淺談土木工程

(華北水利水電大學土木與交通學院 河南 鄭州 450000)

引言

土木工程直接或間接的為人類生活、生產、軍事等方方面面提供了各種工程建設。從技術性質來看，土木工程涉及到勘測、設計、施工、管理等方面。簡單來講，土木工程是為滿足人類的“衣、食、住、行”而產生的一門應用型學科。由此，了解土木工程的發展史對該專業的前景展望起到了重要影響。

一、土木工程的發展

(一)古代土木工程。古代土木工程的時間大概從公元前5000年起的舊石器時期到17世紀中葉。古代土木工程有如下特點：(1)缺乏設計理論，施工過程很大程度上依靠實踐經驗；(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)社會經濟不發達，很多工程施工用具不能滿足人類的需求，工具簡單、無施工機械。

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

(二)近代土木工程。一般認為，近代土木工程的時間跨度為17世紀中葉到第二次世界大戰前后。這段時間，隨著人們對科學技術的認可，建筑材料實現了以天然材料為主到以人工材料為主的轉換[1]。同時，在這一時期的土木工程有了革命性的發展，逐漸形成為一門獨立的學科。這個時期的土木工程的發展有以下幾個特點：(1)科學的設計理論不斷地出現在大眾面前；(2)土木工程新型材料也相繼出現；(3)用于土木工程的施工機械及其施工技術也在不斷地變個更新；(4)土木工程的建筑規模逐漸變大，發展到了成熟階段。

近代土木工程的發展，為后期該專業在國際上的迅猛發展奠定了堅實的基礎。

(三)現代土木工程。現代土木工程時間起點定位在20世紀中葉。由于第二次世界大戰對近代土木工程在設計與建造理論等方面的快速發展與逐漸成熟的影響，在現代土木工程發展過程中，社會生產力出現了新的飛躍，現代科學技術突飛猛進，土木工程發展更加迅速。從世界范圍來看，現代土木工程為了滿足并適應社會經濟發展的需求，具有以下幾個特點：(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，即交通呈現高速化；(4)建筑材料質量變輕，強度變大，即材料變呈現輕質高強的特點；(5)隨著社會經濟能力的逐步提升，工程設施也開始采用大型機械；(6)現代科學信息傳遞速度大大加快，一些新理論和方法隨著計算機的普及而滲入了土木工程領域，即理論研究信息化[2]。

當今的土木工程，由于人們生活水平的提高，對建筑的使用和生產過程都有著很高的要求。公共建筑和住宅建筑對供水、供電、通風等現代生活的標準嚴格，工業建筑則是需要恒溫、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、柔性空間方向發展[3]。

二、土木工程中存在的問題

(一)施工前的問題。現實生活中存在很多的工程問題，大型項目需要考慮的內容更是數不勝數，就拿新通車的港珠澳大橋而言，施工前必然會對施工方案提出可行性論證，并進行勘探選址，對比得出最佳方案。在施工前如果對施工問題沒有一個清楚的認識，必然會造成材料浪費甚至是血的代價。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備工作和現場工程施工環節兩部分。如果在工程建設的籌備階段準備的不全面，將會導致現場施工過程的混亂，將可能無法對施工過程中可能出現的問題有所預案，沒法從一開始就對工程的可持續發展性加以評估[4]。由于現代科技不算十分發達，在施工過程中不免會對環境造成一定的污染，應特別注意施工現場粉塵含量級噪音分貝。

(三)施工結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出現一定的減弱以及材料的退化。比如：建筑物漏水、墻皮掉落、墻體出現裂縫等一些列問題。如果不能對這些問題進行及時的處理，必然會影響建筑物的耐久性和穩定性，進而減少建筑物的使用年限。

三、土木工程的發展展望

土木工程的發展不僅僅與當前社會的發展有關，并且還與人類的存亡有關。隨著網絡科技的不斷發展，科技技術也朝著人工智能方向邁出了腳步，智能機器人等人工智能無時無刻的不在改變世界。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，為了爭取生存，為了給我們的子孫后代留下一個可持續利用的自然環境，土木工程的未來將會向以下幾個方向發展：

(1)創新能源與技術。現如今的土木工程的大型機械都是用汽油柴油等傳統的能源，這些能源不但會嚴重污染環境，能源的消耗也足以讓人目瞪口呆。當科學技術取得進步，以后將可以直接利用電能、太陽能等來驅動這些大型機械。

(2)建筑結構優化。建筑形態變化無窮，其結構也各不相同。橋梁從最早的木橋到石橋，再到鐵索橋，后來又相繼出現了懸索橋、吊橋、獨塔自錨式懸索橋等。建筑的結構在不斷的改進和優化當中。

(3)土木工程材料創新。土木工程中的各種各樣的建筑材料今后將大力發展“輕質高強、綠色實用”的研制，金屬材料也將向高強度、耐腐蝕和耐火性能發展。

(4)土木工程向立體多層空間發展。科技的不斷進步，是人類可以嘗試以前認為不可能成功的事情。做出開天辟地的偉業已不再是夢想，土木工程今后不但會向高空發展，也會向地下和海洋發展。

四、結語

如上所述，土木工程是一門起源較早、歷史源遠流長且發展及其迅猛的學科之一，隨著現代科技的不斷進步，由于受到互聯網和高科技的影響，土木工程在各個領域也都有了矚目的成就。雖然有這樣的基礎做鋪墊，但是土木工程在今后的日子里依然存在很大的進步空間。建設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系，始終將保護環境放于首位，遵循自然及社會的發展規律，具有積極的創新精神，才能使土木工程走的更遠。