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摘要：在我国进入21世纪的新时期，我国综合国力显著加强，社会经济的快速提高，我国土木工程建设行业发展的越来越迅速。目前，我国土木工程建设行业正处于重要的转型时期，为了打破传统建造形式，对于工程结构设计和地基加固技术方面投入了大量的科研经历。由于土木工程结构和地基直接决定了整个工程的质量，所以施工建设单位必须要严格遵守国家相关规定和施工操作流程，以确保工程结构设计和地基加固技术能够得到良好的应该用，获取新的发展机遇。
关键词：土木工程；结构设计；地基加固
引言
作为国民经济中占据中坚地位的建筑企业，在社会经济发展愈加快速的前提下，获得前所未有的快速发展。但是相对应的，新闻报道中多次出现某建筑因质量问题造成人员伤亡的事故问题，引起建筑行业领域的高度重视，相关企业针对易发生安全问题的建筑结构方面积极做出相应的改进和完善措施，制定相应预处理方案。但是调查研究显示，很多企业仍然存在侥幸心理，认为自身所负责区域并不是自然灾害高发区，便很大程度上忽视了对建筑结构的科学设计，而且也没有投入相对应的人力财力物力资源，以至于潜藏着巨大的安全风险，不利于建筑工程的健康发展。而作为建筑工程中非常关键的组成部分土木工程，探讨提升和优化其建筑结构设计同样具有非常重要的现实意义。
1概述
1.1对土建结构工程设计进行优化的意义
在工程设计中有效应用相关的优化措施可以保证整个建筑的质量，并减少企业对建筑的投资，最大化经济效益。近一些年来采用的优化措施与过去的方法相比，在思想上发生了更大的变化，而且在降低设计成本方面更有效。优化措施的合理应用能更好地选择建筑材料，协调不同建筑目标之间的内部关系，保证建筑质量和安全，保障人们的生命财产安全。近年来在社会经济的快速发展下，建筑的增长和数量也正在稳步上升，对建筑的标准也越来越高。因此，在固定面积建筑项目中合理使用优化措施，不仅能提供更科学的项目来建造土木，确保建筑特性满足人们的需求，还能提高建筑企业的经济效益，降低建设成本。
1.2土木工程建筑结构设计原则
1）完整性在土木工程建筑施工设计中，整个工程的完整性是影响工程施工建设的重要因素，即要求在土木工程施工建设中不能够出现任何施工疏漏和施工缺陷。在制定土木工程施工设计方案的时候需要相关人员仔细分析各个建筑物的零构件使用情况，并强化对施工薄弱环节的重视，优化整个工程施工结构的设计。2）高效性在土木工程施工建设中需要相关人员严格按照有关规定来设计施工图纸，具体要求在整个施工图纸设计的过程中需要收集整理各类数据信息，在全面调查研究和分析整理的基础上来制定出科学合理的施工计划，并对施工过程中可能遇到的重难点问题进行分析和解决，从而有效提升整个土木工程施工精准性。3）合理性建筑结构设计是影响土木工程结构设计的重要关键，且建筑结构设计也直接影响到整个土木工程的施工成效。为此，在进行建筑结构设计的时候需要相关人员根据整个工程的施工地质环境、施工工况等来优化施工设计方案，从而更好的发挥出施工设计方案在整个工程施工建设中的指导作用。
2土木工程建筑结构设计存在的问题和不足
2.1建筑的结构设计中设计缺陷较多
在设计过程中，受到设计人员自身综合素质影响，不能全面整合多项细节问题，加上建筑结构自身多个部分与施工环境难以协调发展。导致结构设计中整体性有待强化，要对多项资源合理利用，提升建筑结构安全性。土木工程结构设计整体要求较高，各类设计问题将导致后续系统化施工会出现较多问题，对工程项目整体施工质量影响较大。在设计过程中，要对建筑结构不同节点实际情况进行分析。但是由于设计人员未能从整体进行控制，导致多项偏差问题突出，对建筑结构整体稳定性造成了较大影响。当不同设计方案全面建立之后，未能依照项目施工要求对设计方案进行优化调整，导致实际实施中会出现较多问题。
