土木工程建筑施工技术的创新模式分析

文／高振山、丁忠锐 潍坊高新城市建设工程有限公司 山东潍坊 261000

1、土木建筑施工技术的发展趋势

1.1 新型化

在实际的土木建筑施工发展带动下，工程建设发展产生了更多的全新要求，在越来越多大型化工程、复杂性工程、高性能工程的建设需求带动下，怎样适应新工程需要，并促进土木建筑施工的高质量发展。未来的土木工程建设的发展主题也将更加深化，比如跨海大桥工程、高速铁路工程、礁岛建设等施工需求更多，土木工程施工技术也可以向这一方面倾斜并发展。

1.2 可持续发展

关于可持续发展始终是中国发展建设不可忽视的关键话题，中国作为一个大国，始终肩负着全球化发展和社会发展的大国责任，促进中国的可持续发展不是纯粹为了中国人着想，而是带动全球化协同发展。中国土木工程遍及全球，通过创新技术的应用，能促进土木建筑施工领域的优化发展，协同带动实现绿色化、精细化发展，这样一来，才能深入剖析并关注土木工程中的“可持续”价值，这样才能更好地保障我们的地球环境，促进人与自然的和谐共生。

1.3 创新化

土木建筑施工技术的创新应用和发展是必然趋势，在这一过程中，“创新”的含义在于，怎样通过新技术提升土木建设的整体质量，施工中应当加强新理论、新工艺、新技术、新方法的应用，建立在多学科交叉融合的发展模式之上，促进工程技术创新，有效保障整体工作顺利开展，加强土木建筑施工中的技术优化、技术含量提升。

1.4 安全化

在传统的土木工程建设中，需要做好工程老化的检测和维护，要加固和维修，不断提升建筑施工的性能，保障建筑施工在各种复杂的环境下都能保障建筑的稳定。在一些地震频发的地区，加强土木建筑的安全化发展是保障人民群众人身财产安全的关键话题，通过技术提高施工的安全性，提升建筑的稳定性，是土木建筑工作者始终不懈的追求。

2、当下土木工程建筑施工技术的发展问题

2.1 缺少高性能的工程材料

工程材料的突破和革新始终是一个很关键也很难解决的问题，在实际的生产建设中怎样实现建筑施工材料的“高性能”突破是非常关键的问题，高性能钢材是中国建筑行业产业链升级的关键，目前，中国目前主流钢种有Q345q、Q37OqE这两种，高强钢和高性能钢在钢铁强度、抗腐蚀性、韧性、可焊性等方面相比传统钢材有很大的优势。另外，还有高性能混凝土也对优化建筑结构起到了很大的帮助，但是在实际的应用中，真正能用到土木工程中的高性能工程材料比较少，加强各种高性能材料的制造需要高工艺，也增加了技术成本，比如，铝高速钢是中国独创的新型工程材料种类，其性能接近国外高速钢M42，尽管价格便宜很多，但也会出现较多氧化脱碳的情况，整体上会影响工程材料的经济效益。在连接胶、涂料等领域，还是有很多高性能建材需要研究，并多设计生产高性能的工程材料。

2.2 建筑施工技术理论研究不足

土木建筑施工技术中的理论研究不够，尤其是能引领土木工程学科发展的前沿方向和重大科学问题还需要不断凝练，在进行全寿命周期设计理论和相关建筑材料的性能研究还不够深入。而中国位于环太平洋地震带，怎样解决在发展中存在的关于防灾建筑和重大工程灾害作用的研究还不够多，这些都会导致在促进土木工程建筑施工技术发展中存在诸多困难。中国在基建方面很出色，并且能完成高难度、大规模的建筑工程，但是在技术的科研能力上，中国的排名并不高。以火神山和雷神山的建设为例，三万多平米的大型建筑群，从设计到建设到水电仅仅用了一周多，这样的工程完成能力无疑是无与伦比的，但是在施工原理、施工理论的研究上，很多建筑行业相关人员并没有深刻的认知，这样一来，就导致了施工和科研的脱节。

2.3 土木工程技术的科技含量较低

土木建筑施工技术的发展需要融合高新技术，但是传统的施工模式粗放、强度大、受到多元化因素影响的弊病，导致实际的高技术施工难以发展。而在技术设施和高新技术中结合起来不够，无论是重大工程还是小工程，怎样关注施工的科学性和创新性始终难以进行，一般工程还是集中在成本、工期、可行性等要素上，在能顺利解决这些问题之后，才会关注施工的科学性和创新性。这样导致的问题就是生产效率和建筑质量较低，因为在复杂的工程建造技术不够完善、整体施工装备设计效率低等问题，影响了土木工程的成本控制，正因为科技含量不高，信息化水平不高，简单搬用外国技术就很难推进智能建造的开展效能。

