浅谈土木工程中结构与地基加固技术

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  摘要:土木工程在建筑行业中起着非常重要的作用,本文主要对土木工程中钢筋混凝土结构进行分析,对其结构设计方法进行探讨,并且对土木工程中地基加固技术记性具体分析,从而保证建筑工程质量。
  关键词:土木工程;结构;地基加固技术
  中图分类号:S969文献标识码: A
  引言
  随着科学技术的不断进步,我国建筑行业也在不断发展,土木工程的发展是增加我国国民经济实力的关键基础工程,对于我国社会的发展起着举足轻重的作用。地基的稳定性与施工质量是建筑结构安全的基础,也是保证建筑物正常使用的关键。对于地基进行加固处理主要是为了提高软土地基承载力与稳定性。因此,要对土木工程中结构与地基加固技术进行进一步的研究。
  一、土木工程的施工策略与结构设计方法
  (一)钢筋混凝土结构
  钢筋和混凝土两种材料构成了钢筋混凝土,由骨料、水、胶凝材料与一些外加剂根据配合比进行配合形成混凝土,通过搅拌成型与硬化而制成的一种人造石材。建筑使用钢筋主要包括两种:劲性钢筋与柔性钢筋,国内主要使用柔性钢筋。柔性钢筋包含钢丝与钢筋,钢筋又包含变形钢筋与光面钢筋两种。光面钢筋指的是钢筋表面是光滑的;常用的变形钢筋主要有“人字”钢筋与“螺纹”钢筋。
  (二)钢筋混凝土结构的设计原理与方法
  因为构成钢筋混凝土的两种材料有完全不同受力性能,在以水利与道路桥梁为主的土木工程中,不同的受力构造构成了结构系统,主要包含7 个方面:正截面承载力计算、扭曲截面承载力计算、斜截面承载力计算、裂缝控制与耐久性设计、预应力混凝土结构、高性能混凝土与纤维增加混凝土性能结构设计、钢筋混凝土构件的抗震和延性设计。因为工程施工的结构不同,因此在进行设计钢筋混凝土结构时其外观会发生变化,并且内部构造也有不同。在实际的工程当中,钢筋的数量与形状都会对工程造成一定的影响。
  (三)钢结构施工过程的重点
  1、选材与连接
  一般钢材分为型材、板材、管材与金属制品四大类。土木工程中的建筑钢材一般采取优质碳素结构钢、普通碳素钢与普通的低合金钢等,碳钢的塑性较差,然而强度硬度却很高。在钢结构中,通常柱子截面大多数是宽翼缘“工”字形或者箱形截面,此外还有“十”字形截面等等;大多数梁是轧制或者焊接的“H”型钢梁,若要求特殊也能够符合截面,要对主要的焊接接头在安装前做焊接工艺的试验,确定焊接的各项参数与格料。梁与柱之间、梁与梁之间的连接,能够采用高强螺栓连接或者焊接连接,要注重高强螺栓的连接孔位的精度。制孔主要包含两种,一种是精度相对较低的模板制孔,另外一种则是精度较高的数控钻孔。在技术条件允许时比较适宜采取多轴数控钻孔。在运输到工地之后要对螺栓参数进行检验,安装时不允许用榔头强行打入或者用扳手强行拧入,拧入的步骤要经过初拧、复拧与终拧。
  2、钢构件的堆放以及选择安装机械地点
  在安放钢结构地点选择上,要保证用地面积是结构占地面积的1.5倍以上。结构从中转的堆场运到现场的钢材要用装卸机安置到安装机械的回转半径之内。假如在运输的过程中造成了钢构件的变形,就要在施工现场对钢构件进行校正。钢结构安装时用臂杆长度足够长、起重能力足够大的起塔式起重机来对各种不同的钢构件部位进行起吊。除此之外,起重机的起吊速度档位要满足安装钢构件的要求,起重机钢丝绳容量也必须满足起吊高度的需求。当进行多机作业的时候,臂杆的高差要保证安全运转,不发生碰撞。除此之外,各起重机之间都应该有足够的安全距离,以免相互碰撞。
  二、土木工程中地基加固技术分析
