土木工程建筑施工技术创新探究

文／陈传奇 泰安市房产管理服务中心 山东泰安 271000

引言：

在我国经济迅速增长的时代背景下，城镇化的建设水平也在逐渐提升，因此对土木工程中的基础设施施工技术提出了更严格的标准。为适应这种发展趋势，就不断要对土木工程建筑施工的技术进行创新，高质量的建设不仅关乎企业的经济利益，更是社会进步的反映和保障。只有将技术与时代的要求相结合，才能提升整体施工水平，保证建筑工程的质量与稳固性。土木工程行业的核心竞争力在于其技术创新能力，这不仅能为建筑企业带来稳定的投资回报，更能为社会的稳定和发展打下坚实基础。因此，重视并不断提高土木工程建筑施工的技术创新，是顺应时代发展的必然选择。

1.土木工程建筑施工技术创新的重要性

1.1 促进建筑企业的发展

土木工程建筑的施工技术直接关系到建筑项目的品质、效率和经济性，技术创新能保障工程的稳定性和安全性，为建筑企业赢得了良好的市场口碑，新技术的引入往往能降低施工的成本，进一步增强企业的市场竞争力。同时，创新技术还可以提高工程的施工效率，缩短工程周期，让企业在相同的时间内完成更多的项目，而且施工技术的革新意味着对传统方法的优化或替代，这为企业赢得了更多的发展机会。

1.2 提高企业竞争力

为了在建筑行业中站稳脚跟，建筑公司在其不断的发展壮大过程中必须要打造出科学合理的运行体系，特别在当前的发展阶段，面对如理念落后、管理方式不合理、技术更新缓慢等问题时，重视技术的创新才是解决问题的关键。企业只有加强自身主要的竞争实力，才能迎接将来发展中遇到的挑战。因此，借助施工技术的不断创新，可以助力公司技术方面持续升级，当结合先进的项目管理方式和先进的思维方式，施工的质量才能得到显著提高，进而助力建筑公司维持稳定且持续的发展状态[1]。

1.3 提高企业技术水平

建筑企业在业务发展的过程中，除了重视人才的培养工作之外，还应加强技术进步和创新来提升公司的专业能力，更好地确保工程的质量，特别是在建筑行业竞争加剧、规模日益扩大的背景下，工程的施工问题逐渐浮现出来，为了更好地满足现代建筑的要求，必须在已有经验上进行深化和完善，掌握建筑工作中技术实践的短板，并利用科学策略来推动标准化创新，进一步调整和优化现有的技术施工方式。

2.土木工程建筑技术创新的主要内容

2.1 地基施工技术

在土木工程建筑施工的前期阶段，要先评估施工所在地土壤和地下水的条件，并选择合适的地基施工类型，这样才能将建筑的荷载有效地传递到土壤中，预防后期建筑物出现不均匀沉降或者滑移现象。现阶段使用较多的新型地基施工技术是动态压实、深层搅拌等，能根据不同的土壤性质有针对性地改善地基承载力，还有桩基工程、灌注桩等多种形式的施工方式。施工方要根据地质条件和建筑载荷合理选择桩型，实现地基力的深层传递和分担，提高整体稳定性，并结合先进的光纤传感技术等地基监测技术，对地基变形、位移、内部应力等关键参数进行实时监测，确保地基施工安全，及时发现问题并采取措施，还可以引入BIM 技术，能在地基施工前对各施工环节进行三维可视化模拟，优化建筑地基的设计方案，减少因设计更改导致的资源浪费和工期延误问题[2]。

2.2 深基坑施工技术

深基坑施工面临的主要挑战在于土体稳定性的控制，由此诞生了多种高效的支护结构系统。例如，高应力锚索支护、喷锚复合支护以及刚性支护墙技术，这些支护方法都能够在不同程度上增强土体的稳定性，减少周边建筑物及道路的受影响程度。从施工工艺的角度，近年来的技术创新主要集中在施工顺序、施工方法和施工设备的优化，对于深基坑施工顺序的创新，例如分层开挖与围护，可以有效减少土体的变形，进而降低对周边环境的影响。同时，基坑底部的先进抽水技术，如深井抽水和环形防渗帷幕，为基坑的干燥施工提供了有力保障。

