韦丽丽
河池学院 广西 河池 546300
摘要：土木工程建设中房屋建筑的结构设计与地基的稳固性直接关系着土木工程的实用性和美观性，更影响了房屋建筑结构的质量和安全，关系着使用者的切身利益。因此，土木工程中的结构设计必须严格遵循一定的设计原则和规范，科学进行主体结构的测量、分析和设计，并通过地基加固技术增强土木工程结构的稳定性与承载力，以尽可能减少质量与安全隐患，维护施工企业的权益。本文通过探讨土木工程结构设计与地基加固技术，为相关工作的开展提供参考。
关键词：土木工程；结构设计；地基；加固技术
近年来，城市建设快速发展，带动了土木工程数量不断增多、土木工程建筑规模不断扩大，投资数额的不断扩充都为现代化建筑工程行业的发展提出了更高的要求。针对土木工程建设中常见的结构设计问题，应当针对性的进行详尽的分析和科学的测量计算，解决结构设计中的诸多问题，规避土木工程结构设计中的质量与安全隐患，并借助地基加固维护土木工程结构的稳固性，为土木工程结构施工打好基础。
1土木工程结构设计所遵循的原则
1.1主次分明
土木工程结构的设计包含着众多规范化的理念和要求，例如强柱弱梁、强剪弱弯等比较常见的设计规范。设计人员必须严格遵循建筑结构设计的相关原则和要求；此外，不同的构建在房屋建筑整体结构中所承担的作用也不尽相同，因此在开展土木工程结构设计前必须明确分清各个构建在整体建筑结构中的主次，通过主次分明的设计做到层次分明，功能清晰，并且保障各个构建在整体结构主体中协调统一。
1.2优势互补
优势互补原则也是土木工程结构设计的重要原则，所谓优势互补就是设计人员在进行土木工程结构设计时应当尽可能突出房屋建筑的优势，做到刚柔并济，实用与美观兼备。如果整体的结构设计风格过揉，容易导致土木工程主体结构的稳定性与承载力不足，增加房屋建筑出现变形、断裂等情况的几率，造成建筑结构华而不实、实用性差；反之，如果结构设计过刚，虽然不容易变形，但在遇到较大的破坏力的情况下容易受损，造成房屋建筑结构整体受损[1]。因此，土木工程结构设计必须秉持优势互补原则，协调整体设计风格，提升房屋建筑整体的稳定性与实用性。
1.3层层设计
土木工程结构设计承载着房屋建筑整体的稳定性和安全性，需要保证房屋建筑在遭遇外界环境的长期侵蚀和发生严重外力破坏时能够保障结构的稳定。因此，土木工程结构设计需要考虑房屋建筑整体结构的稳固性，层层设计安全结构体系，通过整体结构的稳定提升主体结构抵御外力破坏和侵蚀的能力。
2土木工程结构设计中的常见问题
2.1地基设计的问题
地基是土木工程结构设计中最为重要的环节，地基承载着房屋建筑的整体结构，保障着房屋建筑整体承受的荷载，决定着房屋建筑结构整体的安全性和稳定性。俗话说万丈高楼平地起，如果地基设计不合理，即使上层建筑设计的再好也很难保证房屋建筑结构的稳固。在实际的房屋建筑结构设计中，很多设计单位受到成本、利润、勘测难度等多种原因的影响，在没有经过详细的实地勘测、测量和数据分析的情况下就盲目开展地基设计，造成了地基的设计难以满足房屋建筑实际的荷载需求，造成房屋建筑在后期使用过程中出现沉降的现象，埋下了严重的安全隐患。
2.2承重柱的截面设计不科学
土木工程结构的设计对承重柱设计的要求较高，承重柱是建筑结构中主要的承重系统，关系到了整个土木工程主体结构的承载力。因此承重柱的截面设计必须经过严谨的数据分析和计算。但是在实际的设计工作中，很多设计单位为了最大限度的控制成本，在设计中缩小了承重柱的截面面积，这就造成了房屋建筑结构梁柱间的线刚度比例加大，造成了承重柱荷载能力的减弱，影响了土木工程结构整体的稳定性和安全性。
1.3横跳梁的荷载设计偏小
