土木工程的現狀及發展探討

文／林紅樂、張海冉 山東濱州城建集團有限公司 山東濱州 256600

1.土木工程的發展現狀

在過去，建筑物通常是以低層建筑為主，但是隨著土木工程技術的引入，人們開始采用高層設計理念，這樣不僅可以大大節省空間，而且可以充分利用每一寸土地。這不僅滿足了人們居住的需求，還可以建造更多樓盤，為有需求的人提供更多住所。經過多次成功的建設，我們堅信引入土木工程技術是一個明智的選擇。土木工程科學技術不僅能夠用于高層建筑，而且在國內交通建設中也發揮著重要作用。隨著新引入的土木技術的應用，中國的公路不再是簡單拼接的路面，而是擁有更加完善的設計和施工，使中國的公路總長度躍居世界第一。從全球橋梁跨徑總長度排行榜中可看到，港珠澳大橋的建設成就令人矚目，它的規模之大、施工難度之高以及最先進的建造技術，都是土木工程技術的杰出貢獻。隨著我國經濟跨越時代發展的步伐加快，中國在高速公路、鐵路、橋梁建筑和高層建筑上取得了驚人的成就，這不僅體現出當前綜合國力的顯著提升，也與土木工程建設息息相關。在當今世界經濟日益擴張的大背景下，我國應該充分發揮土木的資源優勢，提升自身的國際地位，熟練掌握土木工程技術分析方法，并將其應用到現實的建設中，以實現更大的發展目標。

2.現代土木工程的特點

2.1 理論科學和設計精確

隨著電子算法和幾何學方式的不斷演變，土木的理論知識得到了顯著提高，現代流體力學概念也被應用，為土木的工程設計給出了新的思路和辦法。CAD 等輔助設計軟件的出現，使得工程設計變得更加簡便化、系統化和精確化，提高了土木工程的建造效率和質量。隨著土木工程科學的發展，它不僅為建筑物帶來了更高的經濟效益和合理性，而且還大大提升了建筑物的安全性和可靠性，為土木的可持續發展提出了強大的支撐[2]。

2.2 土木結構功能多元化發展

現代土木工程不僅涵蓋了更廣泛的領域，而且更加深刻地反映了人類至上、追求健康和環境保護的理念。無論是公共建筑或者住宅，都應當充分考慮到總體的和諧性，并與周圍環境相協調，以達到一個完美的統一體。應當充分考慮水、電、熱、氣的供給，并且能夠控制溫度和濕度，并將其與先進的設備相結合，以確保結構布局的高效性和可靠性?，F代土木工程結構、功能、外觀越來越人性化，土木工程不僅要滿足使用功能還應具有美學、節能等功能，并且同現代化城市、地域文化融為一體。

2.3 建造過程工業化

隨著我國工業化進程的發展也帶動了土木工程工業化發展，土木工程的建造過程雖然復雜，但是可以采用機械化的方法來完成，即在車間生產制造所需的組件和構件，而后運到施工現場，在工地完成拼裝，這樣不但可以減輕室外的勞動強度，而且還能夠大大提高建筑施工的效率。由于現代科技的發展，現代化的建筑材料和科學技術已經被應用于建筑領域，使得大型、復雜的建筑物得以實現。

2.4 新材料的應用

隨著科技的進步，建筑物也發生了巨大的變化。目前，普通的混凝土正在朝著更高性能、輕質、加氣混凝土的方向快速健康發展，這使得混凝土的性能得到了顯著提升，強度和重量都有所下降。隨著玻璃鋼、鋁合金、建筑塑膠等輕質高強度物料的不斷快速發展和廣泛應用，為土木工程建筑材質的輕量化和高力化提出了巨大的可能性，因而推動了建材行業的興起[2]。