  地基加固技术在目前土木工程技术中使用较多的主要包括换填法、排水(加固)法、挤压法、胶结法、加筋法等方法,因工程施工地段地质不同也会因地制宜采取不同的地基加固法。
  在选择地基加固技术之前,施工人员首先应该对当地的地质条件进行全面分析。由于这一施工技术需要在既有建筑物的周边进行施工,这就加大了工程的施工难度,为了保证地基的稳定性与上部结构的安全性,我们可以采用以下几种方法进行施工。
  (一)换土加固技术分析
  在处理浅层地基的过程中,施工人员一般会采用换土加固技术进行,这是最常见的方法之一。首先,需要将软弱土层彻底挖出,然后再填入结构相对较好的土壤或者其他材料,例如石屑、煤渣、工业废物等,将其制作成素土地基等,最后再采用相关机械设备或者人工的方式将其夯实,提高其密实度。这种方法在基坑面积较大的工程中非常适用,在处理软弱土层方面具有非常好的效果。换土加固方法的处理深度一般在2~3米左右,对于软弱土层、湿陷性黄土、季节性冻土等都有非常好的施工效果。
  (二)振密加固技术
  所谓振密加固技术也就是施工人员采取有效的措施来减小地基土体的孔隙比,尽量提高其密实度与强度,从而达到设计的要求。该施工技术主要有压实法、夯实法、强夯法等各种施工方法,其中强夯法是最振密加固技术中最为常见的一种。强夯法主要是对软土地基的深层土壤进行加固,随着机械夯实能量的不断增大,地基加固的深度也会不断加深。也就是说,该方法采用的是大重量的重锤,从不同的高度自由落下,因产生过大的冲击力来压实地基,从而提高地基的强度与密实度,降低其本身的压缩性。这种方法在砂土、粘土、碎石等多种土壤中具有非常重要的作用,能够有效的提高地基的强度,承载上部结构的荷载。
  (三)高压喷射注浆加固
  高压喷射注浆(旋喷)加固地基主要是指运用高压泵经过特制的喷嘴,将浆液(通常为水泥浆)喷射到土中。浆液喷射流根据自身的极大能量,射穿一定范围内的土层,从而破坏原状土,同时由于喷嘴作旋转运动,导致被浆液射流切削的浆液与土粒进行强制性的混合搅拌,等到胶结硬化以后,就构成了新的结构,从而进行加固地基。旋喷法适合于淤泥质土、新填土、粉质粘土、砂卵石层与饱和的粉细砂(就是流砂层)等的地基补强和加固。其方法有干喷法、单管法、双重管法与三重管法等。在实施中压力灌浆加固要注意下列细节:
  1)旋喷浆液之前,需要作压水压浆压气试验,对各部位各部件的密封性与钻机、高压泵等的运转状况进行检查。
  2)按照设计要求与地质条件,选择适合的旋喷方法、施工机具和桩位布置。
  3)合理配浆,对浆液的水灰比与稠度进行控制。
  4)按照旋喷固结体的形状及樁身匀质性,调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。
  (四)排水固结法
  在实际施工过程中如果遇到软土地基,施工人员则需要通过重力荷载将地基中多余的水分挤压出来,从而减小地基的压缩性,提高其密实度,这种方法也就是排水固结法。在采用这一方法进行施工的过程中,由于重力荷载的影响,软土地基中的水分会逐渐减少,而其有效应力就会不断增加,提高其抗剪强度。施工人员一般是采用排水以及加压的方式进行施工,其中,在排水的过程中,施工人员可以将土壤的透水性充分利用起来,通过设置砂浆来提高软土地基的抗剪强度。
  总之,要想做好土木工程中结构与地基加固,就要在土木工程实际施工中,要注意统筹全局,把好每一步关卡,保证建筑的质量和安全,积极引进先进的技术,从而确保建筑工程顺利进行。
  参考文献
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