论文部分内容阅读
【摘 要】建造各类工程设施的科学技术的总称就是土木工程。建在地上、地下、水中的各种工程设施等这些工程建设对象都是土木工程，它也包含建设中的各种技术。本文介绍了土木工程的概念和领域，分析了土木工程施工技术的特点，简要讨论了几种土木工程施工技术，并对其领域的发展方向进行了展望。
【关键词】 土木工程 施工技术 特点 研究
中图分类号：TU74文献标识码： A
随着人类的诞生，土木工程就已产生，有着十分漫长的发展历程。从新石器时代到文艺复兴时期，土木工程不断发展和进步。由于科学发展的滞后，在这段长达两千多年的历史中土木工程的发展也并未出现突破性的飞跃。然而在文艺复兴之后，自然科学有了突飞猛进的发展，从而带动了土木工程实现了历史性的跨越，走上了快速发展之路。时至今日，土木工程已经发展成为一门大型综合性的学科，并出现了许多分支。与此同时，得益于现代社会经济与科技的快速发展，土木工程施工技术也实现了极大的飞跃式发展。
一、土木工程施工技术的特点
当今社会，科技越来越日新月异，经济也迅猛发展，新材料、新结构不断更新，土木工程结构的规模不断的扩大，技术也越发的复杂化，以此对应的施工技术的发展规模也在扩大。目前，我国的经济发展正处于高峰期，有数量众多，规模较大的工程建设，这对于我国的施工技术的发展起到促进作用。土木工程的生产组织跟平常的工厂生产组织是不一样的，这取决于其特点，根据工程性质和特点，每项工程会单独进行施工组织。而工程项目的成败是取决于施工组织是否科学合理。通常情况下，固定性和流动性，多样性和单件性，协作性和综合性，复杂性和易受干扰性是土木工程施工所具有的特点。其中，施工队伍的流动和在同一工程上工人在作业空间上的流动都属于流动性的范围。而不同的工程，巨大的工程量等等这些都属于多样性。而协作性则是需要建设、设计、施工、监理、材料供应商等多家不同单位配合协作完成。对于技术、管理复杂，受到气候、周围环境等外界因素的影响大等，干扰大、投资大、生产周期长等等都属于复杂性和易受干扰性。
二、工程中的建筑结构
建筑工程就是兴建房屋规划，勘测，设计，施工的总称。房屋建筑一般包括十个部分：⑴埋在地下的基础和地下室；⑵承载外力并把力传到基础的柱子，楼板，梁，框架墙，屋盖及支撑体系。⑶四周的饿维护结构和中间的隔墙；⑷房屋内外的装饰；⑸控制环境的供暖，通风，空气调节，照明，防火隔聲等系统；⑹楼梯间，电梯或自动扶梯等垂直传输系统；⑺闭路电视，电话，计算机网络等通讯体系；⑻电力系统；⑼卫生设备和给水排水系统。Pier Luigi Nervy说过：建筑结构说穿了，不过就是受力体的反力与内部应力如何与外力达到平衡。建筑首先要解决，也是必须要解决的问题就是受力的问题。我们把解决这个问题的学科称为建筑力学。建筑力学有可以分为：静力学，材料力学和结构力学三大力学体系。建筑力学是讨论和研究建筑结构及构件在荷载和其他因素影响的工作状况，也就是建筑的强度，刚度，稳定性。在载荷作用下，承受载荷和传递载荷的建筑结构和构件会引起周围的物体对它们的作用，同时物件本身受载荷作用而产生变形，并且存在着破坏的可能性，但是结构本身就具有一定的抵抗变形和破坏的能力，而结构的承载能力的大小是与构件的材料，截面的几何尺寸，受力性质，工作条件和构造情况有关。而这些关系都可以由力学关系式通过计算而得以解决。
三、土木工程施工技术研究
1、软土地基施工与石方爆破施工。软土地基施工特点：往往不能满足承载力和变形能力的要求，施工时如果采取措施不当，往往会发生路基或建筑物地基失稳或严重下沉，造成建筑物破坏或不能正常使用，需要进行加固，加固方法：换土垫层法、强夯法、振冲法、砂桩挤密法、深层搅拌法、堆载预压法、化学法等；土石方爆破施工：适用环境：开挖时遇到岩石，施工现场地下障碍物的清除、旧建筑物和构筑物的拆除，施工的工序：打孔放药、引爆、排渣；特点：施工费用低、效率高、有震动和粉尘危害，对旧建筑物、构筑物的拆除，还可以采用静力破碎等配合施工工艺，是拆除在低震动、低粉尘、无公害的情况下进行。