在土木工程结构设计当中，很多设计人员在验算挑梁荷载时一般更为重视挑梁强度达标的情况，但事实上如果仅仅将设计重点局限于挑梁的强度之上，反而有可能造成挑梁荷载能力降低。这是由于土木工程的挑梁是竖向荷载，如何挑梁荷载不足，会造成挑梁截面的应力全部集中在受压区，在长期使用的过程中容易造成挑梁结构裂缝，影响土木工程结构的稳固[2]。
3土木工程结构设计策略
3.1准确计算土木工程结构的地基承载能力
针对前文提到的在土木工程结构设计当中因为地基承载力计算不准确所造成的房屋建筑结构不稳定的情况，在进行土木工程结构设计时需要准确对地基的承载能力进行测量和计算。首先，设计单位应当严格按照国家相关的法律法规对土木工程进行实地勘测，严格测量土木工程结构设计所需的相关数据；其次，在通过实地勘测进行数据测量后通过科学的计算方法将地基的承载能力进行准确的计算，并且当利用换土垫层进行设计时，在计算中还要将换土层的厚度计算在其中，以保障土木工程结构地基承载能力计算的准确性；最后，将土木工程结构中的梁、柱等基础的合闸进行计算，通过计算所获取的数据进行荷载折减系数验算，从而最大限度的确保地基承载力计算的准确性，为后期土木工程结构使用中的安全和稳定性打好基础。
3.2科学设计承重柱的截面面积
首先，承重柱的荷载需要进行精确计算，根据承重柱的折减确定荷载能力；其次，通过将混凝土强度与承重柱荷载数据进行结合，可以确定承重柱截面的数据，但是值得注意的是，虽然承重柱截面增大可以提高结构的承载力，但同时也会增加施工成本，因此在承重柱截面的设计中既要考虑其承载力，也要兼顾施工成本，确保经济适用。
3.3合理设计挑梁的荷载
挑梁设计的合理性可以将土木工程结构中梁体受压区域的应力控制在合理的范围之内，以保障土木工程结构主体的稳定性。因此，在进行土木工程主体结构的设计时，应当尽可能的保障挑梁结构的承载力。一般而言，土木工程结构挑梁的梁高越小，挑梁的受压区域也就相对更小，这样挑梁结构的承载力也就会降低；且由于挑梁结构本身的重量就比较轻，延展性也相对比较好，当受到挑梁竖向承载力的影响时，也会提高其抗脆性破坏能力[3]。因此，需要严格科学的进行挑梁荷载的设计，确保其合理性，以保障土木工程结构主体的稳定性。
4土木工程地基加固技术的内涵
俗话说“万丈高楼平地起”，地基是土木工程的基础和保障，在稳固的地基上兴建的建筑才能够确保其安全平稳。地基加固施工必须充分考虑土木工程施工所在区域的地质、土壤、水文及施工环境，采取适合的地基加固处理方法。地基加固的目的是为了提高地基的荷载能力、加强地基抗剪切性、优化地基的压缩能力、改善地基原土体的不良性状、改善地基透水性等。目前常用的地基加固处理方法包括强夯、换土、加筋、排水等方法。在实际施工中，需要借助全面细致的现场勘查，以现代化的数据采集和数据分析技术，确定适宜的施工方案，为地基加固处理基础的施工应用奠定基础。
5土木工程中的地基加固处理技术的应用
5.1施工前的地基稳定性检测
地基加固施工不能盲目开展，而是需要做好充分准备工作，其中最为重要的就是进行地基稳定性检测。地基稳定性检测主要是通过科学的勘测方法明确该地区的地质及环境情况，从而为地基加固处理技术的应用提供数据支撑。首先，针对施工区域地下水分布、地质结构、地层分布、土壤类型、土壤水含量等，勘测距离应尽量涵盖施工全部区域，勘测采集点的选择尽量合理分布，最大限度提高勘测结果的准确性和客观性，才能为后续的施工技术选择和施工作业提供有价值的数据信息；其次，信息采集完成后，应交由专业的技术分析团队对采集的数据进行科学的分析，并根据数据分析的结果选择该地区适宜的地基加固处理技术。需要注意的是，土木工程因为不同的设计和应用，其结构上具有一定的差异性，如有的地方建筑结构的设计可能比较密集，有的则比较稀疏，在进行地基加固方案设计上应注意这个内容；再次，在一些地震频发的地区、地形复杂的地区、施工环境较为恶劣的地区，也应注意结合该区域的特点，加强地基的抗震性，选择适合的施工技术。
