浅谈土木工程建设中结构与地基加固技术的应用

盛志坚

摘 要：在土木工程建设中，使用地基加固技术能够提升建筑的稳定性。基于此，本文阐述了土木工程建设中的混凝土、剪力墙、承重墙等结构的具体设计方法，同时，还提出了地基加固技术在土木工程建设中的具体应用，包括加筋法、换填法、打孔填充布桩、压制或排水的固结方法等加固技术。通过论述以上内容，来为建筑设计人员提供一些参考。

关键词：土木工程；地基加固技术；抗剪能力；土钉墙技术

1土木工程的结构设计

1.1混凝土结构设计

混凝土结构设计需要达到《混凝土工程施工质量验收规范》GB 50204-2015的规定要求，在设计过程中，既要重点考虑混凝土抗渗能力，又要思考在建筑结构中长期处于复杂环境中，所受到的压力及腐蚀力。因此，要为混凝土的后期维工作做好相应的准备，来延长混凝土的使用时间，确保混凝土结构的稳定性。

1.2剪力墙结构设计

（1）建筑物的墙体作为一个承重构件，能够发挥出维护和隔离建筑构件的作用。其间距主要受到了楼板跨度的限制，一般来说，剪力墙的跨度为3-8m，主要适合在住宅等建筑中使用，能够省去大量填充墙的工序；

（2）剪力墙需要按照建造要求，贯穿整个建筑的高度，而墙的厚度需要按照高度方向逐级减少。剪力墙厚度要大于高度的1/25；

（3）剪力墻使用混凝土进行浇筑，整体的刚度较大，在水平角度作用下，产生的变形几率较小，如果墙体的截面面积较大，荷载能力也能够被满足。因此，混凝土剪力墙适合自在10-50层的建筑中使用，能够收到很好的效果。

1.3承重墙结构的设计

现代建筑形状多为矩形框架，这样的设计导致建筑的横向刚度要小于纵向刚度，而刚度的不等，会增加建筑结构的不稳定性。因此，需要在建筑的横向结构中，设计足够多的横墙，进而确保建筑的稳定性及抗震性能。在发生地震时，房屋遭受到的破坏力一般来自于剪力破坏。在进行房屋设计的时候，需要保证建材的质量良好，并增加建筑横墙的轴向力，将横梁作为承重与隔断功能相结合的承重体，当建筑设计中的开间较大，可以在纵墙上设计梁，来起到承重作用。此外，建筑的楼板需要沿着纵向方向放置，以此构成建筑的横向承重墙，这样一来，纵墙与横墙的相互结合，而形成轴向力，进而增加建筑的抗剪能力。

承重墙作为建筑承重构件，在设计过程中，需要进行区分设计。一般来说，建筑砖混结构墙体都应该是承重墙，而框剪结构内部的墙体为非承重墙；标准砖墙体为承重墙，而加气砖为非承重墙；从墙体的厚度区分，承重墙的厚度数值要大于非承重墙，非承重墙的厚度一般为150mm，比如厨房等。

2地基加固技术在土木工程建设中的具体应用

技术人员通过使用地基加固技术，能够确保建筑的稳定性，提升土木工程建设质量。随着施工技术的发展，现如今，土木工程中使用的最为广泛的技术是换填法、排水法、加筋法等。这些加固方法应用的条件不同，需要进行针对性的选择。

2.1加固新技术的应用

（1）打孔填充桩加固方法。打孔填充灰土桩的施工流程是利用钢管套在地基中成孔，然后通过挤压的形式，密实孔洞，然后在孔内放入灰土或石灰等材料，夯实，成为土桩。采用的回填土是粉质黏土，黏土过筛的空隙度要小于20mm。粉煤灰是用35%湿粉煤灰配合颗粒度小于5mm 的熟石灰，灰土质量的配比一般为2：8，将混合后灰土搅拌均匀，颜色一致，即可回填。除了灰土桩加固方法外，还有一种除了上述土桩和灰土桩外，还有一种单独采用石灰加固来地基的石灰桩。

