土木工程施工技術的創新方向探究

袁唐中

（江蘇連云港港物流控股有限公司，江蘇 連云港 222000）

1 土木工程概述

土木工程一般體量較龐大、施工周期較長、施工環境較復雜，有些路橋類工程項目施工工期可能長達5年以上，這導致了土木工程在施工過程中，其施工技術環境在不斷發展變化，促使土木工程按照施工流程和施工環境將體量龐大的工程細分為幾期或幾個子工程，這些子工程既可能按序排隊施工，也可能同步施工。因此，導致土木工程施工方案設計階段涉及的前期施工環境調查、相關數據分析難度較大。

2 土木工程建設施工的重要意義

隨著社會的不斷發展，越來越多的行業開始重視技術創新，并且多數企業為了能在同行業中獲得更多發展機遇，也開始在原有的基礎上積極尋找企業發展的新模式。對于土木工程建設而言，需要對原有的技術進行改進和創新，提高企業核心競爭力，并且在提升企業技術水平的同時，也使企業經濟效益和社會效益最大化。目前，雖然我國土木建筑技術的創新性已獲得一定成效，但在許多方面仍存在明顯缺陷，影響企業實現經濟效益和社會效益共同提升。在這種情況下，積極引進先進技術，并對自身原有的技術進行改善，將創新技術管理意識融入技術創新中，對于土木工程建設水平的提升具有非常重要的作用。創新技術管理理念在土木工程建設中的融入給予決策者更準確的指導，提高了決策的準確性，同時，也使整個工程更有序地開展，能夠在規定的時間內高質量完成工程，并減少原材料的浪費，節省整個土木工程建設的成本支出，一定程度上提高了工程的經濟效益。與此同時，創新技術管理理念的應用也使所有參與工程的工作人員開始重視施工安全，并將安全意識融入每一工序中，減少了因人員安全隱患而影響工程開展的問題，并且提高了工程人員配備的科學性和合理性，加強了機械設備的日常維護和檢修，降低了因機械設備問題而阻礙工程順利開展的問題。此外，土木工程建設還積極響應我國綠色環保的號召，提高了整項工程節能環保意識，一定程度上也提高了土木工程建設的經濟效益。

3 土木工程施工技術創新方向建議

3.1 計算機技術在土木工程施工技術中的應用

土木工程項目一般會按照施工流程及施工環境劃分為幾個子項目，這些子項目分別根據自身施工范圍、施工環境和施工工期要求，設計具體的施工方案，而各子項目的施工方案還要保證相互協調，不會出現先后順序或資源占用等方面的沖突，這就需要在設計各子項目施工方案時進行大量的施工環境勘測、氣候觀察、成本預估、建材性能測試等施工準備工作。這些工作涉及大量的數據，這些數據又分屬于地質、氣候、物理、化學、財務管理等不同學科，要綜合這些不同學科的數據信息，給出一套最佳施工方案的難度較大。這時，借助于計算機優秀的數據處理能力，就能快速高效地完成數據收集、量化、分析工作。隨著計算機技術的快速發展，針對土木工程施工設計的設計類計算機軟件開發成果顯著。目前，各類土木工程都有與之匹配的較為成熟的專業應用軟件，如橋梁博士，能對橋梁結構設計進行細節數據分析，通過輸入設計參數，生產3D路橋模型，方便設計人員更直觀地通過觀察模型整體結構和路橋線路規劃，實時修改模型，然后借助軟件功能將修改后的模型重新生產設計參數。

3.2 新型建筑材料的研發與應用

近幾年，我國新型環保建材生產技術創新成效顯著，混凝土、板材、鋼結構、建筑用鋼化玻璃等常用土木工程建材都新出了幾種高性能新型材料。但目前國內土木工程對新型建材的應用技術并不成熟，新型建材的應用范圍也不廣泛。鑒于這一情況，我國應進一步加大對新型建材適用性和實用性等方面的生產技術研發和創新，建材生產企業也應積極與施工企業加深合作關系，將更多的研發資金用于新型建材的優化和研發。土木工程施工企業也可通過投資建材生產企業的新型建材研發項目，獲得更先進、成熟的高性能新型建材資源供應，真正形成互利互惠的新型建材研發與應用模式。同時，國家也可出臺一系列新型環保建材生產、應用的扶持政策，鼓勵施工企業積極嘗試應用技術相對成熟的新型建材。