2.2楼层平面刚度问题
在进行土木工程建筑结构的设计过程中，如果缺乏必要的结构概念或者存在布置不合理的情况，针对这些问题，可以采取楼板变形的方式来科学的计算楼层平面高度。这种方法是基于力学模型而研究出来的。但是在具体的计算过程中，往往会存在计算结果与标准值误差较大和不准确的情况。而造成这种问题的原因在于楼板安装位置的结构不合理或者受到较大影响出现变形等情况有关。而解决这一问题的方法在于借助楼层设计的刚性露面进行计算，可以有效地避免计算误差。
2.3施工图纸设计问题
设计图纸是整个土木工程施工建设的重要指向标，在施工图纸的作用下能够为整个工程施工建设提供明确的支持。但是从实际施工情况来看，多数土木工程的施工设计图纸在各个方面不可避免的出现了一些问题，这些问题的存在直接影响了施工设计图纸的科学性和有效性，且无法对土木工程后续施工造成不利的影响。同时，在编订施工设计图纸的时候，施工人员没有严格按照流程来对图纸进行审核和检查，使得整个工程的概念性和整体性补强。
2.4环境破坏和污染严重
近些年啦，各种环境问题的出现，促使国家和社会人们开始逐渐认识到保护环境的重要性。而作为能耗消耗非常多的建筑企业，其在施工建设过程中产生的各种建材废料、废水等问题，如果不得到及时有效的处理，将会对周边环境造成不同程度的污染和破坏，进而影响企业形象和口碑，不利于在激烈的竞争中占据有利地位。而土木工程在结构建设和项目施工时，因其施工工艺复杂以及结构施工难度大的特性，在具体建设时往往需要使用并消耗大量的能源和资源，如果在此过程中忽视了对周边环境的保护，将对环境造成非常严重的破坏。
3土木工程结构设计探究
3.1钢筋混凝土的结构设计
目前在我国大部分土木工程建设中，钢筋混凝土结构都是最为重要的一种模式，采用钢筋和混凝土来保证建筑工程的稳定性，使其能够达到项目预期的安全性。在具体施工过程中，首先施工人员需要对钢筋和混凝土等原材料进行质量监控，确保材料在入场时能够达到施工要求标准，而一旦原材料出现质量问题，就需要立刻解决，即便选择项目停工，也不能让劣质材料流入工地，以造成不可挽回的质量问题。因此在原材料的质量把控模式上，需要尽量提前，这样不仅能够避免造成资本浪费，同时还能够保证项目施工进度。另外，还需要确保施工项目结构的整体质量，并在施工操作过程中严格遵守施工规范标准，按照项目图纸，发挥钢筋混凝土结构的最大作用。同时，采购人员在进行采购原材料时，还需要通过实验来提高混凝土原材料的使用率，对于混凝土中水泥、骨料以及砾石等材料的配比进行繁复实验，最终确认混凝土配置是否可用。而在钢筋的使用过程中，施工人员也需要对其柔性和刚性进行测试，找到最为匹配施工项目的钢筋材料。只有同时满足钢筋和混凝土两种材料的的要求，土木工程结构的质量才能够符合设计图纸的要求，获得相应的提升。
3.2优化建筑图纸设计
众所周知，工程图纸是确保建筑工程正确合理施工非常关键的基础保障。但是一些建筑企业在具体施工过程中，往往忽视了工程设计图纸的重要意义，在施工图纸设计阶段，存在懈怠心理，导致施工图纸设计存在较多缺陷和漏洞，而且具体施工过程也不能完全按照图纸要求进行，导致设计图纸的应用价值得到很大的限制。针对这一情况，相关设计人员必须采取针对性的有效措施来完善和改进工程图纸设计内容。在具体设计时，有必要定义相关施工参数和指标，并直观地展现图纸的内容。同时，也应该在附图中应标出相关参数及其含义，并明确定义参数边界，以确保施工人员对附图不会产生歧义，以利于有效实施设计方案。建筑方案的设计完成后，需要专业人员在使用前检查图纸内容并确认正确性。建筑图纸如有问题，应结合实际工程立即进行修改，直至图纸内容被准确标注，以进一步体现图纸设计的严谨性和合理性。
