土木工程建筑施工技術的創新模式分析

文／高振山、丁忠銳 濰坊高新城市建設工程有限公司 山東濰坊 261000

1、土木建筑施工技術的發展趨勢

1.1 新型化

在實際的土木建筑施工發展帶動下，工程建設發展產生了更多的全新要求，在越來越多大型化工程、復雜性工程、高性能工程的建設需求帶動下，怎樣適應新工程需要，并促進土木建筑施工的高質量發展。未來的土木工程建設的發展主題也將更加深化，比如跨海大橋工程、高速鐵路工程、礁島建設等施工需求更多，土木工程施工技術也可以向這一方面傾斜并發展。

1.2 可持續發展

關于可持續發展始終是中國發展建設不可忽視的關鍵話題，中國作為一個大國，始終肩負著全球化發展和社會發展的大國責任，促進中國的可持續發展不是純粹為了中國人著想，而是帶動全球化協同發展。中國土木工程遍及全球，通過創新技術的應用，能促進土木建筑施工領域的優化發展，協同帶動實現綠色化、精細化發展，這樣一來，才能深入剖析并關注土木工程中的“可持續”價值，這樣才能更好地保障我們的地球環境，促進人與自然的和諧共生。

1.3 創新化

土木建筑施工技術的創新應用和發展是必然趨勢，在這一過程中，“創新”的含義在于，怎樣通過新技術提升土木建設的整體質量，施工中應當加強新理論、新工藝、新技術、新方法的應用，建立在多學科交叉融合的發展模式之上，促進工程技術創新，有效保障整體工作順利開展，加強土木建筑施工中的技術優化、技術含量提升。

1.4 安全化

在傳統的土木工程建設中，需要做好工程老化的檢測和維護，要加固和維修，不斷提升建筑施工的性能，保障建筑施工在各種復雜的環境下都能保障建筑的穩定。在一些地震頻發的地區，加強土木建筑的安全化發展是保障人民群眾人身財產安全的關鍵話題，通過技術提高施工的安全性，提升建筑的穩定性，是土木建筑工作者始終不懈的追求。

2、當下土木工程建筑施工技術的發展問題

2.1 缺少高性能的工程材料

工程材料的突破和革新始終是一個很關鍵也很難解決的問題，在實際的生產建設中怎樣實現建筑施工材料的“高性能”突破是非常關鍵的問題，高性能鋼材是中國建筑行業產業鏈升級的關鍵，目前，中國目前主流鋼種有Q345q、Q37OqE這兩種，高強鋼和高性能鋼在鋼鐵強度、抗腐蝕性、韌性、可焊性等方面相比傳統鋼材有很大的優勢。另外，還有高性能混凝土也對優化建筑結構起到了很大的幫助，但是在實際的應用中，真正能用到土木工程中的高性能工程材料比較少，加強各種高性能材料的制造需要高工藝，也增加了技術成本，比如，鋁高速鋼是中國獨創的新型工程材料種類，其性能接近國外高速鋼M42，盡管價格便宜很多，但也會出現較多氧化脫碳的情況，整體上會影響工程材料的經濟效益。在連接膠、涂料等領域，還是有很多高性能建材需要研究，并多設計生產高性能的工程材料。

2.2 建筑施工技術理論研究不足

土木建筑施工技術中的理論研究不夠，尤其是能引領土木工程學科發展的前沿方向和重大科學問題還需要不斷凝練，在進行全壽命周期設計理論和相關建筑材料的性能研究還不夠深入。而中國位于環太平洋地震帶，怎樣解決在發展中存在的關于防災建筑和重大工程災害作用的研究還不夠多，這些都會導致在促進土木工程建筑施工技術發展中存在諸多困難。中國在基建方面很出色，并且能完成高難度、大規模的建筑工程，但是在技術的科研能力上，中國的排名并不高。以火神山和雷神山的建設為例，三萬多平米的大型建筑群，從設計到建設到水電僅僅用了一周多，這樣的工程完成能力無疑是無與倫比的，但是在施工原理、施工理論的研究上，很多建筑行業相關人員并沒有深刻的認知，這樣一來，就導致了施工和科研的脫節。

2.3 土木工程技術的科技含量較低

土木建筑施工技術的發展需要融合高新技術，但是傳統的施工模式粗放、強度大、受到多元化因素影響的弊病，導致實際的高技術施工難以發展。而在技術設施和高新技術中結合起來不夠，無論是重大工程還是小工程，怎樣關注施工的科學性和創新性始終難以進行，一般工程還是集中在成本、工期、可行性等要素上，在能順利解決這些問題之后，才會關注施工的科學性和創新性。這樣導致的問題就是生產效率和建筑質量較低，因為在復雜的工程建造技術不夠完善、整體施工裝備設計效率低等問題，影響了土木工程的成本控制，正因為科技含量不高，信息化水平不高，簡單搬用外國技術就很難推進智能建造的開展效能。

