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施工技术

土木工程施工技术的创新发展及质量影响因素

日期:2017-7-6 15:05:22 来源:互联网 浏览数:
 
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    0 ·前言
    土木工程,具有涉及范围广、门类多、在结构方面错综复杂的特点,同时,它也具有理论和实践相结合的特点,尤其注重实践。而建筑的施工具有概括性强、种类多样、固定性等特性,从构筑种类到施工方式的差别都特别大。同时,对施工技术方面的研究也是人类智慧的结晶。因此,要想使土木工程施工技术更好地服务于中国特色社会主义建筑事业,我们要基于传统施工技术,汲取精华,去其糟粕,改革创新。只有对施工技术进行大量分析总结,才能渐渐形成具有中国特色的建筑工程施工技术体系,同时还要提高建筑工程在现实中的使用效率并保障其符合各种标准。
    1· 传统的土木工程技术
    1. 1 混凝土施工技术
    在传统的土木工程施工中,混凝土被广泛应用。混凝土是一种浆料,主要指的是由石头、砂子、水泥与水根据固定的比例调制而成的。它是在建筑构筑中占特别大比例的一种原料。
    混凝土很坚硬,固体强度极大,它不仅可以充当地基,也可用作大梁等需要承重的位置,因为是一种浆料,可浇筑到很多建筑物构( 配) 件中,其可塑性十分强,所以混凝土在传统土木工程施工中十分重要。在影响混凝土强度的大量因素中,水灰比是决定性的因素。水泥的强度的大小对混凝土的强度有非常大的影响。在配合比一样的前提下,水泥的强度越高,混凝土的强度也越高。
    混凝土施工技术之所以被广泛应用,和混凝土的特点有关,混凝土有以下几个特点。①有大量的原料,水泥、砂、石、水等材料,在自然界中,大量分布,且成本低。②混凝土可塑性超强,混凝土在形成整体部分前,可凭借模板的外形做成任何构造形状,几十万m3 的建筑物,均能单个制造,或一起浇筑,建造简易且方便。③用途广泛。既可凭借想要配制成各类强度的混凝土,又可凭借其使用性能在配料上、工艺上制成特种用途的混凝土。对火、酸、油、辐射等外界作用力有非常强的抵抗能力。④使用年限长、维修费用低。混凝土可以顺应自然条件的变化而变化。是一种使用年限特别长的工程原料。但是,混凝土也有其缺陷,如自重大、抗拉强度和早期强度低等。如今,混凝土方面的一些专家们正在对混凝土的改性工作进行多方位、全方面地分析,已取得了一些成效。
    1. 2 地基技术
    它是根据上部的构造对地基的要求,增加地基稳定能力或改善其稳定能力的一种土木工程技术方法,它在工程施工中发挥着十分重要的作用,因此,我们应加强对地基工程技术的研究。在施工时,一般要先把桩基固定,再考虑施工中可能受到的各种振动和冲击的影响。在传统的桩施工过程中往往是先定桩。地基处理技术主要有换填垫层法、排水固结法、灰土挤密桩法等。软土地基处理方式一般用换土垫层法,它包括垫层法和强夯挤淤法,前者常用于机械碾压平板振动等; 后者常用于厚度相对小的淤泥和淤泥质土地基。振密、挤密法原理是采用一定的手段,通过振动、挤压使地基土体孔隙比降低,在强度方面得到大幅度提升,目的是进行地基处理。排水固结法的原理是软土地基在附加荷载的作用下,一步步排出孔隙水,使孔隙比减小,从而产生固结变形。置换法,它是指用砂等材料,来置换软土,与未加固的部分一起组合,形成复合地基,这个方法的目的是提高地基强度。加筋法是通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等,使地基承载能力得到很大的提升、沉降量得到降低、或建筑物稳定性不变。还有胶结法,其包括高压喷射注浆法和混凝土搅拌法,它们的适用范围也有很大不同。冷热处理法包括冻结法和烧结法,前者适用于饱和的砂土或者软黏土地层中的临时方法; 后者用于非饱和黏性土、湿陷性粉土等。
    1. 3 钢构架使用技术
    钢结构工程一般跨度非常大,可利用空间特别充足、成本低且实用,工期相对于其他工程较短,它主要适用于大型工业厂房、大型体育场馆、大型写字楼及跨度较大的建筑中。用于施工的钢结构构件可以工厂化生产,安装速度快,使工程在很短的时间内完工; 在施工空间方面: 钢材抗压、抗侧弯强度大,因此,在强度相同的前提下,可使截面减小,使可用的空间面积在一定程度上增大; 在利用率方面: 钢结构材料可以实现再生利用,可使建筑垃圾大量减少,顺应了环保建筑施工的世界潮流,满足了可持续发展的需要,有利于建筑行业更好地发展。土木工程中钢构架技术具有特别之处,首先需在施工场地安置焊接设备,接着要做好用电安全和火灾防护工作,在焊制成结构的过程中,要选择符合需要的连接方式,连接位置需正确,操作方式需合适。