3.3 施工技術的優化和創新

施工技術的創新主要分為原有技術的優化和新型施工技術、新型建材的搭配兩方面，隨著國內土木工程施工相關建筑材料和建筑施工設備生產技術的不斷創新與發展，原有的常用建筑材料和傳統施工技術已逐漸失去了性價比優勢，再加上近幾年人們對土木工程施工質量的關注，傳統施工技術已不能滿足一些規模龐大、工程施工環境復雜的土木工程的施工技術需求。因此，一方面可在原有成熟的傳統施工技術基礎上，針對現有施工技術問題進行對應的技術優化；另一方面，土木工程施工企業應重視作為企業核心競爭力的施工技術，積極嘗試新型建材和新型施工設備，使企業在施工技術創新方面緊跟時代步伐，快速掌握科學應用新型建材的新型施工技術。

4 土木工程施工技術相關創新方案

4.1 BIM技術在施工方案設計方面的創新應用

BIM技術是利用計算機數字技術的數據處理能力，將建筑施工方案建立數據模型，并通過數據模型生成立體模型，向施工方案設計人員更直觀地呈現現階段施工方案生成的建筑結構。同時，施工方案設計人員可在三維建筑模型中加入施工工期、施工成本等更多相關因素，使三維建筑模型根據施工工期和施工成本動態變化，通過五維建筑模型演變的方式模擬施工流程，綜合考慮成本管理、技術管理、工期管理等多方面因素，完善現有的施工方案。借助BIM技術隨時將施工方案從數據形式轉換為平面圖紙形式，再借助三維模型技術生成立體模型。并且設計人員在修改模型投影面的平面、里面、剖面、三維視圖、參數明細表等時，這些修改也會動態地反映在施工方案的其它表現上，通過對三維建筑模型的細節優化，得到各施工流程更完備的施工平面圖紙和施工技術指導書，使施工方案的優化和調整工作變得更加準確、高效。

4.2 新型環保建材在土木工程建設中的應用

近幾年，人們越來越重視建筑行業的生態發展，提倡使用更環保的新型建材。目前，國內應用較為成熟的新型建材較多，而新型環保建材的應用一般都需要搭配與之匹配的新型土木工程施工技術。近幾年，國內土木工程裝配式施工技術逐漸成熟，裝配式施工過程中所用的各類結構構件的節能環保創新成效顯著。如強度在400MPa的新型鋼筋建材，能在保證混凝土澆筑過程和建筑結構強度的同時，盡可能地減少鋼筋用量，鋼結構構件后期養護工作相較于傳統土木結構成本較低，鋼結構余料還能回收利用，總體建材成本顯著低于傳統土木結構。再比如，與新型模架技術配套的鋁模技術相較于傳統土木工程模架技術，明顯具備自重輕、裝拆快、精度高等優勢，顯著提升各類結構構件的混凝土澆筑施工效率。另外，采用高性能混凝土建材，也能顯著提升鋼筋混凝土結構建筑的使用壽命，降低施工成本。例如，采用外加劑和添加礦物細摻料等方式改善傳統混凝土原料的物理強度和化學穩定性，能顯著降低工程造價，提高工程建筑使用壽命。再比如，在混凝土材料調配過程中，在不影響混凝土材料性能的情況下，加入一些防火保溫材料，是混凝土結構兼具結構承重和墻體保溫的雙重功效，降低工程整體造價。

4.3 鉆孔灌注樁技術在土木工程建設中的應用

鉆孔灌注樁技術是通過機械鉆孔，現場向孔中澆筑混凝土，形成圓柱形樁柱。近幾年，鉆孔機械設備創新、鉆孔樁施工設計創新和鉆孔灌注樁鉆孔后注漿施工技術創新，都使鉆孔灌注樁技術應用實踐體系相對成熟。國內許多路橋工程已開始廣泛應用鉆孔灌注樁技術解決承載力低等傳統樁柱技術問題。雖然目前鉆孔灌注樁技術在應用層面優勢顯著，但同樣存在明顯的應用技術缺陷，如樁底沉渣較難控制、施工時噪音污染較大、施工進程較難控制等問題。因此，鉆孔灌注樁技術這一類型的新型施工技術的進步空間較大，應用價值較高，值得施工企業和建材設備生產企業加大對新施工技術開發和應用的資源投入。

5 結語

隨著我國建筑業的快速發展，原有的土木工程施工技術已不適應形勢發展的需要，土木工程施工技術創新勢在必行。計算機技術應用、新型建材和新型施工技術已成為土木工程施工技術的創新方向，建筑施工企業要積極探索并掌握先進的土木工程施工技術，才能有效提升核心競爭力，在市場競爭中立于不敗之地。