土木工程建筑施工技術(shù)的創(chuàng)新模式分析

文／高振山、丁忠銳 濰坊高新城市建設(shè)工程有限公司 山東濰坊 261000

1、土木建筑施工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1.1 新型化

在實(shí)際的土木建筑施工發(fā)展帶動(dòng)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(fù)雜性工程、高性能工程的建設(shè)需求帶動(dòng)下，怎樣適應(yīng)新工程需要，并促進(jìn)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(gè)大國，始終肩負(fù)著全球化發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的大國責(zé)任，促進(jìn)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(dòng)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(jìn)土木建筑施工領(lǐng)域的優(yōu)化發(fā)展，協(xié)同帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)綠色化、精細(xì)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(jià)值，這樣才能更好地保障我們的地球環(huán)境，促進(jìn)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(shì)，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(dāng)加強(qiáng)新理論、新工藝、新技術(shù)、新方法的應(yīng)用，建立在多學(xué)科交叉融合的發(fā)展模式之上，促進(jìn)工程技術(shù)創(chuàng)新，有效保障整體工作順利開展，加強(qiáng)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(cè)和維護(hù)，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(fù)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(qiáng)土木建筑的安全化發(fā)展是保障人民群眾人身財(cái)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(dāng)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(gè)很關(guān)鍵也很難解決的問題，在實(shí)際的生產(chǎn)建設(shè)中怎樣實(shí)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(jí)的關(guān)鍵，目前，中國目前主流鋼種有Q345q、Q37OqE這兩種，高強(qiáng)鋼和高性能鋼在鋼鐵強(qiáng)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(shì)。另外，還有高性能混凝土也對(duì)優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)起到了很大的幫助，但是在實(shí)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(qiáng)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(dú)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(jià)格便宜很多，但也會(huì)出現(xiàn)較多氧化脫碳的情況，整體上會(huì)影響工程材料的經(jīng)濟(jì)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(jì)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(xué)科發(fā)展的前沿方向和重大科學(xué)問題還需要不斷凝練，在進(jìn)行全壽命周期設(shè)計(jì)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(huì)導(dǎo)致在促進(jìn)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(jì)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(rèn)知，這樣一來，就導(dǎo)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(qiáng)度大、受到多元化因素影響的弊病，導(dǎo)致實(shí)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(xué)性和創(chuàng)新性始終難以進(jìn)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(huì)關(guān)注施工的科學(xué)性和創(chuàng)新性。這樣導(dǎo)致的問題就是生產(chǎn)效率和建筑質(zhì)量較低，因?yàn)樵趶?fù)雜的工程建造技術(shù)不夠完善、整體施工裝備設(shè)計(jì)效率低等問題，影響了土木工程的成本控制，正因?yàn)榭萍己坎桓?，信息化水平不高，?jiǎn)單搬用外國技術(shù)就很難推進(jìn)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(duì)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(dá)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(gè)北京的用水量，關(guān)于耕地的消耗更是非常嚴(yán)重，每年約有95萬畝土地被中蘊(yùn)含用，相當(dāng)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(duì)于不可再生資源的消耗過多，導(dǎo)致了建筑施工的可持續(xù)發(fā)展始終是一個(gè)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(dǎo)致的污染較為嚴(yán)重

中國土木建筑市場(chǎng)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(jí)改造的大背景下，大量老舊建筑物拆除、新建筑施工會(huì)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(jìn)步

3.1 開辟了低碳時(shí)代技術(shù)革新的時(shí)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(shí)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(fèi)，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?yàn)榭紤]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(shí)代的研究重點(diǎn)，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(huì)實(shí)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(jià)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?yàn)橐恍蚨战佑|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(qiáng)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(yàn)難以實(shí)現(xiàn)，而通過技術(shù)優(yōu)化和科學(xué)研究，能從本質(zhì)上解決這一問題，提升混凝土的強(qiáng)度。通過高精度的建筑施工儀器設(shè)備，加強(qiáng)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(shí)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(qiáng)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(shí)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(qiáng)度沒有降低，這樣一來，就可以用作隔墻。高性能混凝土的強(qiáng)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(shí)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?yàn)楦鱾€(gè)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(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工過程中，加強(qiáng)工程建筑施工技術(shù)的先進(jìn)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(dāng)加強(qiáng)整體建筑施工整體要求，統(tǒng)籌兼顧各項(xiàng)發(fā)展內(nèi)容，切實(shí)保障建筑的穩(wěn)定性、安全性、自動(dòng)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(jìn)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(shí)代土木工程行業(yè)的發(fā)展要求并明確建筑施工的科學(xué)性和創(chuàng)新性。比如，在深基坑施工中可以通過加強(qiáng)基坑支護(hù)技術(shù)，提升整體施工的科學(xué)性和有效性，建立在保障工程項(xiàng)目施工質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，保障傳統(tǒng)支護(hù)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(cuò)位支撐技術(shù)、工字鋼微型樁支護(hù)技術(shù)等，切實(shí)加強(qiáng)深基坑支護(hù)的強(qiáng)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(yù)應(yīng)力錨桿等實(shí)現(xiàn)整體技術(shù)創(chuàng)新，能切實(shí)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(diǎn)，實(shí)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(jià)比

