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摘要：土木工程建设对改善人们居住环境、社会经济发展做出重要贡献。在国民生活水平不断提高的当下，人们对居住环境提出较高要求。此种情况下，进行土木工程建设，需要加强土木工程设计，尤其是结构与地基加固技术的应用，这可以为后续科学、合理的运用结构与地基加固技术进行土木工程建设奠定基础。？？
关键词：结构与地基加固；土木工程设计；应用
土木工程设计作为工程建设的一个重要组成部分，在工程建设中占有很重要的地位，加强结构和地基加固技术的研究，既是对土木工程设计的质量保证，也是对土木工程施工的质量保证，有利于民生工程的建设。土木工程建设的发展为社会的进步提供了巨大的支持，而保证土木工程建设结构质量是工程建设和发展中最为关键的工作内容。土木工程的建设所涉及的范围非常广泛，对其结构和地基进行加固是保证工程质量的重要措施，被现代工程建设施工所应用。
1、土木工程的结构设计
1.1钢筋混凝土结构的设计
钢筋以及混凝土两种材料在受力方面并不是完全相同，因此在实际进行道路桥梁或者水利工程施工时必须根据受力结构对建筑材料进行科学合理的选择，这对相关建筑质量的保证有一定作用。同时可根据上述特点对其展开科学合理的计算，这可促使各种结构在真正意义上实现对自身价值与意义的充分发挥。例如在实际施工中对斜截面、正截面以及扭曲截面的计算都是对上述特点的直观体现。施工特点不同现象普遍存在于各项工程中，因此在实际施工中钢筋混凝土会根据不同的工程特点实现自身的形状变动，最终导致内部结构出现差异的现象产生。同时工程特点也会对钢筋外形以及数量产生直接影响，因此必须提高对该项份工作的重视程度，从根本上对施工质量进行保障。
1.2土木工程的结构设计中的剪力墙结构的设计
首先，应该加强对剪力墙的平面布置。在对剪力墙进行平面布置的时候，应该要尽量得遵循一些均匀和对称性的原则，从而有效的对墙面结构自身的刚度和质量进行平衡控制，这样才能使其更好的满足抗震设计的要求。其次，还要加强对边缘构件的约束管理。在实际的施工过程中，经常会将边缘构件分为有约束和无约束两种边缘构件。这两种构件相比较而言，没有约束边缘的矩形截面积的极限承载力大大的降低了百分之四十，而极限的位移的角度也较少了很多，这样都会对整个墙外的稳定性造成很大的阻碍和影响，。为此，在是实际的设计过程中，应该严格的按照不同的级别类型来对剪力墙的尺寸比例进行有效的分析和比较，从而选择最为合适的边缘构件。最后，还要对剪力墙强身的钢筋进行合理的分析和设计。例如：对顶镇一二级抗震建筑物的设计应该在0.25%以下，不是抗震建筑或者四级抗震建筑的设计应该在0.2%以上等等。
2、地基加固技术在土木工程设计中的应用
2.1换土垫层法
换土垫层法主要适用于软土地基的地质层较薄的情况。该技术的主要原理就是通过强度高、密度大、抗腐蚀性强、抗压缩性强的砂砾、碎石、灰土以及矿渣的粘合填充，替代软土地基基础土质层的湿软土质，采取机械振动的方式夯实填充层地基，从而提高地基整体的密度和负载力，提升地基的抗剪性能。在具体房屋建筑建设中，施工单位可以利用灰土、粗砂、沙壤、水泥的不同比例配置，对软土层换土垫层，并对填充层夯实压紧，避免换新后的地基变形。总的说来，这种技术方法可以显著增强地基的承载负荷力，有效分散地基底层的压力，快速排出软土层的积水，避免土质层的膨胀固结以及不均匀沉降。
2.2排水固结法
排水固结法能够对淤泥质软土层的稳定问题和沉降问题进行有效的解决，其具体运用过程是通过排水和加压两部分的系统来共同完成的，这其中的排水系统可以依据排水通道类型的不同分为塑料排水和砂井排水两种模式，两种模式是根据岩土工程地基的类型进行科学合理的选择的，当选择好排水体和排水方式后，通过地层自身的透水性和加压系统的辅助，由排水体将土层中的游动水集中排出，从而增加土层密实程度，提高其稳定性。
