周少伟

摘 要：科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。目前，我国土木工程建设行业正处于重要的转型时期，为了打破传统建造形式，对于工程结构设计和地基加固技术方面投入了大量的科研经历。由于土木工程结构和地基直接决定了整个工程的质量，所以施工建设单位必须要严格遵守国家相关规定和施工操作流程，以确保工程结构设计和地基加固技术能够得到良好的应该用，获取新的发展机遇。本文就土木工程结构设计与水泥土搅拌法地基加固技术应用展开探讨。

摘 要：土木工程;设计与地基加固;技术

在建筑工程中，结构设计直接影响建（构）筑物的质量、安全性、经济性。建筑物质量的好坏程度决定建筑完工后投入使用的稳定性和可靠性。所以，在建筑项目前期的设计阶段中，保证结构设计的质量就尤其重要。确保好的结构设计可以保证好的建筑质量，确保好的建筑质量，可以保障好的生产活动和生活活动。

1 分析土木工程结构设计的基本原则和方法

结构设计应遵循“安全、经济、合理”原则，但工程设计问题千变万化，影响结构效应的因素很多，由于工程问题本身具有时效的属性，在现有条件下难以逐一准确分析，必须及时加以处理，所以结构设计人员应具有清晰的结构概念和丰富的工程经验。在设计工作中必须注重结构概念设计，注重工程经验的应用、分析、积累。在土木建筑设计的过程中，应该从建筑的整体性出发，明确建筑结构的基本性能，对于一个工程来说，在设计的过程中应该同时注意它的刚性强度以及柔性强度，要根据工程的具体信息以及应用功能进行判断，对于有些建筑来说，如果刚性强度过大，则会导致建筑在变形能力上的问题，从而会导致它的荷载重量变大，引起对建筑的局部损坏。但是如果柔性过强的话也会由于结构上的变化导致不能承受原有的荷载，甚至会引起建筑整体上的坍塌，因此，在设计过程中，设计师要找到其中的关键点，达到刚柔并济的目的，着力于建筑的整体来进行构思，寻找合理的建筑结构体系。土木工程结构设计的基本方法可按以下实施：第一，要全面的掌握工程概况，包括项目位置、功能要求、场地概况、水文地质、周边环境等;第二，要对资料加以准确的分析，确定主要的影响因素;形成基础数据资料，根据基础数据，第三，确定工程的結构体系，结构体系是影响设计的主要因素。结构体系可以直接影响建筑物的成本经济、建设周期、使用等;第四，根据结构体系和功能要求，确立结构承重构件的平面布置，确定主要建筑材料、荷载。初步选用材料的强度等级、构件截面尺寸。第五，确定上部结构抗震等级、构造措施、进行结构分析，进而进行下部基础设计。

2 土木工程建设中的结构设计

2.1 工程建设中结构设计的特点

1）时效性。工程建设中的结构设计属于工程问题，不同于工程研究，没有大量的时间可用支配，任何工程问题都需要及时加以处理、解决。2）独立性和普适性。独立性讲的是工程设计项目没有完全一模一样的，都有各自的侧重点或功能要求，普适性讲的是两个或多个项目中某一技术问题或计算方法或原理是相同的、相识的，工程经验是可以借鉴的。3）设计中的包络设计法。包络设计方法是工程设计中解决问题的通用设计方法和手段，总的来说可以分对构件、某一区域的包络和对整个结构单元的包络。

2.2 工程建设结构设计中的抗震设计

众所周知，地震对建筑物来说危害巨大，并且直接影响人们的生命以及财产安全，所以在土木工程建设中一定要加强抗震能力的设计，以此减少地质灾害对建筑物以及人们生命安全的影响。现阶段工程设计中实行“三水准，两阶段”的抗震设防设计原则和设计方法。整体把握应考虑以下几点：第一，从场地角度看，基础设置时不宜设置在土质属性不同的地基上，场地存在新旧填土时要特别注意不均匀沉降带来的危害，例如太原东山地区属湿陷性黄土地区，许多裂缝房屋均与此问题有关。第二，建筑平面尽量规则对称，立面可通过设置防震缝形成多个较规则可抗侧力结构平面，在平面中应注意有效楼板宽度与典型楼板宽度的区别和应用。第三，结构体系选择时应充分考虑建筑在功能上的实现，同时应避免薄弱部位的出现或产生应力集中现象，在计算分析时，控制结构在两个主轴方向第一平动周期相差不大于15%，否则，在电算时结果中变形特征混乱，结构体系难以界定。

