土木工程中的结构与地基加固技术论文_祁子鹏

土木工程中的结构与地基加固技术论文_祁子鹏

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摘要:我国土木工程建设发展迅猛,无数工程建设如火如荼展开,为国内发展带来新气象。在工程建设中,地基是建设的基础,结构稳定性则关系到使用安全性。在工程建设中,结构与地基加固工作是必须确保质量的重点项目,随着技术进步也不断有新技术涌现,适用于各类工程需求。本文结合实际工作经验,就常见结构与地基加固方法进行分析。

关键词:土木工程;地基加固;结构加固;技术处理

随着科学技术的发展和社会的进步,土木工程企业得到了迅速的发展。在土木工程施工过程中,结构和地基加固技术得到了广泛的应用,不仅有效地解决了施工过程中的质量问题,而且在一定程度上提高了建筑工程的使用寿命,提高了土建工程的整体质量水平。因此,做好土木工程结构和地基加固对土木工程项目建设起着至关重要的作用。

一、结构加固加固技术应用

1.加强截面

加强截面的加固技术应用到土木工程中有着受力可靠、施工简单以及经济实用等特征,基于上述使用价值,在现阶段国内土木工程的建设中得到了广泛应用。加强截面技术是通过借助提高混凝土结构或者增加建筑截面面积等方式使得土木工程整体承载能力得到大幅度提升的加固方法。比如工程中存在梁正截面与柱正截面的承载力过低问题,现场施工人员可以采用加强截面技术来对梁正截面与柱正截面展开抗剪加固,有效控制和规避土木工程实际建设过程中株弯曲与内梁弯曲等问题发生机率,使得建筑整体结构安全性得到提升。

2.碳纤维布

由于碳纤维加固有着耐久性好、施工便捷以及外形美观等特征,在现代化建筑得到了积极运用和欢迎。这一方法是通过非金属性纤维性材料(包括玻璃纤维、碳纤维布)进行土木工程结构和地基加固。因此,碳纤维布技术仅支持混凝土建筑结构抗震、抗剪或者抗弯的加固,并不适用于土木工程其他建设环节的加固。

3.钢筋植筋

该技术施工相对便捷且能与锚固技术结合,在实际施工中可以植入普通钢筋或者采用螺栓式锚筋,在如今已经广泛应用于既有建筑物加固改造工作中,例如:施工中有漏埋钢筋或者是钢筋的实际位置偏离设计位置后的补救工作、构件加大截面积所需加固的补筋工作、上部结构的扩跨工作、顶升对梁、柱接长施工、房屋加层接柱施工和高层建筑中需要增设剪力墙位置的植筋工作等。现场施工人员应该严格按照顺序进行加固孔的定点、钻孔、焊接、清理、预处理、灌注以及钢筋埋植操作,确保钢筋植筋加固可以顺利进行。

4.托换技术

这一技术包括托梁、拆柱以及托梁接柱、托梁换柱技术,属于综合性技术,是由各类结构加固施工、上部结构的顶升及复位施工、废弃构件拆除施工等相关技术构成,也是一种适用于既有建筑物加固改造的技术。和传统处理办法相比,不止施工快速、费用低,也不会对区域生活、生产产生较大影响。不过这一技术有较高要求,必须熟练工操作才能确保安全。

二、地基处理技术

1..表层加固技术

(1)使用添加剂

如果软基层主要土壤成分为粘土,可以在表层加添加剂来提升软基强度,提高压缩性,从而使地基更稳定。此方法在应用时要将熟石灰、生石灰或者水泥按比例配比后再加添加剂,与软土地基发生作用,可以有效降低软土地基含水量,使土壤形成团粒,土壤与添加剂还会发生化学反应变化,从而改变表层粘土性质,提高软土稳定性。

(2)土工编织物技术

该技术是在软土地基上铺上聚合物制作而成的土工编织物。土工编织物具有很强的抗拉强度且可以有效抑制微生物腐蚀,应用于软土地基加固,具有重量轻,使用方便、整体性好的优势。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆土格栅栏是土工编织物演变材料具有良好的反过滤性,且排水性能优异,互补性强,整体隔离性好。无论是土工编织物还是栅栏,都可以显著改善软土地基表层状况,提高土层承载力。

