土木工程建筑施工技术与创新的研究

李冰

(山西一建集团有限公司，山西 太原 030032)

当前在社会经济不断快速发展的背景下，人们的生活水平相较于过去显著改善，因此对建筑工程有了更高的要求。作为建筑工程的重要环节，在土木工程建设中采用怎样的施工技术，是满足人们要求，以及影响同步工程在新时期进一步发展的主要因素。对此，相关企业以及人员都要正确看待土木工程建筑施工技术创新，应明确目前的技术特点以及发展现状，以及当前在土木工程建设中主要使用的几种施工技术，然后再积极开展创新。

1 土木工程建筑施工技术概述

1.1 技术特点

在土木工程的建筑施工技术当中，其特点主要体现在具有较强的包容性和多样性，同时工程不同，其特点会有一定差别，因此在每个土木工程中都会应用不一样的技术手段，另外由于不同建筑工程也会有相应的要求和用途，也会影响技术的选择和使用，这些都赋予了土木工程施工技术多样性和包容性的特征。这表示在土木工程施工中应充分结合实际情况选择施工技术，并且要对环境影响进行充分考虑，以此确保各类施工技术的合理性和有效性。我国是发展中国家，很多项目都需要建设，发展土木工程技术也是为了发展国家经济，而且土木工程和社会发展以及社会福利等都具有密切联系，因此不断提升土木工程建设技术水平的过程中，需要将各类型建筑项目的作用充分发挥。由此可以得知，土木工程的技术重点和特点主要体现在以下几个方面。第一是应用土木工程建筑施工技术过程中，需要充分结合工程特点，并且对工程进行分级和分类。分级共有大、中、小三个等级，分类共有商业、工业、军事、民用、社会等五大类，然后才能结合相应的分级和分类灵活使用各种土木工程建筑技术手段。第二是当前土木工程建筑施工技术在每一项分类中都有很大的方向差异，我国对此也非常重视，并且一直在推动土木工程建筑施工技术的专业化发展，比如很多高校都有土木工程的相关专业和完善的教学体系，为土木工程在新时期的发展提供了有力保障。第三是土木工程建筑施工技术具有巨大的发展空间和研究空间，因此在应用传统土木工程生物技术的同时需要不断开展创新。

1.2 发展现状

建筑工程是国家的支柱产业，对多个领域的发展都具有直接影响。而作为建筑工程的核心，土木工程如果存在技术方面的问题，那么必将导致工程建设无法顺利完成，并且会埋下特别严重的安全隐患。当前我国建筑行业的整体发展态势较好，但在土木工程建筑施工技术方面仍然存在一些问题需要解决，具体有以下几个方面。第一是技术水平还有待提升，当前我国建筑工程的快速发展是以量为基础的，而在新的发展时期，我国要推行高质化发展，因此对土木工程而言，应提升技术水平，从而将量变转变为质变。第二是土木工程施工技术的理念和体系有待改善，正因为我国是发展中国家，各个行业的发展都和土木工程具有直接联系，因此需要将所有行业的发展和通过工程联系在一起，从而建立完善的技术体系，并不断开展理念创新，这样土木工程技术水平的提升才能够得到充分保障。第三是当前的土木工程建筑施工中所采用的技术仍然比较传统，在创新性方面还有待提升，对我国的可持续发展造成了一定限制。第四是当前土木工程建筑技术的标准还有待完善，以至于还不能实现大范围的应用，另外准备不足、缺乏明确目标的情况也比较普遍。以上都严重影响了土木工程建筑技术的创新，对此还需提高重视并积极做出改进。

2 土木工程建筑施工技术与创新

2.1 地基基础施工技术

当今在我国的土木工程施工技术当中，所采用的地基基础施工技术仍然以桩基础施工为主，作用是提升地基基础的承载能力极限和正常使用极限。在桩的类型中，依据成桩形状可分为摩擦桩和端承桩，摩擦桩可进一步细分为摩擦桩和端承摩擦桩，端承桩可进一步细分为端承桩和摩擦端承桩。其中摩擦桩的特点是在达到极限承载状态时，桩体侧部的摩擦阻力可以承受来自顶部的竖向荷载，同时忽略端部阻力。端承摩擦桩的特点是，达到极限承载状态时由桩体的侧部承担大部分来自桩顶的竖向荷载。端承桩的特点是，当达到极限承载状态时，桩端阻力会承受来自顶部的竖向荷载，同时忽略桩侧部阻力。摩擦端承桩的特点是在极限承载状态下，竖向荷载主要有桩端阻力承受。根据成桩方法，可以将桩分为非基础桩、基础桩和部分基础桩等三种类型，并且可根据材料类型做进一步划分，比如木桩、混凝土桩、钢桩。材料和类型不同，所采用的施工方案以及技术手段、施工要求等都会有很大差别，施工过程中需要以单根桩体的质量对具体桩型加以确定，然后结合所有桩体以及施工条件、要求等进行全面考虑。在施工过程中还要避充分考虑到桩体的沉降问题，从而有效避免桩体因为发生过度沉降而导致无法有效承载来自上部的压力。另外在桩基础施工中，如果采用钻孔灌注桩的施工方案，必须明确施工步骤，比如定位放线、钻孔布置、桩体的选择、钻孔清理、混凝土配制、灌注等诸多内容。