在施工方法上，例如机械化挖掘与手工挖掘的结合，能够在保证施工速度的同时，确保基坑的稳定性，更为先进的冻土施工法，在特定的地质环境下可以实现深基坑的快速、安全施工。近年来，随着信息技术的发展，数字化和智能化技术也逐渐渗透到深基坑施工中，如实时地质监测系统、自动化调控系统和智能化施工管理平台，这些技术不仅大大提高了施工的精确性，还为基坑施工安全管理提供了有力的技术支持。

2.3 模板施工技术

传统的木质模板由于其短暂的使用寿命、较大的变形以及资源消耗问题，逐渐被新型材料如钢模、塑料模及其组合材料所替代。这些新材料模板具有稳定的尺寸、高的承载能力、循环使用次数多等优点，大大提高了施工效率和成型质量。现阶段使用的模板支撑技术更加重视结构的稳定性和调整性，如滑动模板和自升式模板技术，在高层和超高层建筑中得到了广泛应用，可以实现连续、快速的施工，极大地缩短了工程周期。此外，考虑到施工现场的空间和物流限制，模板预制与组合技术也日益受到重视，预制模板部件在工厂中进行生产和加工，到施工现场进行快速组合，这种方法既确保了模板的精确性，又大大提高了施工速度。

2.4 大体积柱梁施工技术

大体积柱梁施工技术在超高层建筑、大跨度桥梁和特大型公共建筑中应用较为广泛，该技术为结构的稳固性和建筑的超长使用时间能提供有力保障，由于大体积混凝土的特性，要对热应力和裂缝控制进行重点处理，制作梁柱时要选择低热混凝土等合适的混凝土材料，降低水泥用量、使用矿物掺合料等手段，有效控制混凝土的水化热现象。施工过程中要采用分层浇筑方法，并且每一层混凝土浇筑后要及时进行表面覆盖和养护，以减少混凝土的温度差异和热裂缝的产生，要实时监测现场混凝土温度和混凝土内部温差，利用嵌入式温度传感器和数据采集系统，可以实时获取混凝土的温度分布，指导施工人员对这些结构进行合理的冷却和养护。此外，为了进一步控制裂缝，采用外部冷却系统，如循环冷却水或空气冷却，确保混凝土在固化过程中温度均匀，减少温度应力。在进行大体积柱梁的结构设计工作时，也融入了许多创新思路[3]。例如，预设缝隙、设置预应力筋或者采用预应力技术，使结构在受到外部荷载或温度变化时，能够有一定的变形能力以此来提高其整体的使用性能。

2.5 混凝土施工技术

在进行土木工程建筑混凝土施工时，大部分项目团队都引入了现代化的混凝土配合比设计软件，能够将工程的实际需求导入软件中，让软件自动化对配合比进行调配，并使用了自密实混凝土、高性能混凝土和纤维增强混凝土等新型材料，极大提升了混凝土的抗裂、抗渗和承载性能。在施工过程中还运用了自上料混凝土搅拌车以及3D 打印混凝土技术，能够应对复杂形状的建筑快速、高效施工需求。随着装配式建筑技术的不断发展，混凝土施工技术也有了较大变革，有数据统计2020 年全国新开工的装配式建筑有6.3 亿m2，其中装配式混凝土结构达到4.3 亿m2，达到了68.3%的占比。由此来看，结合现代科技与实际施工作业总结出来的经验，混凝土施工技术也在进行不断创新，“十四五”规划明确指出，要促进互联网技术、大数据、人工智能等与各个产业的深度结合，进一步推动先进制造业的集群化趋势，对于混凝土施工来说，该技术的智能化水平正逐步提升，既优化了施工效率和产品质量，又显著减少了施工环节对人力的需求。

