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摘要:土建工程施工涵盖了几乎所有基建工程,而混凝土施工则是各类构建筑物基础与结构的主流施工工艺。因此在路桥、工民建以及水利等工程建设量急剧增长、结构与功能复杂性和施工技术要求日渐提高的背景下,实施技术创新既是控制工程造价与保证施工质量的需要,也是提升环境资源效益的要求。本文首先阐释了目前土木工程施工领域技术创新的方向与相关技术的应用,进而探讨了在混凝土施工技术应用中,工艺创新、过程控制以及新型原材料的研发使用的状况。
关键词:技术创新方向;技术应用;混凝土;土建工程
引言:
由于各类构建筑物的建设不仅直接消耗诸多资源,还会在使用周期内耗费能源并需要进行维护。因此不断进行施工技术创新,优化土木工程的环境资源效益,是当前工程建设领域中十分受关注的课题。而混凝土施工做为使用频率最高的施工技术,提升其技术水平和改进施工工艺更加重要。
一、土建工程施工技术创新及相关技术的应用
(一)基于环境资源效益最大化的技术创新
土建工程涉及领域广泛且需要持续消耗建筑材料、电力等资源与能源。因此对其施工技术进行创新,不仅有利于控制工程建设过程中的成本、提升工程的建设质量,还能够将各类工程建设、使用到拆除过程的环境与资源代价控制到最小。目前基于这一目标的施工技术创新聚焦于建筑节能技术应用、优化施工工艺,首先在建筑节能方面涉及到具有节能作用且可循环利用的材料、节能机电设备的应用以及提高清洁能源利用率等方面[1]。其中在工程材料方面不仅追求保温隔热等性能,还致力于保证其生产与在施工领域应用的过程无污染与低能耗。并且在构建筑物达到使用年限拆除时,具有二次利用价值。而在机电设备节能和清洁能源利用方面,则涉及到多方面的技术创新,包括在建筑工程设备安装施工中修建或安装相关设施、设备,在满足其使用功能和环境参数调节需要的同时,一方面尽量利用太阳能、地热等能量资源,另一方面基于空调等设备功能的先进性,达到精确控制温湿度、光照等条件的目的。其次为了降低对生态系统与自然环境的负面影响,土木建工程施工也进行了多方面的工艺创新。其中简化施工现场的工艺流程、提升机械化与标准化作业比例以及优化建筑结构设计等是最主要的方面。通过采用钢结构、装配式施工来实现构建筑物的部件、单元的标准化预制加工与安装,可以显著提升原材料的利用率、工程质量并缩短建设周期。此外钻孔灌注桩等高度机械化与自动化施工技术,也被应用于越来越多的大型基础设施与高层建筑工程建设中。
(二)运用信息技术实现对施工过程的有效控制
土木工程施工过程受制于复杂的环境条件、人为因素等,因此在造价、质量等方面控制难度极大。传统的施工管理基于严密的组织计划进行沟通协作,不仅无法避免各种计划变更带来的困难,还极易因信息不畅导致时间延误和各主体之间的纷争。因此利用互联网、计算机软硬件来建立各方的信息沟通平台,利用BIM技术优化施工组织计划以及开展施工过程管理,是近几年业界探讨较多的技术创新途径。尤其是BIM技术以其先进的工程建设理念和强大的软件应用功能,从最初用于优化工程设计延伸到施工过程管理,已经被探索用于对成本、进度等目标进行跟踪分析、预测和控制[2]。此外各类构建筑物的智能化也是非常重要的发展趋势,要求在施工过程中按照设计要求安装监控、预警等装置和系统。
二、混凝土施工技术极其应用创新
尽管近百年来土建工程新材料层出不穷,但混凝土在经济性、机械性能以及施工效率等方面的优越性依然无法替代。而且随着各类改良混凝土工艺、物理性能的外加剂的发明与应用,进一步稳固了其在土建工程施工领域的重要地位,与此同时也提升了混凝土搅拌、浇筑等的施工工艺复杂性。
(一)混凝土施工工艺及其创新
由于混凝土的主要原料--水泥的特殊物理化学性质,使得混凝土施工技术对时间与过程的控制要求极高。首先为了达到理想的固化成型效果与各项性能指标,必需按照设计阶段计算和试验确定的配比,根据施工进度要求安排混合料的搅拌和运输,以便保持混凝土浇筑或喷射等工艺流程的连续性。其次对于需要在施工现场浇筑的构建筑物结构,还需要根据其几何尺寸、造型特点进行工艺设计,合理划分施工段和预留伸缩缝等,才能保证其在凝固过程中不会因温度应力或表面失水出现质量缺陷[3]。目前随着具有自动控制与检测功能的设备的使用,混凝土的泵送、喷射过程能够得到相对精确的控制。此外在现浇结构施工中,带有动力装置的爬升、滑升模板系统让混凝土浇筑效率明显提高,而且能够浇筑构造十分复杂或者超高的结构。
(二)新型材料的应用
混凝土施工中的新型材料用于改善混合料的工艺性能、成型构件的机械强度以及耐腐蚀等物理性能,使得混凝土施工能够满足各种土建工程的设计要求。首先粉煤灰等掺和料的使用能够有效减少水泥消耗,对于保护环境与控制工程造价都非常有利。其次添加了化学合成纤维等新型材料的混凝土,在工艺性能与抗拉、抗剪切强度等方面都有显著改善,被应用于水利等重要工程的土建施工当中。
(三)施工过程控制
除了需要保证混合料在规定的时间内完成施工,混凝土施工过程中的每一个细节都需要精确控制[4]。首先在现浇结构的施工过程中,需要对模板以及浇筑完成部分的变形量进行监测,并且根据实测位置、尺寸参数,对超出设计误差的部分进行调整、修复。其次不同设计要求、环境条件下要采用合理的养护策略,按照相关规范进行必要的构件内外部温度、强度等参数的检测和记录,观察有无裂纹等缺陷,确保混凝土按照预期逐渐达到设计要求。
三、结束语
土建工程施工是满足城市发展、各行各业生产需要的关键,无论是修建民用与工业建筑,还是是城镇基础设施的建设,都涉及到土建施工。因此对其进行技术创新不仅能够优化资源和能源应用,还可以提升工程的社会效益。
参考文献:
[1]佚名.土建工程施工技术创新及混凝土施工技术[J].工程技术研究,2017(7):28-29.
[2]罗震宇.现代混凝土技术在建筑工程中的创新与应用[J].建材与装饰,2017(12).
[3]乔磊.土建工程施工技术创新及混凝土施工技术探究[J].建材与装饰,2017(10).
[4]洪云峰.土建工程施工技术创新及混凝土施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2017(12):217-218.