土木工程建筑施工技術(shù)的創(chuàng)新模式分析

高振山　丁忠銳

【摘要】中國基建事業(yè)迅速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度無人能比，土木工程質(zhì)量逐漸提升。土木工程在中國社會發(fā)展和市場進步的帶動下正在不斷發(fā)展，在建筑施工技術(shù)的創(chuàng)新下，中國建筑行業(yè)也產(chǎn)生了巨大的進步。土木工程建設(shè)施工中，建立在技術(shù)的創(chuàng)新之下，優(yōu)化整體的工程技術(shù)升級革新、促進整體工程技術(shù)的大發(fā)展、大進步，加速中國建筑行業(yè)的發(fā)展，就必須建立在產(chǎn)業(yè)升級之上，加速技術(shù)進步，促進整體工作創(chuàng)新，實現(xiàn)建筑工程施工創(chuàng)新，優(yōu)化整體的行業(yè)創(chuàng)新。當下，關(guān)于土木工程行業(yè)的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化始終是建筑施工創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵話題，掌握了創(chuàng)新技術(shù)，才能在土木工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展、高效能發(fā)展，才能帶動建筑行業(yè)的增效提質(zhì)。基于此，研究土木工程建筑施工領(lǐng)域中的技術(shù)創(chuàng)新，加速整體工作優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】土木工程;建筑施工;技術(shù)創(chuàng)新

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.11.066

1、土木建筑施工技術(shù)的發(fā)展趨勢

1.1新型化

在實際的土木建筑施工發(fā)展帶動下，工程建設(shè)發(fā)展產(chǎn)生了更多的全新要求，在越來越多大型化工程、復雜性工程、高性能工程的建設(shè)需求帶動下，怎樣適應(yīng)新工程需要，并促進土木建筑施工的高質(zhì)量發(fā)展。未來的土木工程建設(shè)的發(fā)展主題也將更加深化，比如跨海大橋工程、高速鐵路工程、礁島建設(shè)等施工需求更多，土木工程施工技術(shù)也可以向這一方面傾斜并發(fā)展。

1.2可持續(xù)發(fā)展

關(guān)于可持續(xù)發(fā)展始終是中國發(fā)展建設(shè)不可忽視的關(guān)鍵話題，中國作為一個大國，始終肩負著全球化發(fā)展和社會發(fā)展的大國責任，促進中國的可持續(xù)發(fā)展不是純粹為了中國人著想，而是帶動全球化協(xié)同發(fā)展。中國土木工程遍及全球，通過創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，能促進土木建筑施工領(lǐng)域的優(yōu)化發(fā)展，協(xié)同帶動實現(xiàn)綠色化、精細化發(fā)展，這樣一來，才能深入剖析并關(guān)注土木工程中的“可持續(xù)”價值，這樣才能更好地保障我們的地球環(huán)境，促進人與自然的和諧共生。

1.3創(chuàng)新化

土木建筑施工技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用和發(fā)展是必然趨勢，在這一過程中，“創(chuàng)新”的含義在于，怎樣通過新技術(shù)提升土木建設(shè)的整體質(zhì)量，施工中應(yīng)當加強新理論、新工藝、新技術(shù)、新方法的應(yīng)用，建立在多學科交叉融合的發(fā)展模式之上，促進工程技術(shù)創(chuàng)新，有效保障整體工作順利開展，加強土木建筑施工中的技術(shù)優(yōu)化、技術(shù)含量提升。

1.4安全化

在傳統(tǒng)的土木工程建設(shè)中，需要做好工程老化的檢測和維護，要加固和維修，不斷提升建筑施工的性能，保障建筑施工在各種復雜的環(huán)境下都能保障建筑的穩(wěn)定。在一些地震頻發(fā)的地區(qū)，加強土木建筑的安全化發(fā)展是保障人民群眾人身財產(chǎn)安全的關(guān)鍵話題，通過技術(shù)提高施工的安全性，提升建筑的穩(wěn)定性，是土木建筑工作者始終不懈的追求。

2、當下土木工程建筑施工技術(shù)的發(fā)展問題

2.1缺少高性能的工程材料

工程材料的突破和革新始終是一個很關(guān)鍵也很難解決的問題，在實際的生產(chǎn)建設(shè)中怎樣實現(xiàn)建筑施工材料的“高性能”突破是非常關(guān)鍵的問題，高性能鋼材是中國建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈升級的關(guān)鍵，目前，中國目前主流鋼種有Q345q、Q37OqE這兩種，高強鋼和高性能鋼在鋼鐵強度、抗腐蝕性、韌性、可焊性等方面相比傳統(tǒng)鋼材有很大的優(yōu)勢。另外，還有高性能混凝土也對優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)起到了很大的幫助，但是在實際的應(yīng)用中，真正能用到土木工程中的高性能工程材料比較少，加強各種高性能材料的制造需要高工藝，也增加了技術(shù)成本，比如，鋁高速鋼是中國獨創(chuàng)的新型工程材料種類，其性能接近國外高速鋼M42，盡管價格便宜很多，但也會出現(xiàn)較多氧化脫碳的情況，整體上會影響工程材料的經(jīng)濟效益。在連接膠、涂料等領(lǐng)域，還是有很多高性能建材需要研究，并多設(shè)計生產(chǎn)高性能的工程材料。