2.4 消耗過多不可再生資源

在建筑施工中，對于資源的利用是非常多的，而建筑施工更是資源消耗的大方面，單以建筑施工石灰石的消耗量，就基本達到了世界總消耗量的1/2，鋼材消耗大約是全球總消耗量的2/5，水泥消耗大約12億噸，每年建筑施工的水用量大約是30個北京的用水量，關于耕地的消耗更是非常嚴重，每年約有95萬畝土地被中蘊含用，相當于，每年都有大約80萬人失去耕地，不到世界平均水平的四成。對于不可再生資源的消耗過多，導致了建筑施工的可持續發展始終是一個難以解決的問題，怎樣降低不可再生資源的消耗量，目前也有裝配式建筑等模式的嘗試，但是大部分的土木工程建筑施工還是集中在大量消耗不可再生資源的基礎上開展，影響了整體建筑施工的整體效能。

2.5 建筑導致的污染較為嚴重

中國土木建筑市場龐大，目前，中國各類民眾建筑面積已經超過460億平方米，整體工業建筑的體量也是非常龐大的，在加速城市更新和工業升級改造的大背景下，大量老舊建筑物拆除、新建筑施工會產生大量的建筑污染，建材的生產過程中、建造過程中、拆除后所產生的生態環境破壞都比較大，目前，建筑垃圾在中國垃圾總量中占四成左右，其中填埋占地10萬畝，建筑垃圾的利用效率不足5%，非常影響城市環境，也讓廢棄混凝土等建筑污染成為建筑施工污染的主要問題。

3、土木工程施工技術的發展進步

3.1 開辟了低碳時代技術革新的時代

在施工技術發展之下，也融合了低碳節能技術，保障了整體低碳技術的發展可行性和時代性。作為第二大碳排放國家，始終在探索怎樣“減碳”的建筑施工新模式，在沒有大規模使用混凝土之前，粉煤灰也成為廢棄物，被擱置被浪費，而在相似的情況下，礦渣、硅灰等材料也不能有效利用。其本質上是因為考慮到加入廢棄物可能影響混凝土的耐久性能和工作性能的因素，但是值得注意的是，數十年前的廢棄物礦渣和混凝土等都可能成為混凝土的生產原料，目前，怎樣將廢料以一種合適的方式轉化為施工原料，是目前低碳時代的研究重點，盡管目前沒有太多相關技術應用到建筑施工中，但是可以相信的是，未來該技術將會實現大范圍應用，降低土木工程施工中的能源損耗。

3.2 提升了建筑施工的整體價值

傳統的建筑施工技術單一，并且存在耐久性不高的問題，例如，在路橋施工中，因為一些橋墩接觸的水源含有較多的硫酸根和其他特定離子，影響了混凝土的強度，可能產生混凝土耐久度降低到十年的問題，這些問題僅僅通過技術經驗難以實現，而通過技術優化和科學研究，能從本質上解決這一問題，提升混凝土的強度。通過高精度的建筑施工儀器設備，加強整體工作部署，能有效提升施工的穩固性。

3.3 新型建筑已經逐漸落地

在實際的建設施工中，優化新型建筑施工已經成為必然，比如，在北上廣建設高層建筑，自然是希望加高樓層，提高柱強度、降低建筑自重，因此，通過高性能混凝土技術優化建筑施工，已經在現實的施工中獲得應用，比如，加氣混凝土的密度是普通混凝土的四分之一，但是強度沒有降低，這樣一來，就可以用作隔墻。高性能混凝土的強度是普通混凝土的兩倍，因此也可以通過這種混凝土的應用，提升建筑物的穩定性。

4、新時代土木工程施工技術的發展創新策略分析

4.1 提升建筑施工的技術含量

因為各個地區的地形、降水等自然環境存在差異性，城市之間的發展程度和方向也存在差異性，因此，在不同建筑項目的設計和施工過程中，加強工程建筑施工技術的先進性，能有效提升整體建筑施工的技術含金量。在這樣的發展格局之下，應當加強整體建筑施工整體要求，統籌兼顧各項發展內容，切實保障建筑的穩定性、安全性、自動化、現代化。如此一來，才能提升整體工作的技術含量，促進整體工作的協同可持續發展。從技術創新層面上看，相關施工技術研發人員可以結合新時代土木工程行業的發展要求并明確建筑施工的科學性和創新性。比如，在深基坑施工中可以通過加強基坑支護技術，提升整體施工的科學性和有效性，建立在保障工程項目施工質量的基礎之上，保障傳統支護技術的創新。比如，目前已經投入應用的技術有邊坡錯位支撐技術、工字鋼微型樁支護技術等，切實加強深基坑支護的強度，保障整體的施工力量。再比如，通過低松弛性鋼絞線、承壓水下預應力錨桿等實現整體技術創新，能切實提升整體應用的有效性。在提升技術含量的過程中，需要建立在傳統的技術之上，以傳統技術為切入點，實現技術創新，才是提升整體施工技術含量的可行之道。