5.2常见的地基加固处理技术
第一，强夯法。利用起吊设备将重量超过十几吨甚至上百吨的重锤，从10-40米左右的高空锤下，依靠强大的夯机能和冲击力夯实地基，减少地基土壤间的孔隙，紧实土质，以提升土壤的强度。强夯法一般适用于处理地基结构为碎石、沙土、粉土、粘性土或黄土等土质的地基，如土壤中的成分含量较为复杂或不满足以上要求，应进行强夯测试，确保土质满足强夯法的作业要求。强夯法的优势是操作简单，成本低廉，技术要求相对较低，能够在短时间内迅速取得地基加固的效果；但强夯过程中会产生较大震动，且其设备操作的噪声较大。因此，一些居民建筑较为密集，人群较多的区域，应尽量避免使用这种方法[4]。
第二，预压法。预压地基加固处理技术适用于处理淤泥土、冲填土等水含量较大的饱和粘性土质，预压法就是指通过对建筑施工区域进行静荷载测试，在压实地基后撤掉静荷载，从而达到增强地基稳定性，增加承载力的目的。预压法施工成本低廉，对施工技术的要求较小，施工流程较为简单，且加固效果良好，是广泛使用于地基加固处理的技术之一。
第三，砂石垫层法。砂石垫层法在软弱地基的加固中比较常用，首先将地基中的软弱土层进行挖掘，将软弱土质替换为硬度较高的砂石材料后再进行回填，而后借助夯实提高地基硬度和承载能力。砂石垫层法的关键就是选择强度较高、不易腐蚀的砂石作为垫层材料。砂石垫层法能够很好的提高地基的荷载能力、抗压与抗震能力，是一种成本低、效果好的地基加固处理方法。
第四，水泥粉煤碎石桩法。采用碎石桩设备，将碎石、水泥、粉煤等材料进行混合，制造成为地基的桩体，通过沉管注入地基当中达到地基加固的目的。这项技术的采用，可以通过灌注浆处理替换原本的松散、粘性土质，显著提高地基加固处理技术的质量和效果，且水泥、粉煤、碎石等材料的成本低廉，可以有效降低施工成本，如能不断完善技术且大力推广，将会提高地基加固技术的施工质量与经济效益。
第五，高压喷射注浆法。这种地基加固技术通过钻机打孔，在孔中注入水泥砂浆，通过这种方法实现地基加固的目的。在利用高压注浆法进行地基加固时应注意控制注浆压力，避免压力过大或过小造成注浆不足或位置不理想。
结论：
土木工程结构设计需要综合考虑房屋建筑结构的实际情况和需求，严格遵循房屋建筑结构设计的相关设计原则和规范，从土木工程基础结构、墙体结构到细节的设计等多个方面进行全面的把控，保障结构主体的稳定性，并在此基础上尽可能控制成本，提升实用性，借助先进的技术手段实现对数据的准确测量、计算和分析；地基加固处理技术在土木工程中的应用，可以有效提高土壤强度，增加地基的荷载能力与抗压能力，在进行地基加固处理时，应通过对施工现场的全面勘测和数据分析，选择适宜的地基加固处理技术，注重施工过程的现场质量和安全管理，不断优化施工技术，从而促进建筑基础施工工程的质量与经济利益的提升，为土木工程施工的顺利开展奠定基础。
参考文献：
[1]王雪,钟美慧,贺全德.土木工程结构设计与地基加固技术探究[J].江西建材,2021(01):86+88.
[2]张慧真.试析土木工程设计中结构与地基加固技术的应用[J].江西建材,2020(06):89-90.
[3]陈美美.探究土木工程结构设计与地基加固技术[J].四川水泥,2020(02):93.
[4]陈昆.土木工程结构设计与地基加固技术认识[J].门窗,2019(21):147.