摘要：建筑行业在发展进程中，土木工程设计不断地完善。土木工程设计的相关内容应用于工程实际中更为系统化，随着高层建筑结构的复杂化，就要对土木工程设计提高要求，不仅要保证质量，还要提高安全系数，以避免对人身安全造成影响。所以，在土木工程设计中需要重点考虑的是建筑结构与地基的加固问题，这是确保建筑结构稳定的关键。
关键词：结构与地基加固技术；土木工程；设计；应用措施
1土木工程结构设计
在我国范围内，土木工程在不断的发展，土木建设项目也更加科学和合理，这样在进行土工程设计中，要对结构与地基加固技术进行更深层次的了解和掌握，这样就能确保其与土木工程的发展要求相符合，也可以很大程度对设计方案的应用价值进行提高，保证后期工作顺利开展，因此对结构和地基加固技术的应用进行优化设计时非常有必要的。
2土木工程结构设计中所采用的方法
2.1建筑混凝土结构设计中需要关注的要素
土木工程中，混凝土结构是不可或缺的受力结构系统，在设计的过程中，需要对混凝土的各种性能充分考虑。比如，混凝土的强度、混凝土的渗透性等。所以，在对混凝土结构进行设计的过程中，要对各种相关数据信息做好收集和计算工作。其中所涵盖的计算内容包括混凝土结构的正截面、斜截面承载力以及扭曲承载力等。对于混凝土结构常见的裂缝要采取相应的技术控制措施，要做好耐久性设计，使其构件具有良好的抗震性能。在混凝土结构设计中，做好承载力运算工作非常必要。
2.2剪力墙结构设计中需要关注的问题
土木工程结构设计中，对剪力墙的设计，要注意剪力墙的侧向刚度大，能有效抵抗水平力，做好框架和剪力墙协同工作是非常必要的。在设计中设置少量抗震墙的框架结构，在规定的水平力作用下，底层框架部分能够承担的地震倾覆力矩要超过结构总地震的一半以上，其框架结构的抗震等级需要根据框架结构来确定，抗震墙的抗震等级要等同于框架的抗震等级。设计人员在对框架结构进行分析的过程中，要认识到虽然设置剪力墙，但结构体系仍是框架结构，框架才是主要的承受竖向荷载，也是主要的抗侧力构件，而剪力墙的设置目的是为了满足规范对框架结构的位移角的要求，剪力墙承受的底部弯矩较小，改善框架的抗震性能。对于剪力墙结构设计的分析，框架和剪力墙的受力变形特征不同，就要对框架和剪力墙的协同工作充分考虑，在结构建模计算时，剪力墙或计算完出图时增加剪力墙，如果加大安全储备，就会导致结构刚心偏移，地震作用的扭转也发生了变化，对结构形成不利影响。在对剪力墙进行建模的过程中，对于纯框架结构进行分析，查看计算结果，有针对性的在位移角较大处设置剪力墙。关于剪力墙的布置，要沿着建筑的周边展开，做好角部设置工作，加强抗扭作用，已满足规范对位移角的要求。剪力墙的沿建筑物的全高设置，避免引起建筑竖向的刚度突变。经反复试算后，剪力墙承受的底部弯矩与基本振型地震作用下结构底部地震倾覆力矩的总和之比，不可以超过 20%。如果比值太小，就意味着剪力墙布置太少，难以发挥剪力墙的结构特性，不能够达到设置剪力墙的目的；如果比值很大，就意味着剪力墙设置太多，违背了设置的初衷，结构体系不够明确，设计的难度有所增加，需要反复测算，注意抗倾覆力矩的比值。对比值进行合理控制，结构分析的过程中，进行计算还要考虑框架与剪力墙的协同工作。框架结构的梁、柱配筋要满足框架、剪力墙的构造要求，剪力墙的端柱的配筋要满足构造要求，要超过相邻的框架柱的配筋，还要根据工程实际需要适当地放大。剪力墙的抗震等级可与其框架的抗震等级相同，具体计算和配筋按构造结果配筋，应符合规范对剪力墙的构造要求和措施。
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3地基加固技术在土木工程结构设计中的具体应用
3.1加固新技术的应用
3.1.1 打孔填充桩加固方法
