土木工程建筑施工技術(shù)與創(chuàng)新的研究

李冰

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030032)

當(dāng)前在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷快速發(fā)展的背景下，人們的生活水平相較于過去顯著改善，因此對(duì)建筑工程有了更高的要求。作為建筑工程的重要環(huán)節(jié)，在土木工程建設(shè)中采用怎樣的施工技術(shù)，是滿足人們要求，以及影響同步工程在新時(shí)期進(jìn)一步發(fā)展的主要因素。對(duì)此，相關(guān)企業(yè)以及人員都要正確看待土木工程建筑施工技術(shù)創(chuàng)新，應(yīng)明確目前的技術(shù)特點(diǎn)以及發(fā)展現(xiàn)狀，以及當(dāng)前在土木工程建設(shè)中主要使用的幾種施工技術(shù)，然后再積極開展創(chuàng)新。

1 土木工程建筑施工技術(shù)概述

1.1 技術(shù)特點(diǎn)

在土木工程的建筑施工技術(shù)當(dāng)中，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在具有較強(qiáng)的包容性和多樣性，同時(shí)工程不同，其特點(diǎn)會(huì)有一定差別，因此在每個(gè)土木工程中都會(huì)應(yīng)用不一樣的技術(shù)手段，另外由于不同建筑工程也會(huì)有相應(yīng)的要求和用途，也會(huì)影響技術(shù)的選擇和使用，這些都賦予了土木工程施工技術(shù)多樣性和包容性的特征。這表示在土木工程施工中應(yīng)充分結(jié)合實(shí)際情況選擇施工技術(shù)，并且要對(duì)環(huán)境影響進(jìn)行充分考慮，以此確保各類施工技術(shù)的合理性和有效性。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，很多項(xiàng)目都需要建設(shè)，發(fā)展土木工程技術(shù)也是為了發(fā)展國(guó)家經(jīng)濟(jì)，而且土木工程和社會(huì)發(fā)展以及社會(huì)福利等都具有密切聯(lián)系，因此不斷提升土木工程建設(shè)技術(shù)水平的過程中，需要將各類型建筑項(xiàng)目的作用充分發(fā)揮。由此可以得知，土木工程的技術(shù)重點(diǎn)和特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一是應(yīng)用土木工程建筑施工技術(shù)過程中，需要充分結(jié)合工程特點(diǎn)，并且對(duì)工程進(jìn)行分級(jí)和分類。分級(jí)共有大、中、小三個(gè)等級(jí)，分類共有商業(yè)、工業(yè)、軍事、民用、社會(huì)等五大類，然后才能結(jié)合相應(yīng)的分級(jí)和分類靈活使用各種土木工程建筑技術(shù)手段。第二是當(dāng)前土木工程建筑施工技術(shù)在每一項(xiàng)分類中都有很大的方向差異，我國(guó)對(duì)此也非常重視，并且一直在推動(dòng)土木工程建筑施工技術(shù)的專業(yè)化發(fā)展，比如很多高校都有土木工程的相關(guān)專業(yè)和完善的教學(xué)體系，為土木工程在新時(shí)期的發(fā)展提供了有力保障。第三是土木工程建筑施工技術(shù)具有巨大的發(fā)展空間和研究空間，因此在應(yīng)用傳統(tǒng)土木工程生物技術(shù)的同時(shí)需要不斷開展創(chuàng)新。

1.2 發(fā)展現(xiàn)狀

建筑工程是國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)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(shù)方面的問題，那么必將導(dǎo)致工程建設(shè)無法順利完成，并且會(huì)埋下特別嚴(yán)重的安全隱患。當(dāng)前我國(guó)建筑行業(yè)的整體發(fā)展態(tài)勢(shì)較好，但在土木工程建筑施工技術(shù)方面仍然存在一些問題需要解決，具體有以下幾個(gè)方面。第一是技術(shù)水平還有待提升，當(dāng)前我國(guó)建筑工程的快速發(fā)展是以量為基礎(chǔ)的，而在新的發(fā)展時(shí)期，我國(guó)要推行高質(zhì)化發(fā)展，因此對(duì)土木工程而言，應(yīng)提升技術(shù)水平，從而將量變轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)變。第二是土木工程施工技術(shù)的理念和體系有待改善，正因?yàn)槲覈?guó)是發(fā)展中國(guó)家，各個(gè)行業(yè)的發(fā)展都和土木工程具有直接聯(lián)系，因此需要將所有行業(yè)的發(fā)展和通過工程聯(lián)系在一起，從而建立完善的技術(shù)體系，并不斷開展理念創(chuàng)新，這樣土木工程技術(shù)水平的提升才能夠得到充分保障。第三是當(dāng)前的土木工程建筑施工中所采用的技術(shù)仍然比較傳統(tǒng)，在創(chuàng)新性方面還有待提升，對(duì)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展造成了一定限制。第四是當(dāng)前土木工程建筑技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)還有待完善，以至于還不能實(shí)現(xiàn)大范圍的應(yīng)用，另外準(zhǔn)備不足、缺乏明確目標(biāo)的情況也比較普遍。以上都嚴(yán)重影響了土木工程建筑技術(shù)的創(chuàng)新，對(duì)此還需提高重視并積極做出改進(jìn)。