2.3加筋法
加筋法分为土钉墙技术、加筋土技术和土工合成材料技术三类。土钉墙技术主要是通过插筋、钻孔和注浆的方法将一些较粗的钢筋、型钢或钢管做成的土钉打入土层中，土钉与周围土层产生摩擦阻力和粘结力，从而将软土层结合成为复合土体结构，以此对其进行加固；加筋土技术是将抗拉能力较强的拉筋埋入软土中，通过其与周围土颗粒的摩擦力将软土层增强为统一的整体，以此减少其变形，增强其稳定性。土工合成材料技术是将人工合成的塑料、橡胶等聚合物埋入土中，通过材料自身结构的稳定性来增强软土层的稳定性。
2.4化学加固法
实际施工之中可以使用化学方法来提高土层的结构强度。化学加固技术的主要施工步骤为：第一，先清除施工土地上的石子砂砾等障碍物，在处理之前要保证场地的清洁平整。第二，清理之后要进行土地的喷桩施工，喷桩施工之中所使用的喷基要根据施工现场的自然环境的调查结果来确定其配方，因此，在施工前要对周边环境的湿度、水文环境等多种因素进行勘察。
3、土木工程地基加固应用实例
某工程在实施钢筋混凝土套箍加固法时，确定其需要加固的柱原配筋面积为4559.3mm2，在不改变截面面积的前提下，所需要的配筋面积为11074.1mm2。而在该工程中采用套箍加固法后，选取φ10的箍筋，设置间距为100，考虑建筑的实际加固要求，在原结构基础上增加后截面面积，所增加的面积为550×550。经计算得出，实际需要增加的配筋量为9970mm2，后经工程施工可知，在增加配筋量后，建筑整体结构强度明显提高，说明该工程的施工处理方法具有科学性。
3.1布置灌浆孔
該工程位于我国南方某市，是当地工程重点工程建设项目。在工程建设之前，面对其进行严格的地基加固试验，试验结果为：地基加固的主要材料为水泥浆液，浆液水灰比为0.7∶1，灌浆孔孔距为900cm，初定灌浆压力为2MPa。 在布置灌浆孔前，对施工地区进行详细的地质勘察，勘察结果可知，该地区渣土主要分布在5±3m范围内，除杂填土外，还存在少量砂土，但其深度较深，对工程影响较小。同时，现有室内场地较小，无法满足室内钻孔施工的要求，因此在布置灌浆孔时，主要将灌浆孔设置在室外，并以梅花形分布。在该工程中，灌浆孔φ150mm，灌浆管型号为DN20，东侧、北侧灌浆孔间距为900mm，南侧、西侧灌浆孔间距为700mm。
3.2施工准备
在该项目中，重视灌浆机控制，其基本参数见表1所示。
3.3施工
（1）灌浆钻孔施工。按照灌浆施工质量控制的要求，采用钻孔机实施钻孔施工。考虑到施工地点的实际工程情况，钻机钻头直径为150mm，终孔直径为155mm，并保证终孔垂直度为1%。若在施工地区的地质条件较为复杂，则要随时调整钻孔速度；在相邻两孔施工时，为避免因振动而影响成孔深度与孔径，需要对孔壁进行保护，并保证孔口不堵塞。（2）设置灌浆孔口接口。在钻孔施工结束后，要设置灌浆孔口接口。在设置中，需要满足不同灌浆速度换控时所产生的高压力与冲击值。一般在单浆法施工中，可采取单独接头模式，在灌浆前将灌入设备固定在灌浆口处，但要保证整个灌浆系统存在多个接口，并全部固定，避免出现浆液四处溅射的情况。（3）灌入浆液。施工中所灌入的浆液主要分为成品浆液、现场自制两种。对于现场自制浆液，要保证浆液配比稳定性，自拌过程中要重视处理悬浮颗粒问题，避免出现严重的颗粒沉降现象。在采用半成品浆液时，需要确定浆液基本配比，判断其是否满足施工质量控制要求。（4）封孔。在灌浆结束之后拆掉灌浆管，考虑到前期施工中灌浆压力较大，灌浆结束之后回导致孔内压力大于气压，最终出现冒浆现象，则需要对孔口进行密封处理，避免浆液回流。具体而言，在既有建筑地基灌浆处理中，需要根据工程的实际要求确定灌浆顺序，针对建筑损伤、沉降等不良现象，先从沉降现象严重地区延伸，以控制沉降现象，保证地基加固施工质量。
