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摘要：土木工程是建筑专业中的重要学科，包含了勘测、设计、施工以及保养维护等多个方面。这其中结构和地基加固技术是土木工程设计中的重要内容，对建筑的稳定和安全起着关键作用。本文研究的主要内容就是土木工程设计中结构和地基加固技术的应用，以期为土木工程建设的高质量提供参考。
关键词：土木工程；结构和地基；加固技术；应用
随着建筑行业的发展，土木工程的重要性也得到了提升。在实际的施工中涉及到的内容复杂且多样，特别是在人们对建筑的质量要求提高的现实背景下，更需要考虑结构和地基加固技术在设计中的应用。因此，笔者对这两种技术应用做了分析和探讨。
1 土木工程设计中结构加固技术应用
土木工程设计过程中，设计人员往往无法从工程通用模型中判断出施工中存在的问题，对工程的测试也是难点。为了提高土木工程的质量，就要将结构加固作为首要的工作重点。在土木工程施工中钢筋混凝土结构是常见的材料，在道路、房屋建筑以及水利施工等多个方面都被广泛应用，结构加固技术也多应用于此。
1.1增加截面加固技术
增加截面加固是一种常见的直接建筑加固技术，作业原理是通过增加建筑结构构成部件的截面面积并配合增加以适当对应钢筋来提高建筑结构的承载力。但在不同的土木工程建筑中对结构加固的要求也不尽相同，故在实际的施工中要将此种技术再次进行细致划分。总体来说可以分为以增加断面为主要措施的技术、以增加钢筋为主的加固技术和双重加固的平衡技术。第一种以增加断面为主的技术在施工中以增加混凝土为主要措施，辅助以钢筋，达到加固的目的，而第二种以增加钢筋为主的技术则同其相反，以补加混凝土为辅，在加固的过程中要严格的按照钢筋的布置间距和保护层等要求适当的增大截面，以防止出现无法正常工作的问题。第三种平衡加固技术就是综合两种技术的施工特点，更好地实现结构加固目的[1]。
例如，某个三层结构的学校教学楼，总面积约2100平方米。由于需要要对该建筑增加一层，据检测仅转角位置柱的承载能力不能满足要求同时，由于新增层使得部分楼面的荷载较大，原三层肋梁楼板中部分梁的承载力也不能满足要求。鉴于当前的情况要对底层柱采用综合平衡加固技术进行加固，首先将柱的原来截面300毫米乘300毫米向上增加到400毫米乘400毫米。其中竖向的受力钢筋仍然仍采用植筋技术，植入底层柱的基础位置上，其中植筋下部嵌入的基础长度要大于等于10d，外露的长度则要保证超过30d，焊接钢筋的步骤要分两批进行。同时，为了保证增加截面部分能够与原柱子协调共同工作，就要沿着底层柱的高度方向在四面布置直径为10，间距为500的锚拉筋，在柱侧面的植入深度约为10d。
1.2混凝土置换加固技术
置换混凝土加固技术是对原有的建筑结构中存在问题的区域和承载力不足的局部区段进行清理和消除，并对需要处理的部分重新浇筑相同种类等级更高的混凝土，达到恢复原结构的力学性能的一种加固技术措施。在实施的过程中，先要对需要处理的部分进行清理，露出原混凝土结构的结构层，清理工作要做到不破坏表面粗糙度但清洁的要求，再将微膨胀试剂使用到新浇筑的混凝土胶体中，促使水泥在试剂的预压应力下渗透到原有的结构中黏合成一个整体，完成对建筑结构的加固工作。
比如，一个位于北方市郊的工程，所处的地势平坦，结构为钢筋混泥土结构，第一层楼高11米，结构柱截面尺寸1500mmx1500mm，施工完成后的检测发现建筑的剪力墙局部出现了问题。在对剪力墙置换混凝土施工的过程中，首先要把不合格的混凝土凿除到止水钢板中，在浇筑新的混凝土。并且要在新旧混凝土结合的部位凿除一个凹槽，对原钢筋的表面进行除锈处理。然后，继续浇筑5到10厘米厚的同样比例的碱石子砂浆，需要注意的是浇筑墙体混凝土的过程应连续进行，间隔时间不超过2h，浇筑的高度要小于2米。最后，使用微膨胀试剂和振捣棒是混凝土结合成一个整体。
1.3砌体结构加固技术
砌体是指用建筑砂浆将砌块垒砌到一起形成的力学结构，这种技术同前两种相比在结构加固方面的优势并不突出，而且当外力荷载过重的情况下还会出现裂缝。砌体结构加固技术可以分为三种，一是砌体直接加固，就是在不改变结构原有的承重和平面布置的基础上，对不足的地方进行加固。二是荷载变更传递加固技术，这种技术的应用施工量较大且需要对承重墙柱相应的增加。三是外套结构加固技术，此技术常被应用于改建和加层建筑工程中[2]。
例如，一个位于北京西城的四层砌体结构，建筑面积为约为8600平方米，平面布置图如图1所示，经过检查发现抗震墙出现问题。对此的加固设计，决定采用砌体直接加固的技术方法，先在建筑楼层的西侧翼墙和楼梯布置双面板墙，增加房屋的抗变性。再在地下室到三层房屋的西侧布置双面70毫米的板墙，其余墙体则是60毫米，但顶层西侧的竖向外墙设置单面的70毫米板墙。最后，对加固后的墙体进行承载力测试，如仍然存在偏差则要适当的采用混凝土置换的技术方法进行加固。
图1 建筑平面布置图
2 土木工程中地基加固技术应用
土木工程中的地基加固是建设施工中的一个难题，直接影响到建筑物的使用安全和寿命，而一旦出现事故修补工作也比较困难，因此在施工过程中要根据不同的地基形式和地段选择不同的加固技术。
2.1换填加固技术
换填加固技术的应用主要是针对天然地质结构存在问题的工程，就是通过更换优质泥土代替原来的土层，因此又可以划分为水泥、碎石和石灰三种置换方法。
比如，某经济适用房一号楼工程，建筑面积约为2200平方米，是一个六层的砖混结构，埋深为地下4米，地质构成情况如表1所示。
换填过程首先为采用砂卵石和碎石回填，砂、石混合比例为各50%，砂为中粗砂，接着设置铺垫厚度标志如水平木桩并对地基中的水进行清理排除，然后分层铺垫砂卵石和碎石。最后，对填充的地基进行洒水和分层碾压夯实，当施工完成后还要对地基进行整体的找平验收。
2.2排水加固技术
在一些沼泽地和含水量较高的土质上施工的过程中，一般使用排水加固技术。对于排水加固技术来说，在施工中要注意土工合成材料、砂井和袋装砂井三个部分，要保证材料的轻度和伸展性能，并且结合塑料排水板完成对地基的加固处理。
结语：总之，结构和地基加固技术在土木工程中的应用具有现实的意义，能够提高土木工程设计的应用价值，增加建筑物的安全稳定。所以，在工程建设中要合理的选择加固技术如对结构加固可以选择增加截面加固技术等，以此来保证工程的质量。
参考文献：
[1]徐云涛，浅谈土木工程建设中结构与地基加固技术的运用[J].江西建材,2017,2(24):99+102.
[1]黄东,李华，试论土木工程建设中结构与地基加固技术的应用[N].赤峰学院学报(自然科学版),2016,32(19):76-78.
论文作者:苏奕铭
论文发表刊物:《防护工程》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/13
标签：技术论文; 结构论文; 地基论文; 混凝土论文; 土木工程论文; 截面论文; 钢筋论文; 《防护工程》2017年第31期论文;