2、灌注桩施工与墩式基础施工。⑴灌注桩施工是在施工现场的桩位处用机械或人工成孔，然后在孔内放入钢筋笼、浇筑混凝土（或者直接浇筑混凝土）而成的一种施工方法。成孔工艺：干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔、人工成孔、爆扩成孔等。其特点：能适应地层的变化、施工时振动小、噪声低、工艺要求较高、施工后混凝土需要养护且不能立即承受荷载；⑵墩式基础是在人工或机械成孔的大直径孔中浇筑混凝土（或者放钢筋笼、浇筑混凝土）而成的大直径基础。目前，我国多用人工挖孔，故又称为大直径人工挖孔桩。墩式基础特点：端部直接支撑在岩石或坚硬土层上，桩的强度和刚度都很大，有较大的承载能力。
3、沉井基础施工。沉井是由刃脚、井筒、内隔墙等组成的呈圆形或矩形的筒状钢筋混凝土结构，多用于重型设备基础、桥墩、水泵站、取水结构、超高层建筑物的基础等，施工过程：施工时首先制作井筒，然后在井筒内挖土，使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端为刃脚，形状如刀刃，在沉井下沉过程中使沉井切入土中。沉井的外壁为井筒，在下沉过程中起挡土作用，同时靠其自重可以克服筒壁与土之间的摩阻力和刃脚底部的土阻力，使沉井能在自重作用下逐步下沉。
4、 预应力混凝土工程施工
截面小、刚度大、抗裂性和耐久性好是预应力混凝土的结构特点。它能充分发挥钢材和混凝土各自的性能，在土木工程中得到了广泛的应用。先张法施工、后张法施工和粘结预应力施工是预应力混凝土工程施工的三种具体方法。先张拉预应力钢筋，然后再浇筑混凝土构件的一种施工方法主要施工过程是在浇筑混凝土构件之前，张拉预应力钢筋并将其临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土构件，待混凝土到达一定强度、混凝土与钢筋之间有足够的粘结力后，放松预应力钢筋，借助混凝土与预应力钢筋之间的粘结，使混凝土产生预压应力。后张法施工：是先制作混凝土构件后张拉预应力钢筋的一种施工方法，要施工过程：先制作混凝土构件并预留孔道，待混凝土达到一定强度后，将预应力钢筋传入孔道，利用张拉机具张拉预应力钢筋，然后用锚具将预应力钢筋锚固在构件端部，最后进行孔道灌浆。粘结预应力施工：是在后张法基础上发展起来，要施工过程：采用表面有涂料、外面包有塑料套管的预应力筋，铺设在模板内，然后浇筑混凝土，待混凝土到达设计要求的强度后，再进行预应力筋的张拉、锚固。
5、发展和展望。随着经济的发展和科学的进步，工程施工时对环境和社会所造成的危害也逐渐降低，以后土木工程施工技术的发展方向主要有以下几个方面：施工时计算机技术得到普遍应用，高性能材料的发展提高了结构的整体性能，建筑施工工业化程度显著提高，空间站、海底建筑、地下建筑的迅速发展，新工艺的出现带动了新结构的产生，新能源和能源多极化等。
综上所述，在近几十年里，虽然土木工程施工技术迅猛的发展，但是目前仍以手工操作、半机械作业为主的土木工程进行施工，相比其他产业的部门，劳动效率远远低下，仍然是属于劳动力密集型的产业。对于发展现代土木工程施工技术的方向，不仅要满足当前土木工程建设的需要和相匹配的施工技术的需要，而且要向机械化、智能化、高质量、高技术含量、高效率、无公害、信息化的方向发展。
参考文献
[1] 段树金主编.土木工程概论[M].北京：中国铁道出版社，2005.
