程立峰
广西建工集团第三建筑工程有限责任公司广西柳州545002
摘要：土木工程是我国常见的工程种类之一，在建设中需要重视设计阶段的结构与地基基础稳定性，以此保障工程施工质量，延长建筑物使用寿命。基于此，本文以结构与地基加固技术作为研究对象，通过阐述几种常见的结构加固技术，探究结构加固技术与地基加固技术在土木工程设计中的有效应用，规划设计方案。
关键词：土木工程；设计阶段；结构与地基加固
引言：
我国大规模建筑施工中，土木工程十分重要，其质量关系到建筑物的后期应用，要求建设单位重视土木工程设计工作，通过合理规划设计方案，提升结构与地基加固技术水平。应用截面增大加固、置换混凝土加固、碳纤维加固技术，实现钢筋混凝土的结构设计，按照设计方案提出的要求展开土木工程地基加固工作。
1.土木工程设计中常见的结构加固技术
1.1截面增大加固技术
截面增大加固技术是土木工程设计中最常见的一种结构加固技术，通过改变工程结构承力方式，增加结构截面面积，使建筑结构更加稳定。为了进一步增强结构的稳定性，还可以使用配套型钢，凭借型钢的支撑性能，提升加固效果。该加固方法适合用于钢筋混凝土受力弯曲与受压构件的加固，当梁板结构承载力相差较大，刚度无法满足土木工程设计要求时，使用截面增大加固法更有效，要求混凝土强度等级高于C10，保证混凝土界面粘结质量。对于连接面的处理，在原有混凝土的密实部位凿去风化层与油污层，表面凿毛，或者打成沟槽，深度应超过6mm，间距运营小于200mm。去除表面浮渣，冲洗原有混凝土表面。采用喷射混凝土浇筑工艺，24小时后混凝土抗压强度最高可以达到15MPa，与旧混凝土粘结强度能够达到2.5MPa[1]。
1.2置换混凝土加固技术
为更好的加固土木工程设计结构，可以采用置换混凝土加固技术，在原有结构基础上进行混凝土的置换。要求工作人员找出结构性不足位置，清理混凝土，重新进行施工，提升该结构处的稳定性。置换混凝土加固时应结合土木工程现场施工环节，确保原有混凝土结构强度等级满足施工需求，防止拉应力产生，采用安装支项的方法展开辅助加固。
1.3碳纤维加固技术
土木工程设计中碳纤维加固技术主要有碳纤维布加固和碳纤维板加固两种，其原理都是将碳纤维材料用于混凝土结构中，帮助混凝土提升结构稳定性。碳纤维材料抗拉强度高，表面平整光滑，碳丝顺直，容易渗透与粘贴，且碳布粘贴的牢固性能稳定。碳丝紧绷，张力分布均匀，发挥每根碳丝的强度。建议采用进口12k小丝束碳纤维材料，单根丝束每米仅重0.8g，密度仅为钢材的1/4，T700高强度碳丝，强度比钢铁大近10倍，原丝每平方毫米可承受近500公斤拉力。
2.结构加固技术在土木工程设计中的应用
2.1钢筋混凝土结构设计
为保证土木工程结构钢筋混凝土的实用性，从土木工程设计阶段开始，就要确定钢筋混凝土需求量，合理选择混凝土配置比例，保证水泥、砂石、骨料等原材料达到施工标准。明确混凝土振捣时间与力度，确定钢筋种类，根据钢筋结构的作用，分析钢筋强度与圆滑程度。针对土木工程地基和基础设计中存在的问题，应重视建筑物沉降带来的附加应力影响，建议施工人员在地下室底板和持力层间使用褥垫处理方式，并做好地下室基础的配筋设计。可以基于BIM软件中的钢结构与混凝土设计软件，制作钢筋混凝土三维结构模型，软件可自动生成钢筋放置工程图，包括截面图、平面图、钢筋弯曲表、梁柱钢筋表等，为结构加固技术的应用奠定基础。
2.2钢筋混凝土结构设计机理和形式的选择
对钢筋混凝土结构进行设计时，需要考虑土木工程施工项目的实际情况，对工程扭曲截面承载性和斜截面承载性展开计算。全面分析钢筋混凝土内部结构与外形变化情况，从结构设计机理角度入手，选取最适合该项目的钢筋混凝土。全方位分析钢筋混凝土结构的优势与劣势，充分发挥结构的耐火性、耐久性与抗震性，以土木工程施工成本为基础，尽可能的降低施工成本，重视结构设计的细节内容，加强钢筋混凝土施工设计的实用性。
