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摘 要:在现代经济形式和社会发展的推动下,我国土木工程的建设取得了巨大的发展,但是在其具体工程中施工技术的应用仍需要进行认真分析。土木工程对社会发展的重要作用,使得对其工程结构的质量控制成为必要。施工单位应积极对工程结构和施工措施进行优化设计,并在工程地基建设中采用加固技术,以保证工程建设的质量符合现代社会发展的要求。同时需要注意的是,在建设过程中,应充分考虑到工程实际情况和质量标准,这才才能够保证工程建设施工技术的应用具有科学性和实用性。本文就土木工程中结构与地基加固技术进行了探讨。
关键词:土木工程;结构;地基;加固技术
中图分类号:TU47文献标识码: A
一、土木工程的施工策略以及结构设计方法
1、钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构是土木工程建设中的主要结构形式,其主要是通过混凝土与钢筋的相互配合进行结构的建设和施工。混凝土主要原材料是其中的胶凝材料,再配以辅料而产生的一种硬度较高的建筑材料,在其中配以钢筋更能够提升结构的承载能力。我国工程建设中,多以钢筋和混凝土结构作为主体结构的建设形式。
2、钢筋混凝土结构的设计原理与方法
由于组成钢筋混凝土的两种材料受力性能完全不同,在以道路桥梁及其水利为主的土木工程中,不同的受力构造形成了结构系统,主要包括7个方面:斜截面承载力计算、正截面承载力计算、扭曲截面承载力计算、预应力混凝土结构、裂缝控制及耐久性设计、高性能混凝土和纤维增强混凝土性能结构设计、钢筋混凝土构件的延性与抗震设计。由于工程施工的结构不同,所以钢筋混凝土结构在进行设计时其外观会存在变化,同时内部构造也有差异。在实际的工程当中,钢筋的形状和数量都会成为影响工程的因素。
3、钢筋混凝土结构的优缺点
钢筋混凝土结构的优点主要可以从4个方面来阐述:耐久性及耐火性能好,在保养和维修方面几乎不需要花费物力和财力;抗震性能好,整体性好;具有可模性,可以根据实际的需要浇制各种尺寸;节约钢材,在某种程度上可以与钢结构互换,从而节约钢材。钢筋混凝土结构的缺点主要可以从两个方面来阐述:自重大,在设计跨度时,构建运输不方便;施工时间长,特别是在制造模板时费料多,同事在养护的过程中浪费了时间。
4、钢结构施工中的重难点
(1)选材与连接
钢材主要分为4类,即金属制品、板材、管材以及型材。在土木工程中,优质碳素结构钢以及优质碳素结构钢制品比较受欢迎,这两种钢材在硬度和强度上性能较好。
(2)截面形状
在钢结构中,一般柱子的截面主要有箱型、“工”字形以及“十”字形,“H”型钢梁一般在房梁中采用。在截面的安装中,要进行焊接试验,在把握各项参数的前提下,同时注意高强螺栓连接孔位的精度。
二、地基处理的目的及现实意义
1、对地基加固处理有利于提高地基土的抗剪强度
剪力破坏是土建工程地基施工中最主要的一种质量问题,其造成的影响非常大,这种问题主要体现在以下几个方面:(1)建筑工程地基的承载力不足;(2)因建筑物的偏心荷载与侧向土压力而导致整个结构稳定性不足;(3)建筑物因上部荷载或者在填土过程中导致周边地基隆起;(4)在土方开挖的过程中,地基的边坡稳定性下降等。通过分析发现,地基土抗剪强度不足是导致地基出现剪切破坏的重要原因。因此施工人员必须要结合实际工程为提高地基土的抗剪强度而采取有效的措施。
2、对地基加固处理有利于缩小地基土的压缩性
地基土的压缩性主要表现在建筑工程施工及使用过程中产生的沉降程度,一般来说,地基产生沉降的原因有以下几种:因建筑物荷载而导致地基产生一定的沉降;因建筑物基础中负摩擦力而导致建筑物出现沉降;大范围地基出现沉降而导致建筑结构出现不均匀沉降;因土方开挖而导致周边基础部分出现沉降等。这些原因都会引起不均匀沉降,不利于建筑工程的施工质量,因此我们需要采取有效的措施进行加以控制,避免出现不均匀沉降现象。
随着社会经济的快速发展,建筑的规模不断扩大,城市用地面积越来越紧张,为了给人们提供充足的生活空间,建筑行业开始将建筑工程“拉长”,其结构也越来越复杂,配套设施也相对比较完善,这在很大程度上给地基带来了巨大的压力,当结构上部荷载超过了地基土的压缩性,那么就会导致地基出现沉降,因此我们在实际工作中,必须要采取有效措施来提高地基土的压缩模量,避免地基出现不均匀沉降。
