土木工程建筑施工技術與創新的研究

李冰

(山西一建集團有限公司，山西 太原 030032)

當前在社會經濟不斷快速發展的背景下，人們的生活水平相較于過去顯著改善，因此對建筑工程有了更高的要求。作為建筑工程的重要環節，在土木工程建設中采用怎樣的施工技術，是滿足人們要求，以及影響同步工程在新時期進一步發展的主要因素。對此，相關企業以及人員都要正確看待土木工程建筑施工技術創新，應明確目前的技術特點以及發展現狀，以及當前在土木工程建設中主要使用的幾種施工技術，然后再積極開展創新。

1 土木工程建筑施工技術概述

1.1 技術特點

在土木工程的建筑施工技術當中，其特點主要體現在具有較強的包容性和多樣性，同時工程不同，其特點會有一定差別，因此在每個土木工程中都會應用不一樣的技術手段，另外由于不同建筑工程也會有相應的要求和用途，也會影響技術的選擇和使用，這些都賦予了土木工程施工技術多樣性和包容性的特征。這表示在土木工程施工中應充分結合實際情況選擇施工技術，并且要對環境影響進行充分考慮，以此確保各類施工技術的合理性和有效性。我國是發展中國家，很多項目都需要建設，發展土木工程技術也是為了發展國家經濟，而且土木工程和社會發展以及社會福利等都具有密切聯系，因此不斷提升土木工程建設技術水平的過程中，需要將各類型建筑項目的作用充分發揮。由此可以得知，土木工程的技術重點和特點主要體現在以下幾個方面。第一是應用土木工程建筑施工技術過程中，需要充分結合工程特點，并且對工程進行分級和分類。分級共有大、中、小三個等級，分類共有商業、工業、軍事、民用、社會等五大類，然后才能結合相應的分級和分類靈活使用各種土木工程建筑技術手段。第二是當前土木工程建筑施工技術在每一項分類中都有很大的方向差異，我國對此也非常重視，并且一直在推動土木工程建筑施工技術的專業化發展，比如很多高校都有土木工程的相關專業和完善的教學體系，為土木工程在新時期的發展提供了有力保障。第三是土木工程建筑施工技術具有巨大的發展空間和研究空間，因此在應用傳統土木工程生物技術的同時需要不斷開展創新。

1.2 發展現狀

建筑工程是國家的支柱產業，對多個領域的發展都具有直接影響。而作為建筑工程的核心，土木工程如果存在技術方面的問題，那么必將導致工程建設無法順利完成，并且會埋下特別嚴重的安全隱患。當前我國建筑行業的整體發展態勢較好，但在土木工程建筑施工技術方面仍然存在一些問題需要解決，具體有以下幾個方面。第一是技術水平還有待提升，當前我國建筑工程的快速發展是以量為基礎的，而在新的發展時期，我國要推行高質化發展，因此對土木工程而言，應提升技術水平，從而將量變轉變為質變。第二是土木工程施工技術的理念和體系有待改善，正因為我國是發展中國家，各個行業的發展都和土木工程具有直接聯系，因此需要將所有行業的發展和通過工程聯系在一起，從而建立完善的技術體系，并不斷開展理念創新，這樣土木工程技術水平的提升才能夠得到充分保障。第三是當前的土木工程建筑施工中所采用的技術仍然比較傳統，在創新性方面還有待提升，對我國的可持續發展造成了一定限制。第四是當前土木工程建筑技術的標準還有待完善，以至于還不能實現大范圍的應用，另外準備不足、缺乏明確目標的情況也比較普遍。以上都嚴重影響了土木工程建筑技術的創新，對此還需提高重視并積極做出改進。

2 土木工程建筑施工技術與創新

2.1 地基基礎施工技術

當今在我國的土木工程施工技術當中，所采用的地基基礎施工技術仍然以樁基礎施工為主，作用是提升地基基礎的承載能力極限和正常使用極限。在樁的類型中，依據成樁形狀可分為摩擦樁和端承樁，摩擦樁可進一步細分為摩擦樁和端承摩擦樁，端承樁可進一步細分為端承樁和摩擦端承樁。其中摩擦樁的特點是在達到極限承載狀態時，樁體側部的摩擦阻力可以承受來自頂部的豎向荷載，同時忽略端部阻力。端承摩擦樁的特點是，達到極限承載狀態時由樁體的側部承擔大部分來自樁頂的豎向荷載。端承樁的特點是，當達到極限承載狀態時，樁端阻力會承受來自頂部的豎向荷載，同時忽略樁側部阻力。摩擦端承樁的特點是在極限承載狀態下，豎向荷載主要有樁端阻力承受。根據成樁方法，可以將樁分為非基礎樁、基礎樁和部分基礎樁等三種類型，并且可根據材料類型做進一步劃分，比如木樁、混凝土樁、鋼樁。材料和類型不同，所采用的施工方案以及技術手段、施工要求等都會有很大差別，施工過程中需要以單根樁體的質量對具體樁型加以確定，然后結合所有樁體以及施工條件、要求等進行全面考慮。在施工過程中還要避充分考慮到樁體的沉降問題，從而有效避免樁體因為發生過度沉降而導致無法有效承載來自上部的壓力。另外在樁基礎施工中，如果采用鉆孔灌注樁的施工方案，必須明確施工步驟，比如定位放線、鉆孔布置、樁體的選擇、鉆孔清理、混凝土配制、灌注等諸多內容。