(3)换填技术

这一技术通常用于改善淤泥质以及暗塘等较浅的软土地基,可以增加地基承载力,减少沉降量,降低热胀冷缩率。在施工时需要清除一部分表层软土,以强度高、耐腐蚀、性能稳定、经济实惠的材料进行换填,通常使用的材料有碎石、灰土、沙土等。在换填时,要逐层铺垫,层层夯实处理,以保证密实度,使软土地基变成良好的持力层。

(4)浅层排水法

一些软基地基的土质较好,只是含水量超过要求,所以土质相对松软。这类土质需要挖掘表层,使表层水分尽快蒸发,使土壤中的含水量下降到工程要求即可。减少软基水分,可以显著提升软基承载力。

2.深层加固技术

(1)强夯技术

强夯技术是用强夯机以8~30t自重大锤从距地8~20m处落下,通过重力势能来夯实地基的方法。强夯技术原理简单、效果显著,造价也低,施工方便;不过噪声较大,在施工现场有明显震感,会对范围内的构筑物产生影响,所以通常在闹市区不宜使用,周边建筑少、人口较稀疏地区可酌情采用。在经过强夯技术处理后,地基承载力可以提升1~5倍,加固深度可达10m以上。除去高饱和度的黏土外,其他土壤类型地基都可以使用此技术。

(2)预压法

对于粘土软基有较好效果且施工成本低。这一技术是利用软基土壤本身具有的高透水性特点或者在现场建造竖向排水管,通过地表加压,以持续重力作用挤压土壤中的水分排出,从而达到增强地基强度的效果。预压法对于提高土壤密度有很好效果,不过施工期相对较长,地表加压是一个相对缓慢的过程,填土速率不易计算。如果填土用料选择不当,也可能导致沉陷问题发生。如果竖向排水管排水时间短、深度不够或者排水管堵塞,都会大大降低该技术对地基的加固效果,很容易在后期出现沉降。

(3)复合技术

通常是在地基土体中设增强桩,由桩体来承担大部分载荷,改变软土着力结构,从而提高整体地基稳定性。复合技术有很多种应用形式,在此列举几种技术进行介绍:

a、混凝土搅拌桩:将水泥作为固化剂,以专业搅拌设备将水泥浆注入地基中。通过搅拌转轴不断旋转,使水泥浆与土体充分混合。在进过混凝土搅拌桩处理后,土壤性质、土壤结构都会发生变化,形成水泥桩柱。混凝土搅拌桩使软弱地基的土体稳定性大大提升且不污染环境。搅拌桩技术应用时产生的振动小、因此噪声相对较低,由于施工方便,所以造价不高,工期也短。

b、石灰桩:可以使石灰石和软土地基土壤化学变化,使软土性质改变,起到加固效果。石灰桩加固深度可以达到20m,该技术可以使生石灰和土壤有充分的接触最终成为牢固整体。采用此技术可以应用大型机械设备施工。为松动土壤,可用机械设备在钻进时向软弱土壤中喷射压缩空气。待到机械设备钻进深度到达预期位置后,将钻探钻头反向旋转后注入生石灰以充填钻头和土壤间缝隙。

c、碎石桩。需要先使用高压水枪在软土中钻洞,之后将准备好的碎石填到洞内,再震动、搅拌。搅拌碎石,会使石头不断挤压周围土壤,最终和周围的土壤结合成整体,达到加固目的。

结束语

机构与地基加固处理方法很多,也各有优势,在实际应用中要综合考虑工程要求,土壤、地基承载力、周边环境情况,结合工期、成本投入、施工队伍能力、预期效果等针对性采用加固处理办法,保证工程整体质量。

参考文献

[1]许飞,吴书安,胡永乐,等. 某办公楼局部新增结构与补强加固设计[J]. 建筑技术,2017,48(7):725-728.

[2]唐宗鑫. 建筑工程中地基加固处理的方法及技巧探析[J]. 低碳世界,2016(28):160-161.

论文作者:祁子鹏

论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期

论文发表时间:2018/12/25

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