土木工程施工技术及创新初探

摘要：近些年以来，伴随着我国经济社会的飞速发展，建筑行业也迎来了发展的黄金时期。然而，在土木工程的施工过程中，安全事故频频发生并且呈现上升趋势。本文针对土木工程施工技术及创新进行研究。

关键词：土木工程；施工技术；创新

中图分类号：S969文献标识码： A

在土木工程建设中,工程实践经验先于理论,由于一些客观条件过于复杂,很难反映出室内实验和理论分析,除了工程实践揭示新问题。土木工程,确保材料不仅对人类生活、生产,并极大地促进科学技术的进步,与此同时,这是一个不断发展的学科,土木工程施工技术也扩散的新材料、新技术。

随着当今世界迈入信息化、智能化、产业化社会，各行各业都在寻求创新发展的途径，以防止被日益竞争激烈的市场所淘汰。近十多年来，我国建筑行业的整体发展速度十分惊人。其中，建筑工程施工技术进步幅度也比较大，主要表现为创新发展的模式。随着各类现代化生产管理技术更新换代，建筑工程施工管理的核心就表现为如何促进施工技术的创新以及逐步完善，来促进建筑工程项目经济效益及社会效益双重提升目标的同步实现。

一、土木工程的重要性

土木工程是一项复杂并且广泛的工作，它涉及到各个方面的内容与管理。土木工程是将所有的资源进行合理优化配置，从而保证整个工程能够按照规定时间完工。土木工程的全面性，为具体的施工工作提供了基础与指导性。健全完善的土木工程体系对于土木工程的施工具有重要作用。它以最佳的建筑施工模式和经济效益模式的结合，不仅保证土木工程施工的科学性与高质性，还能给建筑企业带来丰厚的经济效益，促进建筑行业尤其是土木建筑行业的不断发展与创新。土木工程施工的成败关键就在于一个完善的土木工程体系的指导与监督，而土木工程施工的质量管理又是整个土木工程的重中之重，成为核心与关键要素。因此，有效控制土木工程，成为土木工程施工的关键所在，它的重要性与不可或缺性是显而易见的，我们想要获得土木工程施工的工程效益与经济效益，土木工程是不容忽视的关键问题所在。

二、土木工程现状

1、我国土木工程历年来的建设成就

自改革开放以来，我国土木工程建筑行业一直保持着快速发展的速度，与现代科学技术的不断发展，我国的更紧密的与世界先进水平的建设，在过去，只有在发达国家有高层建筑，我国主要城市不断出现。据不完全统计，中国目前的水平超过100米高的建筑已经超过了500，200米或更多的高楼超过50多个建筑,超过300米高的高层建筑已经超过20个。

此外我国基础设施建设速度也引起了全世界的关注。我国已经建立了公路通车里程160万公里,其中包括30000公里的公路,中国铁路通车里程达到75000公里,总长度超过1000公里的青藏铁路是创造了世界,建筑的立面最困难的世界建筑奇迹,和日本的施正荣Haixia桥,海带桥在丹麦,法国诺曼底大桥人类建筑史的一个负载。

2、当前新型建筑材料的研发及实际应用情况

高新建材的使用造成的土木工程行业结构、设计理念和施工技术的大的变化。主要体现在应用钢纤维在优质水泥、玻璃纤维增强混凝土,如高分子浸渍混凝土应用的实际建设高新建筑材料。他们表现出快速硬化高新材料,强度高,重量轻,如传统的建筑材料和节能复合没有优势。

除了在大型建筑物经常使用玻璃幕墙材料也是新兴高科技产品,早期有钢化玻璃,现在更多的使用是一种多功能镀膜玻璃,双中空玻璃平板玻璃,等。自上世纪进入实用阶段,碳纤维材料也取得了重大突破,用碳纤维布加固混凝土构件多种加固方法,已进入实际应用阶段的实验阶段。这些高科技材料的直接结果是使用传统的土木工程结构,设计理论和施工有很大的变化。

3、预应力技术的应用发展情况

预应力技术,自1980年代以来,发展已进入一个新阶段。现在的大跨度公共建筑、大型会展中心和超高层建筑用来承受沉重的负荷转换结构、重梁和其他核心结构已经使用预应力作为一个关键技术。预应力技术解决问题在大型建筑物的设计和施工。此外,在公共场合道路基础设施如预应力技术也必须使用,解决高速公路路面混凝土开裂的技术,减少伸缩缝,提高道路的使用寿命,具有良好应用前景的影响。特殊用途,预应力技术也发展。深水石油钻井平台、桥梁和海岸防波堤通常用于预应力混凝土,比传统的混凝土抗裂性好,耐久性更好的优势,他们可以扮演传统的混凝土没有的有效性。