这种石灰桩在打好的孔洞内，放置石灰块，然后掺入适量的水，一般的配比为8：2。当拔管的时候，进行捣振，然后利用生石灰吸取布桩体中的水分，产生水化反应。当生石灰中的水发生膨胀、放热等显现的时候，桩周围的含水量会降低，孔隙度就会变小，将孔洞中的土挤密实，而硬化了的桩柱体就会成为一种复合型的地基；

（2）添加粉煤灰的固结方法。在地基施工材料中加适量的粉煤灰，并进行搅拌，能够借助粉煤灰的吸水能力，基础土中的水分，提升地基凝固湿速度。由于粉煤灰的性能稳定，将其添加在地基原料中，能够实现很好的加固效果。

2.2压制排水固结法

排水固结法是使用竖向排水体方法，加固天然地基，来提升建筑物的承载力。当建筑物在构建过程中，可以预先加载预压力，然后将土壤中的水排出，使得地基逐渐固结。当地基发生沉降的时候，地基的结构强度会逐渐提高。排水固结法最常应用的有三种：

（1）折叠堆载预压法。该种方法主要是在建筑场地进行堆填土石，然后在地基层面进行加载，使地基沉降可以提前完成，然后通过地基的固结，来提高地基承载力，最后卸去地基原有的预压荷载力，以消除建筑物地基的部分均匀沉降，这种方法就被称之为堆载预压法。一般来说，预压荷载力需要和建筑物的荷载相等，为减少固结产生的阻碍，可以设定荷载大于建筑物的荷载力，一般预压荷载的大小约为建筑物荷载的1.3倍，特殊情况则可根据工程具体要求來确定。

（2）折叠真空预压法。真空预压法指的折叠就是指在粘土层上铺设砂垫层，借助薄膜来密封土壤层，并使用真空泵对土层进行抽气，进而构成负压，使地下水可以按照竖向排水方向排出地表。这样一来，地基的排水固结速度就会提升。在压力的基础下，孔隙水压力逐渐变小，而有效应力的增加将会使土体的压缩强度增加，提升地基的稳固性；

（3）折叠电渗排水法。折叠电渗排水法是依靠电渗方法排出土中水。但在土中插入电极然后通过直流电，在直流电场作用下，土中的水将会从点击的阳极流向阴极，然后水将会从阴极流出，通过借助电渗作用，便可逐渐排除土壤中的水。在工程上，使用折叠电渗法将会降低粘性土中的含水量或者是降低地下水位，来提高地基承载力及建筑的稳定性。

2.3加筋法的应用

加筋法是指在建筑地基中增加金属丝等材料，来提升地基稳定性。加筋法主要分为两种：

（1）加筋土。这种方法是将具有良好拉力性能的构件埋在地基中，然后借助土壤位移和拉筋之间的摩擦力，将加筋材料与土壤形成一个整体，来最大程度提升地基的强度。由于拉筋作为一种横向力增强的方法，需要具有良好的抗压性，因此，要选择摩擦系数大，并且耐腐蚀的网状材料，比如铝合金网、镀锌的钢带等。

（2）土钉墙技术是通过钻孔、注浆的方法来进行设置，但也可以通过打入几根较粗的钢筋或者钢管形成一个稳固土钉，土钉与周围土地的接触依靠摩擦力来粘接，进而与周围的土地形成复合的土体。由于土钉和土地变形受力是通过受剪工作，来对土体形成加固。土钉和平面形成一定角度，即斜向加固体。而土钉则是适用于地下水位以上或者人工填土的基坑支护及边坡加固。

结论：综上所述，建筑业的快速发展，为我国的经济发展提供了支持作用。在此基础上，具有良好拉力性能的构件埋在地基中，然后借助土壤位移和拉筋之间的摩擦力，将加筋材料与土壤形成一个整体，能够最大程度提升地基的强度；同时，在地基施工材料中加适量的粉煤灰，并进行搅拌，能够借助粉煤灰的吸水能力，基础土中的水分，提升地基凝固湿速度。因此，通过应用压制排水固结法及加筋法，能够提升土木工程建设质量。

参考文献：

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