淺談現(xiàn)代土木工程的特點與未來工程的發(fā)展

余相杰

(貴州民族大學人文科技學院，貴州 貴陽 550000)

縱觀古今，土木工程的發(fā)展涉及我們生活的方方面面，衣、食、住、行都離不開土木工程的技術科技。然而，土木工程的發(fā)展極大地改變了我們現(xiàn)代生活，促進了人們幸福感的提升，如住房建設就得采用土木工程技術，在房屋建設、公路構造、橋梁搭建方面，都會采用到土木工程。通過技術創(chuàng)新，采用建筑材料，如土、磚、水泥等，建造過程中所需要用的設備。如打樁機、挖土機、塔吊等，還有勘測工具進行設計、施工、保養(yǎng)維修等一系列的新科技設備時，那么將更好地引領人們物質(zhì)、居住方面的完善。其中，涉及的建造對象都采用到了土木工程及有關知識，房屋、公路、鐵路、橋梁、堤壩、防洪工程等，都與土木工程技術息息相關。

隨著國家現(xiàn)代化建設的推進，土木工程在日常生活中開始扮演著舉足輕重的地位。作為一個貫穿人類活動的行業(yè)，土木工程同樣也能反應不同時期，在文化、經(jīng)濟、科技水平的情況下，它是一個國家整體經(jīng)濟水平最直接的表現(xiàn)，例如故宮、長城、明十三陵、長江大橋、蘇州園林、鳥巢、水立方、徽派建筑等，不同時期最具代表性的建筑不僅展現(xiàn)了當代人們審美眼光、建筑魅力，更彰顯了一個大國的風范。

一、現(xiàn)如今土木工程所具有的特點

為了滿足建筑工程高科技、高發(fā)展的要求，人們需要進行高質(zhì)量、高效率的工程建筑。同時，在建設中又能保證合理的經(jīng)濟指標，建造出大規(guī)模、多功能、確保高精密度的現(xiàn)代化建筑。這也成為當今土木工程發(fā)展方向，并且不斷推動土木工程為人民帶來的福祉。筆者將從以下幾個方面具體闡述土木工程的發(fā)展趨勢：

（一）土木工程建造所需的材料方面

隨著科學技術的發(fā)展，越來越多輕質(zhì)高強的新型材料被研發(fā)出來，例如新型巖棉板、酚醛板、泡沫玻璃板等已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)的磚瓦、灰砂石等建材。但是，這些高科技新型建筑材料，研發(fā)技術還不是很成熟，投入成本高，導致市場價格高，應用會受到一定的限制。以至于還需要加強對新技術的探索，減少成本。此外，建筑材料研發(fā)人員在提高鋼材和混泥土的耐久性和強度方面也取得顯著成果，目前仍然在繼續(xù)努力，進一步進行探究。

（二）土木工程建筑中所涉及的地質(zhì)和地基方面

工程建筑地質(zhì)選擇、整體采用的結構體系還有建筑應用的材料選擇，都要經(jīng)過場地綜合評估。如地區(qū)工程地質(zhì)、地基構造。現(xiàn)代土木工程在地質(zhì)和地基上的勘測，還比較局限，目前還處于人員現(xiàn)場取樣，再拿到室內(nèi)去進行實驗分析階段。這樣的勘測技術是遠遠不能滿足現(xiàn)在發(fā)展的建筑行業(yè)，所以迫切需要科學人員利用現(xiàn)代化的科學技術研發(fā)出更先進的勘測方法。

