摘要:改革开放以来,我国建筑业发展迅速,在施工技术革新和建筑材料研制等方面都有了很大的进步。本文通过对我国土木工程发展现状的分析,归纳当前建筑施工技术的发展情况,总结相应的新材料在建筑工程上的应用。通过对组合结构、再生骨料技术特点的分析,阐述我国建筑技术发展的方向。
关键词:建筑施工现状;深基坑技术;堆石混凝土;工程材料的研究
安全是建筑之本,施工技术的发展是巩固建筑安全的长久保证。近些年来,我国在施工技艺和建筑材料等方面都获得了长足发展。但是总体来讲,建筑施工是一项系统工程,需要处理好各个部门的沟通和协调,需要加强工程中的各个环节的参与。因此,在施工现场需要将实践经验与科研理论有机融合在一起,这样才能更好地发挥新工艺、新材料在工程中的最优效果。
1深基坑技术发展
近年来我国建筑行业得到快速发展,我们通过不断学习和吸收国外先进经验,结合我国的特殊地理国情和发展要求,建筑施工技术通过这些大工程的具体实施获得了长足进步,其中超高层建筑在我国的迅速发展推动了深基坑技术的创新[1]。
深基坑技术就是通过对建筑物周边地质环境进行加固等方式,保证建筑物地下和上部建筑结构的安全的建筑施工方法。我国建造的高层建筑物越来越多,深基坑技术的使用对于河口冲积平原等土质松软的地方显得尤为重要,其中钻孔灌注桩基础施工技术尤其普遍。
钻孔灌注桩基础施工技术,简单讲就是在施工现场通过人工挖掘、机械钻孔或其他可操作性方式获得符合要求的成型桩孔,然后再放入钢筋笼、灌入混凝土形成混凝土桩的施工工艺[2]。钻孔灌注桩基础施工技术是目前技艺相对成熟的深基础施工技术,可以降低现场施工人员的工作难度。钻孔灌注桩基础施工技术的发展有力地推动了建筑设备、材料和技术的发展。
2大体积混凝土浇筑技术
自2000年我国实施西部大开发战略以来,西部地区大型水利工程不断开工建设, 但是由于水利工程一般体积特别巨大,单位混凝土用量极多,导致施工技艺和质量难以控制。同时短时间内浇筑大体量混凝土,导致坝体结构内部温度上升,严重影响混凝土水化反应的进行,极容易使得混凝土结构产生裂缝,降低了结构的可靠性和耐久性能。清华大学金峰、安雪晖教授通过不断研究,提出具有可操作性的自密实堆石混凝土的技术[3]。
自密实堆石混凝土技术就是利用自密实混凝土通过填充大型块石、碎石由于堆积产生的空隙,形成比较密实的大体积混凝土结构的工艺。自密实堆石混凝土技术施工工艺较为简单,可以相应减少工艺流程,减少单位混凝土用量和振捣时间,能尽可能缩短工程施工工期,符合水利工程紧急的使用特点。同时由于大体积粗骨料的存在,使得建筑物具有较高的强度性能和良好的体积稳定性、抗渗性能。自密实堆石混凝土与普通混凝土相比,由于在施工过程中使用了大量的大体积块石,使得混凝土用量只有原来工艺用量的30%左右,结合新的施工技术,使得在满足建筑物质量的前提下实现了混凝土的低水泥用量,这样既减少了建筑物的后期养护,又降低了建设成本。
3工程材料的研究
混凝土结构经过百余年发展暴露出很多问题,例如建筑材料的不可再生性、建筑结构的老化和混凝土工程结构物的耐久性等,还有就是混凝土施工工序复杂、养护时间长和结构自重大等问题亟待解决[4,5],对于超大型工程普通混凝土的性能已经不能满足设计使用要求,因此去研究新材料和探索新组合结构显得格外重要。
3.1高性能混凝土的推广
高性能混凝土是使用优质水泥、集料、纯净水和活性细掺料与高效外加剂制成的新型混凝土,具有强度高、流动性好、低水化热和耐久性好的现代混凝土类型,与传统波特兰水泥有着很大的区别[6]。
这一概念首先由美国国家标准与技术研究院与美国混凝土协会在1990年5月提出,它能够利用工业废渣等固体垃圾,符合建筑的可持续发展的目标,因而这是一种符合21世纪要求的新型建筑材料。
