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结构与基础加固技术在土木工程设计中的应用研究

2018-02-05陈国林

智能城市 2018年10期
关键词:注浆钢筋基础

陈国林

安徽省城乡规划设计研究院,安徽合肥 230022

土木工程的建设为我国社会发展做出了贡献,但随着社会时代的变化,社会大众对于土木工程建设的要求逐渐加高,所以现代土木工程为了满足社会要求,十分重视工程的质量。而关于土木工程质量,其结构与基础的稳固性十分关键,所以高质量土木工程的建设,需要重视结构与基础加固技术的应用。

1 土木工程结构与地基基础加固技术的重要性

1.1 提高土木工程寿命

对于土木工程而言,工程的使用寿命是一项重要的经济指标,如果土木工程由于结构与基础的稳固性不足,其对于外界因素的抵抗性能就会随之降低,其使用寿命自然也会较低,所以重视此项技术在工程当中的应用,有助于工程的经济效益提高。

1.2 提高土木工程抵抗性能

因为土木工程需要与野外因素频繁接触,所以此工程需要具备较高的抵抗性能,以此来降低野外因素对自身质量的干扰,抵抗性能常见分类有:抗震性、抗水性、抗火性、耐热性等。因野外因素的影响巨大,如果土木工程的稳固性不足,工程可能已经存在众多的安全隐患,那么很容易在短时间内被其产生的冲击力所破坏,此时可能会发生坍塌等现象,不利于建筑内部人员的逃生,严重威胁了建筑内部人群的生命安全,所以采用相关技术对工程结构与基础进行加固十分重要。

2 土木工程常见应用

2.1 钢筋混凝土应用

土木工程中钢筋混凝土的应用最为常见,因混凝土与钢筋材质的优秀性能,能够使建筑质量得到保障,但由此也说明钢筋混凝土材质本身质量的重要性,因此土木工程在应用钢筋混凝土进行施工时,必须重视此材质的质量。在混凝土方面,首先应当确保混凝土原材料的质量,要注意混凝土的制配配比与掺入顺序,最终在进行混凝土浇筑、振捣施工方面,需要通过多项检验工序来进行确认;在钢筋方面,首先需要注重钢筋采购的环节,此环节必须初步确认钢筋的类型、规格、性能是否满足工程需求标准,之后通过相应的检测结果,对钢筋的柔性、强度、韧性等性能进一步确认,由此可最大限度确保钢筋的质量;在进行钢筋工艺施工时,需要注意钢结构的焊接工艺工序。

2.2 钢筋混凝土结构设计方式

钢筋混凝土结构就是将两项材料进行结合施工后的成果,但是此两项材料在其本身的力学性能上存在巨大的差异,如果在施工设计当中不能合理的将两者性能进行有效结合,那么会对之后施工带来不利影响。因此,在进行钢筋混凝土结构施工设计时,要重点注意对两者力学性能的检测,检测结束后需要参照结果对其进行计算,例如承载力计算等,从而对两者内部结构与外部变形的动态性进行了解,最终设计出结合度较高的钢筋混凝土结构施工标准。

3 土木工程中常见的结构加固技术

3.1 截面增大加固技术

截面增大加固技术属于十分常见的结构加固技术,其主要原理是通过加大建筑某结构截面的面积以改变结构的承力方式,从而实现加固。此外,此方法的应用还常与配套的型钢一同使用,通过型钢的支撑与性能能够使其功效优化,进一步增强结构的稳固性。此技术在不同土木工程对于加固的要求不同,分为三个种类:以增大断面为主要措施的加固技术;以增加配套钢筋为主要措施的加固技术;同时兼备以上两种技术的平衡加固技术,增大截面加固法的加固效果最为明显。

3.2 置换混凝土加固技术

现代部分土木工程为了对结构进行加固,会采用置换混凝土加固技术,此项技术是在原结构的基础上,针对结构性能不足区域的混凝土进行置换的技术。置换混凝土加固技术的实施当中,首先需要确认结构性能不足区域,之后针对此区域内的混凝土进行清理,最终通过其他符合标准要求的混凝土进行重新施工,以此实现结构加固的目的。

3.3 砌体结构加固技术

砌体结构加固技术主要是将砂浆、砌块通过砌筑的方式将两者结合,进而形成一种具有承重能力的结构,最终将其安装于建筑某区域可以实现加固效果。但基于对比上来说,此项技术并不具备优势,所以多数情况下其仅作为辅助技术来使用。

3.4 碳纤维加固技术

碳纤维主要可以分为碳纤维布加固、碳纤维板两种加固技术,其原理即是将碳纤维材料应用于混凝土内部结构,以此来通过碳纤维材料本身的性能来对混凝土结构形成一定的支撑。碳纤维材料的性能优异,具有抗拉强度高、自重轻便等优势,能够广泛应用在大部分的结构工程中。但在实施此项加固技术时,需要重视施工的流程与施工要点。