4、土木工程技术在地下建设中的应用

地下工程建设在我国近十年的发展,缩短与国外技术的差距。目前在20多个大中城市地铁系统规划和实施,通过这些项目的实施,我国地下空间技术得到了快速发展和提升。当前我国的地下工程施工方法已达到国际先进水平的主要覆盖瓦法,盾构法、沉管法、灌浆法、等,这些方法的使用在我国地下空间开发,和地下工程的实施提供了具体的实践经验。

三、土木工程施工技术创新的必要性

1、技术创新是社会进步的时代趋势 

    在大的环境市场经济的快速发展,我国的建筑行业也更加显著增长,但如果与西方发达国家相比,我国施工技术将显示严重滞后,特别是在施工技术的创新实践还有很大的提升空间。社会生产力水平的水平,是全面衡量一个社会,一个国家的进步和文明进步的基本规则。社会生产力的发展,一方面,为技术创新提供了经济和管理的基础,建筑业生产力的发展客观上说明了建筑行业的未来发展潜力和发展方向,另一方面,技术创新能促进社会生产力的发展,更快更好,两个相辅相成的关系。针对现阶段我国建筑工程建筑业技术创新的现状远远不能满足需求的社会生产力的发展,要解决的问题。因此,建筑工程施工单位的发展在未来,不断努力提高技术创新能力和技术进步,建设工程技术创新的主要方向。 

2、技术创新是经济时代的基本要求 

   科学技术和信息技术在生活的普及,一方面为建筑施工企业创造优质的产品提供了坚实的基础,另一方面导致大大增加技术创新的成本。经济、建筑施工企业正面临着知识经济、文化、政治、高速全面发展和进步。建筑工程施工技术创新的本质是经济的基本要求,建筑业作为一个有着悠久历史的传统产业,如果你想继续下去,我们必须寻求发展创新思路,寻求机会。创新的主要趋势是经济时代,任何人,任何行业都可以利用一个机会,而不是偏离,因此,技术创新是经济时代生活在建筑施工企业的基本要求。

3、技术创新是获取竞争优势的重要手段 

   目前,各行业竞争显示了一个白热化的趋势,在弱肉强食的时代背景下,如果你变得脆弱,将面临被淘汰的结果。建筑工程施工企业进入时,面临的市场竞争,如果盲目扩张,技术力量跟不上,智力资源分散,管理水平下降,专业水平降低,企业变得越来越弱,因此失去了竞争力。建筑工程施工企业需要认真思考未来的产业发展方向和应对竞争的策略。面对日益激烈的市场竞争,建筑工程施工企业获得可持续的竞争优势,实现快速发展,应坚持可持续发展为导向,通过技术创新,企业整体效益为目标,实现技术创新建设的目标在努力满足建筑市场的需求,与此同时,在市场调研和预测的发展,施工方法,人员绩效评估机制,培训和介绍,等,逐步建立适合施工企业实际需求和满足市场的需求自主技术创新机制,同时积极成果的应用在实践中建设的技术创新。

四、传统施工技术

1、地基基础施工

桩基础施工是地基基础施工的最主要方法，在设计时分为两类极限状态设计，分别是承载能力极限状态和正常使用极限状态。根据建筑规模、功能特征和对差异变形的适应性以及桩基问题可能造成建筑破坏或影响正常使用的程度，要按照不同的设计等级进行施工，具体参照《桩基施工规范》。按承载性状划分，基桩有两种类型，即摩擦型桩和端承型桩，摩擦型桩又分为摩擦桩和端承摩擦桩，端承桩又分为端承桩和摩擦端承桩。摩擦桩在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载是由桩侧摩阻承受，端阻力可以忽略; 端承摩擦桩在极限状态下，桩顶竖向荷载则是由桩侧阻力承受主要部分。

端承桩在极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力可以忽略不计; 摩擦端承桩则是由桩端阻力承受大部分的竖向荷载。按照成桩方法分类，还有非挤土桩、挤土桩和部分挤土桩三种，制作基桩的材料也不是单一的，主要分为木桩、混凝土桩、钢桩等，不同类型和不同材料桩的施工方案和适宜的基础亦有所不同。在桩基础施工中，首先要确定选择桩型。在桩基础施工中，不仅要主要单根桩的施工质量，还要综合考虑，特别是群桩基础，要考虑避免不均匀沉降。预制桩吊运时单吊点和双吊点的设置，按照吊点跨间正弯矩与吊点处的负弯矩相等的原则进行布置，同时要考虑预制桩吊运时可能会受到的冲击和振动。桩基础施工中钻孔灌注桩的主要步骤是: 桩定位放线、钻机就位并校正垂直度、钻孔清土、灌注并搅拌混凝土、制作安放钢筋笼、成桩验收并进行质量检验。