4.2 提高建筑施工的性價比

建筑施工總歸來說還是融合到了施工全過程，并促進了建筑行業的可持續發展。通過創新技術的應用，一方面能讓建筑公司的建筑方案競爭力更強，另一方面通過技術的融合，也能為工程招投標確定一個不錯的報價，通過優化建筑施工的性價比，才能促進建筑行業的可持續發展。在建筑施工中，需要關注以下問題。一方面是施工費用的問題，在施工前，承包商需要預測工程造價，并做好相關原材料、機械、技術的選擇，根據原材料價格、技術的溢價等確定好施工費用。例如，在施工現場，可以通過根據現場的進場材料、進場設備的數量確定材料費用，在施工中，一些不必要全程應用的工程機械如列履帶式液壓振動錘等設備，可以通過精準規劃工期的方式按天計費，這樣一來能最大程度上提升施工建設的經濟效能。另一方面，做好施工的技術優選，根據不同類型的建筑施工如民用住房建筑、路橋施工、商業寫字樓等確定不同的建設方案，并定位其技術，加強技術的應用和優選，根據預算、技術標準等方面，實現建筑施工經濟效益的最大化。

4.3 逐漸提升智能化施工技術的應用范圍

在實際的建設施工中，應當與時俱進，提質增效，當下是一個信息化的時代，在這一時代下，無論是技術發展還是提升企業自身經濟效益，都有了更大的可能性，在實際的智能化施工技術應用過程中，通過科技能提升施工技術的可行性，并突出技術帶來的實際價值。比如，在智能控制技術的應用中，通過將施工場地中的GPS監控點進行布局優化，然后進行互聯網協同管理，能實現土木建設施工信息的協同管理，保障整體智能技術的應用效能。目前，國內關于建筑施工智能化技術的應用已經愈發廣泛，比如，在2020年，虹人自動攤鋪車的研發實現了防水卷材的自動化鋪設。通過控制系統，能將原本十個人耗時八小時才能完成的工作，降低到三人五小時即可完成，且整體的能源損耗大概為傳統攤鋪方法的八分之一，成本是四分之一。中國智能化卷材鋪貼技術已經逐漸成熟，其在建筑防水行業有很大的意義，因為建筑防水“三分靠材料，七分靠施工”，工程技術效果直接影響到施工效果，通過智能化施工，省時省力，而且實現了對行業的帶領和智能化土木施工時代的破局。

4.4 加強土建領域高新人才的培養

人才是行業發展的第一驅動力，加速人才的培養，對于優化土木建筑施工的效能有很大的幫助，建筑從業人員需要提升職業素養和專業技能，而加強崗位證書制度、管理人員準入制度是非常關鍵的。建筑企業需要認識到，自身實現高效能發展需要怎樣的人才、需要多少人才，劃分好建造師、技工等招聘人數，做好工作崗位限制，而日常的管理中，將人才的工程師職稱與薪酬、獎勵相掛鉤，保證土建施工相關人才能不斷進步提升，帶動整個企業的技術優化，保障整體技術革新快速、穩定、有效。最后，在新型建筑日趨發展的帶動下，貫徹落實創新、協同、共享的發展理念，加速建筑產業升級，就需要做好產教融合，通過高校、高職、中專等的協同支持，與相關建筑企業合作，加強整體課程研發，定向培養具有高素質、高技術水平、高操作水平的高新人才，為后續土木行業的協同發展奠定基礎。

結語：

總而言之，在實際的建筑施工過程中，通過技術的創新和優化，對于實現土木建筑施工的智能化、機械化、自動化有很大的幫助，通過行業的技術革新，加強了整體土木施工行業的技術程度，在國家“中國制造2025”的政策號召之下，在建筑行業的使命感驅使之下，在土木建筑行業發展遇到瓶頸的關鍵節點，需要通過新技術帶動新施工的產生，用新材料帶動新設計的產生，才能促進整體行業的優質化發展，而在各國競相競爭發展之下，這一夢想也會在不遠的將來實現。