4 土木工程中常见的基础加固技术

目前,在现代的土木工程当中,十分重视基础的加固,其中较为常见的加固方法为注浆技术。注浆技术可以有效的对基础进行处理,但是在传统注浆加固技术应用当中,其会因为施工地质环境的复杂而导致功效不足,所以在现代的技术水平之下,开发出一种复合注浆技术来进行基础加固。

此项技术主要结合静压注浆、高压旋喷注浆两种注浆方式来进行加固的新型技术,实际应用当中,首先通过高压旋喷注浆形成柱体,之后再利用静压注浆来增加旋喷的结果,可以有效地防治基础的固结收缩,并消除传统注浆当中的盲区。此外,复合注浆技术的施工较为简便,效果也十分显著,同时还具有较低的实施成本,因此,其应用价值较高。

5 土木工程中常见的基础与结构加固技术复合应用

现代土木工程时常会出现基础与结构复合应用的施工方式,而这种方式因为复合使用的原因,其加固的需求也存在不同,进而不能采取单独对某方面进行加固的技术来进行施工,而是需要同时对两者进行加固才能实现目标。

独立柱基础托换与结构加固技术,其中主要以托换技术为主要核心,而托换技术是一项较为传统、难度较大的施工技术,主要由小向大的范围进行实施,并且不论在任何的施工条件之下,托换技术都需要依照施工设计的划分,先对一部分施工区域进行托换之后,才可以对下一部分进行施工,否则施工的可靠性会受到极大的影响。

一般来说,独立柱基础托换与结构加固技术的应用,需要在一定的条件之下才可以使用,例如不允许对建筑进行拆除时,而虽然此项技术的应用条件较为苛刻,但其完善的施工功效却十分明显,能够对建筑的基础进行有效加固,与此同时还能对建筑的结构进行加固。

独立柱基础托换与结构加固技术,因条件的不同被分为了3种:

(1) 在新建的建筑物基础上预先设计好可设置顶升的措施,以适应事后不允许出现的地基差异沉降值;需进行托换者称为维持性托换。

(2) 解决对既有建筑物的地基土因不满足地基承载力和变形要求;需要进行地基处理或基础加固者称为补救性托换。

(3) 解决对既有建筑物基础下需要修建地下工程,其中包括地下铁道要穿越既有建筑物或解决因邻近需要建造新建工程而影响到既有建筑物的安全时;需进行托换者称为预防性托换。

6 土木工程中基础与结构加固技术常见问题及改善对策

6.1 土木工程中基础与结构加固技术常见问题

(1) 混凝土养护工作不足。在现代土木工程当中基础与结构加固技术都需要应用混凝土,以此借助混凝土硬化后的硬度可以实现加固。但是混凝土在完全硬化之前,容易受到环境温度的影响,在此影响下可能会在混凝土硬化过程中出现水化热等现象,进而导致大量工程裂缝的出现,而针对此现象,在理论上需要通过相应的养护工作来进行预防。但目前许多工程对于混凝土的养护工作并不重视,从而导致其基础与结构加固技术的效果削弱。

(2) 钢筋清理工作不足。钢筋同样是基础与结构加固技术当中的常用材料,其良好的韧性、强度在理论上能够确保基础与结构加固技术的效果。但在基础与结构加固技术中,钢筋通常需要与混凝土结合使用,此时如果钢筋表面存在锈迹可能影响两者结合后的性能,因此在正式施工之前需要对钢筋的表面进行清理,以免影响基础与结构加固技术的效果,而现代许多施工的钢筋清理工作效果并不好,导致其最终形成的加固结构无法提供相当的应力。

6.2 土木工程中基础与结构加固技术常见问题及改善对策

(1) 加强混凝土养护控制混凝土温差。如果混凝土在硬化阶段受到了温度的影响,其质量就会受到不利影响。而要对此进行改善,土木工程可以通过完善的养护技术来对此进行改善。具体措施:在混凝土结构中预埋冷水管,以此来对混凝土内部温度过高进行控制。此外,如果在于低温环境,可以在正式施工之前,建设温室大棚以使得能够在低温环境下进行混凝土施工,温室大棚的方法相对简单,即采用木料与棚布搭设再增设采暖装置供暖即可。

(2) 加强钢筋清理工作。为了确保工程质量,现代工程应当重视钢筋清理的工作,针对钢筋上陈锈必须清除。要完善的执行清理工作,重视相应的要点,例如无锈钢筋经雨淋之后就可能出现锈迹,此时将钢筋应用于混凝土中会不利于钢筋与混凝土粘结,因此在钢筋除锈的工作中,首先要重点注意此类钢筋,在焊接操作时通过抛光工艺,将钢筋表面处理干净。此外,如果为了防止锈迹污染,可用麻袋布进行擦拭,以此避免锈渣溅落。

7 结语

土木工程是现代社会建设当中最为常见的工程种类,对此类工程的质量进行保障,有助于我国建筑水平的提高。本文出于高质量土木工程的建设目的,对其中结构与基础的加固技术进行了研究。本文简述了土木工程结构与基础加固技术的重要性,针对土木工程的常见应用进行了介绍,对土木工程的基础与结构加固技术进行了分析。(参考文献5篇,刊略,需者可函索)

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