    总的来说,钢材在组成可以使用的材料方面,它具有可持续发展的特点,从发展时间长度上来看,钢结构的发展前途一片大好。
    2· 土木工程施工技术的创新
    1) 土木工程技术设计及施工的每一个步骤都特别关键。在工程设计过程中,施工技术的应用与许多因素有关,如: 工地设备、环境条件及工人的专业知识与实践相结合的能力等。同时施工还受气候、地质等因素的影响。为了能让土木工程技术更好适应环境需要,工程质量和建设单位利益得到保证,设计师们在设计施工方案时要把这些因素考虑进去,想尽办法,克服各种制约,设计出切实可行并且实用的方案,从而改进施工技术,让土木工程施工技术拥有更多的发展空间,在发展中创新,创新中发展。
    2) 深基坑支挡技术。建筑行业发展至今,安全问题一直是重中之重,深基坑支挡技术可以保障地下结构施工安全,基坑周边环境不受威胁。改革开放以来,经济水平的提高带动了科技进步,推动了建筑行业的发展,高层建筑成为城市的主体部分,建筑工程规模不断扩大,随着大批高层、超高层建筑及大型公共基础设施建设的集中涌现,为了保障各方的基本要求,不断向地下发展。建筑高度与其埋置深度成正比关系,在基坑工程的要求方面也随之提高。
    深基坑支护方式有以下几种。①排桩。一般由围护墙、支撑及防渗帷幕等构成。排桩可按照工程情况需要,作为悬臂式支护结构、拉锚式支护结构、内撑式支护结构和锚杆式支护结构等。②水泥土桩墙。凭借其本身自重和刚度,可达到保护坑壁安全的目的,一般条件下,它不设支撑,特殊情况下经采取措施后亦可局部加设支撑。适用条件:基坑侧壁安全等级宜为二、三级; 基坑深度不宜大于6 m。
③逆作拱墙。拱墙可分为圆形、椭圆形闭合拱墙和组合拱墙。在组合拱墙中,我们可将局部拱墙看作两铰拱。适用条件: 基坑侧壁安全等级宜为三级; 拱墙轴线的矢跨比如果低于1 /8,就会有不利影响; 基坑深度不宜大于12 m;当基坑底面比地下水位低时,应采用截水等方法。当地下水位高于基坑标高时,就会使基础泡在水中,这种现象普遍存在。如果地下水对基础没有腐蚀的话,则无需担忧,如果有腐蚀,就要按规范和标准采取具体的方法。
    3) 新型预应力技术的创新。随着科技的发展,工业的进步,在工程的施工技术中,一种新的创新技术已经出现,即体外预应力技术。在科技快速进步的今天,体外预应力技术从工程实际应用到现在有50 多年,它不仅可以起到加固作用,而且,在我们新建结构时,它还是一种可供采用的方案,并且拥有超强的活跃于建筑行业的能力,顺应世界发展的潮流。随着预应力结构的一步步趋向成熟,体外预应力也随之进步,并且在一些方面表现出尤为超前的发展趋向。其发展趋向主要表现在: 高强度和高性能混凝土材料的应用、预应力筋的材料性能改进、钢筋材料技术及预应力筋张拉锚固技术。
    ( 1) 高性能混凝土( High performance concrete) 是一种较新型高技术混凝土,首先,它需要大幅提升普通混凝土性能,接着采取现代混凝土技术而制成的一种建筑材料。它具有自密实性、耐久性等特征。其设计的主要指标是耐久性。高性能混凝土发展源于高强混凝土,但与高强混凝土相比,在混凝土技术性能的方面,它的需求更多、更广泛,高性能混凝土的发展,通常可以分为3 个阶段: 振动加压成型的高强混凝土工艺创新、掺高效减水剂配置高效混凝土第五组分创新、采取矿物外加剂配制高性能混凝土第六组分创新。
    随着时代发展的潮流,现代建筑不断向地下、海洋等方向发展。现代工程结构有跨度大、承载重、距离地面越来越远和承载能力要求高的需求,高强混凝土可以顺应这些需求,在缩小了构件截面面积的同时,在使用面积方面有大幅度提升,减少成本。因此,在行业内,它被广泛应用,在技术经济效益方面,取得了很大的成效。