关于地基施工技术创新，目前以深基坑支护技术为主，这项技术的性能特点有以下三个方面。第一是可以将锚和桩充分结合，从而形成一个整体的支护系统。第二是可以组合承重结构和支护结构。第三是有利于提升基础承载能力。开展技术创新过程中，必须以不同地区的地质条件为基础，尤其对一些地质条件较差的地区，应用过程中可以充分结合锚和桩，利用锚套管以及灌注装开展基础施工。另外在地下连续墙的施工中，可充分利用承重结构以及支撑结构的组合，而且这项技术在土木工程施工中不仅可用于临时支撑，在永久支撑的施工当中作用也极为明显，对施工效率、安全性以及工程质量的提升都具有积极推动作用，更有利于控制施工成本。过程中可以使用旋挖技术，这样技术的优势是成孔质量可充分保障。而且不良因素对施工质量的影响比较轻。

2.2 钢结构施工技术

土木工程建筑施工中，传统的钢结构施工技术以吊装构件为主，其施工流程如下。首先正式开始施工之前应将一切准备工作做好，比如清理施工场地、修筑施工道路、做好基础施工、检查吊装设备，然后才能将构件运输到施工现场。其次，在正式施工中需要详细的工序流程，比如依据施工顺序将钢结构构件运至施工现场，然后放置在吊装位置附近，放置过程中要注意应在钢结构高架底部垫上木枕，目的是保护构件，避免其和地面接触。正式开始吊装之前应对构件进行一次全面检查，包括构件的规格、标号，然后清理构件，确认不存在任何问题后开始吊装。最后，由于在安装钢结构过程中会使用螺纹连接、焊接等多种连接方式，其中焊接需要用到氧气、乙炔等工具，因此现场必须具备完善的火灾防范方案，比如准备灭火器、消防水管等。

关于钢结构施工技术的创新，目前钢结构施工技术创新主要以大跨度钢结构施工技术为主，这项技术有高墙厚钢板工地焊接技术、大型网壳钢结构安装技术、大跨度空间钢结构临时支撑卸载技术、大跨度钢结构计算机控制液压提升安装技术等。以高墙厚钢板工地焊接技术为例，应用过程中首先要明确技术指标，包括规格、质量、硬度等多项内容，其中钢板的最小厚度为40mm。这项技术一般在高层建筑的钢结构，或者大跨度厂房以及大型公共建筑中进行应用。以某体育场为例，该体育场在建设过程中使用的钢结构厚度为110mm，型号为Q460E-35，高墙厚钢板焊接方法是二氧化碳气体保护焊，这种焊接方法的技术优势是焊丝熔敷速度比较快，电流密度大，相较于焊条电弧焊以的优势非常明显，可显著提升施工效率。在焊接工艺的选择上，首先确定了破口形式为K型坡口，具体如图1所示。接下来进行安全检查，具体有检查焊接设备的工作状态、电流表的工作状态以及电压指示、二氧化碳流量计、现场工作环境等。做好一些准备工作之后进行预热，由于该工程处于南方，因此预热温度设定在150℃～180℃之间，并且在焊接结束后要处理后热。焊接过程中所采用的加热方式为火焰均匀加热，加热区域是焊接部位两侧的100mm～150mm，当加热温度达到60℃时将火焰加热替换为电加热，达到标准温度后开始焊接焊。接施工结束后检查施工质量，确定施工质量满足要求后正式结束施工。

图1 焊接坡口形式

2.3 混凝土结构施工技术

传统的土木工程施工技术中，混凝土结构施工技术以现浇混凝土为主，现场浇筑混凝土需要进行模板制作、固定、混凝土配制、浇筑、振捣等操作，浇筑完成后还需要进行养护，整体施工流程比较复杂，对相关人员的操作水平也比较高。另外在混凝土结构中还可以采用预制法，也就是在工厂提前制作混凝土构件，然后将构件运至施工现场进行组装。当前这种方式的应用范围正在不断拓展，且已经获得了业内一致好评，但采用预制法开展混凝土结构施工对技术水平的要求更高，而且在我国一些经济欠发达地区这种方法目前还不适用。