關于地基施工技術創新，目前以深基坑支護技術為主，這項技術的性能特點有以下三個方面。第一是可以將錨和樁充分結合，從而形成一個整體的支護系統。第二是可以組合承重結構和支護結構。第三是有利于提升基礎承載能力。開展技術創新過程中，必須以不同地區的地質條件為基礎，尤其對一些地質條件較差的地區，應用過程中可以充分結合錨和樁，利用錨套管以及灌注裝開展基礎施工。另外在地下連續墻的施工中，可充分利用承重結構以及支撐結構的組合，而且這項技術在土木工程施工中不僅可用于臨時支撐，在永久支撐的施工當中作用也極為明顯，對施工效率、安全性以及工程質量的提升都具有積極推動作用，更有利于控制施工成本。過程中可以使用旋挖技術，這樣技術的優勢是成孔質量可充分保障。而且不良因素對施工質量的影響比較輕。

2.2 鋼結構施工技術

土木工程建筑施工中，傳統的鋼結構施工技術以吊裝構件為主，其施工流程如下。首先正式開始施工之前應將一切準備工作做好，比如清理施工場地、修筑施工道路、做好基礎施工、檢查吊裝設備，然后才能將構件運輸到施工現場。其次，在正式施工中需要詳細的工序流程，比如依據施工順序將鋼結構構件運至施工現場，然后放置在吊裝位置附近，放置過程中要注意應在鋼結構高架底部墊上木枕，目的是保護構件，避免其和地面接觸。正式開始吊裝之前應對構件進行一次全面檢查，包括構件的規格、標號，然后清理構件，確認不存在任何問題后開始吊裝。最后，由于在安裝鋼結構過程中會使用螺紋連接、焊接等多種連接方式，其中焊接需要用到氧氣、乙炔等工具，因此現場必須具備完善的火災防范方案，比如準備滅火器、消防水管等。

關于鋼結構施工技術的創新，目前鋼結構施工技術創新主要以大跨度鋼結構施工技術為主，這項技術有高墻厚鋼板工地焊接技術、大型網殼鋼結構安裝技術、大跨度空間鋼結構臨時支撐卸載技術、大跨度鋼結構計算機控制液壓提升安裝技術等。以高墻厚鋼板工地焊接技術為例，應用過程中首先要明確技術指標，包括規格、質量、硬度等多項內容，其中鋼板的最小厚度為40mm。這項技術一般在高層建筑的鋼結構，或者大跨度廠房以及大型公共建筑中進行應用。以某體育場為例，該體育場在建設過程中使用的鋼結構厚度為110mm，型號為Q460E-35，高墻厚鋼板焊接方法是二氧化碳氣體保護焊，這種焊接方法的技術優勢是焊絲熔敷速度比較快，電流密度大，相較于焊條電弧焊以的優勢非常明顯，可顯著提升施工效率。在焊接工藝的選擇上，首先確定了破口形式為K型坡口，具體如圖1所示。接下來進行安全檢查，具體有檢查焊接設備的工作狀態、電流表的工作狀態以及電壓指示、二氧化碳流量計、現場工作環境等。做好一些準備工作之后進行預熱，由于該工程處于南方，因此預熱溫度設定在150℃～180℃之間，并且在焊接結束后要處理后熱。焊接過程中所采用的加熱方式為火焰均勻加熱，加熱區域是焊接部位兩側的100mm～150mm，當加熱溫度達到60℃時將火焰加熱替換為電加熱，達到標準溫度后開始焊接焊。接施工結束后檢查施工質量，確定施工質量滿足要求后正式結束施工。

圖1 焊接坡口形式

2.3 混凝土結構施工技術

傳統的土木工程施工技術中，混凝土結構施工技術以現澆混凝土為主，現場澆筑混凝土需要進行模板制作、固定、混凝土配制、澆筑、振搗等操作，澆筑完成后還需要進行養護，整體施工流程比較復雜，對相關人員的操作水平也比較高。另外在混凝土結構中還可以采用預制法，也就是在工廠提前制作混凝土構件，然后將構件運至施工現場進行組裝。當前這種方式的應用范圍正在不斷拓展，且已經獲得了業內一致好評，但采用預制法開展混凝土結構施工對技術水平的要求更高，而且在我國一些經濟欠發達地區這種方法目前還不適用。