2 土木工程建筑施工技術(shù)與創(chuàng)新

2.1 地基基礎(chǔ)施工技術(shù)

當(dāng)今在我國(guó)的土木工程施工技術(shù)當(dāng)中，所采用的地基基礎(chǔ)施工技術(shù)仍然以樁基礎(chǔ)施工為主，作用是提升地基基礎(chǔ)的承載能力極限和正常使用極限。在樁的類型中，依據(jù)成樁形狀可分為摩擦樁和端承樁，摩擦樁可進(jìn)一步細(xì)分為摩擦樁和端承摩擦樁，端承樁可進(jìn)一步細(xì)分為端承樁和摩擦端承樁。其中摩擦樁的特點(diǎn)是在達(dá)到極限承載狀態(tài)時(shí)，樁體側(cè)部的摩擦阻力可以承受來自頂部的豎向荷載，同時(shí)忽略端部阻力。端承摩擦樁的特點(diǎn)是，達(dá)到極限承載狀態(tài)時(shí)由樁體的側(cè)部承擔(dān)大部分來自樁頂?shù)呢Q向荷載。端承樁的特點(diǎn)是，當(dāng)達(dá)到極限承載狀態(tài)時(shí)，樁端阻力會(huì)承受來自頂部的豎向荷載，同時(shí)忽略樁側(cè)部阻力。摩擦端承樁的特點(diǎn)是在極限承載狀態(tài)下，豎向荷載主要有樁端阻力承受。根據(jù)成樁方法，可以將樁分為非基礎(chǔ)樁、基礎(chǔ)樁和部分基礎(chǔ)樁等三種類型，并且可根據(jù)材料類型做進(jìn)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(shù)手段、施工要求等都會(huì)有很大差別，施工過程中需要以單根樁體的質(zhì)量對(duì)具體樁型加以確定，然后結(jié)合所有樁體以及施工條件、要求等進(jìn)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?yàn)榘l(fā)生過度沉降而導(dǎo)致無法有效承載來自上部的壓力。另外在樁基礎(chǔ)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(nèi)容。

關(guān)于地基施工技術(shù)創(chuàng)新，目前以深基坑支護(hù)技術(shù)為主，這項(xiàng)技術(shù)的性能特點(diǎn)有以下三個(gè)方面。第一是可以將錨和樁充分結(jié)合，從而形成一個(gè)整體的支護(hù)系統(tǒng)。第二是可以組合承重結(jié)構(gòu)和支護(hù)結(jié)構(gòu)。第三是有利于提升基礎(chǔ)承載能力。開展技術(shù)創(chuàng)新過程中，必須以不同地區(qū)的地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，尤其對(duì)一些地質(zhì)條件較差的地區(qū)，應(yīng)用過程中可以充分結(jié)合錨和樁，利用錨套管以及灌注裝開展基礎(chǔ)施工。另外在地下連續(xù)墻的施工中，可充分利用承重結(jié)構(gòu)以及支撐結(jié)構(gòu)的組合，而且這項(xiàng)技術(shù)在土木工程施工中不僅可用于臨時(shí)支撐，在永久支撐的施工當(dāng)中作用也極為明顯，對(duì)施工效率、安全性以及工程質(zhì)量的提升都具有積極推動(dòng)作用，更有利于控制施工成本。過程中可以使用旋挖技術(shù)，這樣技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是成孔質(zhì)量可充分保障。而且不良因素對(duì)施工質(zhì)量的影響比較輕。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