关于混凝土施工技术创新，有清水混凝土施工技术和钢纤维混凝土施工新材料两个方面。其中清水混凝土施工技术指的是，在原有现浇混凝土结构的表面进行施工，这项技术的优势是具有较低的使用成本，而且操作流程比较简单，可以令整个工程的质量得到进一步提升，另外还具备一定的装饰功能。这项技术在高层建筑但施工当中应用比较广泛，实际应用过程中重视的是一次成型，然后在表面需要均匀涂抹一层透明保护剂。以我国的辽河美术馆为例，该美术馆是我国首个应用清水混凝土施工技术的建筑(见图2)。钢纤维混凝土使用新材料指的是要以建筑物的实用性为基础，然后通过新的材料提升建筑物各项性能，从而满足人们对建筑越来越高的审美要求，另外也可以令建筑具备艺术气息。将钢纤维加入到混凝土中从而形成新材料，目前已经研究成功，这项技术令我国传统混凝土材料的很多性能都得到了显著改善，比如混凝土结构的抗剪性、抗裂性以及耐久性等，可通过钢纤维混凝土材料得到显著提升，而且还能够明显增强混凝土结构的抗冲击力，因此特别适用于一些容易发生地震等严重自然灾害的地区。

图2 辽河美术馆

2.4 防水施工技术

这项技术在土木工程的施工建筑施工技术创新中也是非常重要的内容，当前的防水施工技术共有两个发展方向，第一是冷作业防水，也是我国目前防水施工技术的主要发展方向(如图3所示)。这项技术以各类防水材料为基础，当前我国能够自主生产的防水材料有聚氯乙烯防水卷材、sbs改性沥青防水卷材、聚氨酯涂料等，各类材料的防水性能已经处于世界前列。关于防水混凝土结构，主要是调整混凝土结构的密实性，从而提升防水性能，这项技术一般在地下室、水池等建筑类型中比较常用，优势是承重性能比较优秀，而且能够抵抗多种关于混凝土结构的病害。

图3 冷防水作业

2.5 理念创新

在土木工程建筑施工技术的创新中，坚持理论创新也是非常重要的内容，尤其在社会经济不断发展的背景下，生态环境遭受的影响越来越大，因此创新建筑施工技术必须落实节能减排理念，将绿色环保贯彻到底然后在开展相应的技术创新。比如在选择施工材料时，应以低污染、可回收的材料为主，另外还要优化建筑结构形式，使建筑能够充分利用自然界的光能、风能等可再生资源，这样就能够有效减少对各类不可再生资源的消耗。

另外在我国建筑行业的发展中，突破瓶颈限制、不断提高企业经济效益、促进企业在新时期的可持续发展是整个行业都十分关注的内容，尤其对我国的民营企业而言，积极开展技术创新、不断提升科学技术水平对企业的发展非常有利，同时对我国建筑行业的发展也具有很大帮助。另外创新土木工程施工技术还需要充分利用现代科技手段，比如可通过信息技术建立关于通过工程建筑施工技术的信息平台，以此促进信息共享。另外开展技术创新的过程中也要进一步提升机械化水平，比如利用机械设备组装脚手架，以此进一步提升整个工程的效率。同时相关企业应对土木工程的未来发展方向加以明确，对此笔者提出了以下两点建议。首先是先进技术优势，也就是创新土木工程建筑施工技术过程中要采用当前最先进的技术手段，应确保新技术能够在真实的建筑工程施工中得到应用。其次是推动土木工程建筑施工的工业化发展，当前我国的工业化水平正在快速提升，但工业和建筑业的联系并不是特别紧密，虽然当前也会在工厂中加工用于建筑施工的预制构件，但这项技术仍然在发展，而且并不适合大范围推广，另外我国建筑行业还无法全面应用。另外集约化生产不适用土木工程建筑，因此当前仍然要以传统生产方式为主，令工业化、产业化等受到了极大限制，这表示在创新过程中仍然需要对这方面进行加强。

3 结语

综上所述，开展新时期的土木工程建筑施工，必须加强对各类传统技术的应用，然后在传统技术基础上积极开展创新，以此才能不断提升建筑工程的施工质量，促进我国建筑行业的可持续发展。笔者对此做了简要阐述，希望可以为相关企业及人员提供一些价值的参考，最终达到进一步增强土木工程建筑施工在国家经济建设中作用的目的。