常永林
摘 要:隨著科學技術的進步和工程實踐的發展,土木工程這個學科也已發展成為內涵廣泛、門類眾多、結構復雜的綜合體系。由于土木工程施工技術直接關系著建筑工程的綜合質量,并因此影響著人們的生命健康和財產安全,所以在人類社會不斷發展的過程中必須對其充分的重視。本文主要分析了土木工程施工技術及未來發展趨勢。
關鍵詞:土木工程;施工;技術
1 土木工程施工技術的發展歷史
土木工程是各種工程設施建造的統稱,它既包括測量、設計和施工等各項技術活動,也包括房屋、橋梁和道路等各種工程設施。土木工程的發展歷史可以追溯到人類文明的開始,早在新石器時代,人類就已經會建造簡單的房屋來為自己遮風擋雨。后來隨著人類文明的進步,特別是當人類迎來了工業革命,各種科學技術都得到飛速發展,土木工程的施工技術也搭上了工業革命的列車,這就使得土木工程施工技術也進入了飛速發展的時期。發展到如今,土木工程已經是全球各大工科院校的必備課程之一,它的大型綜合性學科地位已經被全世界所認可。我國的土木工程起步晚、起點低,在解放之前和解放初期,由于我國的國力衰弱,在科技文化等方面遠遠落后于西方國家,造成我國國內的各大著名建筑也大都是由外國工程師設計建造,直到上世紀七八十年代,實行改革開放后,我國的國力和科學技術實力迅速上升,土木工程技術也得到飛速發展。現在我國的土木工程施工技術已經相當成熟,在某些領域國際領先,這是我國土木工程師的驕傲,也是我們全中國人的驕傲。
2 土木工程施工技術研究
2.1 深基坑施工技術
現代土木工程施工中,城市高層建筑如雨后春筍般拔起,高層建筑對抗震。地下空間的發掘利用,因此施工過程中對深基坑支擋的技術要求越來越高。深基坑支擋技術在土木工程施工的需求下,在施工技術上有較大的發展和創新。深基坑支擋技術的創新之一是樁錨支擋體系的應用。對于深掘深度較深的土建施工,如果土建施工中的地質條件較差,土質酥松、坑壁土質密度不高,通常采用預應力錨桿和灌注樁體系。針對地下水位上下的不同類型的圖層宜采用引進的套管水沖法成錨工藝。土木工程施工中,許多臨時支擋的加固樁或地下支撐墻或永久性的支擋樁或支擋柱可以實施支擋與承重一體化的支擋技術方案,一體化的承重與支擋系統既能夠滿足支擋的需要和承重要求,又能夠提高施工速度,節約資源、能源,提高建筑施工工程的社會經濟效益。
2.2 軟土地基施工與石方爆破施工
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很明顯的特點。在施工作業的時候,如果操作不當,那么路基或建筑物的地基會產生失穩或嚴重下沉,這時候,建筑物會被破壞,嚴重者甚至無法正常使用,就必須對其進行加固措施。砂樁擠密法、深層攪拌法、堆載預壓法、強夯法、振沖法、化學法、換土墊層法等方法都是加固的方法。對于在開挖的時候遇到了巖石這種環境時,土石方爆破施工是最適合不過的。這種施工方式是針對施工現場地下障礙物的清除、舊建筑物和構筑物的拆除等。打孔放藥、引爆、排渣是土石方爆破施工的工序。對于這種施工方式,其特點是低費用,高效率,但也有震動和粉塵危害等特點。采用靜力破碎等配合施工工藝可以拆除舊建筑物和構筑物,此拆除是在低震動、低粉塵、無公害的情況下進行。
2.3 灌注樁施工與墩式基礎施工
2.3.1 在施工現場的樁位處用機械或人工成孔,接著把鋼筋籠、澆筑混凝土(或者直接澆筑混凝土)放進孔內,這種施工方法是灌注樁施工。人工成孔、爆擴成孔、泥漿護壁成孔、套管成孔、干作業成孔等都是其成孔工藝。此種工藝能適應地層的變化、施工時振動小、噪聲低、工藝要求較高、施工后混凝土需要養護且不能立即承受荷載等都是其特點。
2.3.2 大直徑基礎是由人工或機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。現階段,在我國,挖孔經常是采用人工的,所以又有另一個稱呼此工程,叫做大直徑人工挖孔樁。端部直接支撐在巖石或堅硬土層上,樁的強度和剛度都很大,有較大的承載能力這些都是墩式基礎的特點。
2.3.3 沉井基礎施工
刃腳、井筒、內隔墻等組成的呈圓形或矩形的筒狀鋼筋混凝土結構就是沉井,一般是用在水泵站、超高層建筑物、橋墩、取水結構、重型設備基礎等。首先會制作井筒,接著在井筒內挖土,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。
2.3.4 預應力混凝土工程施工
截面小、剛度大、抗裂性和耐久性好是預應力混凝土的結構特點。它能充分發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用。先張法施工、后張法施工和粘結預應力施工是預應力混凝土工程施工的三種具體方法。先張拉預應力鋼筋,然后再澆筑混凝土構件的一種施工方法主要施工過程是在澆筑混凝土構件之前,張拉預應力鋼筋并將其臨時錨固在臺座或鋼模上,然后澆筑混凝土構件,待混凝土到達一定強度、混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結力后,放松預應力鋼筋,借助混凝土與預應力鋼筋之間的粘結,使混凝土產生預壓應力。后張法施工:是先制作混凝土構件后張拉預應力鋼筋的一種施工方法,要施工過程:先制作混凝土構件并預留孔道,待混凝土達到一定強度后,將預應力鋼筋傳入孔道,利用張拉機具張拉預應力鋼筋,然后用錨具將預應力鋼筋錨固在構件端部,最后進行孔道灌漿。粘結預應力施工:是在后張法基礎上發展起來,要施工過程:采用表面有涂料、外面包有塑料套管的預應力筋,鋪設在模板內,然后澆筑混凝土,待混凝土到達設計要求的強度后,再進行預應力筋的張拉、錨固。
結束語
綜上所述,在近幾十年里,雖然土木工程施工技術迅猛的發展,但是目前仍以手工操作、半機械作業為主的土木工程進行施工,相比其他產業的部門,勞動效率遠遠低下,仍然是屬于勞動力密集型的產業。對于發展現代土木工程施工技術的方向,不僅要滿足當前土木工程建設的需要和相匹配的施工技術的需要,而且要向機械化、智能化、高質量、高技術含量、高效率、無公害、信息化的方向發展。