3、对地基加固处理有利于改善地基土的动力特性
当发生地震时,地基土中的饱和松散粉细砂就会产生液化,这就是地基土的动力特性,出现这种情况的原因往往是由于交通荷载或者在打桩过程中产生的荷载而引起的,这就导致建筑周边的地基出现不均匀下沉。因此施工人员必须要结合实际工程,通过分析采取有效的措施避免地基产生液化,提高地基的抗震性,保证工程的稳定性。
三、地基加固技术分析
在选择地基加固技术之前,施工人员首先应该对当地的地质条件进行全面分析。由于这一施工技术需要在既有建筑物的周边进行施工,这就加大了工程的施工难度,为了保证地基的稳定性与上部结构的安全性,我们可以采用以下几种方法进行施工。
1、换土加固技术分析
在处理浅层地基的过程中,施工人员一般会采用换土加固技术进行,这是最常见的方法之一。首先,需要将软弱土层彻底挖出,然后再填入结构相对较好的土壤或者其他材料,例如石屑、煤渣、工业废物等,将其制作成素土地基等,最后再采用相关机械设备或者人工的方式将其夯实,提高其密實度。
这种方法在基坑面积较大的工程中非常适用,在处理软弱土层方面具有非常好的效果。换土加固方法的处理深度一般在2~3米左右,对于软弱土层、湿陷性黄土、季节性冻土等都有非常好的施工效果。
2、振密加固技术
所谓振密加固技术也就是施工人员采取有效的措施来减小地基土体的孔隙比,尽量提高其密实度与强度,从而达到设计的要求。该施工技术主要有压实法、夯实法、强夯法等各种施工方法,其中强夯法是最振密加固技术中最为常见的一种。
强夯法主要是对软土地基的深层土壤进行加固,随着机械夯实能量的不断增大,地基加固的深度也会不断加深。也就是说,该方法采用的是大重量的重锤,从不同的高度自由落下,因产生过大的冲击力来压实地基,从而提高地基的强度与密实度,降低其本身的压缩性。这种方法在砂土、粘土、碎石等多种土壤中具有非常重要的作用,能够有效的提高地基的强度,承载上部结构的荷载。
(1)排水固结法
在实际施工过程中如果遇到软土地基,施工人员则需要通过重力荷载将地基中多余的水分挤压出来,从而减小地基的压缩性,提高其密实度,这种方法也就是排水固结法。在采用这一方法进行施工的过程中,由于重力荷载的影响,软土地基中的水分会逐渐减少,而其有效应力就会不断增加,提高其抗剪强度。施工人员一般是采用排水以及加压的方式进行施工,其中,在排水的过程中,施工人员可以将土壤的透水性充分利用起来,通过设置砂浆来提高软土地基的抗剪强度。
(2)高压喷射注浆加固
高压喷射注浆(旋喷)加固地基是利用高压泵通过特制的喷嘴,把浆液(一般为水泥浆)喷射到土中。浆液喷射流依靠自身的巨大能量,把一定范围内的土层射穿,使原状土破坏,并因喷嘴作旋转运动,被浆液射流切削的土粒与浆液进行强制性的搅拌混合,待胶结硬化后,便形成新的结构,达到加固地基的目的。旋喷法适用于粉质粘土、淤泥质土、新填土、饱和的粉细砂(即流砂层)及砂卵石层等的地基加固与补强。其方法有单管法、双重管法、三重管法及干喷法等。压力灌浆加固在实施中要注意以下细节:
1)旋喷浆液前,应作压水压浆压气试验,检查各部件各部位的密封性和高压泵、钻机等的运转情况。
2)根据设计要求和地质条件,选用适合的旋喷方法、施工机具和桩位布置。
3)科学配浆,控制浆液的水灰比及稠度。
4)根据旋喷固结体的形状及桩身匀质性,调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。
结束语
土木工程是与人们日常的工作和生活密不可分的,其更是推动了我国经济的不断发展,对提高人们的生活品质和生活质量起到了非常重要的作用。土木工程整体结构的质量关系到人们的生命和财产的安全,对社会的正常发展意义重大,由此可以看出,对土木工程的质量控制是非常重要的。保证土木工程结构和应用质量可以从其结构和地基加固两方面进行考虑,加固技术在土木工程建设中的应用,能够在很大程度上保证工程的施工质量,为工程的应用提供了强有力的保障作用。工程结构和地基加固技术的应用措施,是人们非常重视的问题,同时在现代工程建设新形势下,对其进行实施的科学性也需要进行把握。
参考文献
[1]徐克红.结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2013,3.
