固技術的實施當中，首先需要確認結構性能不足區域，之后針對此區域內的混凝土進行清理，最終通過其他符合標準要求的混凝土進行重新施工，以此實現結構加固的目的。

3.3 砌體結構加固技術

砌體結構加固技術主要是將砂漿、砌塊通過砌筑的方式將兩者結合，進而形成一種具有承重能力的結構，最終將其安裝于建筑某區域可以實現加固效果。但基于對比上來說，此項技術并不具備優勢，所以多數情況下其僅作為輔助技術來使用。

3.4 碳纖維加固技術

碳纖維主要可以分為碳纖維布加固、碳纖維板兩種加固技術，其原理即是將碳纖維材料應用于混凝土內部結構，以此來通過碳纖維材料本身的性能來對混凝土結構形成一定的支撐。碳纖維材料的性能優異，具有抗拉強度高、自重輕便等優勢，能夠廣泛應用在大部分的結構工程中。但在實施此項加固技術時，需要重視施工的流程與施工要點。

4 土木工程中常見的基礎加固技術

目前，在現代的土木工程當中，十分重視基礎的加固，其中較為常見的加固方法為注漿技術。注漿技術可以有效的對基礎進行處理，但是在傳統注漿加固技術應用當中，其會因為施工地質環境的復雜而導致功效不足，所以在現代的技術水平之下，開發出一種復合注漿技術來進行基礎加固。

此項技術主要結合靜壓注漿、高壓旋噴注漿兩種注漿方式來進行加固的新型技術，實際應用當中，首先通過高壓旋噴注漿形成柱體，之后再利用靜壓注漿來增加旋噴的結果，可以有效地防治基礎的固結收縮，并消除傳統注漿當中的盲區。此外，復合注漿技術的施工較為簡便，效果也十分顯著，同時還具有較低的實施成本，因此，其應用價值較高。

5 土木工程中常見的基礎與結構加固技術復合應用

現代土木工程時常會出現基礎與結構復合應用的施工方式，而這種方式因為復合使用的原因，其加固的需求也存在不同，進而不能采取單獨對某方面進行加固的技術來進行施工，而是需要同時對兩者進行加固才能實現目標。

獨立柱基礎托換與結構加固技術，其中主要以托換技術為主要核心，而托換技術是一項較為傳統、難度較大的施工技術，主要由小向大的范圍進行實施，并且不論在任何的施工條件之下，托換技術都需要依照施工設計的劃分，先對一部分施工區域進行托換之后，才可以對下一部分進行施工，否則施工的可靠性會受到極大的影響。

一般來說，獨立柱基礎托換與結構加固技術的應用，需要在一定的條件之下才可以使用，例如不允許對建筑進行拆除時，而雖然此項技術的應用條件較為苛刻，但其完善的施工功效卻十分明顯，能夠對建筑的基礎進行有效加固，與此同時還能對建筑的結構進行加固。

獨立柱基礎托換與結構加固技術，因條件的不同被分為了3種：

（1） 在新建的建筑物基礎上預先設計好可設置頂升的措施，以適應事后不允許出現的地基差異沉降值；需進行托換者稱為維持性托換。

（2） 解決對既有建筑物的地基土因不滿足地基承載力和變形要求；需要進行地基處理或基礎加固者稱為補救性托換。

（3） 解決對既有建筑物基礎下需要修建地下工程，其中包括地下鐵道要穿越既有建筑物或解決因鄰近需要建造新建工程而影響到既有建筑物的安全時；需進行托換者稱為預防性托換。

6 土木工程中基礎與結構加固技術常見問題及改善對策

6.1 土木工程中基礎與結構加固技術常見問題

（1） 混凝土養護工作不足。在現代土木工程當中基礎與結構加固技術都需要應用混凝土，以此借助混凝土硬化后的硬度可以實現加固。但是混凝土在完全硬化之前，容易受到環境溫度的影響，在此影響下可能會在混凝土硬化過程中出現水化熱等現象，進而導致大量工程裂縫的出現，而針對此現象，在理論上需要通過相應的養護工作來進行預防。但目前許多工程對于混凝土的養護工作并不重視，從而導致其基礎與結構加固技術的效果削弱。

（2） 鋼筋清理工作不足。鋼筋同樣是基礎與結構加固技術當中的常用材料，其良好的韌性、強度在理論上能夠確保基礎與結構加固技術的效果。但在基礎與結構加固技術中，鋼筋通常需要與混凝土結合使用，此時如果鋼筋表面存在銹跡可能影響兩者結合后的性能，因此在正式施工之前需要對鋼筋的表面進行清理，以免影響基礎與結構加固技術的效果，而現代許多施工的鋼筋清理工作效果并不好，導致其最終形成的加固結構無法提供相當的應力。

6.2 土木工程中基礎與結構加固技術常見問題及改善對策

（1） 加強混凝土養護控制混凝土溫差。如果混凝土在硬化階段受到了溫度的影響，其質量就會受到不利影響。而要對此進行改善，土木工程可以通過完善的養護技術來對此進行改善。具體措施：在混凝土結構中預埋冷水管，以此來對混凝土內部溫度過高進行控制。此外，如果在于低溫環境，可以在正式施工之前，建設溫室大棚以使得能夠在低溫環境下進行混凝土施工，溫室大棚的方法相對簡單，即采用木料與棚布搭設再增設采暖裝置供暖即可。

（2） 加強鋼筋清理工作。為了確保工程質量，現代工程應當重視鋼筋清理的工作，針對鋼筋上陳銹必須清除。要完善的執行清理工作，重視相應的要點，例如無銹鋼筋經雨淋之后就可能出現銹跡，此時將鋼筋應用于混凝土中會不利于鋼筋與混凝土粘結，因此在鋼筋除銹的工作中，首先要重點注意此類鋼筋，在焊接操作時通過拋光工藝，將鋼筋表面處理干凈。此外，如果為了防止銹跡污染，可用麻袋布進行擦拭，以此避免銹渣濺落。

7 結語

土木工程是現代社會建設當中最為常見的工程種類，對此類工程的質量進行保障，有助于我國建筑水平的提高。本文出于高質量土木工程的建設目的，對其中結構與基礎的加固技術進行了研究。本文簡述了土木工程結構與基礎加固技術的重要性，針對土木工程的常見應用進行了介紹，對土木工程的基礎與結構加固技術進行了分析。（參考文獻5篇，刊略，需者可函索）