土木工程建设中结构与地基加固技术的运用简述

发表时间:2019/3/12   来源:《中国西部科技》2019年第1期   作者:赵伟
[导读] 文章主要分析土木工程建设中加固技术的应用和创新,为土木工程的建设提供有力的技术支持,对土木工程的施工策略和结构设计方法
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  土木工程是建造各类工程设施的科学。其针对的工程对象涉及到建筑行业的方方面面,如房屋、桥梁、管道、铁路、港口、机场、隧道、运河及各类防护工程。土木工程涉及的技术活动包括现场勘测、工程设计、工程施工、工程及设备维护和保养等。工程建设施工最基础的环节就是结构和地基的建设工作,其中关乎结构和地基牢固性的加固技术广被应用和研究。人类社会以来,工程结构和地基的加固技术经历过漫长时期的改良和创新,如今这类加固技术已经完全能使多数建筑的使用寿命和使用效率得到延长和提高。
  一、土木工程建设中结构加固技术的应用
  (一)钢筋混凝土选材
  土木工程结构建设中使用的钢筋混凝土,是混凝土和钢筋配合使用形成的结构效果。钢筋混凝土是构建结构的基础,配合施工要求,其施工使用存在于各个环节。实际应用中,土木工程技术人员对钢筋强度和混凝土性能的选择会影响建筑结构的稳定性和坚固性,对建筑结果整体质量存在较大影响。因此,在施工开展之前对原材料的选择是至关重要的,筛选过程中需严格控制混凝土中碎石、水泥、骨料的混合比例,根据施工场地条件进行科学、标准的核算。在钢筋的选择上,刚性、柔性需求比选择是关键。根据实际地质,对钢筋进行圆滑度、强度和弯度筛选。
  (二)加固技术设计方式
  考虑到混凝土和钢筋受力能力具有差异性,混凝土和钢筋配置需严谨,否则将影响结构整体稳定性和坚固性。针对两项必须原材料的配制,相关技术人员需根据实际土质受力和施工质量要求,多次核算原材料配比,降低计算误差。最后由执行配制的人员根据设计和要求配比。此时,该项技术设计需要的技术支持内容包括:以提高稳固性为最终目的,技术人员应根据现场勘查提供的各项工程数据进行载力计算,具体分为两方面进行计算:扭曲截面载力计算、斜截面载力计算。此后在载力计算值内,对可能性内外部形变进行分析。最终挑出可承担设计机理的钢筋混凝土进行本次施工建设工作。
  (三)钢筋混凝土结构优势及劣势
  土木工程机构加固环节使用钢筋混凝土,使工程整体的抗震性、耐火耐久性、协调性得到大幅度提升。另外,钢筋混凝土费用成本较低,在正常合理地使用前提下,省去了大额的维修保养费用。钢筋混凝土可模性好,其表现为构件的可浇筑性,对于形状及大小的要求均能轻松达到。钢筋混凝土在土建工程中的应用效果具有可观性,但是钢筋混凝土也有其劣势:重力较大造成施工难度;工期长,工序繁杂拖长了工期和成本;其操作受地质和气候影响较为明显。
  二、土木工程建设中地基加固技术的应用
  土木工程建设的基础是地基工程,地基是反映工程整体质量的重要组成部分,地基施工工序决定着建筑的使用年限和使用效率。对地基加固技术的掌握和创新,是土木工程建设技术人员必须重视的问题。土建工程工序复杂,除需专业的土建施工技术,还需对建筑材料、地质环境有专门的知识储备。这些都是促成地基加固技术成型和应用的决定因素。在土木工程建设知识领域,地基加固技术应用方法有很多,而各种方法选用并施工的前提是根据现场实际环境作业。