2、混凝土结构施工

按照施工中浇制混凝土的地点分为预制法和现浇法。预制法是在别处而非施工现场浇筑混凝土，预制混凝土以其低廉的成本、出色的性能，成为建筑业的新宠。在使用预制法施工时，要确保预制模的尺寸准确，并严格按照施工顺序进行。现浇法则是在施工现场支模浇筑混凝土，是大多数建筑物采用的方式，应用更早更广泛。预应力混凝土施工中，根据张拉预应力筋的顺序还分为先张法和后张法。

3、钢结构施工

钢结构施工的主要工作是构件的吊装，在施工前要切实做好准备工作，包括场地清理、道路修筑、基础准备、构件运输、检查装备等。钢构件运送先后顺序要按照施工顺序进行，构件运到现场后，应尽量存放在起吊位置，并用足够支承面的木枕垫底。吊装前应该核准构件标号、位置。并清除表面，摩擦面要保持干燥清洁。考虑到钢结构工程的特殊性，可能会在施工过程中用到氧气、乙炔类焊接工具，所以要准备灭火器谨防发生火灾。

五、土木施工技术创新

施工技术无论是在设计阶段还是在施工阶段，都具有非常重要的作用，往往决定设计者设计思想的实现与否。就施工本身而言，任何一个工程项目，其施工过程都受到地质条件、材料性能、荷载条件、现场条件、资源状况和气候条件的限制。要想发展新型的施工技术，实现创新，必须从这些限制方面着手，突破制约，实现优化。下面仅针对深基坑支挡技术新发展和新型预应力技术两方面进行探讨。

1、深基坑支挡技术发展

由于高层建筑的发展、抗震与人防的需要和地下空间利用的需求，再加上大型深埋设备基础的施工，深基坑支挡问题越来越多。在这些需求和障碍的促进下，深基坑支挡技术在下面两个方面得到了较大的发展，实现是施工技术的创新。第一，桩、桩—锚支挡体系。对于开挖深度大、坑壁土质差的情况，通常采用灌注桩—预应力锚杆体系。引进的套管水冲法成锚工艺适用于地下水位上下的各种类型的土层，但效率不尽人意。第二，支挡与承重结构一体化。用于临时支挡的桩或者地下连续墙和永久性的柱、地下室墙一体化后，施工速度得到提高，投资效果得到加强，资源得到节约，得到良好的技术经济效益。另外，钻孔灌注桩施工中更加先进的施工工艺—旋挖已经投入使用，使成孔质量得到保证，减小认为不确定因素对施工质量的影响。

2、新型预应力技术

体外预应力作为后张预应力体系的重要分支之一，是预应力施工技术的发展和创新，是近年来的热点。顾名思义，体外预应力是指预应力筋布置在混凝土截面外的预应力，与传统的布置于构件截面内的预应力筋，所提供的有粘结或者无粘结预应力相对应。体外预应力现阶段主要应用在特种结构、预应力混凝土桥梁和大跨度建筑工程结构中，形成了两种主要体系。体系一是有粘结体外预应力体系，优点是预应力摩擦损失小，因为孔道管在结构体外，容易检查和控制管道的铺设质量及其水密性; 体系二是无粘结体外预应力体系，优点是可采用单根张拉工艺，易于操作，且单根无粘结筋的摩擦损失极小。体外预应力相对于传统预应力体系有很多优点，对工程经济效益有积极影响。

结语：

土木工程建设是一个综合的大工程，且对安全性要求高，因为这联系着人们的生命财产安全，因而施工技术至关重要。在土木工程施工过程中，还存在一定的问题，比如理论研究不能适应工程建设的需要，缺少验收标准和规范，管理体制问题等。要想解决这些问题，其中一个办法就是发展施工技术，在过去的土木工程建设中，人们总结了大量宝贵的经验，也在教训中得到启示，因而施工技术也在不断发展和创新，这将给加快土木工程发展很大的帮助。

参考文献：

[1]．尚亚伟，应巍 ．土木工程施工技术发展与展望［J］．土木建筑学术文库，2011.

[2]．张云杰．土木工程现场施工安全控制办法[M]．2011

[3]．刁立明 ．浅析当前我国土木工程施工技术存在的问题与发展［J］．华章，2011.