淺談土木工程

(華北水利水電大學(xué)土木與交通學(xué)院 河南 鄭州 450000)

引言

土木工程直接或間接的為人類生活、生產(chǎn)、軍事等方方面面提供了各種工程建設(shè)。從技術(shù)性質(zhì)來(lái)看，土木工程涉及到勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、管理等方面。簡(jiǎn)單來(lái)講，土木工程是為滿足人類的“衣、食、住、行”而產(chǎn)生的一門應(yīng)用型學(xué)科。由此，了解土木工程的發(fā)展史對(duì)該專業(yè)的前景展望起到了重要影響。

一、土木工程的發(fā)展

(一)古代土木工程。古代土木工程的時(shí)間大概從公元前5000年起的舊石器時(shí)期到17世紀(jì)中葉。古代土木工程有如下特點(diǎn)：(1)缺乏設(shè)計(jì)理論，施工過程很大程度上依靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；(2)建造材料取之于天然材料，人工合成材料的使用并不廣泛；(3)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，很多工程施工用具不能滿足人類的需求，工具簡(jiǎn)單、無(wú)施工機(jī)械。

盡管如此，古代土木工程依然留下了很多規(guī)模宏大的建筑，也依然記載著中國(guó)燦爛輝煌的古代文明。

(二)近代土木工程。一般認(rèn)為，近代土木工程的時(shí)間跨度為17世紀(jì)中葉到第二次世界大戰(zhàn)前后。這段時(shí)間，隨著人們對(duì)科學(xué)技術(shù)的認(rèn)可，建筑材料實(shí)現(xiàn)了以天然材料為主到以人工材料為主的轉(zhuǎn)換[1]。同時(shí)，在這一時(shí)期的土木工程有了革命性的發(fā)展，逐漸形成為一門獨(dú)立的學(xué)科。這個(gè)時(shí)期的土木工程的發(fā)展有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)科學(xué)的設(shè)計(jì)理論不斷地出現(xiàn)在大眾面前；(2)土木工程新型材料也相繼出現(xiàn)；(3)用于土木工程的施工機(jī)械及其施工技術(shù)也在不斷地變個(gè)更新；(4)土木工程的建筑規(guī)模逐漸變大，發(fā)展到了成熟階段。

近代土木工程的發(fā)展，為后期該專業(yè)在國(guó)際上的迅猛發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(三)現(xiàn)代土木工程?，F(xiàn)代土木工程時(shí)間起點(diǎn)定位在20世紀(jì)中葉。由于第二次世界大戰(zhàn)對(duì)近代土木工程在設(shè)計(jì)與建造理論等方面的快速發(fā)展與逐漸成熟的影響，在現(xiàn)代土木工程發(fā)展過程中，社會(huì)生產(chǎn)力出現(xiàn)了新的飛躍，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，土木工程發(fā)展更加迅速。從世界范圍來(lái)看，現(xiàn)代土木工程為了滿足并適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)功能逐漸多元化；(2)城市變得更加立體化；(3)高速公路四通八達(dá)，即交通呈現(xiàn)高速化；(4)建筑材料質(zhì)量變輕，強(qiáng)度變大，即材料變呈現(xiàn)輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)；(5)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)能力的逐步提升，工程設(shè)施也開始采用大型機(jī)械；(6)現(xiàn)代科學(xué)信息傳遞速度大大加快，一些新理論和方法隨著計(jì)算機(jī)的普及而滲入了土木工程領(lǐng)域，即理論研究信息化[2]。

當(dāng)今的土木工程，由于人們生活水平的提高，對(duì)建筑的使用和生產(chǎn)過程都有著很高的要求。公共建筑和住宅建筑對(duì)供水、供電、通風(fēng)等現(xiàn)代生活的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，工業(yè)建筑則是需要恒溫、恒濕、防振、防腐、防輻射、防火、防爆、防磁、防塵、高(低)溫、高(低)濕度，并向大跨度、超重型、柔性空間方向發(fā)展[3]。

二、土木工程中存在的問題

(一)施工前的問題。現(xiàn)實(shí)生活中存在很多的工程問題，大型項(xiàng)目需要考慮的內(nèi)容更是數(shù)不勝數(shù)，就拿新通車的港珠澳大橋而言，施工前必然會(huì)對(duì)施工方案提出可行性論證，并進(jìn)行勘探選址，對(duì)比得出最佳方案。在施工前如果對(duì)施工問題沒有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)，必然會(huì)造成材料浪費(fèi)甚至是血的代價(jià)。因此，在施工前解決所有問題非常重要。

