淺析土木工程施工技術(shù)

丁彥鵬

摘 要：土木工程是人類賴以生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，其為人類文明發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)的同時(shí)，也在大量地消耗資源和能源，可持續(xù)的土木工程結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一，隨著我國(guó)具有國(guó)際水平的超級(jí)工程結(jié)構(gòu)的建設(shè)不斷增多，施工控制及施工力學(xué)將不斷走向成熟，并將不斷應(yīng)用到工程的建設(shè)之中為工程建設(shè)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：土木工程；施工技術(shù)

隨著我國(guó)具有國(guó)際水平的超級(jí)工程結(jié)構(gòu)的建設(shè)不斷增多，施工控制及施工力學(xué)將不斷走向成熟，并將不斷應(yīng)用到工程的建設(shè)之中，我國(guó)施工控制在部分領(lǐng)域已取得一定成果，但就整個(gè)土木工程領(lǐng)域而言還處于剛剛起步階段。

一、概述

土木工程的英文是Civil Engineering，直譯是民用工程，它是建造各種工程的統(tǒng)稱，它既指建設(shè)的對(duì)象，即建造在地上，地下，水中的工程設(shè)施，也指應(yīng)用的材料設(shè)備和進(jìn)行的勘測(cè)，設(shè)計(jì)施工，保養(yǎng)，維修等專業(yè)技術(shù)，近幾年來，隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，不斷涌現(xiàn)了各種環(huán)保節(jié)能的新材料、新結(jié)構(gòu)，同時(shí)，規(guī)模浩大、技術(shù)復(fù)雜的土木工程結(jié)構(gòu)也越來越多，為了適應(yīng)市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，施工技術(shù)也隨之不斷發(fā)展，我國(guó)正處在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期，工程建設(shè)數(shù)量多，規(guī)模大，從而帶動(dòng)了我國(guó)施工技術(shù)的發(fā)展，土木工程有其自有的特點(diǎn)，其生產(chǎn)作業(yè)與一般的工廠生產(chǎn)組織不同，它每項(xiàng)工程都需要根據(jù)工程性質(zhì)和特點(diǎn)，單獨(dú)進(jìn)行施工組織，這導(dǎo)致了工程項(xiàng)目的成敗受到施工組織是否科學(xué)合理的直接影響，總體而言，土木工程施工具有如下特點(diǎn)：固定性和流動(dòng)性：固定性體現(xiàn)在工程的不可移動(dòng)性上，流動(dòng)性包括作業(yè)空間上的的流動(dòng)和施工隊(duì)伍的流動(dòng)；多樣性：每個(gè)工程各不相同，即便外觀結(jié)構(gòu)看似相同也會(huì)因水位地質(zhì)條件和其他施工條件不同造成施工時(shí)的差異；協(xié)作性和綜合性：工程的施工需要建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、材料供應(yīng)商等多家不同單位配合協(xié)作完成，各單位溝通協(xié)作對(duì)工程的實(shí)施影響很大，同時(shí)，每個(gè)工程都由多個(gè)分部工程構(gòu)成，涉及專業(yè)很多，綜合性較強(qiáng)；復(fù)雜性和易受干擾性：工程建設(shè)的技術(shù)復(fù)雜，管理難度大，易受氣候、周圍環(huán)境等外界因素干擾；一般投資大、生產(chǎn)周期長(zhǎng)。

二、土木工程施工技術(shù)

