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土木工程结构设计与地基加固技术探究姚运俊

发表时间：2021/6/22 来源：《基层建设》2021年第6期作者：姚运俊

[导读] 摘要：土木工程结构设计与地基处理是土木工程中的一部分，对土木工程发展起到重要作用。

        中物联规划设计研究院有限公司
        摘要：土木工程结构设计与地基处理是土木工程中的一部分，对土木工程发展起到重要作用。我国土木工程地基加固还存在许多技术性问题有待解决。文章就此展开探讨，提出相应的解决方案，为创新地基加固技术提供参考，推进土木工程开展。
        关键词：土木工程；地基施工；加固技术；解决方案
        1 引言
        建筑行业伴随经济快速发展，也有了很好的进步。人们对建筑结构的可靠性、稳定性要求也相对更高。保证土木工程施工结构设计、地基加固技术应用的安全性、可靠性，能够很好的提升人民生产生活质量。因此对于施工人员而言，需要结合实际情况优化完善土木工程机构设计以及地基加固技术，从而对建筑工程项目质量有效提升。
        2 土木工程结构设计
        2.1 强化信息化技术应用
        信息化技术与我国建筑事业结合日臻完善的背景下，土木工程结构设计中利用理论知识以及信息技术结合对工程进行设计，全面提高了其安全性。例如：土木工程设计人员依托统计学以及设计原理，对土木工程受损因素以及缝隙产生的因素进行探析的情况下，利用信息化技术，将各种原因进行分类以及识别，将受损因素的发生概率以及发生规律进行统计分析，并将分析结果通过信息技术直观化呈现，为我国工程设计提供有力的数据参考。此外，土木工程逐渐与全新元素相结合，并在应用的过程中，可以创造出更好且满足多元化需求的设计。例如：施工人员可利用现代化信息及时，对需要建设的建筑物结构进行分析，在通过综合分析后，依托信息化技术建模系统，制作模型，并进一步对模型进行实验，深度探析设计建筑物对自然环境因素的破坏的抵抗能力，因此我们可以看出，土木工程结构设计与信息化技术的应用逐渐广泛，在提高了土木工程结构设计效率的同时，全面提高了土木工程结构的设计质量。
        2.2 结合相关参数进行结构设计优化
        土木工程结构设计优化工作具体过程可通过建立结构设计优化模型、计算方案选择、程序创新及结果分析几个方面进行具体实施。具体而言，在结构设计优化时，可建立相关函数模型，以提高结构设计优化的有效性。对于钢结构的优化设计，可通过函数模型中分析其截面尺寸等参数，从而实现对钢结构施工成本的控制。此外，对于结构的稳定性和耐久性，设计人员可从工程的尺寸、结构的牢固性等多方面加以考虑，从而实现设计优化。与此同时，设计单位应加强现代计算机技术在土木工程结构设计优化工作中的有效应用。计算机技术在结构优化设计工作中，具有较多的优势，但同时也存在一定的缺陷，如存在无法对多方面的主客观因素进行充分考虑，人性化水平需进一步提高等问题。
        2.3 承重结构设计
        于每个城市而言，建筑都是不能缺少的组成部分。受到地理位置等因素影响，不同区域的建筑物需要承受不同的危害，且需要达到不同的建设要求。不同区域存在的问题也各不同相同，会对建筑造成损害的因素如风沙、地质问题、地震带等，因此相关工作人员需要对建筑物抗震能力有效增强。地震于建筑物有着很大的损害，还会导致人民财产损失。因此相关施工人员需要强化建筑物的抗震能力设计，避免地质灾害影响建筑应用以及人民财产安全。对于相关设计人员而言，需要充分考虑不同方面影响因素，结合国内外成功经验、抗震技术，应用更加重视新型的建筑材料的应用，增强建筑的抗震能力，提升施工技术团队的技术水平，坚决杜绝对劣质材料的应用。
        2.4 创设监督机构
        建筑结构设计的安全性离不开有力的安全监督机构，建筑单位应成立专门监督机构，保持监督机构独立性、严谨性以及合理性，定期、不定期对土木建筑结构设计进行监督、监测，以此保障土木建筑结构设计的合理性以及安全性，要求人员严格按照有关规定以及标准执行，以此确保土木建筑结构安全性的提升。

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        3 地基加固技术在土木工程设计中的应用
        3.1 搅拌桩法
        搅拌桩法包括了水泥搅拌桩法和石灰搅拌桩法这两种方法。前者所用的设备为深层搅拌机械，这种搅拌机械的搅拌力度十分强大，可以利用其强劲的搅拌能力有效融合添加固化剂的水泥与软土层，以此来提高软土结构的强度。而后者则是强行混合可以产生化学反应的石灰与地基土，二者产生了相应的化学反应后，可以使其结构强度和稳定性大幅度的提高。这两种方法十分有效，具有操作简易、成本低、效果显著的优势，为建筑单位广泛接受应用，对增强地基的稳固性有着至关重要的作用。
        3.2 砂石垫层处理法
        砂石垫层处理法常应用于地基加固。首先，要挖除软质土层，因为软土层对地基的加固具有重要影响。去除后填入压缩性较强的砂石，可以进一步起到加固作用，所填砂石要确保质量合格达标，它是支撑整个地基的关键因素。其次，地基沉降是地基运行过程中的另一大安全隐患，沉降不仅会破坏表面的地质情况，也会影响整个建筑的安全性。所以，置换土质层提倡采用夯实法，可以减少天然土层的沉降，但要根据不同地形情况和地理条件进行施工，难度和资金消耗较低。
        3.3 高压喷射注浆法
        现阶段地基加固的技术性处理方法为高压喷射注浆法。首先，对地基进行钻孔，钻孔完成后，插放注浆管。这种技术对压力有明确的规定，压力较大会破坏土壤层，压力较低不能达到预想的处理效果。高压射流导致酮体破坏与材料进行混合，混合后的材料经过凝固作用，产生新型固体，在原有基础上进行加固，整体稳定性可以避免出现变形破坏，能够达到预期效果。
        3.4 预应力管桩技术
        预应力管桩处理技术的主要处理对象是松软地基，它是通过埋设管桩来增大地基载荷力的。具体的施工程序如下：施工前做好现场勘测工作，对桩体进行精准定位，再结合现有的数据选择适宜的机械设备实施打桩作业。其次，埋设好预应力管桩，并合理设定管桩之间的距离，使得软土地基的稳固性更强。此外，还需提醒工作人员注重对周边环境的综合了解和考察，保证预应力管桩技术可以得到更加顺利的进展。最后，不能忘记在施工周围设置明确的指示标志，以防止安全隐患和危险事故的发生。
        3.5 压密注浆加固技术
        在进行土木工程施工的过程中，压密注浆是常用方式之一。在具体土木工程项目施工之前，相关工作人员全面检查施工现场地质情况。对加密深度准确计算，保证不同材料的科学配比，涉及的施工材料如水泥、粉煤灰等，结合具体要求制备浆液。借助土壤进行注浆作业，能够对浆液中多余的空气、水分挤压，并与地基土壤相融合，对地基结构支架效果有效保证，提升土壤整体密实程度，强化地基整体稳定性。
        4 结束语
        综上所述，在土木工程结构设计优化的应用实践中，设计单位应根据不同土木工程的实际情况，即其建设目标、结构特点、施工条件、经济条件等方面，强化结构设计优化思想，引入概念设计理念，借助现代化计算机技术，创新结构设计优化方法及相关技术，促进土木工程结构设计优化工作的有效实现，推动结构设计优化工作工程应用，以提升土木工程结构的安全性、适用性及经济性。
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