土木工程建设中结构与地基加固技术的运用研究

土木工程建设中结构与地基加固技术的运用研究

郭玉海

滨州市耀华工程设计有限公司山东滨州256600

摘要:土木工程是建筑行业的核心环节,也影响着人民群众的生命财产安全等。要想发挥土木工程建设的作用,必须要深入地分析土木工程建设中结构与地基加固技术的运用。本文对土木工程技术中的结构和地基加固技术进行了探究和分析。

关键词:土木工程;结构加固;地基加固;

1土木工程建设中结构与地基加固技术

1.1地基加固技术

在土木工程建设的过程中,地基需要具备不同的承载强度。所以,天然的地基满足不了土木工程的要求。因此,必须要对地基进行加固处理,从而提高地基的稳固性和强度,这样,才能保证工程的整体建设质量。另外,对土木工程建设的地基加固技术而言,本身的技术较为复杂、涉及的范围较广。尤其是我国的地质和地理环境较为复杂,不同区域的土地性质也是不同的。比如,东北的黑土、华北的黄土等,都属于土壤比较复杂的区域。还有一些容易发生灾害的区域,地基加固处理的难度比较高。但是,在实际的施工过程中,每一个施工环节都会影响整体的施工质量,如果地基加固处理不妥当,整个建筑有可能出现下陷或者沉降的情况。为此,必须要针对不同区域的地基,进行针对性的地基加固处理,从而打牢地基,为后续的施工提供安全保障和质量保障。

1.2结构加固技术

结构加固技术是土木工程建设较为常见的手段,主要用途是解决因混凝土承载力不足的问题。另外,影响土木工程混凝土结构承载力的原因还有自然环境、使用环境等因素。结构加固技术的真正价值体现在我国一些较为古老的建筑以及旧物改造等,从而延长建筑的使用寿命。简而言之,古老的建筑物一般情况下不提倡继续使用与发展,因为在使用年限达到一定程度下,建筑物的结构容易发生变化,严重会出现坍塌的安全问题。对此,为了避免这种事故的发生,土木工程建设则采用结构加固技术来巩固古老建筑物。另外,土木工程建设的结构加固技术对于旧物改造也能发挥到实用的价值,例如一些旧物的功能已无法适应现代的发展,通过相关的加固技术来更好丰富其使用价值。

2土木工程中地基加固技术的具体应用

2.1换填法的运用

目前,土木工程建设中使用最频繁的地基加固技术就是换填法,它本身包括了换土的垫层方式、振冲置换方式、强夯置换方式、碎石和石灰桩方式等多种换填方式。比如,在使用换土垫层方式时,相关的工作人员需要提前挖出置换的土层,再向坑中填入较硬的土石,这样,可以为土木工程的建设打下坚实的基础。

2.2排水固结法的运用

排水固结法是土木工程建设中地基的加固技术,适用于比较松软的土质,进行加固处理。在实际的运用过程中,排水固结法主要是通过预压法的加压或者过多加压,进行地基的加固处理。而这两种方式都是通过增加压力,进行地基的加固处理。这种加固的原理是增大地基的密度,从而加大压力。

2.3挤压加固术

挤土加固技术更常见是在天然地基中,适用于松散碎石土、砂土、粉土和粘性土等低饱和度、湿陷性黄土的地下水位、杂填土、平原填土。常见的方法主要有强夯法、振冲密实法、挤密碎石桩法、土、灰桩法等。强夯法是一种最常用的方法,会产生强的冲击力和振动力,增加地基的固结力使它能够承受更多的压力。

2.4化学加固技术

化学加固技术通过将能与土体成份发生胶结反应的化学物质加入地基土中,使两者发生化学反应胶结成一个整体,以降低土壤空隙,增强土壤颗粒之间的连结性,进而使原本松软的地基强度和荷载力显著增强,达到对地基加固的目的。常用的化学加固方法根据加入化学物质的方式不同分为深层搅拌法和灌浆法两种。深层搅拌法是指将水泥石灰等建筑材料搅拌均匀后,将此种混合料灌入到待处理地基结构中,混合料迅速渗入到土壤颗粒空隙中,从而与土壤连结在一起形成更加牢固的复合地基,使得地基的受力能力明显增强。此种方法操作简单,加固效果明显,主要适用于有机物较高的泥炭土或者淤泥土;灌浆法主要是将化学溶剂利用灌浆设备通过灌浆孔灌入到土体中,浆液扩散到土体孔隙或岩土裂缝中,通过胶结、硬化增强土体强度和稳定性,起到加固、防渗及增大地基受力能力的作用。