该加固方法就是使用钢筋管套在地基中成孔，随后采用挤压的形式密实的成孔，并且在孔内放入一些灰土或者石灰等材料，将其夯实，就形成了土桩。同时回填土要使用粉质黏土，其中黏土过筛的孔隙度要控制在20mm以下，粉煤灰是使用35%湿粉煤灰与5mm以下的颗粒度熟石灰，其中灰土质量的分配比例为2：8，并且将湿粉煤灰与石灰混合在一起进行均匀的搅拌，颜色一样之后就可以开展回填工作。除了采用这种加固方法之后，还有一种单独采用石灰加固来地基的石灰桩，这种类型的石灰桩就是在打好孔洞内放置石灰块，随后加入适量的水，一般配合比例为8：2。在管道拔出来的时候进行捣振，之后使用生石灰将布桩体内部的水分吸取干净，这样就产生了水化反应。倘若生石灰中的水出现膨胀、放热等现象，桩四周的含水量就会得到大大降低，孔隙度也会逐渐变小，这样就要将孔洞中的土挤进行密实。
3.1.2 添加粉煤灰的固结方法
在地基设计中，要在使用的施工材料中加入适量的粉煤灰，且将其进行搅拌，这样就能够促使粉煤灰的吸水能力和基础土的水分得到有效发挥，大大提升地基凝固的速度。此外因为粉煤灰具有稳定性的特征，这样就需要将其添加到地基原材料中，进而就可以起到很好的加固作用和效果。
3.2压制排水固结法的应用
3.2.1 折叠堆载预压法
该方法是在建筑场地对填土石进行堆积，之后加载地基层面，就提前完成了地基沉降，随后通过地基固结来对地基承载能力进行提高，卸去地基原有的预压荷载力，这样就对建筑物地基一部分均匀沉降进行消除，这种方法是堆载预压法。此外，通常预压荷载力要与建筑物的荷载相同，要想对固结阻碍进行减少，设定的荷载就要比建筑物的荷载力大，预压荷载的大小大约是建筑物荷载的1.3倍，也有一些特殊情况，那么就要根据工程的实际情况来确定。
3.2.2 折叠真空预压法
该方法就是说在粘土层上面铺设砂垫层，并且利用薄膜来对土壤层进行密封，还使用真空泵来对土层进行抽气，这样就组成了负压，也是的地下水可以根据竖向排水方向排出地表，进而地基的排水固结速度就会有所提升。此外在压力的基础上空隙水的压力会转变小，而有效应力的增加会促使土体压缩强度不断增加，进而使得地基的稳固性得到大大提升。
3.2.3 折叠电渗排水法
该方法是根据电渗方法将土体中的水排出来，但是在土体中插入电极的时候，通过直流电，在直流电场的作用下，土体中的水就会从电极的阳极流向阴极，之后从阴极中流出来。同时还借助了电渗作用逐渐将土壤中的水排出来。此外在土木工程中采用折叠电渗方法能够促使粘性土中的含水量和地下水位有所降低，进而使得地基承载力和建筑的稳定性不断提高。
3.3加筋法的应用
3.3.1 加筋土
在土木工程中，加筋土具有很好的拉力性能，之后借助土壤的位置移动和拉筋之间的摩擦力，把加筋材料和土壤形成一个整体，这样就大大提升了地基强度。此外因为拉筋具有增强横向力的作用，就需要具备很好的抗压性，对此要选择摩擦系数比较大，耐腐蚀比较好的网状材料，例如：铝合金网、镀锌的钢带等。
3.3.2 土钉墙技术
该技术是通过钻孔、注浆的方法来进行设置，但也可以通过打入几根较粗的钢筋或者钢管形成一个稳固土钉，土钉与周围土地的接触依靠摩擦力来粘接，进而与周围的土地形成复合的土体。由于土钉和土地变形受力是通过受剪工作，来对土体形成加固。土钉和平面形成一定角度，即斜向加固体。而土钉则是适用于地下水位以上或者人工填土的基坑支护及边坡加固。
结束语
综上所述，土木工程是建筑工程中的重要内容，其实践性是非常强的。在具体的土木工程施工中，对于各项技术都要深入研究并合理应用，以提高土木工程施工技术水平，提高工程质量，保证工程的安全稳定性。
参考文献
［1］徐煌君． 结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用［J］． 江西建材，2015，（22）：82．
［2］张丽，王恒宝． 土木工程设计中结构与地基加固技术的应用研究［J］． 江西建材，2016，（04）
论文作者:李涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/4
标签：地基论文; 剪力墙论文; 土木工程论文; 结构论文; 荷载论文; 预压论文; 框架论文; 《建筑学研究前沿》2018年第24期论文;