4、加固施工中的注意事项
4.1正确选择加固方法
当前在工程地基加固过程之中使用的技术手段较多，不同的地基加固技术有着不同施工环境要求。因此，为了提升加固工程的施工效果，在实际建设之中设计人员要根据工程建设环境和技术使用情况选择合适的施工技术，提升土木工程的建设质量。以换填法的施工为例，在工程建设之中假如地基下部的持力層的强度不足，存在软化现象，这时就应该使用换填法来加固地基，在加固施工过程之中，工程设计人员和管理人员要根据地质勘测的结果来对施工区域的地下结构情况进行分析，以分析结果为依据选择合适的加固技术。
4.2根据规范设置合理的抗震等级
在土木工程的施工中要针对当地的环境来对建筑设计进行抗震等级的设计。建筑工程的抗震等级对于结构的强度和框架设计情况有较大的影响。在工程建设阶段，施工人员会根据对周边房屋的使用情况、设防裂度以及高度，通过查阅我国的抗震规范，对工程建筑的抗震等级进行判定，针对不同的抗震等级，在设计之中选择的抗震等级和抗震措施也会有不同，最为重要的一点就是根据实际情况进行抗震工程设计。
5、结束语
在技术施工之中，施工人员还应该根据各个施工技术的不同要求，对施工环境和施工操作进行科学的管理。在工程的建设中，工程技术人员要探索建筑市场技术的发展状况，对当前的施工技术进行优化和改进，以适应时代的发展。
参考文献：
[1]建筑施工中的地基处理技术初探[J].任成文.四川水泥.2016（10）.
[2]陈光宇.浅谈土木工程中结构与地基加固技术[J].黑龙江科技信息，2012（20）：214-215.
[3]浅谈地基加固技术[J].史振伟.黑龙江科技信息.2013（30）.
[4]浅谈土木工程中结构与地基加固技术[J].王霞，郭志刚.民营科技.2012（05）.
（作者单位：河南长城铁路工程建设咨询有限公司）
关键词：结构与地基加固；土木工程设计；应用
土木工程设计作为工程建设的一个重要组成部分，在工程建设中占有很重要的地位，加强结构和地基加固技术的研究，既是对土木工程设计的质量保证，也是对土木工程施工的质量保证，有利于民生工程的建设。土木工程建设的发展为社会的进步提供了巨大的支持，而保证土木工程建设结构质量是工程建设和发展中最为关键的工作内容。土木工程的建设所涉及的范围非常广泛，对其结构和地基进行加固是保证工程质量的重要措施，被现代工程建设施工所应用。
1、土木工程的结构设计
1.1钢筋混凝土结构的设计
钢筋以及混凝土两种材料在受力方面并不是完全相同，因此在实际进行道路桥梁或者水利工程施工时必须根据受力结构对建筑材料进行科学合理的选择，这对相关建筑质量的保证有一定作用。同时可根据上述特点对其展开科学合理的计算，这可促使各种结构在真正意义上实现对自身价值与意义的充分发挥。例如在实际施工中对斜截面、正截面以及扭曲截面的计算都是对上述特点的直观体现。施工特点不同现象普遍存在于各项工程中，因此在实际施工中钢筋混凝土会根据不同的工程特点实现自身的形状变动，最终导致内部结构出现差异的现象产生。同时工程特点也会对钢筋外形以及数量产生直接影响，因此必须提高对该项份工作的重视程度，从根本上对施工质量进行保障。
1.2土木工程的结构设计中的剪力墙结构的设计