2.2建筑施工技術(shù)理論研究不足

土木建筑施工技術(shù)中的理論研究不夠，尤其是能引領(lǐng)土木工程學科發(fā)展的前沿方向和重大科學問題還需要不斷凝練，在進行全壽命周期設(shè)計理論和相關(guān)建筑材料的性能研究還不夠深入。而中國位于環(huán)太平洋地震帶，怎樣解決在發(fā)展中存在的關(guān)于防災(zāi)建筑和重大工程災(zāi)害作用的研究還不夠多，這些都會導致在促進土木工程建筑施工技術(shù)發(fā)展中存在諸多困難。中國在基建方面很出色，并且能完成高難度、大規(guī)模的建筑工程，但是在技術(shù)的科研能力上，中國的排名并不高。以火神山和雷神山的建設(shè)為例，三萬多平米的大型建筑群，從設(shè)計到建設(shè)到水電僅僅用了一周多，這樣的工程完成能力無疑是無與倫比的，但是在施工原理、施工理論的研究上，很多建筑行業(yè)相關(guān)人員并沒有深刻的認知，這樣一來，就導致了施工和科研的脫節(jié)。

2.3土木工程技術(shù)的科技含量較低

土木建筑施工技術(shù)的發(fā)展需要融合高新技術(shù)，但是傳統(tǒng)的施工模式粗放、強度大、受到多元化因素影響的弊病，導致實際的高技術(shù)施工難以發(fā)展。而在技術(shù)設(shè)施和高新技術(shù)中結(jié)合起來不夠，無論是重大工程還是小工程，怎樣關(guān)注施工的科學性和創(chuàng)新性始終難以進行，一般工程還是集中在成本、工期、可行性等要素上，在能順利解決這些問題之后，才會關(guān)注施工的科學性和創(chuàng)新性。這樣導致的問題就是生產(chǎn)效率和建筑質(zhì)量較低，因為在復雜的工程建造技術(shù)不夠完善、整體施工裝備設(shè)計效率低等問題，影響了土木工程的成本控制，正因為科技含量不高，信息化水平不高，簡單搬用外國技術(shù)就很難推進智能建造的開展效能。

2.4消耗過多不可再生資源

在建筑施工中，對于資源的利用是非常多的，而建筑施工更是資源消耗的大方面，單以建筑施工石灰石的消耗量，就基本達到了世界總消耗量的1/2，鋼材消耗大約是全球總消耗量的2/5，水泥消耗大約12億噸，每年建筑施工的水用量大約是30個北京的用水量，關(guān)于耕地的消耗更是非常嚴重，每年約有95萬畝土地被中蘊含用，相當于，每年都有大約80萬人失去耕地，不到世界平均水平的四成。對于不可再生資源的消耗過多，導致了建筑施工的可持續(xù)發(fā)展始終是一個難以解決的問題，怎樣降低不可再生資源的消耗量，目前也有裝配式建筑等模式的嘗試，但是大部分的土木工程建筑施工還是集中在大量消耗不可再生資源的基礎(chǔ)上開展，影響了整體建筑施工的整體效能。

2.5建筑導致的污染較為嚴重

中國土木建筑市場龐大，目前，中國各類民眾建筑面積已經(jīng)超過460億平方米，整體工業(yè)建筑的體量也是非常龐大的，在加速城市更新和工業(yè)升級改造的大背景下，大量老舊建筑物拆除、新建筑施工會產(chǎn)生大量的建筑污染，建材的生產(chǎn)過程中、建造過程中、拆除后所產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境破壞都比較大，目前，建筑垃圾在中國垃圾總量中占四成左右，其中填埋占地10萬畝，建筑垃圾的利用效率不足5%，非常影響城市環(huán)境，也讓廢棄混凝土等建筑污染成為建筑施工污染的主要問題。