（三）土木工程建筑施工前的工程規(guī)劃方面

在土木工程技術發(fā)展起來之前，建筑物的總體規(guī)劃通常都是憑借工程師的經(jīng)驗，工程師聚集討論，商討出許多方案，再從這些方案中選擇最好、最適合的。這樣沒有經(jīng)過系統(tǒng)的計算，只是單純憑借經(jīng)驗，對于大規(guī)模的工程建造是不太合理的，這也將導致在施工中遇到各種不同程度的問題，所以對于當代建筑規(guī)模不斷壯大的土木工程建筑，所采取的規(guī)劃措施必須是運用系統(tǒng)的工程理論和方法，才能提高工程規(guī)劃水平，規(guī)避施工中常見的問題。對于特別大規(guī)模的土木工程，這類工程的建造代表著時代的發(fā)展和國家的經(jīng)濟水平，同時可能也會影響到生態(tài)平衡、引起自然環(huán)境的改變等，比如高大的水壩、大型鐵路等，所以建造這類工程在進行規(guī)劃的時候就要趨利避害地進行全面考慮。

（四）工程建筑在施工前的建筑設計、結構設計、設備設計等方面

為了讓人們生活得更加方便、安全、舒適，也為了使建筑外表變得更加美觀，建筑師在建造前都會絞盡腦汁地把設計技術把握得更加全面，并貼近實際生活。為此，土木工程師經(jīng)過多次實踐，也研究出可以用概率統(tǒng)計的方法來分析確定材料的強度值等。為了讓建筑設計、結構設計、設備設計更加全面、精確，還需要進一步研究大自然的風力、雨量、自然災害等分布規(guī)律，進一步研發(fā)和完善工程優(yōu)化設計的方法及理論。

（五）土木工程建筑在施工時的現(xiàn)狀

土木工程高速發(fā)展，工程建筑的規(guī)模不斷擴大，為了跟上土木工程發(fā)展的步伐，與之配備的施工工具、設備、勘測工具等也由傳統(tǒng)的單一、簡單向多樣化、多功能化、大型化發(fā)展，讓建筑施工逐步走向機械化和高科技自動化一體化。以往工程師、施工員等管理人員在管理工程施工現(xiàn)場時，都是按照自身經(jīng)驗，不能做精準的指導，而隨著現(xiàn)代施工的發(fā)展，管理員已經(jīng)掌握一套系統(tǒng)的施工理論和方法，達到精準化和科學化。

二、隨著時代的步伐，未來土木工程的發(fā)展趨勢

（一）繼續(xù)發(fā)展、完善土木工程建造的指導理論，使工程在建造的過程中更加規(guī)范化、技術化

（二）隨著土木工程的發(fā)展

越來越多的建筑物建造出來，造成土地面積越來越少，導致未來的土木工程建筑將會受到?jīng)]有土地的局限。比如，土木工程建筑未來如果要延伸空間領域，解決建設面積不夠用的嚴峻形勢，則需要更合理、布局好建設用地。例如：阿聯(lián)酋迪拜建造的哈利法塔，高828米，樓層總數(shù)162層；2050年巴黎生態(tài)友好型“智能城市”中的建筑設計，計劃把全球聞名的城市改造成未來的“智能”城市；計劃2018年在維也納竣工的Hochhaus塔，這座塔給人的感覺就像小朋友玩的積木疊疊樂的高層建筑等。地下方面，上海將在未來20年的城市發(fā)展中，加強對地下空間的發(fā)展，并且施行《上海市地下空間規(guī)劃建設條例》等。這些案例表示，要做好工程建設者，需懂得科學布局，合理構筑好未來發(fā)展的新建筑。如，現(xiàn)如今的綠色建房、地鐵綠色通道等。

（三）為了滿足人口變化需求，未來土木工程將進行新的地域開拓

隨著土木工程建筑的發(fā)展，越來越多的大型建筑被建造出來，這些大型建筑都需要占據(jù)大面積的土地，地球的土地有限，這就會嚴重影響到人們的生活空間，而且隨著未來人口基數(shù)的變化，土地的使用會愈發(fā)的緊張。未來的土木工程需要先解決土地的使用的這個問題，而開發(fā)新的領域，如沙漠、海洋等將是一個突破口。例如：在迪拜和阿布扎比之間的沙漠建造的巴卜阿爾沙姆斯沙漠度假村，它是迪拜的豪華度假酒店；中國以“體驗沙漠文化與本土文化”作為主題的蓮花酒店，也是開拓沙漠領域，坐落于內(nèi)蒙古響沙灣大漠黃沙中；崔健中發(fā)明了一種用納米纖維蓄水氈治理沙漠的設備，有效地保留沙漠的水分，讓在沙漠中的植物更容易生根存活；意大利潛水公司建造的世界上首個水下溫室等，充分開發(fā)海洋、沙漠可利用的建筑空間，減輕人們對土地空間的施加壓力，將是未來土木工程地域開拓的新目標。

