关于土木工程结构设计与地基加固技术分析

发表时间:2021/7/16   来源:《城镇建设》2021年第4卷第6期   作者:单猛
[导读] 近年来,我国的土木工程建设的发展迅速,建筑行业伴随经济快速发展,也有了很好的进步。

        单猛
        万华建筑科技有限公司,山东 烟台 264006
        摘要:近年来,我国的土木工程建设的发展迅速,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。
        关键词:土木工程结构设计;地基加固;技术分析
        引言
        建筑结构设计的合理性,决定了整个建筑工程的安全性、适用性与耐久性。然而,纵观我国建筑行业发展现状可以发现,建筑结构设计中仍存在一系列亟待解决的突出问题,影响了整体建筑工程的质量。为此,全面探究建筑结构设计中的问题及解决策略就尤为重要。
        1 土木工程结构设计
        1.1 剪力墙结构设计
        在设计土木工程不同方面内容时,剪力墙设计有着重要的作用,与整个设计的成功与否有着密切的关系。因此对于相关工作人员而言,对于剪力墙结构设计,需要结合具体的设计要求进行相应设计。在具体设计剪力墙结构过程中,需要明确剪力墙的作用,即是对地震或风造成的水平负载力有效承载。因此在设计时,需要保证均匀性,保证墙体质量与重心重合,对墙体破坏的情况有效降低。在进行土木工程施工时,布置剪力墙需要注意沿主轴方向,保证剪力墙具有强度、韧性以及承载力,从而避免在被外力影响下墙体出现倒塌、裂缝的情况。在此基础上,设计约束边缘结构,有利于承载力提升,对层间位移发生频率降低,还能够对墙体抗震能力提升。在设计过程中,相关工作人员需要注意对轴压比数据进行综合考虑,剪力墙等级与墙体承重力之间有着正比关系,保证更高等级的剪力墙有利于增强墙体承重力。此外,在设计剪力墙墙体时,需要首先进行数据计算,选择适合的材料,形成墙体模型,找计算模型的承载剪切力,对承载墙的可靠性验证,保证每一个步骤都严格结合要求进行,才能够保证剪切墙的质量。
        1.2 钢筋混凝土结构设计
        在土木工程建设过程中,钢筋混凝土结构作为最频繁应用的建筑结构形式,将钢筋与混凝土结合,能够很好保证建筑工程整体的稳定性。将钢筋混凝土应用到施工之中,相关工作人员需要有效控制钢筋混凝土质量,保证其性能对相关施工要求、施工设计有效满足。如果不合理控制材料选择工作,会对土木工程工程稳定性、可靠性造成影响,进一步导致施工进度受到影响,不利于建筑质量提升,还会导致工程成本费用提升。在设计钢筋混凝土结构过程中,需要结合具体的技术规范和标准,对结构整体质量有效保证,对钢筋混凝土配置条件控制,从而对钢筋混凝土整体质量提高。对于原材料的应用而言,相关工作人员应当充分应用混凝土原材料,避免出现资源浪费的情况,并严格控制混凝土中不同材料的配比,保证混凝土拌制的合理性。在选择钢筋时,需要结合钢筋的刚性以及柔性进行相应的选择,保证钢筋混凝土材料能够与相关标准相契合,对土木工程结构质量有效保证。
        2 提高建筑结构设计水平的具体措施
        2.1 优化地基基础设计
        在地基基础设计前,应对建设场地进行踏勘,对场地及周边情况应进行了解;地基基础设计时,设计人员除依据本场地的《岩土工程勘察报告》外,还应结合当地完成工程的地基基础设计经验,复核和优化地基基础设计。对于天然地基上的基础设计,应充分利用天然的地质条件;对于地基处理后的基础设计,应确保处理后的地基承载力满足基础设计的要求。