3.土木工程设计中地基加固技术的应用
3.1浅基础地基加固技术
对处于地面之下、处理方式简单、深度不大的人工地基进行加固。这样的浅层地基可以使用排水与挖槽方法加大地基与建筑接触面积，分散物理荷载，降低建筑给地基带来的影响。条形与独立基础最常见，在地基处理时如果周围土壤环境不理想，建议施工人员采取人工处理方法，加深地基，挖到下一层土层，选择土质环境较好的地方作为地基基础，随后展开地基加固。深地基基础主要有墩基础和桩基础，它们可以成为坚硬土层与建筑物的介质，提升建筑结构稳定性，确保土木工程结构可以承受更大荷载。发泡聚苯乙烯重度只有土壤的几十分之一，却有着较高的强度，可以作为填土料，减轻地基荷载，适合用于软土地基填方工程。
3.2桩基础加固技术
桩基础加固是我国土木工程设计最早应用到的地基处理方式，预制桩基础与灌注桩技术最常见。其中预制桩基础就是提前将制作完成的桩埋到地层中；灌注桩技术就是提前在该处钻孔，采用浇灌的方式形成坚固的地基基础。碾压夯实法，利用压实原理，通过机械碾压夯击，将表面地基土压密实。适用于处理碎石土、砂土、粉土、低饱和度的粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。
应用桩式顶护加固法，用于素填土、砂质土、粘质土、杂填土和黄土地基的加固处理。常见的桩式顶护加固法主要有以下三种：（1）浆液填充法。该方法用于人工填土、淤泥质土、粘性土地基的既有建筑物条形基础加固，可以起到防渗堵漏、提升地基强度、控制地层沉降的效果。（2）坑式静压桩顶护方法。用于素填土、黄土、杂填土的地基加固，在加固土木工程地基基础的同时，抑制建筑物沉降，纠偏倾斜建筑物。（3）墩式桩顶护法。该方法可以用于房屋加固改造和桥梁工程的地基加固，施工成本较低，不会妨碍原有建筑物的正常使用[2]。
3.3岩基加固技术
一般情况下，岩石地基承载力可以达到50-80MPa，岩体作为地基持力层，有着承载力高、压缩性差、稳定性强的特点。应用岩基加固技术时需要做好抗震设计工作，根据岩石地基承载能力与变形设计确定加固形式，考虑地质灾害对地基带来的影响，必要时还需要做好防冻措施。可以直接将岩石地基作为天然地基，但软岩、风化岩不能成为土木工程的地基，需进一步展开人工加固。常见的人工加固法主要如下：开挖置换法，将设计规定的建筑物建基高程以上的风化岩、阮亚开挖，用混凝土代替岩石。设置断层混凝土塞，将断层内断层角砾岩、断层泥挖除至一定深度，回填混凝土。锚固加固法，在软岩、风化岩内部埋设锚索，从而抵抗侧向力，锚索主要是水泥浆或其他固定剂包裹的钢筋钢丝等，以此达到土木工程地基加固效果。灌浆加固技术，常见的有帷幕灌浆法与固结灌浆法。当地基内含有大粒径岩石或植物根茎时，高压旋喷桩处理深度达，在加固岩石地基的同时，也可以作为深基坑，可以处理土木工程30米以上的地基深度。
总结：
总而言之，结合目前我国土木工程设计中存在的问题，为了延长建筑物使用寿命，提升工程设计的实效性，需要做好工程结构与地基加固设计。通过应用截面增大加固技术、置换混凝土加固技术、碳纤维加固技术等结构加固技术，以及浅基础地基加固、桩基础加固、岩基加固等地基加固技术，为后期工程施工提供安全保障。
参考文献：
[1]查启慧.土木工程设计中结构与地基加固技术的应用研究[J].居舍，2019（28）：60.
[2]田建军.关于土木工程建设中结构与地基加固技术的运用探讨[J].建材与装饰，2019（27）：17-18.