（四）技術上的進步，成就未來土木工程的發(fā)展

現(xiàn)在已經(jīng)是信息化發(fā)展的新時代，未來信息技術將全面滲透在土木工程中，除了CAD繪制技術的提高外提升材料性能、優(yōu)化設計方案等方面也將要結合新技術，比如對工程的進度管理、工程施工、工程成本等數(shù)據(jù)的把控和分析。運用日益成熟的信息技術，最大化地提升經(jīng)濟效益。土木工程作為一個從古代一直發(fā)展到現(xiàn)代的長久行業(yè)，也從古代的傳統(tǒng)建筑技術不斷進步過渡到現(xiàn)代的建筑自動化、機械化、高效率。這些都是通過多少建設者不斷追求、奮進耕耘而來的。因此，土木工程的發(fā)展需努力，不斷創(chuàng)新，開拓進取。

到目前為止，土木工程建造者所建造出來的大多數(shù)的建筑都是一個被動的物體，以靜態(tài)的形式存在。這類建筑只能依靠自身的結構對周圍的環(huán)境，如臺風、冷空氣、沙塵暴等突發(fā)自然災害做被動的防御，不能自主、靈活地隨著環(huán)境的改變做出相應的應變策略。因此，主動控制技術將是未來土木工程發(fā)展的主要方向之一，研究人員將借助計算機技術研發(fā)出主動控制技術，讓未來的建筑物能夠根據(jù)周圍環(huán)境變化，采取相對應的防護措施。

（五）開發(fā)新的能源和節(jié)約資源將在未來的土木工程建設中實現(xiàn)

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展和實施人性化成為與之匹配的新要求，在未來的土木工程發(fā)展中，將更加合理地利用資源，并且開發(fā)新能源。

為了提高人們的生活質(zhì)量，未來的建筑設備也將設計得更加人性化。土木工程建筑在建造過程中，資源和能源的消耗是相當可怕的，對環(huán)境的破壞力不可小覷。推動可持續(xù)發(fā)展的今天，綠色發(fā)展是一個不得不重視的問題。然而，為了改善人們的生活環(huán)境、生活質(zhì)量，需要建設者在對土木工程建造時，做好節(jié)約資源、開發(fā)新能源，靈活運用廢棄物，達到變廢為寶，做好可持續(xù)發(fā)展。

在土木工程建筑中要有具體的、可持續(xù)的發(fā)展策略，并要求工程管理人員要有規(guī)化，設計出具體可行的方案，如制定出了一套有效的運作管理機制，或在整個工程周期，從工程的規(guī)劃和設計、基礎的開挖、整體的建造到建成后的運行、維護等，都要盡力去節(jié)約資源，減少對環(huán)境的污染，這也是未來土木工程發(fā)展的一個新的要求。例如，英國倫敦的生態(tài)社區(qū)BedZED，它是英國最經(jīng)典的綠色建筑，也被稱為可持續(xù)社區(qū)；青藏鐵路在開發(fā)中也采取全程封閉的措施，避免了固體廢物、噪音等污染。

土木工程是為了解決人們的衣食住行問題而衍生出來的新行業(yè)，它的發(fā)展不斷助推改革發(fā)展新步伐。在土木工程的未來發(fā)展中，當然要根據(jù)實際，采用科學技術，不斷科技創(chuàng)新，為人民謀利益，勾畫“美麗中國”新藍圖。