2.6 钢筋施工技术

随着土木工程施工技术的不断发展和创新，钢筋施工技术也有了很多新兴技术被研发出来，从基本的加工、绑扎到高级的连接和保护技术，形成了一个完整而精细的技术体系。第一，我国的钢筋加工已从人工生产转向了由生产线进行自动化生产的方式，由技术人员在自动化系统中设定好生产图纸和生产标准后，生产线能够进行自动切割、弯曲钢筋等操作，极大的提高了钢筋生产效率；第二，在进行钢筋绑扎时，已在大范围使用电动绑扎机，与传统的人工手动绑扎钢筋相比，电动绑扎机设定了统一的作业标准，能够保质保量完成钢筋绑扎作业，避免人为操作的质量参差不齐，极大提高了绑扎效率，能够在短时间内完成大量的绑扎工作[4]；第三，在进行钢筋连接时，除了施工传统的人工焊接外，还有冷压连接和机械螺纹连接等新技术也在被使用中，在使用这些技术施工时，不需要电焊避免出现火灾等隐患，而且施工速度快、操作便捷；第四，在进行钢筋施工时，结合了BIM 等技术，能够实时监控钢筋施工的进度，并确认当前施工作业是否严格按照设计要求进行，能够第一时间发现施工中存在的问题并及时给予调整。

2.7 防水施工技术

防水施工技术能让建筑物长期保持其耐用性、舒适性和保障结构功能，近年来，土木工程施工时对防水施工技术也进行了多方面的创新和完善，进而提高了建筑物的防水性能并满足了日益增长的工程需求。随着新型材料的发展，高分子防水材料在工程中得到了广泛应用，这些材料与传统防水材料相比，具有更好的弹性、耐磨损性和抗老化性，能够适应各种复杂的工程环境，例如，自粘聚合物改性沥青防水卷材就因其卓越的耐水性、高附着性和可塑性，在众多工程项目中得到了应用。和混凝土施工作业一样，防水施工也同样运用了装配式工艺，预制防水插件和预制防水槽等构建已经逐渐成为施工中常用的方式，不但能够提高施工效率还可以统一施工标准。

2.8 生态化施工技术

传统的建筑施工方法往往会给施工所在地周边环境带来破坏并且对资源的消耗需求较大，为了解决这一问题，生态化施工技术被提出，它基于对自然生态的深入理解和尊重，强调在施工过程中减少对生态环境的干扰和破坏，努力实现土木工程建筑与自然环境的和谐共生。在实际施工时，生态化的施工技术主要体现在以下几个方面：第一，优化工地布局和施工工序。对工程测量和施工组织等相关工作进行科学设计，能让施工活动对周边生态环境的影响降至最低。例如，在湿地、河流或其它敏感生态区域周边进行施工时，采用特定的施工路径和方法，可以减少施工活动对水体和生物的干扰；第二，使用低碳和环保材料。选择可再生、可循环或低碳排放的建筑材料，如生态混凝土、再生骨料和生物基建材。这些材料在生产和应用过程中能有效降低碳排放量，为建筑工程的可持续性提供有力支持；第三，创新施工方法。采用非开挖技术在不破坏地表的前提下进行地下管线施工，或使用生态护坡技术在坡面施工时确保土壤稳定和植被生长；第四，强化施工期间的环境监测与管理。实时监控施工现场的噪音、震动、空气和水质，确保其在允许范围内，对于超标情况，及时采取措施进行整改，保证生态环境的健康与安全；第五，恢复和再生生态。施工结束后，对受影响的生态环境进行恢复和再生。例如，对被破坏的土地进行复绿、种植、土壤改良，确保生态系统的健康和稳定。

3.土木工程建筑施工技术的创新策略

3.1 形成技术创新观念

在建筑行业中技术的进步不仅能提升土木工程的质量、避免施工中出现安全隐患、缩减施工时间，还能提升施工效益，整个社会都应鼓励和支持建筑技术的革新，使大家更加认同建筑行业的现代化，同时也创造出注重技术、节约和环保的生活和消费方式，对于建筑行业中工作人员逐渐老化和后劲不足的问题，技术创新具有明显的优点。已有一系列成熟的建筑机器人应用在混凝土施工、墙体装修等施工环节中，“流动制砖车”能够对废弃建筑材料进行再利用，直接将其转化为可再次使用的建筑材料，这既节约了采购建筑材料的费用，又大大减少了施工对空气的污染影响。还有如“测量机器人”能更加迅速和精确地完成测量任务，为确保施工质量提供了重要的数据支持。可以预见，未来的建筑工地上将充斥着各种建筑机器人，不仅能缓解劳动力短缺的问题，更能确保施工的安全、质量和效益。建筑企业应根据实际需求，更多地采用这些先进的建筑机器人和智能施工设备，从而提高整体的建筑智能化水平。