1.軟土地基施工與石方爆破施工技術(shù)。承載能力和變形能力的要求無法被滿足，這是軟土地基施工的一個(gè)很明顯的特點(diǎn)，在施工作業(yè)的時(shí)候，如果操作不當(dāng)，那么路基或建筑物的地基會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)或嚴(yán)重下沉，這時(shí)候，建筑物會(huì)被破壞，嚴(yán)重者甚至無法正常使用，就必須對(duì)其進(jìn)行加固措施，砂樁擠密法、深層攪拌法、堆載預(yù)壓法、強(qiáng)夯法、振沖法、化學(xué)法、換土墊層法等方法都是加固的方法，對(duì)于在開挖的時(shí)候遇到了巖石這種環(huán)境時(shí)，土石方爆破施工是最適合不過的，這種施工方式是針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地下障礙物的清除、舊建筑物和構(gòu)筑物的拆除等，打孔放藥、引爆、排渣是土石方爆破施工的工序，對(duì)于這種施工方式，其特點(diǎn)是低費(fèi)用，高效率，但也有震動(dòng)和粉塵危害等特點(diǎn)。采用靜力破碎等配合施工工藝可以拆除舊建筑物和構(gòu)筑物，此拆除是在低震動(dòng)、低粉塵、無公害的情況下進(jìn)行。

2.灌注樁施工與墩式基礎(chǔ)施工技術(shù)。在施工現(xiàn)場(chǎng)的樁位處用機(jī)械或人工成孔，接著把鋼筋籠、澆筑混凝土（或者直接澆筑混凝土）放進(jìn)孔內(nèi)，這種施工方法是灌注樁施工，人工成孔、爆擴(kuò)成孔、泥漿護(hù)壁成孔、套管成孔、干作業(yè)成孔等都是其成孔工藝，此種工藝能適應(yīng)地層的變化、施工時(shí)振動(dòng)小、噪聲低、工藝要求較高、施工后混凝土需要養(yǎng)護(hù)且不能立即承受荷載等都是其特點(diǎn)；大直徑基礎(chǔ)是由人工或機(jī)械成孔的大直徑孔中澆筑混凝土（或者放鋼筋籠、澆筑混凝土）而形成的，這是墩式基礎(chǔ)，現(xiàn)階段，在我國(guó)，挖孔經(jīng)常是采用人工的，所以又有另一個(gè)稱呼此工程，叫做大直徑人工挖孔樁。端部直接支撐在巖石或堅(jiān)硬土層上，樁的強(qiáng)度和剛度都很大，有較大的承載能力這些都是墩式基礎(chǔ)的特點(diǎn)；對(duì)于沉井基礎(chǔ)施工。刃腳、井筒、內(nèi)隔墻等組成的呈圓形或矩形的筒狀鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)就是沉井，一般是用在水泵站、超高層建筑物、橋墩、取水結(jié)構(gòu)、重型設(shè)備基礎(chǔ)等，首先會(huì)制作井筒，接著在井筒內(nèi)挖土，讓井筒靠其自重沉入土中，這是它的施工過程，形狀如刀刃的刃腳位于井筒的最下端，在沉井下沉過程中使沉井切入土中。沉井的外壁為井筒，在下沉過程中起擋土作用，同時(shí)靠其自重可以克服筒壁與土之間的摩阻力和刃腳底部的土阻力，使沉井能在自重作用下逐步下沉。

3. 深基坑支擋技術(shù)。由于高層建筑的發(fā)展、抗震與人防的需要和地下空間利用的需求，再加上大型深埋設(shè)備基礎(chǔ)的施工，深基坑支擋問題越來越多，在這些需求和障礙的促進(jìn)下，深基坑支擋技術(shù)在下面兩個(gè)方面得到了較大的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)是施工技術(shù)的創(chuàng)新，一是樁、樁—錨支擋體系。對(duì)于開挖深度大、坑壁土質(zhì)差的情況，通常采用灌注樁—預(yù)應(yīng)力錨桿體系，引進(jìn)的套管水沖法成錨工藝適用于地下水位上下的各種類型的土層，但效率不盡人意；二是支擋與承重結(jié)構(gòu)一體化。用于臨時(shí)支擋的樁或者地下連續(xù)墻和永久性的柱、地下室墻一體化后，施工速度得到提高，投資效果得到加強(qiáng)，資源得到節(jié)約，得到良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，另外，鉆孔灌注樁施工中更加先進(jìn)的施工工藝—旋挖已經(jīng)投入使用，使成孔質(zhì)量得到保證，減小認(rèn)為不確定因素對(duì)施工質(zhì)量的影響。