3.2钢管混凝土的应用
钢管混凝土,顾名思义就是在方(圆)钢管中浇筑混凝土,形成一种具有统一作用的混凝土组合结构,属于套管混凝土结构类型。钢管混凝土结构能够有效地结合钢管和混凝土这两种材料的特点,在组合结构中钢管有套箍作用,能够使得混凝土承受纵向应力,同时管的约束能力对核心混凝土施加横向约束,使其处于三向受压的应力状态,这样能够改善了核心混凝土的性能[7]。
施工过程中,由于钢管本身就是结构的一部分,因而作为模板可省去混凝土支模、拆模的工艺流程,钢管的存在还可以改善混凝土的承载力、稳定性和抗震性能[8]。吕西林通过对12根方钢管混凝土的低周反复试验,得到与普通钢筋混凝土柱相比,具有良好的耗能能力及更小的强度退化;与纯钢管结构相比,具有良好的抗局部失稳的能力,因而抗震能力显著提高[9]。
3.3再生混凝土的发展
城市发展产生了大量的建筑垃圾,有关数据显示我国建筑垃圾已超20亿吨,但是我国建筑回收利用率还不足5%[10]。如何大量处理这些建筑固体垃圾是人们必须要面对的问题。在此问题上,国内外学者对以建筑固体垃圾为主体的可再生混凝土进行了比较系统的研究,架构起比较全面的再生混凝土研究体系。
2007年再生混凝土的研究课题被列入国家科技支撑计划,我国的再生混凝土研究进入发展快车道。同济大学肖建庄对再生粗骨料混凝土的基本力学性能、试件的受力特性、框架的整体抗震性能等做了系统的研究,为再生混凝土事业的发展做出了很大的贡献[11,12]。但是目前对再生混凝土缺乏建立一种简单有效的评价再生骨料质量的指标体系,还需要深化对再生混凝土力学性能和结构性能研究[13]。
4结语
土木工程施工技术在工程实践中起的作用越来越重要,现有的技术工艺和材料已经难以促进技术的发展,推动最新研究成果与施工技术结合、革新施工技术迫在眉睫,满足建筑发展的需求任重而道远。
参考文献:
[1]冯启贵,马 林.高层建筑工程施工中桩基础施工技术探讨[J].住宅与房地产,2020,198
[2]罗中.建筑工程桩基施工中的问题及解决方案[J].工程技术研究 ,2018(2):83-84.
[3]金峰,安雪晖,石建军,张楚汉.堆石混凝土及堆石混凝土大坝[J].水利学报,2005,
[4]黄士元.21世纪初期我国混凝土技术发展中的几个重点问题[J]混凝土,2002(3):3~7.
[5]徐永模.关于中国混凝土可持续发展的几个重大问题 -在中英混凝土工程耐久性技术创新研讨会上的发言[J]混凝土世界,2011(28)8~13.
[6]吴中伟. 绿色高性能混凝土与科技创新[J]建筑材料学报,1998,1(1):1~7.
[7]韩林海.钢管混凝土结构[ M] .北京:科学出版社, 2000.
[8]钟善桐,张文福,屠永清,吴学锋,梁建华. 钢管混凝土结构抗震性能的研究[J]建筑钢结构进展,2002,4(2):3~14.
[9]吕西林,陆伟东.反复荷载作用下方钢管混凝土柱的抗震性能试验研究[J]建筑结构学报,2000,21(2):2~11.
[10]王楠,王馨钰,宋墨,王馨瑶,赵凯,朱显磊,陈祥松.建筑垃圾再生应用研究[J].中国高新区,2018(01):45.
[11]肖建庄,杨洁.玻璃纤维增强塑性约束再生混凝土轴压试验[J]. 同济大学学报(自然科学版),2009,37(12):1586-1591.
[12]肖建庄,沈宏波,黄运标. 再生混凝土柱受压性能试验[J]. 结构工程师,2006,226(6):73-77.
[13]孙跃东,周德源.我国再生混凝土的研究现状和需要解决的问题[J]混凝土,2006(4):25-28.