3、土木工程施工技術(shù)的發(fā)展進步

3.1開辟了低碳時代技術(shù)革新的時代

在施工技術(shù)發(fā)展之下，也融合了低碳節(jié)能技術(shù)，保障了整體低碳技術(shù)的發(fā)展可行性和時代性。作為第二大碳排放國家，始終在探索怎樣“減碳”的建筑施工新模式，在沒有大規(guī)模使用混凝土之前，粉煤灰也成為廢棄物，被擱置被浪費，而在相似的情況下，礦渣、硅灰等材料也不能有效利用。其本質(zhì)上是因為考慮到加入廢棄物可能影響混凝土的耐久性能和工作性能的因素，但是值得注意的是，數(shù)十年前的廢棄物礦渣和混凝土等都可能成為混凝土的生產(chǎn)原料，目前，怎樣將廢料以一種合適的方式轉(zhuǎn)化為施工原料，是目前低碳時代的研究重點，盡管目前沒有太多相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到建筑施工中，但是可以相信的是，未來該技術(shù)將會實現(xiàn)大范圍應(yīng)用，降低土木工程施工中的能源損耗。

3.2提升了建筑施工的整體價值

傳統(tǒng)的建筑施工技術(shù)單一，并且存在耐久性不高的問題，例如，在路橋施工中，因為一些橋墩接觸的水源含有較多的硫酸根和其他特定離子，影響了混凝土的強度，可能產(chǎn)生混凝土耐久度降低到十年的問題，這些問題僅僅通過技術(shù)經(jīng)驗難以實現(xiàn)，而通過技術(shù)優(yōu)化和科學研究，能從本質(zhì)上解決這一問題，提升混凝土的強度。通過高精度的建筑施工儀器設(shè)備，加強整體工作部署，能有效提升施工的穩(wěn)固性。

3.3新型建筑已經(jīng)逐漸落地

在實際的建設(shè)施工中，優(yōu)化新型建筑施工已經(jīng)成為必然，比如，在北上廣建設(shè)高層建筑，自然是希望加高樓層，提高柱強度、降低建筑自重，因此，通過高性能混凝土技術(shù)優(yōu)化建筑施工，已經(jīng)在現(xiàn)實的施工中獲得應(yīng)用，比如，加氣混凝土的密度是普通混凝土的四分之一，但是強度沒有降低，這樣一來，就可以用作隔墻。高性能混凝土的強度是普通混凝土的兩倍，因此也可以通過這種混凝土的應(yīng)用，提升建筑物的穩(wěn)定性。

4、新時代土木工程施工技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新策略分析

4.1提升建筑施工的技術(shù)含量

因為各個地區(qū)的地形、降水等自然環(huán)境存在差異性，城市之間的發(fā)展程度和方向也存在差異性，因此，在不同建筑項目的設(shè)計和施工過程中，加強工程建筑施工技術(shù)的先進性，能有效提升整體建筑施工的技術(shù)含金量。在這樣的發(fā)展格局之下，應(yīng)當加強整體建筑施工整體要求，統(tǒng)籌兼顧各項發(fā)展內(nèi)容，切實保障建筑的穩(wěn)定性、安全性、自動化、現(xiàn)代化。如此一來，才能提升整體工作的技術(shù)含量，促進整體工作的協(xié)同可持續(xù)發(fā)展。從技術(shù)創(chuàng)新層面上看，相關(guān)施工技術(shù)研發(fā)人員可以結(jié)合新時代土木工程行業(yè)的發(fā)展要求并明確建筑施工的科學性和創(chuàng)新性。比如，在深基坑施工中可以通過加強基坑支護技術(shù)，提升整體施工的科學性和有效性，建立在保障工程項目施工質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，保障傳統(tǒng)支護技術(shù)的創(chuàng)新。比如，目前已經(jīng)投入應(yīng)用的技術(shù)有邊坡錯位支撐技術(shù)、工字鋼微型樁支護技術(shù)等，切實加強深基坑支護的強度，保障整體的施工力量。再比如，通過低松弛性鋼絞線、承壓水下預應(yīng)力錨桿等實現(xiàn)整體技術(shù)創(chuàng)新，能切實提升整體應(yīng)用的有效性。在提升技術(shù)含量的過程中，需要建立在傳統(tǒng)的技術(shù)之上，以傳統(tǒng)技術(shù)為切入點，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，才是提升整體施工技術(shù)含量的可行之道。

4.2提高建筑施工的性價比

建筑施工總歸來說還是融合到了施工全過程，并促進了建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。通過創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，一方面能讓建筑公司的建筑方案競爭力更強，另一方面通過技術(shù)的融合，也能為工程招投標確定一個不錯的報價，通過優(yōu)化建筑施工的性價比，才能促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在建筑施工中，需要關(guān)注以下問題。一方面是施工費用的問題，在施工前，承包商需要預測工程造價，并做好相關(guān)原材料、機械、技術(shù)的選擇，根據(jù)原材料價格、技術(shù)的溢價等確定好施工費用。例如，在施工現(xiàn)場，可以通過根據(jù)現(xiàn)場的進場材料、進場設(shè)備的數(shù)量確定材料費用，在施工中，一些不必要全程應(yīng)用的工程機械如列履帶式液壓振動錘等設(shè)備，可以通過精準規(guī)劃工期的方式按天計費，這樣一來能最大程度上提升施工建設(shè)的經(jīng)濟效能。另一方面，做好施工的技術(shù)優(yōu)選，根據(jù)不同類型的建筑施工如民用住房建筑、路橋施工、商業(yè)寫字樓等確定不同的建設(shè)方案，并定位其技術(shù)，加強技術(shù)的應(yīng)用和優(yōu)選，根據(jù)預算、技術(shù)標準等方面，實現(xiàn)建筑施工經(jīng)濟效益的最大化。