關于混凝土施工技術創新，有清水混凝土施工技術和鋼纖維混凝土施工新材料兩個方面。其中清水混凝土施工技術指的是，在原有現澆混凝土結構的表面進行施工，這項技術的優勢是具有較低的使用成本，而且操作流程比較簡單，可以令整個工程的質量得到進一步提升，另外還具備一定的裝飾功能。這項技術在高層建筑但施工當中應用比較廣泛，實際應用過程中重視的是一次成型，然后在表面需要均勻涂抹一層透明保護劑。以我國的遼河美術館為例，該美術館是我國首個應用清水混凝土施工技術的建筑(見圖2)。鋼纖維混凝土使用新材料指的是要以建筑物的實用性為基礎，然后通過新的材料提升建筑物各項性能，從而滿足人們對建筑越來越高的審美要求，另外也可以令建筑具備藝術氣息。將鋼纖維加入到混凝土中從而形成新材料，目前已經研究成功，這項技術令我國傳統混凝土材料的很多性能都得到了顯著改善，比如混凝土結構的抗剪性、抗裂性以及耐久性等，可通過鋼纖維混凝土材料得到顯著提升，而且還能夠明顯增強混凝土結構的抗沖擊力，因此特別適用于一些容易發生地震等嚴重自然災害的地區。

圖2 遼河美術館

2.4 防水施工技術

這項技術在土木工程的施工建筑施工技術創新中也是非常重要的內容，當前的防水施工技術共有兩個發展方向，第一是冷作業防水，也是我國目前防水施工技術的主要發展方向(如圖3所示)。這項技術以各類防水材料為基礎，當前我國能夠自主生產的防水材料有聚氯乙烯防水卷材、sbs改性瀝青防水卷材、聚氨酯涂料等，各類材料的防水性能已經處于世界前列。關于防水混凝土結構，主要是調整混凝土結構的密實性，從而提升防水性能，這項技術一般在地下室、水池等建筑類型中比較常用，優勢是承重性能比較優秀，而且能夠抵抗多種關于混凝土結構的病害。

圖3 冷防水作業

2.5 理念創新

在土木工程建筑施工技術的創新中，堅持理論創新也是非常重要的內容，尤其在社會經濟不斷發展的背景下，生態環境遭受的影響越來越大，因此創新建筑施工技術必須落實節能減排理念，將綠色環保貫徹到底然后在開展相應的技術創新。比如在選擇施工材料時，應以低污染、可回收的材料為主，另外還要優化建筑結構形式，使建筑能夠充分利用自然界的光能、風能等可再生資源，這樣就能夠有效減少對各類不可再生資源的消耗。

另外在我國建筑行業的發展中，突破瓶頸限制、不斷提高企業經濟效益、促進企業在新時期的可持續發展是整個行業都十分關注的內容，尤其對我國的民營企業而言，積極開展技術創新、不斷提升科學技術水平對企業的發展非常有利，同時對我國建筑行業的發展也具有很大幫助。另外創新土木工程施工技術還需要充分利用現代科技手段，比如可通過信息技術建立關于通過工程建筑施工技術的信息平臺，以此促進信息共享。另外開展技術創新的過程中也要進一步提升機械化水平，比如利用機械設備組裝腳手架，以此進一步提升整個工程的效率。同時相關企業應對土木工程的未來發展方向加以明確，對此筆者提出了以下兩點建議。首先是先進技術優勢，也就是創新土木工程建筑施工技術過程中要采用當前最先進的技術手段，應確保新技術能夠在真實的建筑工程施工中得到應用。其次是推動土木工程建筑施工的工業化發展，當前我國的工業化水平正在快速提升，但工業和建筑業的聯系并不是特別緊密，雖然當前也會在工廠中加工用于建筑施工的預制構件，但這項技術仍然在發展，而且并不適合大范圍推廣，另外我國建筑行業還無法全面應用。另外集約化生產不適用土木工程建筑，因此當前仍然要以傳統生產方式為主，令工業化、產業化等受到了極大限制，這表示在創新過程中仍然需要對這方面進行加強。

3 結語

綜上所述，開展新時期的土木工程建筑施工，必須加強對各類傳統技術的應用，然后在傳統技術基礎上積極開展創新，以此才能不斷提升建筑工程的施工質量，促進我國建筑行業的可持續發展。筆者對此做了簡要闡述，希望可以為相關企業及人員提供一些價值的參考，最終達到進一步增強土木工程建筑施工在國家經濟建設中作用的目的。