2.5加筋加固技术

通常情况下,加固技术在特殊环境或者不易施展施工的地区得到了广泛的应用。但是因为地形环境的复杂性,我国对加固技术广泛的应用是大力支持的。加固技术包括加筋土法、锚固法和竖向加筋复合地基法,加筋土法适用于浅层软土地基,在使用时必须加加筋材料,以此降低施工或竣工后抵抗或缓冲上部结构施加的压力;锚固方法主要用于加固上部结构的侧面薄弱部位,使用时必须使用土钉等减压材料来缓冲或减小水平方向的力,增加边缘波的稳固性;竖向加筋复合地基法是针对深部软土状态,采用桩柱,提高地基压力,减少二次固结沉降。

3结构加固技术在土木工程中的具体应用

3.1钢筋混凝土加固

钢筋混凝土是目前使用最广泛的结构形式,它能够承受相当的重量,保证了建筑的安全。但是钢筋和混凝土在承受力的情况上有所不同,在配比上出现了误差,就会对钢筋混凝土的坚固性和稳定性产生不良的影响,因而由于房屋的设计不当,加上使用维修不当、建造质量以及地震等自能灾害等原因,许多房屋就存在这样或那样的问题,有些问题还相当严重,危机结构安全,或是由于新的使用要求,房屋需要改变用途或加层等,都需要对原结构加固。钢筋混凝土结构加固方案可根据房屋的实际情况,分别采用主要提高构建承载能力、增强框架变形能力或改变结构体系等方案。在确定加固方案时应综合其经济效果,尽量不损伤原结构并保留具有使用价值的结构构件,避免不必要的拆除或更换。混凝土结构加固方法主要有:①加大截面加固法。采用增加混凝土结构或构件的截面积,以提高其承载和满足正常使用的一种方法,可广用于混凝土结构的梁、柱、板等构件和一般构筑物的加固;②外包钢加固法。在混凝土构件四周包以型钢的加固方法,适用于不允许增加混凝土构件截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载能力的混凝土结构的加固。当环境具有腐蚀介质时,应有可靠的防护措施;③粘贴碳纤维片材法。在混凝土构建外部通过配套粘接材料粘贴碳纤维片材,使碳纤维片材承受拉力,并与混凝土变形协调,共同受力,以提高其承载力和满足正常使用的一种加固方法;④改变结构传力途径加固法。一是增加支点法,该法时减少结构的计算跨度和变形,提高其承载力;二是托梁拔柱法,包括托屋架拔柱、托梁拆墙及托梁拔柱,是在不拆或少拆上部结构的情况下拆除、更换、接长柱子的一种加固方法。

3.2砌体结构加固技术

砌体是一种结构,其中桩由砌筑砂浆一起建造。与其他技术相比,砌体结构没有明显的优势。虽然它耐压,但在抵抗其他机械性能方面却不太好。砌体结构的常用加固技术有以下三种:①砌体直接加固术:在维持原结构承重力学结构体系以及平面布局不变的基础上,对强度不够的部位进行加固;②改变荷载传递加固术:这是一种需要改变结构布局的加固术,所以,可想而知,这种方法要增加承重墙柱或者相应的基础建筑,就会增加工作量;③外套结构加固术:是在原结构外增加钢筋混凝土结构,使原结构和外加结构的荷载可以直接传递至地基。因为砌体的整体的力学表现比较差,承载力也较差,所以在外荷载的作用下,就会出现裂缝。

总结:在土木工程设计中,应用结构和地基加固技术,可以大大提升我国土木工程的建设水平,在实际施工过程中,只有合理运用各种技术,不断优化、创新和引进土木工程地基加固技术和结构加固技术,才能促进其快速发展。

参考文献:

[1]苍玉军.土木工程建设中结构与地基加固技术的运用[J].科技创新与应用,2017(14).

[2]秦伟.结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用探讨[J].门窗,2016(6).

[3]李宁.土木工程设计中结构与地基加固技术的应用研究[J].建筑知识,017(13).

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