4.預(yù)應(yīng)力混凝土工程施工技術(shù)。截面小、剛度大、抗裂性和耐久性好是預(yù)應(yīng)力混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它能充分發(fā)揮鋼材和混凝土各自的性能，在土木工程中得到了廣泛的應(yīng)用，先張法施工、后張法施工和粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工是預(yù)應(yīng)力混凝土工程施工的三種具體方法，一是先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，然后再澆筑混凝土構(gòu)件的一種施工方法主要施工過程是在澆筑混凝土構(gòu)件之前，張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋并將其臨時(shí)錨固在臺(tái)座或鋼模上，然后澆筑混凝土構(gòu)件，待混凝土到達(dá)一定強(qiáng)度、混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結(jié)力后，放松預(yù)應(yīng)力鋼筋，借助混凝土與預(yù)應(yīng)力鋼筋之間的粘結(jié)，使混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力；二是后張法施工：是先制作混凝土構(gòu)件后張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋的一種施工方法，要施工過程：先制作混凝土構(gòu)件并預(yù)留孔道，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，將預(yù)應(yīng)力鋼筋傳入孔道，利用張拉機(jī)具張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，然后用錨具將預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固在構(gòu)件端部，最后進(jìn)行孔道灌漿；三是粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工：是在后張法基礎(chǔ)上發(fā)展起來，要施工過程：采用表面有涂料、外面包有塑料套管的預(yù)應(yīng)力筋，鋪設(shè)在模板內(nèi)，然后澆筑混凝土，待混凝土到達(dá)設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉、錨固。

5. 新型預(yù)應(yīng)力技術(shù)。體外預(yù)應(yīng)力作為后張預(yù)應(yīng)力體系的重要分支之一，是預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，是近年來的熱點(diǎn)，顧名思義，體外預(yù)應(yīng)力是指預(yù)應(yīng)力筋布置在混凝土截面外的預(yù)應(yīng)力，與傳統(tǒng)的布置于構(gòu)件截面內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋，所提供的有粘結(jié)或者無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力相對(duì)應(yīng)。體外預(yù)應(yīng)力現(xiàn)階段主要應(yīng)用在特種結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁和大跨度建筑工程結(jié)構(gòu)中，形成了兩種主要體系，體系一是有粘結(jié)體外預(yù)應(yīng)力體系，優(yōu)點(diǎn)是預(yù)應(yīng)力摩擦損失小，因?yàn)榭椎拦茉诮Y(jié)構(gòu)體外，容易檢查和控制管道的鋪設(shè)質(zhì)量及其水密性；體系二是無粘結(jié)體外預(yù)應(yīng)力體系，優(yōu)點(diǎn)是可采用單根張拉工藝，易于操作，且單根無粘結(jié)筋的摩擦損失極小。體外預(yù)應(yīng)力相對(duì)于傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力體系有很多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效益有積極影響。

綜上所述，土木工程施工技術(shù)在近幾十年雖然有了飛速發(fā)展，但是土木工程施工至今仍以手工操作、半機(jī)械作業(yè)為主，勞動(dòng)效率大大低于其他產(chǎn)業(yè)部門，還屬于勞動(dòng)力密集型的產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代土木工程施工技術(shù)的發(fā)展方向，除了要有滿足當(dāng)前土木工程建設(shè)需要而與之配套的施工技術(shù)，還要向高效率、無公害、高質(zhì)量、機(jī)械化、智能化、高技術(shù)含量、信息化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 尚亞偉，應(yīng)巍.土木工程施工技術(shù)發(fā)展與展望[J].土木建筑學(xué)術(shù)文庫(kù)，2011

[2] 段樹金主編.土木工程概論.北京：中國(guó)鐵道出版社，2005