(二)施工中的問題。施工階段的分為施工前的準(zhǔn)備工作和現(xiàn)場(chǎng)工程施工環(huán)節(jié)兩部分。如果在工程建設(shè)的籌備階段準(zhǔn)備的不全面，將會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)施工過程的混亂，將可能無(wú)法對(duì)施工過程中可能出現(xiàn)的問題有所預(yù)案，沒法從一開始就對(duì)工程的可持續(xù)發(fā)展性加以評(píng)估[4]。由于現(xiàn)代科技不算十分發(fā)達(dá)，在施工過程中不免會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染，應(yīng)特別注意施工現(xiàn)場(chǎng)粉塵含量級(jí)噪音分貝。

(三)施工結(jié)束即使用過程中的問題。在施工完成之后，所用材料的性能在使用過程中會(huì)出現(xiàn)一定的減弱以及材料的退化。比如：建筑物漏水、墻皮掉落、墻體出現(xiàn)裂縫等一些列問題。如果不能對(duì)這些問題進(jìn)行及時(shí)的處理，必然會(huì)影響建筑物的耐久性和穩(wěn)定性，進(jìn)而減少建筑物的使用年限。

三、土木工程的發(fā)展展望

土木工程的發(fā)展不僅僅與當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展有關(guān)，并且還與人類的存亡有關(guān)。隨著網(wǎng)絡(luò)科技的不斷發(fā)展，科技技術(shù)也朝著人工智能方向邁出了腳步，智能機(jī)器人等人工智能無(wú)時(shí)無(wú)刻的不在改變世界。但是，地球上可以居住、生活、耕種的土地和供人類使用的資源是有限的，伴隨著世界人口的急劇增加，能源總有一天會(huì)消耗殆盡，地球總有一天不再能容下更多的人類。因此，為了爭(zhēng)取生存，為了給我們的子孫后代留下一個(gè)可持續(xù)利用的自然環(huán)境，土木工程的未來(lái)將會(huì)向以下幾個(gè)方向發(fā)展：

(1)創(chuàng)新能源與技術(shù)?，F(xiàn)如今的土木工程的大型機(jī)械都是用汽油柴油等傳統(tǒng)的能源，這些能源不但會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，能源的消耗也足以讓人目瞪口呆。當(dāng)科學(xué)技術(shù)取得進(jìn)步，以后將可以直接利用電能、太陽(yáng)能等來(lái)驅(qū)動(dòng)這些大型機(jī)械。

(2)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化。建筑形態(tài)變化無(wú)窮，其結(jié)構(gòu)也各不相同。橋梁從最早的木橋到石橋，再到鐵索橋，后來(lái)又相繼出現(xiàn)了懸索橋、吊橋、獨(dú)塔自錨式懸索橋等。建筑的結(jié)構(gòu)在不斷的改進(jìn)和優(yōu)化當(dāng)中。

(3)土木工程材料創(chuàng)新。土木工程中的各種各樣的建筑材料今后將大力發(fā)展“輕質(zhì)高強(qiáng)、綠色實(shí)用”的研制，金屬材料也將向高強(qiáng)度、耐腐蝕和耐火性能發(fā)展。

(4)土木工程向立體多層空間發(fā)展?？萍嫉牟粩噙M(jìn)步，是人類可以嘗試以前認(rèn)為不可能成功的事情。做出開天辟地的偉業(yè)已不再是夢(mèng)想，土木工程今后不但會(huì)向高空發(fā)展，也會(huì)向地下和海洋發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

如上所述，土木工程是一門起源較早、歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)且發(fā)展及其迅猛的學(xué)科之一，隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，由于受到互聯(lián)網(wǎng)和高科技的影響，土木工程在各個(gè)領(lǐng)域也都有了矚目的成就。雖然有這樣的基礎(chǔ)做鋪墊，但是土木工程在今后的日子里依然存在很大的進(jìn)步空間。建設(shè)不僅要符合人類的利益觀念，更重要的要符合人與自然的合作關(guān)系，始終將保護(hù)環(huán)境放于首位，遵循自然及社會(huì)的發(fā)展規(guī)律，具有積極的創(chuàng)新精神，才能使土木工程走的更遠(yuǎn)。