3.2 健全施工技术的管理制度

强化技术管理制度的基础是确保施工技术规范、手册及相关的标准规定得到严格执行，使工程质量从源头得到保障。针对工程特点和复杂性，结合先进的工程管理理论和方法，应制定细致、具体的施工技术管理办法，并明确各环节的管理要求和工作职责。有效的技术管理制度应具备动态调整机制，根据工程进度和实际施工条件，及时调整技术要求，保证施工工艺的适应性和灵活性。为此，必须建立技术信息反馈机制，通过现场监测数据、施工日志、技术交底等方式，收集、分析、整理施工中出现的技术问题和改进措施，为技术管理制度的优化提供数据支持。建筑工程技术不断发展，新的施工方法、新型材料、先进设备层出不穷。因此，定期的技术培训和研讨活动，使施工团队掌握最新的工艺技术和管理方法，对于提高整体施工质量和管理水平具有决定性作用。施工技术的管理制度还应注重与其他管理制度的协同和整合，例如，与质量管理、安全管理、进度管理等相结合，形成一个完整、高效、科学的施工管理体系。具体到施工现场，技术管理制度应引导各施工环节，确保工程质量符合设计要求、规范标准和用户需求。

3.3 加强资源投入

建筑行业的技术进步需要人才和资金支持，技术设备的升级、科研能力的增强，以及建筑的工业化、数码化和智慧化都会促进建筑的安全和品质，同时增加土木工程建筑的施工效率。政府可以提供财政支援、税务减免和技术改进支持，也可以为建筑业的组织、企业和个人提供特定的现代化培训，以培养出适应现代建筑发展的管理、技术和工人团队。《中华人民共和国科学技术进步法》第46 条规定“公司的技术研发费用可以计入成本”，这表明了我国对技术革新的支持，并在法律上给予保障。此外，工程项目的投标和设计评估也鼓励采用新技术，优质的工程还需要满足环保施工和《建筑业十大新技术》的实施标准，这些都是政府的有效激励措施。

3.4 强化人才队伍建设

建筑企业应当主动承担责任，增加资源的投入并加强对人才的培养力度，要在引进、培养和使用人才上下功夫，并建立技术创新的奖励体系，全方位的从精神、物质、绩效考评、股权激励等各种方面来对技术型人才进行奖励，以此来鼓励在技术创新中做出贡献的员工。把握技术和市场的每一个发展契机，让建筑行业的技术创新能涵盖研究、设计、生产、施工、以及运营的每一个环节。总承包的建筑企业应该有效利用IT 技术来增强项目管理；专业承包企业则要积极研发独有的技术和产品，确立设计、施工、以及安装的综合服务优势；而劳务承包公司则需要集中精力改进落后的工艺，广泛采纳新的工艺、技术和设备，减少人工作业环节并降低工人的劳动负担。技术人员应主动投身于建筑技术创新的工作中，努力对施工人员进行新技术的培训，提高所有员工的综合能力。大力推广新技术，进行专利、专有技术和工法的研究，不断地结合先进工艺，显著提升施工速度和品质，从日常工作中推动建筑技术的进步。

3.5 加强现代信息技术的应用

随着现代建设的步伐的加快，对土木工程建筑的施工技术提出了更高的标准，特别是需要将其与当代的信息技术融为一体，以确保土建施工与当下社会的进步同步。为了保证土建技术不落伍，必须组建一支专业的研发团队，从更加科学的视角去探索和研究，把信息技术整合到土木工程项目中。

结语：

在土木工程建筑施工技术的创新探究中，人们逐渐认识到了技术进步的不断推动对现代建筑行业的重要性，生态化施工、智能化施工设备、信息技术的融合，以及对人才和资源的重视将会引领行业发展到新的高度。技术创新不仅提升了工程质量，确保了施工安全，还响应了全球环保和可持续发展的呼声，通过持续进行的资金投入、技术的培训和实际施工经验的总结，土木工程建筑的施工技术也将不断更新迭代。