首先，应该加强对剪力墙的平面布置。在对剪力墙进行平面布置的时候，应该要尽量得遵循一些均匀和对称性的原则，从而有效的对墙面结构自身的刚度和质量进行平衡控制，这样才能使其更好的满足抗震设计的要求。其次，还要加强对边缘构件的约束管理。在实际的施工过程中，经常会将边缘构件分为有约束和无约束两种边缘构件。这两种构件相比较而言，没有约束边缘的矩形截面积的极限承载力大大的降低了百分之四十，而极限的位移的角度也较少了很多，这样都会对整个墙外的稳定性造成很大的阻碍和影响，。为此，在是实际的设计过程中，应该严格的按照不同的级别类型来对剪力墙的尺寸比例进行有效的分析和比较，从而选择最为合适的边缘构件。最后，还要对剪力墙强身的钢筋进行合理的分析和设计。例如：对顶镇一二级抗震建筑物的设计应该在0.25%以下，不是抗震建筑或者四级抗震建筑的设计应该在0.2%以上等等。
2、地基加固技术在土木工程设计中的应用
2.1换土垫层法
换土垫层法主要适用于软土地基的地质层较薄的情况。该技术的主要原理就是通过强度高、密度大、抗腐蚀性强、抗压缩性强的砂砾、碎石、灰土以及矿渣的粘合填充，替代软土地基基础土质层的湿软土质，采取机械振动的方式夯实填充层地基，从而提高地基整体的密度和负载力，提升地基的抗剪性能。在具体房屋建筑建设中，施工单位可以利用灰土、粗砂、沙壤、水泥的不同比例配置，对软土层换土垫层，并对填充层夯实压紧，避免换新后的地基变形。总的说来，这种技术方法可以显著增强地基的承载负荷力，有效分散地基底层的压力，快速排出软土层的积水，避免土质层的膨胀固结以及不均匀沉降。
2.2排水固结法
排水固结法能够对淤泥质软土层的稳定问题和沉降问题进行有效的解决，其具体运用过程是通过排水和加压两部分的系统来共同完成的，这其中的排水系统可以依据排水通道类型的不同分为塑料排水和砂井排水两种模式，两种模式是根据岩土工程地基的类型进行科学合理的选择的，当选择好排水体和排水方式后，通过地层自身的透水性和加压系统的辅助，由排水体将土层中的游动水集中排出，从而增加土层密实程度，提高其稳定性。
2.3加筋法
加筋法分为土钉墙技术、加筋土技术和土工合成材料技术三类。土钉墙技术主要是通过插筋、钻孔和注浆的方法将一些较粗的钢筋、型钢或钢管做成的土钉打入土层中，土钉与周围土层产生摩擦阻力和粘结力，从而将软土层结合成为复合土体结构，以此对其进行加固；加筋土技术是将抗拉能力较强的拉筋埋入软土中，通过其与周围土颗粒的摩擦力将软土层增强为统一的整体，以此减少其变形，增强其稳定性。土工合成材料技术是将人工合成的塑料、橡胶等聚合物埋入土中，通过材料自身结构的稳定性来增强软土层的稳定性。
2.4化学加固法
实际施工之中可以使用化学方法来提高土层的结构强度。化学加固技术的主要施工步骤为：第一，先清除施工土地上的石子砂砾等障碍物，在处理之前要保证场地的清洁平整。第二，清理之后要进行土地的喷桩施工，喷桩施工之中所使用的喷基要根据施工现场的自然环境的调查结果来确定其配方，因此，在施工前要对周边环境的湿度、水文环境等多种因素进行勘察。
3、土木工程地基加固应用实例
某工程在实施钢筋混凝土套箍加固法时，确定其需要加固的柱原配筋面积为4559.3mm2，在不改变截面面积的前提下，所需要的配筋面积为11074.1mm2。而在该工程中采用套箍加固法后，选取φ10的箍筋，设置间距为100，考虑建筑的实际加固要求，在原结构基础上增加后截面面积，所增加的面积为550×550。经计算得出，实际需要增加的配筋量为9970mm2，后经工程施工可知，在增加配筋量后，建筑整体结构强度明显提高，说明该工程的施工处理方法具有科学性。
3.1布置灌浆孔