一般要求,对于处理后的地基须做地基承载力试验;对于湿陷黄土地区上的桩基,其单桩竖向抗压承载力特征值计算时,应考虑桩侧湿陷性土层的负摩阻力引起的下拉荷载,并在桩基施工前,在场地内进行试桩,并通过静载试验,测得单根桩的竖向抗压承载力极限值,待测得的单桩承载力满足设计要求时,方可大面积施工。
        2.2 合理设置嵌固端
        对于没有地下室的普通建筑结构,其结构的嵌固端位置比较明确;对于带有地下室建筑结构,且地下室的结构刚度和受剪承载力相比上部楼层较大时,地下室顶板可作为嵌固端;对于带有地下室建筑结构,但地下室顶板由于开设地下中庭、开大洞、半地下等原因,不能满足嵌固要求时,此时的地下室顶板是不能作为嵌固端的,嵌固端位置可能下移;对于带底盘的地下室,上部结构地下室顶板与周边地下室顶板存在高差时,若该高差小于首层层高的1/3,且嵌固端满足刚度和承载力的要求时,嵌固端可取在地下室顶板处,但需采取加强措施;若该高差不小于首层层高的1/3时,地下室顶板不能作为嵌固端,还需对高差位置处的梁或墙采取竖向加腋或斜撑等的处理措施。
        2.3 减少短肢剪力墙数量
        在建筑结构设计过程中,设计人员应尽量避免布置短肢剪力墙,当建筑结构布置受到建筑功能限制时,应尽量减少短肢剪力墙布置数量。当需要布置一定数量的短肢剪力墙时,在结构计算中宜控制短肢剪力墙承担的倾覆力矩小于结构总倾覆力矩的30%。由于短肢剪力墙的抗震性能较差,对于高层建筑结构,其短肢剪力墙的布置不宜过多,间距不宜过小,不应采用全部均为短肢剪力墙的结构。
        2.4 地基加固技术
        现阶段,我国土木工程地基加固施工中常用方式可分为两种,一是换土垫层技术。该技术适用于地基的下部持力层出现土层软化情况,通过换土垫层可改善土层硬度不足问题。在具体施工中,先去除施工地点软地基土层,使用高强度砂土取代原有土层,如砂垫层、碎石垫层等,铺设后可满足施工强度要求,优化基础施工条件,该施工方式常用于湿陷性黄土地区、冻土地区。二是置换技术。若土木工程地基土层较为松软,且并非土层软化导致的松软,应对地基进行加固施工。为保证施工方式使用的合理性,土木工程地质勘查人员应掌握工程施工区域的实际情况,分析相应信息,选择适合的地基加固方法,提升土木工程整体施工质量。
        2.5 挤压法
        挤压法适用于黄土、素填土、杂填土等地质条件,也被称为振密法、挤密法。施工中主要借助爆破、挤压、夯击以及振动等措施,提升土体夯程度和抗剪强度。在具体施工中,该施工方式可细分为振冲法、石灰桩挤密法、挤密砂桩法以及灰土桩挤密法,与排水加固方法相比,挤压法受外界如重力和挤压力双重作用,加固后地基密度更大、强度更高、牢固性更强,在土木工程地基加工中具有较大优势。
        3 结语
        在实际建筑施工中,施工质量会受多方面因素影响,导致建设质量下降。土木工程结构和地基作为建筑工程的基础组成部分,一旦出现质量问题,不仅会增加建筑使用风险,还会缩短使用期限,降低工程建设水平。因此,施工中须对土木工程结构和地基予以重视并加以观察,在掌握土木工程结构设计要点和地基加固技术要点的基础上,根据实际发展需求适当改进,建立适合的施工环境,提升施工水平,进而提升建筑施工质量。在具体设计时,需要与实际工程项目环境、具体情况相结合,完善土木工程结构设计,应用合理的地基加固技术,从而保证土木工程的质量,避免安全事故。
        参考文献:
        [1]刘娜,蔡立.土木工程结构设计与地基加固技术探究[J].住宅与房地产,2019(9):64.
        [2]袁志强.关于土木工程结构设计与地基加固技术认识[J].建筑技术研究,2018,1(6):113-114.
        [3]程亮亮,张松.土木工程结构设计与地基加固技术探究[J].住宅与房地产,2018(30):167.
        [4]孙绍利.结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用[J].科学技术创新,2017(23):183-184.
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