建筑施工總歸來說還是融合到了施工全過程，并促進(jìn)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(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)，另一方面通過技術(shù)的融合，也能為工程招投標(biāo)確定一個(gè)不錯(cuò)的報(bào)價(jià)，通過優(yōu)化建筑施工的性價(jià)比，才能促進(jìn)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(fèi)用的問題，在施工前，承包商需要預(yù)測(cè)工程造價(jià)，并做好相關(guān)原材料、機(jī)械、技術(shù)的選擇，根據(jù)原材料價(jià)格、技術(shù)的溢價(jià)等確定好施工費(fèi)用。例如，在施工現(xiàn)場(chǎng)，可以通過根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)場(chǎng)材料、進(jìn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)量確定材料費(fèi)用，在施工中，一些不必要全程應(yīng)用的工程機(jī)械如列履帶式液壓振動(dòng)錘等設(shè)備，可以通過精準(zhǔn)規(guī)劃工期的方式按天計(jì)費(fèi)，這樣一來能最大程度上提升施工建設(shè)的經(jīng)濟(jì)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(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用和優(yōu)選，根據(jù)預(yù)算、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面，實(shí)現(xiàn)建筑施工經(jīng)濟(jì)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(shí)際的建設(shè)施工中，應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)，提質(zhì)增效，當(dāng)下是一個(gè)信息化的時(shí)代，在這一時(shí)代下，無論是技術(shù)發(fā)展還是提升企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)效益，都有了更大的可能性，在實(shí)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(shí)際價(jià)值。比如，在智能控制技術(shù)的應(yīng)用中，通過將施工場(chǎng)地中的GPS監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行布局優(yōu)化，然后進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同管理，能實(shí)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(dòng)攤鋪車的研發(fā)實(shí)現(xiàn)了防水卷材的自動(dòng)化鋪設(shè)。通過控制系統(tǒng)，能將原本十個(gè)人耗時(shí)八小時(shí)才能完成的工作，降低到三人五小時(shí)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?yàn)榻ㄖ浪叭挚坎牧希叻挚渴┕ぁ?，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(shí)省力，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)行業(yè)的帶領(lǐng)和智能化土木施工時(shí)代的破局。

4.4 加強(qiáng)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(dòng)力，加速人才的培養(yǎng)，對(duì)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(qiáng)崗位證書制度、管理人員準(zhǔn)入制度是非常關(guān)鍵的。建筑企業(yè)需要認(rèn)識(shí)到，自身實(shí)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(jiǎng)勵(lì)相掛鉤，保證土建施工相關(guān)人才能不斷進(jìn)步提升，帶動(dòng)整個(gè)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(dòng)下，貫徹落實(shí)創(chuàng)新、協(xié)同、共享的發(fā)展理念，加速建筑產(chǎn)業(yè)升級(jí)，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(qiáng)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(shí)際的建筑施工過程中，通過技術(shù)的創(chuàng)新和優(yōu)化，對(duì)于實(shí)現(xiàn)土木建筑施工的智能化、機(jī)械化、自動(dòng)化有很大的幫助，通過行業(yè)的技術(shù)革新，加強(qiáng)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(hào)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(diǎn)，需要通過新技術(shù)帶動(dòng)新施工的產(chǎn)生，用新材料帶動(dòng)新設(shè)計(jì)的產(chǎn)生，才能促進(jìn)整體行業(yè)的優(yōu)質(zhì)化發(fā)展，而在各國競(jìng)相競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展之下，這一夢(mèng)想也會(huì)在不遠(yuǎn)的將來實(shí)現(xiàn)。