[2] 湖南大学等四院校合编.土木工程施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[3] 叶列平主编.土木工程科学前沿[M].北京：清华大学出版社，2006.
[4] 丁大钧.土木工程的发展和未来.第十届结构工程会议.工程力学增刊，2001（10）.
【关键词】 土木工程 施工技术 特点 研究
中图分类号：TU74文献标识码： A
随着人类的诞生，土木工程就已产生，有着十分漫长的发展历程。从新石器时代到文艺复兴时期，土木工程不断发展和进步。由于科学发展的滞后，在这段长达两千多年的历史中土木工程的发展也并未出现突破性的飞跃。然而在文艺复兴之后，自然科学有了突飞猛进的发展，从而带动了土木工程实现了历史性的跨越，走上了快速发展之路。时至今日，土木工程已经发展成为一门大型综合性的学科，并出现了许多分支。与此同时，得益于现代社会经济与科技的快速发展，土木工程施工技术也实现了极大的飞跃式发展。
一、土木工程施工技术的特点
当今社会，科技越来越日新月异，经济也迅猛发展，新材料、新结构不断更新，土木工程结构的规模不断的扩大，技术也越发的复杂化，以此对应的施工技术的发展规模也在扩大。目前，我国的经济发展正处于高峰期，有数量众多，规模较大的工程建设，这对于我国的施工技术的发展起到促进作用。土木工程的生产组织跟平常的工厂生产组织是不一样的，这取决于其特点，根据工程性质和特点，每项工程会单独进行施工组织。而工程项目的成败是取决于施工组织是否科学合理。通常情况下，固定性和流动性，多样性和单件性，协作性和综合性，复杂性和易受干扰性是土木工程施工所具有的特点。其中，施工队伍的流动和在同一工程上工人在作业空间上的流动都属于流动性的范围。而不同的工程，巨大的工程量等等这些都属于多样性。而协作性则是需要建设、设计、施工、监理、材料供应商等多家不同单位配合协作完成。对于技术、管理复杂，受到气候、周围环境等外界因素的影响大等，干扰大、投资大、生产周期长等等都属于复杂性和易受干扰性。
二、工程中的建筑结构
建筑工程就是兴建房屋规划，勘测，设计，施工的总称。房屋建筑一般包括十个部分：⑴埋在地下的基础和地下室；⑵承载外力并把力传到基础的柱子，楼板，梁，框架墙，屋盖及支撑体系。⑶四周的饿维护结构和中间的隔墙；⑷房屋内外的装饰；⑸控制环境的供暖，通风，空气调节，照明，防火隔聲等系统；⑹楼梯间，电梯或自动扶梯等垂直传输系统；⑺闭路电视，电话，计算机网络等通讯体系；⑻电力系统；⑼卫生设备和给水排水系统。Pier Luigi Nervy说过：建筑结构说穿了，不过就是受力体的反力与内部应力如何与外力达到平衡。建筑首先要解决，也是必须要解决的问题就是受力的问题。我们把解决这个问题的学科称为建筑力学。建筑力学有可以分为：静力学，材料力学和结构力学三大力学体系。建筑力学是讨论和研究建筑结构及构件在荷载和其他因素影响的工作状况，也就是建筑的强度，刚度，稳定性。在载荷作用下，承受载荷和传递载荷的建筑结构和构件会引起周围的物体对它们的作用，同时物件本身受载荷作用而产生变形，并且存在着破坏的可能性，但是结构本身就具有一定的抵抗变形和破坏的能力，而结构的承载能力的大小是与构件的材料，截面的几何尺寸，受力性质，工作条件和构造情况有关。而这些关系都可以由力学关系式通过计算而得以解决。
三、土木工程施工技术研究
1、软土地基施工与石方爆破施工。软土地基施工特点：往往不能满足承载力和变形能力的要求，施工时如果采取措施不当，往往会发生路基或建筑物地基失稳或严重下沉，造成建筑物破坏或不能正常使用，需要进行加固，加固方法：换土垫层法、强夯法、振冲法、砂桩挤密法、深层搅拌法、堆载预压法、化学法等；土石方爆破施工：适用环境：开挖时遇到岩石，施工现场地下障碍物的清除、旧建筑物和构筑物的拆除，施工的工序：打孔放药、引爆、排渣；特点：施工费用低、效率高、有震动和粉尘危害，对旧建筑物、构筑物的拆除，还可以采用静力破碎等配合施工工艺，是拆除在低震动、低粉尘、无公害的情况下进行。