[2]王若锋,李敏芝.软土性质及处理方法简述[J].山西建筑,2007(32).
关键词:土木工程;结构;地基;加固技术
中图分类号:TU47文献标识码: A
一、土木工程的施工策略以及结构设计方法
1、钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构是土木工程建设中的主要结构形式,其主要是通过混凝土与钢筋的相互配合进行结构的建设和施工。混凝土主要原材料是其中的胶凝材料,再配以辅料而产生的一种硬度较高的建筑材料,在其中配以钢筋更能够提升结构的承载能力。我国工程建设中,多以钢筋和混凝土结构作为主体结构的建设形式。
2、钢筋混凝土结构的设计原理与方法
由于组成钢筋混凝土的两种材料受力性能完全不同,在以道路桥梁及其水利为主的土木工程中,不同的受力构造形成了结构系统,主要包括7个方面:斜截面承载力计算、正截面承载力计算、扭曲截面承载力计算、预应力混凝土结构、裂缝控制及耐久性设计、高性能混凝土和纤维增强混凝土性能结构设计、钢筋混凝土构件的延性与抗震设计。由于工程施工的结构不同,所以钢筋混凝土结构在进行设计时其外观会存在变化,同时内部构造也有差异。在实际的工程当中,钢筋的形状和数量都会成为影响工程的因素。
3、钢筋混凝土结构的优缺点
钢筋混凝土结构的优点主要可以从4个方面来阐述:耐久性及耐火性能好,在保养和维修方面几乎不需要花费物力和财力;抗震性能好,整体性好;具有可模性,可以根据实际的需要浇制各种尺寸;节约钢材,在某种程度上可以与钢结构互换,从而节约钢材。钢筋混凝土结构的缺点主要可以从两个方面来阐述:自重大,在设计跨度时,构建运输不方便;施工时间长,特别是在制造模板时费料多,同事在养护的过程中浪费了时间。
4、钢结构施工中的重难点
(1)选材与连接
钢材主要分为4类,即金属制品、板材、管材以及型材。在土木工程中,优质碳素结构钢以及优质碳素结构钢制品比较受欢迎,这两种钢材在硬度和强度上性能较好。
(2)截面形状
在钢结构中,一般柱子的截面主要有箱型、“工”字形以及“十”字形,“H”型钢梁一般在房梁中采用。在截面的安装中,要进行焊接试验,在把握各项参数的前提下,同时注意高强螺栓连接孔位的精度。
二、地基处理的目的及现实意义
1、对地基加固处理有利于提高地基土的抗剪强度
剪力破坏是土建工程地基施工中最主要的一种质量问题,其造成的影响非常大,这种问题主要体现在以下几个方面:(1)建筑工程地基的承载力不足;(2)因建筑物的偏心荷载与侧向土压力而导致整个结构稳定性不足;(3)建筑物因上部荷载或者在填土过程中导致周边地基隆起;(4)在土方开挖的过程中,地基的边坡稳定性下降等。通过分析发现,地基土抗剪强度不足是导致地基出现剪切破坏的重要原因。因此施工人员必须要结合实际工程为提高地基土的抗剪强度而采取有效的措施。
2、对地基加固处理有利于缩小地基土的压缩性
地基土的压缩性主要表现在建筑工程施工及使用过程中产生的沉降程度,一般来说,地基产生沉降的原因有以下几种:因建筑物荷载而导致地基产生一定的沉降;因建筑物基础中负摩擦力而导致建筑物出现沉降;大范围地基出现沉降而导致建筑结构出现不均匀沉降;因土方开挖而导致周边基础部分出现沉降等。这些原因都会引起不均匀沉降,不利于建筑工程的施工质量,因此我们需要采取有效的措施进行加以控制,避免出现不均匀沉降现象。
随着社会经济的快速发展,建筑的规模不断扩大,城市用地面积越来越紧张,为了给人们提供充足的生活空间,建筑行业开始将建筑工程“拉长”,其结构也越来越复杂,配套设施也相对比较完善,这在很大程度上给地基带来了巨大的压力,当结构上部荷载超过了地基土的压缩性,那么就会导致地基出现沉降,因此我们在实际工作中,必须要采取有效措施来提高地基土的压缩模量,避免地基出现不均匀沉降。
3、对地基加固处理有利于改善地基土的动力特性
当发生地震时,地基土中的饱和松散粉细砂就会产生液化,这就是地基土的动力特性,出现这种情况的原因往往是由于交通荷载或者在打桩过程中产生的荷载而引起的,这就导致建筑周边的地基出现不均匀下沉。因此施工人员必须要结合实际工程,通过分析采取有效的措施避免地基产生液化,提高地基的抗震性,保证工程的稳定性。