    ( 2) 随着经济的发展,科技的进步,新型材料不断出现,预应力筋的材料性能得以改进。预应力钢筋是指在使用前,通过先张法或后张法预先对钢筋施加压应力。它具有节约钢材,提高构件的抗裂性、刚度及抗渗性,充分发挥材料的性能等优点。同时也具有构件的施工、计算及构造较复杂,延性差,钢材易发生脆性破坏等不足。从我国最初从国外买入高强度、低松弛预应力钢丝到现在,我国已有引进和国产改进的这类生产线数量50 多条,该类材料产量已经超过200 万t,每年的使用数量大约有180 万t,种种数据均可表明: 在该类钢材生产和使用方面,我国已是全球范围内该类材料生产大国和使用大国,该类材料是我国预应力筋的主导产品。这足以说明我国的预应力筋在生产技术、产量和使用技术方面,均处于全球范围的先进水平。
    ( 3) 钢筋材料技术。钢筋( Rebar) 是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材,它的横截面可为圆形、方形且有圆角。钢筋工艺性能根据产品的特点方面的差异,有具体的要求,如对普通钢筋,我们需要对它进行弯曲和反向弯曲( 反弯) 试验等。在构造上的作用方面,它可分为受压受拉钢筋、架立钢筋、分布钢筋等,成品主要有横纵肋钢筋、带肋钢筋、新月肋钢筋等。
    ( 4) 预应力筋张拉锚固技术。预应力张拉就是构件在使用前提前加拉力,使得被施加力的构件承受拉应力,从而让它产生固定量的形变,目的是应对钢结构自身所承受的荷载作用,包括屋面自身重量的荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载作用等。预应力筋的锚固,它按锚夹具的锚固原理分为支承式和楔紧式。支承式又可分为螺杆式锚夹具和镦头式锚夹具两种。楔紧式锚夹具,利用预应力筋自身的拉力,通过楔形产生由横向挤压形成的摩阻力,将预应力筋锚固。按锚夹具形式的不同分为锥塞式锚夹具和夹片式锚夹具。
   3· 影响土木工程建设质量与效益的因素
    在我国的支柱性产业中,建筑行业举足轻重,工程质量是人们生产和生活的保障。与此同时,施工和操作人员自身素质、原材料和施工方法的质量管理是影响施工质量的重要因素。因为土木工程施工项目有工程量大且难、周期长、涉及范围广等特点,影响工期和质量的主要因素有技术方法、人为原因、材料因素、工程水文地质因素、气象因素以及环境因素等。
    如今,我国的国民经济呈现出不断增长的趋势,基建项目的数量正在持续上升,建筑施工队伍不断壮大。但是因为施工质量不能得到保障,各种影响巨大的工程质量事故不断出现,给人们的生命财产安全带来了重大的损失和危害。为了使工程质量得以保障,在施工阶段,我们必须对工程质量进行严格监管、统筹兼顾,推动企业在技术方有大幅度提升。
    1) 近年来,随着我国的综合科技水平大幅提升,大量工程建设部门逐步开始注重其施工技术的创新与发展。这种现象在土木工程施工中尤为凸显,施工技术的创新发展是影响其建设质量与效益的重要因素,如果施工技术不断提高,建设质量就会取得显著成果,但要追赶国际化的工程建造水平,我们还有很远的路要走。我国要想与世界工程制造接轨,就要立足于施工技术方面,不断推陈出新。
    2) 同时,建设人员在工程建设中尤为重要,因此,对建设人员,我们要大量投入资金,给予机会,提高他们的专业方面的技能。对施工队伍要严格把关,全面分析、研究、实地考察其设备和资金、技术等情况。对施工专业人员要敢于付出,建立培训机构,提高他们的整体能力。施工人员素质的提高,直接关系到工程质量,因此,建筑行业一定要重视人才,留住人才。
    3) 发展至今,伴随工程施工的展开,出现了很多的环境问题,诸如固液废弃物、高空坠物、污水乱排等。环境问题严重影响了城市居民的生活质量,因此,施工人员的首要目标是在保障施工质量和工期的同时,降低对城市居民的不利影响。这就需要施工前进行多方面、全方位地考察,研究分析,制定可行的方案。
    4· 结语
    时代在发展,社会在进步。土木工程建设技术在我们的生活中地位不可替代,它应该在满足人们在安全质量方面需要的同时,跟随社会发展大潮流,而不能一味地夜郎自大,固步自封,不思进取。我们应该把传统土木工程建设精神与现代科学技术相结合,不断推陈出新,增强自身的能力,适应时代发展的潮流。与此同时,大量新兴行业应运而生,如材料技术的发展等,它们的产生在工程技术创新方面的作用不可小觑。工程人员应不断向前,提升自我综合素养,推陈出新,坚持创新。长此以往,我国就一定能适应世界的发展的潮流。

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