土木工程建筑施工中，傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)以吊裝構(gòu)件為主，其施工流程如下。首先正式開始施工之前應(yīng)將一切準(zhǔn)備工作做好，比如清理施工場(chǎng)地、修筑施工道路、做好基礎(chǔ)施工、檢查吊裝設(shè)備，然后才能將構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。其次，在正式施工中需要詳細(xì)的工序流程，比如依據(jù)施工順序?qū)摻Y(jié)構(gòu)構(gòu)件運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，然后放置在吊裝位置附近，放置過程中要注意應(yīng)在鋼結(jié)構(gòu)高架底部墊上木枕，目的是保護(hù)構(gòu)件，避免其和地面接觸。正式開始吊裝之前應(yīng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行一次全面檢查，包括構(gòu)件的規(guī)格、標(biāo)號(hào)，然后清理構(gòu)件，確認(rèn)不存在任何問題后開始吊裝。最后，由于在安裝鋼結(jié)構(gòu)過程中會(huì)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(xiàn)場(chǎng)必須具備完善的火災(zāi)防范方案，比如準(zhǔn)備滅火器、消防水管等。

關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的創(chuàng)新，目前鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)創(chuàng)新主要以大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)為主，這項(xiàng)技術(shù)有高墻厚鋼板工地焊接技術(shù)、大型網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)、大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)臨時(shí)支撐卸載技術(shù)、大跨度鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)控制液壓提升安裝技術(shù)等。以高墻厚鋼板工地焊接技術(shù)為例，應(yīng)用過程中首先要明確技術(shù)指標(biāo)，包括規(guī)格、質(zhì)量、硬度等多項(xiàng)內(nèi)容，其中鋼板的最小厚度為40mm。這項(xiàng)技術(shù)一般在高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)，或者大跨度廠房以及大型公共建筑中進(jìn)行應(yīng)用。以某體育場(chǎng)為例，該體育場(chǎng)在建設(shè)過程中使用的鋼結(jié)構(gòu)厚度為110mm，型號(hào)為Q460E-35，高墻厚鋼板焊接方法是二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，這種焊接方法的技術(shù)優(yōu)勢(shì)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(yōu)勢(shì)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(jìn)行安全檢查，具體有檢查焊接設(shè)備的工作狀態(tài)、電流表的工作狀態(tài)以及電壓指示、二氧化碳流量計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境等。做好一些準(zhǔn)備工作之后進(jìn)行預(yù)熱，由于該工程處于南方，因此預(yù)熱溫度設(shè)定在150℃～180℃之間，并且在焊接結(jié)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(qū)域是焊接部位兩側(cè)的100mm～150mm，當(dāng)加熱溫度達(dá)到60℃時(shí)將火焰加熱替換為電加熱，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)溫度后開始焊接焊。接施工結(jié)束后檢查施工質(zhì)量，確定施工質(zhì)量滿足要求后正式結(jié)束施工。

圖1 焊接坡口形式

2.3 混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

傳統(tǒng)的土木工程施工技術(shù)中，混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)以現(xiàn)澆混凝土為主，現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土需要進(jìn)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(jìn)行養(yǎng)護(hù)，整體施工流程比較復(fù)雜，對(duì)相關(guān)人員的操作水平也比較高。另外在混凝土結(jié)構(gòu)中還可以采用預(yù)制法，也就是在工廠提前制作混凝土構(gòu)件，然后將構(gòu)件運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。當(dāng)前這種方式的應(yīng)用范圍正在不斷拓展，且已經(jīng)獲得了業(yè)內(nèi)一致好評(píng)，但采用預(yù)制法開展混凝土結(jié)構(gòu)施工對(duì)技術(shù)水平的要求更高，而且在我國(guó)一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)這種方法目前還不適用。

關(guān)于混凝土施工技術(shù)創(chuàng)新，有清水混凝土施工技術(shù)和鋼纖維混凝土施工新材料兩個(gè)方面。其中清水混凝土施工技術(shù)指的是，在原有現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行施工，這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是具有較低的使用成本，而且操作流程比較簡(jiǎn)單，可以令整個(gè)工程的質(zhì)量得到進(jìn)一步提升，另外還具備一定的裝飾功能。這項(xiàng)技術(shù)在高層建筑但施工當(dāng)中應(yīng)用比較廣泛，實(shí)際應(yīng)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(hù)劑。以我國(guó)的遼河美術(shù)館為例，該美術(shù)館是我國(guó)首個(gè)應(yīng)用清水混凝土施工技術(shù)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(shí)用性為基礎(chǔ)，然后通過新的材料提升建筑物各項(xiàng)性能，從而滿足人們對(duì)建筑越來越高的審美要求，另外也可以令建筑具備藝術(shù)氣息。將鋼纖維加入到混凝土中從而形成新材料，目前已經(jīng)研究成功，這項(xiàng)技術(shù)令我國(guó)傳統(tǒng)混凝土材料的很多性能都得到了顯著改善，比如混凝土結(jié)構(gòu)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(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的抗沖擊力，因此特別適用于一些容易發(fā)生地震等嚴(yán)重自然災(zāi)害的地區(qū)。