2.4 消耗过多不可再生资源

在建筑施工中，对于资源的利用是非常多的，而建筑施工更是资源消耗的大方面，单以建筑施工石灰石的消耗量，就基本达到了世界总消耗量的1/2，钢材消耗大约是全球总消耗量的2/5，水泥消耗大约12亿吨，每年建筑施工的水用量大约是30个北京的用水量，关于耕地的消耗更是非常严重，每年约有95万亩土地被中蕴含用，相当于，每年都有大约80万人失去耕地，不到世界平均水平的四成。对于不可再生资源的消耗过多，导致了建筑施工的可持续发展始终是一个难以解决的问题，怎样降低不可再生资源的消耗量，目前也有装配式建筑等模式的尝试，但是大部分的土木工程建筑施工还是集中在大量消耗不可再生资源的基础上开展，影响了整体建筑施工的整体效能。

2.5 建筑导致的污染较为严重

中国土木建筑市场庞大，目前，中国各类民众建筑面积已经超过460亿平方米，整体工业建筑的体量也是非常庞大的，在加速城市更新和工业升级改造的大背景下，大量老旧建筑物拆除、新建筑施工会产生大量的建筑污染，建材的生产过程中、建造过程中、拆除后所产生的生态环境破坏都比较大，目前，建筑垃圾在中国垃圾总量中占四成左右，其中填埋占地10万亩，建筑垃圾的利用效率不足5%，非常影响城市环境，也让废弃混凝土等建筑污染成为建筑施工污染的主要问题。

3、土木工程施工技术的发展进步

3.1 开辟了低碳时代技术革新的时代

在施工技术发展之下，也融合了低碳节能技术，保障了整体低碳技术的发展可行性和时代性。作为第二大碳排放国家，始终在探索怎样“减碳”的建筑施工新模式，在没有大规模使用混凝土之前，粉煤灰也成为废弃物，被搁置被浪费，而在相似的情况下，矿渣、硅灰等材料也不能有效利用。其本质上是因为考虑到加入废弃物可能影响混凝土的耐久性能和工作性能的因素，但是值得注意的是，数十年前的废弃物矿渣和混凝土等都可能成为混凝土的生产原料，目前，怎样将废料以一种合适的方式转化为施工原料，是目前低碳时代的研究重点，尽管目前没有太多相关技术应用到建筑施工中，但是可以相信的是，未来该技术将会实现大范围应用，降低土木工程施工中的能源损耗。

3.2 提升了建筑施工的整体价值

传统的建筑施工技术单一，并且存在耐久性不高的问题，例如，在路桥施工中，因为一些桥墩接触的水源含有较多的硫酸根和其他特定离子，影响了混凝土的强度，可能产生混凝土耐久度降低到十年的问题，这些问题仅仅通过技术经验难以实现，而通过技术优化和科学研究，能从本质上解决这一问题，提升混凝土的强度。通过高精度的建筑施工仪器设备，加强整体工作部署，能有效提升施工的稳固性。

3.3 新型建筑已经逐渐落地

在实际的建设施工中，优化新型建筑施工已经成为必然，比如，在北上广建设高层建筑，自然是希望加高楼层，提高柱强度、降低建筑自重，因此，通过高性能混凝土技术优化建筑施工，已经在现实的施工中获得应用，比如，加气混凝土的密度是普通混凝土的四分之一，但是强度没有降低，这样一来，就可以用作隔墙。高性能混凝土的强度是普通混凝土的两倍，因此也可以通过这种混凝土的应用，提升建筑物的稳定性。

4、新时代土木工程施工技术的发展创新策略分析

4.1 提升建筑施工的技术含量

因为各个地区的地形、降水等自然环境存在差异性，城市之间的发展程度和方向也存在差异性，因此，在不同建筑项目的设计和施工过程中，加强工程建筑施工技术的先进性，能有效提升整体建筑施工的技术含金量。在这样的发展格局之下，应当加强整体建筑施工整体要求，统筹兼顾各项发展内容，切实保障建筑的稳定性、安全性、自动化、现代化。如此一来，才能提升整体工作的技术含量，促进整体工作的协同可持续发展。从技术创新层面上看，相关施工技术研发人员可以结合新时代土木工程行业的发展要求并明确建筑施工的科学性和创新性。比如，在深基坑施工中可以通过加强基坑支护技术，提升整体施工的科学性和有效性，建立在保障工程项目施工质量的基础之上，保障传统支护技术的创新。比如，目前已经投入应用的技术有边坡错位支撑技术、工字钢微型桩支护技术等，切实加强深基坑支护的强度，保障整体的施工力量。再比如，通过低松弛性钢绞线、承压水下预应力锚杆等实现整体技术创新，能切实提升整体应用的有效性。在提升技术含量的过程中，需要建立在传统的技术之上，以传统技术为切入点，实现技术创新，才是提升整体施工技术含量的可行之道。