2、灌注桩施工与墩式基础施工。⑴灌注桩施工是在施工现场的桩位处用机械或人工成孔，然后在孔内放入钢筋笼、浇筑混凝土（或者直接浇筑混凝土）而成的一种施工方法。成孔工艺：干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔、人工成孔、爆扩成孔等。其特点：能适应地层的变化、施工时振动小、噪声低、工艺要求较高、施工后混凝土需要养护且不能立即承受荷载；⑵墩式基础是在人工或机械成孔的大直径孔中浇筑混凝土（或者放钢筋笼、浇筑混凝土）而成的大直径基础。目前，我国多用人工挖孔，故又称为大直径人工挖孔桩。墩式基础特点：端部直接支撑在岩石或坚硬土层上，桩的强度和刚度都很大，有较大的承载能力。
3、沉井基础施工。沉井是由刃脚、井筒、内隔墙等组成的呈圆形或矩形的筒状钢筋混凝土结构，多用于重型设备基础、桥墩、水泵站、取水结构、超高层建筑物的基础等，施工过程：施工时首先制作井筒，然后在井筒内挖土，使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端为刃脚，形状如刀刃，在沉井下沉过程中使沉井切入土中。沉井的外壁为井筒，在下沉过程中起挡土作用，同时靠其自重可以克服筒壁与土之间的摩阻力和刃脚底部的土阻力，使沉井能在自重作用下逐步下沉。
4、 预应力混凝土工程施工
截面小、刚度大、抗裂性和耐久性好是预应力混凝土的结构特点。它能充分发挥钢材和混凝土各自的性能，在土木工程中得到了广泛的应用。先张法施工、后张法施工和粘结预应力施工是预应力混凝土工程施工的三种具体方法。先张拉预应力钢筋，然后再浇筑混凝土构件的一种施工方法主要施工过程是在浇筑混凝土构件之前，张拉预应力钢筋并将其临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土构件，待混凝土到达一定强度、混凝土与钢筋之间有足够的粘结力后，放松预应力钢筋，借助混凝土与预应力钢筋之间的粘结，使混凝土产生预压应力。后张法施工：是先制作混凝土构件后张拉预应力钢筋的一种施工方法，要施工过程：先制作混凝土构件并预留孔道，待混凝土达到一定强度后，将预应力钢筋传入孔道，利用张拉机具张拉预应力钢筋，然后用锚具将预应力钢筋锚固在构件端部，最后进行孔道灌浆。粘结预应力施工：是在后张法基础上发展起来，要施工过程：采用表面有涂料、外面包有塑料套管的预应力筋，铺设在模板内，然后浇筑混凝土，待混凝土到达设计要求的强度后，再进行预应力筋的张拉、锚固。
5、发展和展望。随着经济的发展和科学的进步，工程施工时对环境和社会所造成的危害也逐渐降低，以后土木工程施工技术的发展方向主要有以下几个方面：施工时计算机技术得到普遍应用，高性能材料的发展提高了结构的整体性能，建筑施工工业化程度显著提高，空间站、海底建筑、地下建筑的迅速发展，新工艺的出现带动了新结构的产生，新能源和能源多极化等。
综上所述，在近几十年里，虽然土木工程施工技术迅猛的发展，但是目前仍以手工操作、半机械作业为主的土木工程进行施工，相比其他产业的部门，劳动效率远远低下，仍然是属于劳动力密集型的产业。对于发展现代土木工程施工技术的方向，不仅要满足当前土木工程建设的需要和相匹配的施工技术的需要，而且要向机械化、智能化、高质量、高技术含量、高效率、无公害、信息化的方向发展。
参考文献
[1] 段树金主编.土木工程概论[M].北京：中国铁道出版社，2005.
[2] 湖南大学等四院校合编.土木工程施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[3] 叶列平主编.土木工程科学前沿[M].北京：清华大学出版社，2006.
[4] 丁大钧.土木工程的发展和未来.第十届结构工程会议.工程力学增刊，2001（10）.