3.3合理应用信息模型技术对结构设计进行调整
在土木工程建筑结构设计过程中，合理应用建筑信息模型技术就有重要作用。能够对不同信息进行处理，与过去常用的CAD为主的软件技术相比具有较大优势。
土木工程建筑结构设计人员通过建筑信息模型技术能对不同工程信息进行处理，然后补充数据库建设，通过完善的数据库能够根据项目建设要求随时对工程信息进行查询，使得信息之间联系性更高。通过数据库建设还能对设计总量与设计时间进行优化，防止后续施工中出现较多修改部分。相关设计人员能够随时查询不同资料，提升设计效率。土木工程建筑结构中安全性与稳定性至关重要，对此方面进行设计能够全面提升设计质量。设计人员要从施工场地和建筑结构不同角度出发，全面提升建筑结构设计成果。通过应用地理信息系统使得信息能够有效采集，更好地掌握不同信息要素之间的联系。通过建筑信息模型技术能够对建筑材料、外观等方面进行直观展示，能够融入不同信息数据，对建筑项目舒适度、采光情况、节能效益等进行控制，提升设计合理性。比如钢结构设计中，在建模结构处理中能够使得不同构件之间有效对接。在模型基础上明确施工中需要重视的问题，强化设计与施工质量。
3.4在工程施工中贯彻落实全局化施工设计理念
在土木工程施工建设过程中还需要施工人员着重解决整个工程施工整体性差的问题，即将全局化设计理念全面贯彻落实到整个工程施工建设中。在土木工程施工过中将建筑作为一个施工整体，按照整体性的结构计划来进行施工。在整个土木工程建设的施工阶段要融入整体性的施工理念，从全局角度上看待整个工程的施工建设，将其中所划分的相关结构视为整体中的各个部件，采取相关设计手段使此类分支结构皆符合建筑结构、建筑风格，从而实现对整个土木工程施工建设的一体化设计。
4地基加固技术在土木工程建设中的应用
4.1排水固结技术
在土木工程建设中应用排水固结技术，能够有效提高地基稳固性，提升地基强度。首先在地基开始施工之前，施工人员需要对施工所在地进行地质勘察，而后根据勘查结果进行地基预压处理，这一过程能够为排水固结法的应用打好基础。其次，就是在地基中建立排水柱的环节，垂直的排水柱能够保证软土地基的抗剪性，并逐步加强排水固结。对以往排水固结技术的的实际情况进行总结，很多工程在建设过程中都会选择综合使用排水固结的方法，以达到进一步加强软土地基处理的效果。需要注意的是，排水固结法需要根据实际工程情况来进行选择，如果工程量过大，就需要配置更多的施工人员和设备，以强化地基加固技术，促进土木工程建设的发展。
4.2加筋地基技术
综合来说，土木工程是一项复杂性以及系统性较强的工程。换句话说，其中的各个环节之间都会具备较为紧密的联系。针对于地基施工而言，倘若其整体的施工质量无法达到工程标准，那么即便当时没有产生一定的问题，在后续的施工中也会留下一定的隐患。所以在地基施工环节，施工人员就必须要做好每一项操作，通过多种技术的有效融合，加强地基的稳固性，使之能够对后续工程形成有效保障。而在此期间，加筋地基加固技术就起到了至关重要的作用。相比于其他两种技术来说，该种技术的应用范围相对较为广泛，并且所形成的加固效益也能够对整体工程形成有效支撑。首先，该种技术指的是在地基土层加入一些抗拉性较强的材料，借助材料对地基的力学性能以及基本结构进行改善，从而有效强化地基的强度以及稳定性；其次，在对该种技术进行应用的过程中，其不会形成过高的施工难度，也不会存在过于复杂的施工工艺；最后，在具体施工中，施工人员可以采取以下五种方式对加筋加固技术进行有效落实：①土工合成材料法。