关于目前土木建设工程中经常应用的地基加固方法包括:
  (一)换填法
  这种方法在地基加固中使用的频率最多.当建筑地段的自然地质无法满足当前土木工程建设需要时,例如前文所说的粘性太强的地基,无法给它施加压力,使之更加坚实,适用于土木工程建设的需要,为此只有对此采取换填法.换填法包括换土垫层法、振冲置换法、强夯置换法、碎石桩法、石灰桩法以及EPS轻填法.例如使用换土垫层方法时,把所要置换的软土层全部挖出来,向内填充一些质地较硬的土石,与下卧层的土质形成双层地基,确保土木工程建设的质量.
  (二)排水固结法
  排水固结法通常由加载预压法和超载预压法组成.加载预压法适用于软土、粉土等土质中.超载预压法适用于粘性土和粉土中.这两种方法的原理基本上相同,给地基施加一定的压力,地基承受相应的压力下,密度越来越大,地基固结起来,其强度逐渐提高,为了加快地基固结的速度,满足地基上部建筑的要求,可以设置排水装置.加载预压法和超载预压法的区别在于:加载预压法和上部建筑的压力相当,而超载预压法远远超过上部建筑物的承载量.相比而言,超载预压法的效果更佳,能够有效地降低地基的次固结沉降.
  (三)挤压法
  该种方法通常也叫做振密挤密法,包括强夯法、振冲密实法、挤密碎石桩法以及土、灰桩法.适用于松散碎石土、砂土,低饱和度的粉土和粘性土以及地下水位以及的湿陷性黄土、杂填土、素填土等地基.强夯法是传统土木工程建设中最常用的方法,对一个重量超大的夯锤施加外力,在重力和外力的双重作用下,从很高的地方落下来,对地基产生强大的冲击力和振动力,增强地基的固结性,其密实度增加了,可以承受上部建筑物更大的压力,有效地降低地基的次固结沉降.振冲密实法是指通过振冲器的强力振动,使灌入地基的饱和材料发生变化,材料中的各个成分重新排列结合,紧密度越来越高,物质成分之间的孔隙率得以降低,地基对上部建筑物的承受能力越来越强,从而达到防止上部建筑物沉降的目的.
  (四)化学固法
  此种方法包括深层搅拌法和灌浆法.深层搅拌法适用于有机物较高的泥炭土或淤泥土,灌浆法适用于类软弱土或岩体土地基.深层搅拌法是一种常用的方法,把水泥、石灰等建筑材料进行搅拌之后,灌入到原地基结构当中去,与其组合成牢固的复合地基,增加地基对上部建筑物的承受力,可以有效地防止上部建筑的墙体开裂、倾斜、断裂等现象的产生.因为有些岩石地基的内部是空洞的,所以必须采用灌浆法填充,灌浆的方法有渗入灌浆法、高压灌浆法等,所用的材料不仅仅是水泥和石灰,通常还会使用其它配料.
  (五)加筋法
  加筋法由加筋土法、锚固法以及竖向加固体复合地基法组成.加筋土法适用于浅层软弱地基,竖向加固体复合地基法适用于深层的软弱地基,而锚固法主要是对上部建筑的边波进行加固.使用加筋土法时,必须在土体中加入能够起抗位作用的钢筋等材料,减少、抵抗或缓冲上部建筑物所施加的压力.使用锚固法时,必须使用土钉等减压材料,缓冲或减少水平方向的作用力.使用竖向加固体复合地基法时,一定要使用桩柱,在桩柱内添加各种混凝土材料,形成复合地基,提高地基的抗压力,有效地降低地基的次固结沉降.       
  结束语:
  随着经济社会的持续发展,城市化建设加快,这就促使土木工程建设提供更多的建设建筑方式方法来适应不断开发和变化的天然地基,其项目内容不断完善。土木工程建设为城市化进程发展做出了历史实践性贡献,同时它也是人类生活和工作的重要组成部分。其中,土建工程结构和地基加固技术的新研究让建筑结构和地基基础更加稳定,这是促成社会安全稳定标准实现的前提。所以,不断开拓土建工程结构和地基加固技术,进行技术创新和改良是为土木工程建设打下夯实基础的重要组成部分。这也是课题研究价值性的体现。
  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( 03) 114 -115.
  [2]陈光宇。 浅谈土木工程中结构与地基加固技术[J]. 黑龙江科技信息,2012( 20) : 214 -215.
  [3]王霞,郭志刚。 浅谈土木工程中结构与地基加固技术[J]. 民营科技,2012( 05) : 104 -107.
  
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