圖2 遼河美術(shù)館

2.4 防水施工技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)在土木工程的施工建筑施工技術(shù)創(chuàng)新中也是非常重要的內(nèi)容，當(dāng)前的防水施工技術(shù)共有兩個(gè)發(fā)展方向，第一是冷作業(yè)防水，也是我國(guó)目前防水施工技術(shù)的主要發(fā)展方向(如圖3所示)。這項(xiàng)技術(shù)以各類防水材料為基礎(chǔ)，當(dāng)前我國(guó)能夠自主生產(chǎn)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(jīng)處于世界前列。關(guān)于防水混凝土結(jié)構(gòu)，主要是調(diào)整混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性，從而提升防水性能，這項(xiàng)技術(shù)一般在地下室、水池等建筑類型中比較常用，優(yōu)勢(shì)是承重性能比較優(yōu)秀，而且能夠抵抗多種關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)的病害。

圖3 冷防水作業(yè)

2.5 理念創(chuàng)新

在土木工程建筑施工技術(shù)的創(chuàng)新中，堅(jiān)持理論創(chuàng)新也是非常重要的內(nèi)容，尤其在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，生態(tài)環(huán)境遭受的影響越來越大，因此創(chuàng)新建筑施工技術(shù)必須落實(shí)節(jié)能減排理念，將綠色環(huán)保貫徹到底然后在開展相應(yīng)的技術(shù)創(chuàng)新。比如在選擇施工材料時(shí)，應(yīng)以低污染、可回收的材料為主，另外還要優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)形式，使建筑能夠充分利用自然界的光能、風(fēng)能等可再生資源，這樣就能夠有效減少對(duì)各類不可再生資源的消耗。

另外在我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展中，突破瓶頸限制、不斷提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、促進(jìn)企業(yè)在新時(shí)期的可持續(xù)發(fā)展是整個(gè)行業(yè)都十分關(guān)注的內(nèi)容，尤其對(duì)我國(guó)的民營(yíng)企業(yè)而言，積極開展技術(shù)創(chuàng)新、不斷提升科學(xué)技術(shù)水平對(duì)企業(yè)的發(fā)展非常有利，同時(shí)對(duì)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展也具有很大幫助。另外創(chuàng)新土木工程施工技術(shù)還需要充分利用現(xiàn)代科技手段，比如可通過信息技術(shù)建立關(guān)于通過工程建筑施工技術(shù)的信息平臺(tái)，以此促進(jìn)信息共享。另外開展技術(shù)創(chuàng)新的過程中也要進(jìn)一步提升機(jī)械化水平，比如利用機(jī)械設(shè)備組裝腳手架，以此進(jìn)一步提升整個(gè)工程的效率。同時(shí)相關(guān)企業(yè)應(yīng)對(duì)土木工程的未來發(fā)展方向加以明確，對(duì)此筆者提出了以下兩點(diǎn)建議。首先是先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，也就是創(chuàng)新土木工程建筑施工技術(shù)過程中要采用當(dāng)前最先進(jìn)的技術(shù)手段，應(yīng)確保新技術(shù)能夠在真實(shí)的建筑工程施工中得到應(yīng)用。其次是推動(dòng)土木工程建筑施工的工業(yè)化發(fā)展，當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)化水平正在快速提升，但工業(yè)和建筑業(yè)的聯(lián)系并不是特別緊密，雖然當(dāng)前也會(huì)在工廠中加工用于建筑施工的預(yù)制構(gòu)件，但這項(xiàng)技術(shù)仍然在發(fā)展，而且并不適合大范圍推廣，另外我國(guó)建筑行業(yè)還無法全面應(yīng)用。另外集約化生產(chǎn)不適用土木工程建筑，因此當(dāng)前仍然要以傳統(tǒng)生產(chǎn)方式為主，令工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化等受到了極大限制，這表示在創(chuàng)新過程中仍然需要對(duì)這方面進(jìn)行加強(qiáng)。

3 結(jié)語

綜上所述，開展新時(shí)期的土木工程建筑施工，必須加強(qiáng)對(duì)各類傳統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，然后在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上積極開展創(chuàng)新，以此才能不斷提升建筑工程的施工質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。筆者對(duì)此做了簡(jiǎn)要闡述，希望可以為相關(guān)企業(yè)及人員提供一些價(jià)值的參考，最終達(dá)到進(jìn)一步增強(qiáng)土木工程建筑施工在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中作用的目的。