4.3逐漸提升智能化施工技術(shù)的應(yīng)用范圍

在實際的建設(shè)施工中，應(yīng)當與時俱進，提質(zhì)增效，當下是一個信息化的時代，在這一時代下，無論是技術(shù)發(fā)展還是提升企業(yè)自身經(jīng)濟效益，都有了更大的可能性，在實際的智能化施工技術(shù)應(yīng)用過程中，通過科技能提升施工技術(shù)的可行性，并突出技術(shù)帶來的實際價值。比如，在智能控制技術(shù)的應(yīng)用中，通過將施工場地中的GPS監(jiān)控點進行布局優(yōu)化，然后進行互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同管理，能實現(xiàn)土木建設(shè)施工信息的協(xié)同管理，保障整體智能技術(shù)的應(yīng)用效能。目前，國內(nèi)關(guān)于建筑施工智能化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)愈發(fā)廣泛，比如，在2020年，虹人自動攤鋪車的研發(fā)實現(xiàn)了防水卷材的自動化鋪設(shè)。通過控制系統(tǒng)，能將原本十個人耗時八小時才能完成的工作，降低到三人五小時即可完成，且整體的能源損耗大概為傳統(tǒng)攤鋪方法的八分之一，成本是四分之一。中國智能化卷材鋪貼技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，其在建筑防水行業(yè)有很大的意義，因為建筑防水“三分靠材料，七分靠施工”，工程技術(shù)效果直接影響到施工效果，通過智能化施工，省時省力，而且實現(xiàn)了對行業(yè)的帶領(lǐng)和智能化土木施工時代的破局。

4.4加強土建領(lǐng)域高新人才的培養(yǎng)

人才是行業(yè)發(fā)展的第一驅(qū)動力，加速人才的培養(yǎng)，對于優(yōu)化土木建筑施工的效能有很大的幫助，建筑從業(yè)人員需要提升職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技能，而加強崗位證書制度、管理人員準入制度是非常關(guān)鍵的。建筑企業(yè)需要認識到，自身實現(xiàn)高效能發(fā)展需要怎樣的人才、需要多少人才，劃分好建造師、技工等招聘人數(shù)，做好工作崗位限制，而日常的管理中，將人才的工程師職稱與薪酬、獎勵相掛鉤，保證土建施工相關(guān)人才能不斷進步提升，帶動整個企業(yè)的技術(shù)優(yōu)化，保障整體技術(shù)革新快速、穩(wěn)定、有效。最后，在新型建筑日趨發(fā)展的帶動下，貫徹落實創(chuàng)新、協(xié)同、共享的發(fā)展理念，加速建筑產(chǎn)業(yè)升級，就需要做好產(chǎn)教融合，通過高校、高職、中專等的協(xié)同支持，與相關(guān)建筑企業(yè)合作，加強整體課程研發(fā)，定向培養(yǎng)具有高素質(zhì)、高技術(shù)水平、高操作水平的高新人才，為后續(xù)土木行業(yè)的協(xié)同發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

結(jié)語：

總而言之，在實際的建筑施工過程中，通過技術(shù)的創(chuàng)新和優(yōu)化，對于實現(xiàn)土木建筑施工的智能化、機械化、自動化有很大的幫助，通過行業(yè)的技術(shù)革新，加強了整體土木施工行業(yè)的技術(shù)程度，在國家“中國制造2025”的政策號召之下，在建筑行業(yè)的使命感驅(qū)使之下，在土木建筑行業(yè)發(fā)展遇到瓶頸的關(guān)鍵節(jié)點，需要通過新技術(shù)帶動新施工的產(chǎn)生，用新材料帶動新設(shè)計的產(chǎn)生，才能促進整體行業(yè)的優(yōu)質(zhì)化發(fā)展，而在各國競相競爭發(fā)展之下，這一夢想也會在不遠的將來實現(xiàn)。

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作者簡介：

高振山（1987.02-），男，漢族，山東濰坊人，大學本科，副經(jīng)理，工程師，研究方向：地產(chǎn)開發(fā)及建筑工程。