2.3 钢筋混凝土结构设计

土木工程建设过程中，钢筋混凝土结构有丰富的设计经验和成熟的施工技术，是常见的结构形式，设计时应遵循强柱弱梁、强剪弱度、强压弱拉的原则。本文仅强柱弱梁的控制分析考虑：控制梁端底部钢筋进入柱的数量，许多刚入职的结构设计人员往往在电算结构的基础上要放大梁的配筋面积，而不去复合柱的面积和配筋量，这是不可取的，适当设置计算参数，考虑梁的塑性内力重分布，在材料方向设计人员应充分考虑现场施工中的可行性，这一点尤其体现在非抗震结构构件中，应图纸说明中，清楚地标注各材料的属性，使用范围和注意事项，这一点大部分的设计人员忽略，应引起重视。

3 水泥土搅拌桩在液化场地的利用技术

太原小店地区大部分地沟属于软黏土或液化场地，且地下水位较高，太原市小店区某附属楼（地上2层）。

3.1 工程地质情况：

场地土类别为Ⅲ类。地下水位埋深1.90～2.20mm

第一层，杂（素）填土，松散，平均1.62m。

第二层，粉土，稍密～中密，湿，平均厚度为8.15m，fak=80kPa

第三层，粉细砂，湿～饱和，松散，平均厚度为3.57米。fak=110kPa

第四层，粉土，湿，稍密～中密，最大揭露厚度8.20m。fak=120kPa

主要液化土层为第二层粉土、第三层粉细砂、第四层粉土。

3.2 处理方法：

3.2.1 采用水泥土桩（外圈帷封+内部格栅）与级配砂石垫层处理地基液化。

3.2.2 水泥土搅拌桩设计。

水泥深层搅拌（浆喷），桩径500，桩长9.2米。总桩数1325根。

桩体材料：水泥采用32.5级矿渣水泥。

喷浆量：水泥浆喷桩每沿米水泥量不少于50kg.水灰比=0.5

3.2.3 水泥土搅拌桩施工

a、预搅下沉至设计加固深度。b、边喷浆，边搅拌提升直至预定停浆面。c、重复搅拌下沉至设计加固深度。d、边喷浆，边搅拌提升直至预定停浆面。e、使用采用级配砂石分层回填至设计标高。处理后地基承载力不得小于100kPa。

3.2.4 加固效果该工程于2014年设计，2016竣工验收。相比碎石桩法，直接费经济指标节约32%，最大沉降量7.9mm，天然地基承载力由80kpa提高到100kpa。另外工期也较短。

3.2.5 评价水泥土搅拌桩按其强度和刚度是介于刚性桩和散粒桩之间的桩型，但变形和承载力又像刚性桩。采用壁状和格栅加固时，内部格栅间距在6.0～9.0米为宜，效果更好，可见只要设计合理，严格控制施工质量，完全可以达到预期目标。

4结语

综上所述，在开展土木工程施工项目时，需要充分发挥土木工程建筑的社会效益以及实际效应，确保建筑行业整体稳定性。应注重土木工程结构设计和地基加固技术的重要性，促进建筑整体的稳定性，有利于推动土木工程项目的健康发展。

参考文献：

[1]朱炳寅.建筑结构设计问答及分析.中国建筑工业出版社，2009.11.

[2]郭继武.建筑抗震设计.中国建筑工业出版社，2007.8.

[3]龚晓南.地基处理手册.中国建筑工业出版社，2019.2.