在施工中，施工人员可以选择一些合成性的土工材料，将其融合到地基土层中，以此加强土体的抗拉强度。并且由于土工材料本身具备一定的排水性能以及隔离性能，所以能够对地基本身形成一定的保护作用；②加筋土法。在施工中，施工人员可以将拉筋埋设在土层中，当拉筋能够与土层本身的颗粒形成有效摩擦后，所形成的摩擦力就能够加强拉筋与土体之间的连接性，使之能够整合成一个完整的新型土层结构，以此加强土体稳定性；③土层锚杆法。在此期间，施工人员可以将锚固体插入到土层中，借此加强土层的承载力，也能够稳定土木工程的工程结构。该种技术被广泛的应用在边坡加固以及基坑维护施工中；④土钉法。在施工中，施工人员可以确定土体的基本结构，然后在合适的位置上安装土钉，使之能够与地基本身形成有效的共同作用，分担地基的承载压力，以此弥补地基强度不足的问题；⑤树根桩法。在施工中，施工人员需要对地基的方向进行有效确定，沿着不同的走向，埋设树根桩，以此作为支撑结构物，对边坡形成有效的稳定作用以及加固作用。
4.3采用压密注浆加固施工技术
开展土木工程项目施工过程中，常采用加固施工技术为压密注浆的方式，在开展施工项目前，工作人员需要全面对施工现场勘查地址情况。准确对加密深度进行计算，明确粉煤灰以及水泥等施工材料配比工作，根据相关要求做好成浆液。采用土壤的方式快站注浆作业，可以对一些多余空气和水分形成挤压，将地基土壤进行融合，实现地基结构支架效果，有效的提升土壤整体密实度效果，加强地基整体稳定性。
4.4托换技术
托换技术主要会应用到两种不同的施工手段，其分别为桩式托换技术以及灌浆托换技术。①在桩式托换的过程中，施工人员需要在存在问题的地基结构下方安置不同材料的桩体结构，然后在桩体结构上安装承重台，借此对地基本身所承受的压力进行分担，以此有效达到置换的作用。其主要针对的地基类型有饱和黄土地基、湿陷性地基、软粘性地基以及松散地基；②灌浆托换法指的是通过灌浆管，将无机化学浆液或者是有机化学浆液换到地基中的一种施工技术，借此有效加强地基的固化状态，降低地基沉降问题的发生概率，达到地基加固。
4.5地基加固技术中的桩基法
在地基加固过程中，施工人员还可以利用钢筋混凝土制作的预制桩进行加固，钢混预制桩的特性是抗压能力较强，质量高且成本低，不仅能够保证地基加固的效果，还能够有效提升施工速度，是我国很多土木工程设计中的首选。另外，如果项目地基的土层较高，则施工人员还可利用灌注桩的方式来进行施工，通过设置承载台借助沉管或者冲钻管道的方式进行操作，这两种方式对于建筑地基的加固效果都非常显著。而需要注意的是，在实际操作过程中不论是沉管还是冲钻管道的施工都有一定的难度，一旦操作不单，就会影响到施工的质量和效率。
4.6裂缝修补
在土木工程开展的过程中，裂缝是比较常见的一种问题。裂缝问题的存在不仅会影响借助本身的美观程度，同时也会对建筑物的稳定性以及安全性造成影响。在对其进行处理的过程中，施工人员需要提前对裂缝的分布情况以及大小进行检查，然后有针对性地对修补混凝土进行配合比调整，及时地对其进行修补，防止其扩大，以此有效加强建筑物本身的稳定性，也能够间接降低地基的承担压力，对其形成有效防护。
结语
我国建筑施工行业想要得到长足的发展，就需要对土木工程结构设计和地基加固技术进行深入研究，并通过时间和理论的结合，让不同类别的技术能够得到更加适合的应用。同时施工人员还需要严格遵守施工要求，优化施工技术，更加充分的参考施工环境，以确保整体施工建筑的质量和安全性。
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