該工程位于我国南方某市，是当地工程重点工程建设项目。在工程建设之前，面对其进行严格的地基加固试验，试验结果为：地基加固的主要材料为水泥浆液，浆液水灰比为0.7∶1，灌浆孔孔距为900cm，初定灌浆压力为2MPa。 在布置灌浆孔前，对施工地区进行详细的地质勘察，勘察结果可知，该地区渣土主要分布在5±3m范围内，除杂填土外，还存在少量砂土，但其深度较深，对工程影响较小。同时，现有室内场地较小，无法满足室内钻孔施工的要求，因此在布置灌浆孔时，主要将灌浆孔设置在室外，并以梅花形分布。在该工程中，灌浆孔φ150mm，灌浆管型号为DN20，东侧、北侧灌浆孔间距为900mm，南侧、西侧灌浆孔间距为700mm。
3.2施工准备
在该项目中，重视灌浆机控制，其基本参数见表1所示。
3.3施工
（1）灌浆钻孔施工。按照灌浆施工质量控制的要求，采用钻孔机实施钻孔施工。考虑到施工地点的实际工程情况，钻机钻头直径为150mm，终孔直径为155mm，并保证终孔垂直度为1%。若在施工地区的地质条件较为复杂，则要随时调整钻孔速度；在相邻两孔施工时，为避免因振动而影响成孔深度与孔径，需要对孔壁进行保护，并保证孔口不堵塞。（2）设置灌浆孔口接口。在钻孔施工结束后，要设置灌浆孔口接口。在设置中，需要满足不同灌浆速度换控时所产生的高压力与冲击值。一般在单浆法施工中，可采取单独接头模式，在灌浆前将灌入设备固定在灌浆口处，但要保证整个灌浆系统存在多个接口，并全部固定，避免出现浆液四处溅射的情况。（3）灌入浆液。施工中所灌入的浆液主要分为成品浆液、现场自制两种。对于现场自制浆液，要保证浆液配比稳定性，自拌过程中要重视处理悬浮颗粒问题，避免出现严重的颗粒沉降现象。在采用半成品浆液时，需要确定浆液基本配比，判断其是否满足施工质量控制要求。（4）封孔。在灌浆结束之后拆掉灌浆管，考虑到前期施工中灌浆压力较大，灌浆结束之后回导致孔内压力大于气压，最终出现冒浆现象，则需要对孔口进行密封处理，避免浆液回流。具体而言，在既有建筑地基灌浆处理中，需要根据工程的实际要求确定灌浆顺序，针对建筑损伤、沉降等不良现象，先从沉降现象严重地区延伸，以控制沉降现象，保证地基加固施工质量。
4、加固施工中的注意事项
4.1正确选择加固方法
当前在工程地基加固过程之中使用的技术手段较多，不同的地基加固技术有着不同施工环境要求。因此，为了提升加固工程的施工效果，在实际建设之中设计人员要根据工程建设环境和技术使用情况选择合适的施工技术，提升土木工程的建设质量。以换填法的施工为例，在工程建设之中假如地基下部的持力層的强度不足，存在软化现象，这时就应该使用换填法来加固地基，在加固施工过程之中，工程设计人员和管理人员要根据地质勘测的结果来对施工区域的地下结构情况进行分析，以分析结果为依据选择合适的加固技术。
4.2根据规范设置合理的抗震等级
在土木工程的施工中要针对当地的环境来对建筑设计进行抗震等级的设计。建筑工程的抗震等级对于结构的强度和框架设计情况有较大的影响。在工程建设阶段，施工人员会根据对周边房屋的使用情况、设防裂度以及高度，通过查阅我国的抗震规范，对工程建筑的抗震等级进行判定，针对不同的抗震等级，在设计之中选择的抗震等级和抗震措施也会有不同，最为重要的一点就是根据实际情况进行抗震工程设计。
5、结束语
在技术施工之中，施工人员还应该根据各个施工技术的不同要求，对施工环境和施工操作进行科学的管理。在工程的建设中，工程技术人员要探索建筑市场技术的发展状况，对当前的施工技术进行优化和改进，以适应时代的发展。
参考文献：
[1]建筑施工中的地基处理技术初探[J].任成文.四川水泥.2016（10）.
[2]陈光宇.浅谈土木工程中结构与地基加固技术[J].黑龙江科技信息，2012（20）：214-215.
[3]浅谈地基加固技术[J].史振伟.黑龙江科技信息.2013（30）.
[4]浅谈土木工程中结构与地基加固技术[J].王霞，郭志刚.民营科技.2012（05）.
（作者单位：河南长城铁路工程建设咨询有限公司）