4.2 提高建筑施工的性价比

建筑施工总归来说还是融合到了施工全过程，并促进了建筑行业的可持续发展。通过创新技术的应用，一方面能让建筑公司的建筑方案竞争力更强，另一方面通过技术的融合，也能为工程招投标确定一个不错的报价，通过优化建筑施工的性价比，才能促进建筑行业的可持续发展。在建筑施工中，需要关注以下问题。一方面是施工费用的问题，在施工前，承包商需要预测工程造价，并做好相关原材料、机械、技术的选择，根据原材料价格、技术的溢价等确定好施工费用。例如，在施工现场，可以通过根据现场的进场材料、进场设备的数量确定材料费用，在施工中，一些不必要全程应用的工程机械如列履带式液压振动锤等设备，可以通过精准规划工期的方式按天计费，这样一来能最大程度上提升施工建设的经济效能。另一方面，做好施工的技术优选，根据不同类型的建筑施工如民用住房建筑、路桥施工、商业写字楼等确定不同的建设方案，并定位其技术，加强技术的应用和优选，根据预算、技术标准等方面，实现建筑施工经济效益的最大化。

4.3 逐渐提升智能化施工技术的应用范围

在实际的建设施工中，应当与时俱进，提质增效，当下是一个信息化的时代，在这一时代下，无论是技术发展还是提升企业自身经济效益，都有了更大的可能性，在实际的智能化施工技术应用过程中，通过科技能提升施工技术的可行性，并突出技术带来的实际价值。比如，在智能控制技术的应用中，通过将施工场地中的GPS监控点进行布局优化，然后进行互联网协同管理，能实现土木建设施工信息的协同管理，保障整体智能技术的应用效能。目前，国内关于建筑施工智能化技术的应用已经愈发广泛，比如，在2020年，虹人自动摊铺车的研发实现了防水卷材的自动化铺设。通过控制系统，能将原本十个人耗时八小时才能完成的工作，降低到三人五小时即可完成，且整体的能源损耗大概为传统摊铺方法的八分之一，成本是四分之一。中国智能化卷材铺贴技术已经逐渐成熟，其在建筑防水行业有很大的意义，因为建筑防水“三分靠材料，七分靠施工”，工程技术效果直接影响到施工效果，通过智能化施工，省时省力，而且实现了对行业的带领和智能化土木施工时代的破局。

4.4 加强土建领域高新人才的培养

人才是行业发展的第一驱动力，加速人才的培养，对于优化土木建筑施工的效能有很大的帮助，建筑从业人员需要提升职业素养和专业技能，而加强岗位证书制度、管理人员准入制度是非常关键的。建筑企业需要认识到，自身实现高效能发展需要怎样的人才、需要多少人才，划分好建造师、技工等招聘人数，做好工作岗位限制，而日常的管理中，将人才的工程师职称与薪酬、奖励相挂钩，保证土建施工相关人才能不断进步提升，带动整个企业的技术优化，保障整体技术革新快速、稳定、有效。最后，在新型建筑日趋发展的带动下，贯彻落实创新、协同、共享的发展理念，加速建筑产业升级，就需要做好产教融合，通过高校、高职、中专等的协同支持，与相关建筑企业合作，加强整体课程研发，定向培养具有高素质、高技术水平、高操作水平的高新人才，为后续土木行业的协同发展奠定基础。

结语：

总而言之，在实际的建筑施工过程中，通过技术的创新和优化，对于实现土木建筑施工的智能化、机械化、自动化有很大的帮助，通过行业的技术革新，加强了整体土木施工行业的技术程度，在国家“中国制造2025”的政策号召之下，在建筑行业的使命感驱使之下，在土木建筑行业发展遇到瓶颈的关键节点，需要通过新技术带动新施工的产生，用新材料带动新设计的产生，才能促进整体行业的优质化发展，而在各国竞相竞争发展之下，这一梦想也会在不远的将来实现。