三、地基加固技术分析
在选择地基加固技术之前,施工人员首先应该对当地的地质条件进行全面分析。由于这一施工技术需要在既有建筑物的周边进行施工,这就加大了工程的施工难度,为了保证地基的稳定性与上部结构的安全性,我们可以采用以下几种方法进行施工。
1、换土加固技术分析
在处理浅层地基的过程中,施工人员一般会采用换土加固技术进行,这是最常见的方法之一。首先,需要将软弱土层彻底挖出,然后再填入结构相对较好的土壤或者其他材料,例如石屑、煤渣、工业废物等,将其制作成素土地基等,最后再采用相关机械设备或者人工的方式将其夯实,提高其密實度。
这种方法在基坑面积较大的工程中非常适用,在处理软弱土层方面具有非常好的效果。换土加固方法的处理深度一般在2~3米左右,对于软弱土层、湿陷性黄土、季节性冻土等都有非常好的施工效果。
2、振密加固技术
所谓振密加固技术也就是施工人员采取有效的措施来减小地基土体的孔隙比,尽量提高其密实度与强度,从而达到设计的要求。该施工技术主要有压实法、夯实法、强夯法等各种施工方法,其中强夯法是最振密加固技术中最为常见的一种。
强夯法主要是对软土地基的深层土壤进行加固,随着机械夯实能量的不断增大,地基加固的深度也会不断加深。也就是说,该方法采用的是大重量的重锤,从不同的高度自由落下,因产生过大的冲击力来压实地基,从而提高地基的强度与密实度,降低其本身的压缩性。这种方法在砂土、粘土、碎石等多种土壤中具有非常重要的作用,能够有效的提高地基的强度,承载上部结构的荷载。
(1)排水固结法
在实际施工过程中如果遇到软土地基,施工人员则需要通过重力荷载将地基中多余的水分挤压出来,从而减小地基的压缩性,提高其密实度,这种方法也就是排水固结法。在采用这一方法进行施工的过程中,由于重力荷载的影响,软土地基中的水分会逐渐减少,而其有效应力就会不断增加,提高其抗剪强度。施工人员一般是采用排水以及加压的方式进行施工,其中,在排水的过程中,施工人员可以将土壤的透水性充分利用起来,通过设置砂浆来提高软土地基的抗剪强度。
(2)高压喷射注浆加固
高压喷射注浆(旋喷)加固地基是利用高压泵通过特制的喷嘴,把浆液(一般为水泥浆)喷射到土中。浆液喷射流依靠自身的巨大能量,把一定范围内的土层射穿,使原状土破坏,并因喷嘴作旋转运动,被浆液射流切削的土粒与浆液进行强制性的搅拌混合,待胶结硬化后,便形成新的结构,达到加固地基的目的。旋喷法适用于粉质粘土、淤泥质土、新填土、饱和的粉细砂(即流砂层)及砂卵石层等的地基加固与补强。其方法有单管法、双重管法、三重管法及干喷法等。压力灌浆加固在实施中要注意以下细节:
1)旋喷浆液前,应作压水压浆压气试验,检查各部件各部位的密封性和高压泵、钻机等的运转情况。
2)根据设计要求和地质条件,选用适合的旋喷方法、施工机具和桩位布置。
3)科学配浆,控制浆液的水灰比及稠度。
4)根据旋喷固结体的形状及桩身匀质性,调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。
结束语
土木工程是与人们日常的工作和生活密不可分的,其更是推动了我国经济的不断发展,对提高人们的生活品质和生活质量起到了非常重要的作用。土木工程整体结构的质量关系到人们的生命和财产的安全,对社会的正常发展意义重大,由此可以看出,对土木工程的质量控制是非常重要的。保证土木工程结构和应用质量可以从其结构和地基加固两方面进行考虑,加固技术在土木工程建设中的应用,能够在很大程度上保证工程的施工质量,为工程的应用提供了强有力的保障作用。工程结构和地基加固技术的应用措施,是人们非常重视的问题,同时在现代工程建设新形势下,对其进行实施的科学性也需要进行把握。
参考文献
[1]徐克红.结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2013,3.
[2]王若锋,李敏芝.软土性质及处理方法简述[J].山西建筑,2007(32).