2.5 土木工程管理的科學化

土木工程過程管理的科學化是實現建設工程價值的基礎，傳統工程管理方式有很多不足，隨著行業發展科學化的管理方式應用到土木工程管理中，科學化的管理模式也使得我國土木工程管理水平得到了飛速發展，同時也是國家現代化建設的需要。當今土木工程規模越來越大，對安全、質量、效益等要求也越來越高，科學化的管理模式也將為土木工程的健康發展提供保障。

3.土木工程發展趨勢

由于我國經濟社會的發展，全行各業也獲得了巨大的提高，發展的速度越來越快，在發展的道路上，我們不斷探索、實踐、積累經驗，適時研究并處理發展過程中出現的提問，持續改善和總結，以求達到更高的水平。在發展經濟的進程中，土木工程的重要程度不能忽略。它是國家經濟發展的基礎，是國家經濟建設的主要支撐。隨著時代的演變，土木必須與時俱進，不能停留在當前的狀態，盡管目前我國經濟發展處于優勢地位，但我們必須不斷提高土木的學習意識，以保持競爭力。因此，土木工程應該發揮更大的作用，不僅促進國民經濟的發展，還能夠改善人民的生活。為此，土木工程應該采取一系列措施，具體表現在：

3.1 建立多樣化的建筑結構，以滿足不同地區的需求，提升可持續發展能力

由于城市空間有限，建筑工程設計者們不得不在創新思維的指導下，結合當地的材料和施工單位，努力實現建筑類型的優化，以達到最佳的建筑效果。因此，選擇合適的建筑材料就成為了建筑工程設計者們的重中之重。通過設計多樣化的建造，不僅為都市增加了新奇的景觀，引來人類的目光，而且也使城市建筑不再局限于單一的形象，為人類提供了更多的娛樂活動場地，這是發展的必由之路。

3.2 設計具有創新性的高層建筑，以滿足不同的需求

每個國家都有其獨特的文化和歷史，從古老的文物到現代的建筑設計，每一座城市都有其自己的特色。當你來到一座陌生的城市，你會發現它有著令人驚嘆的建筑設計，從金字塔到埃菲爾鐵塔，每一座都讓人們流連忘返，不僅是因為它們在世界上享有盛譽，更是因為它們獨特的外觀給人留有深深的印記。隨著科技的蓬勃發展，構筑設計多樣化、美輪美奐的建筑設計已成為建筑物開發的必要方向。在未來發展進步空間和科技許可的情況下，建設高層多樣化的建筑設計將成為一種可能性，為人們創造一種更加舒服、休息、購物的氛圍，從而解放他們的工作壓力。

3.3 利用工業化新型高性能材料，充分發揮其優勢，實現可持續發展

近年來，建筑材料的發展迅速，新型材料的出現為建筑提供了更多的可能性。其中，高性能、塑性好的建筑材料受到了廣泛的歡迎，大量利用這些建筑材料，不僅可以提高建筑的質量，而且還可以為未來的土木發展提供更多的可能性。在建筑過程中，應該充分利用高性能建筑材料，并且合理處置工業廢棄物建筑材料，以盡量減少對周圍環境的空氣污染。為此，應該加強環保意識，探索有效的環保技術，盡量避免采用危險的材質或顏色，以保護我們的地球家園。保護環境一直是全球關注的焦點，土木與自然環境之間的聯系已經變得非常密切，它們之間的關系不可分割。

3.3.1 確定新型建材及制品的發展方向，加強結構優化，以推動產業發展，實現可持續增長

為了實現環保、節地、利廢和完善建筑設計能力，我們重點發展新式內墻建筑材料，包括輕質鋼板和砼砌體，包括承重復合內墻建筑材料。此外，我們還將著重研發改性瀝青防水卷材、聚氨酯防水涂料和硅酮、聚氨酯密封涂料，包括建筑工程用礦物棉、玻璃棉制品等防火建筑材料，包括丙烯酸類乳膠內外墻、復合仿木地板等一系列適合銷售對路的品種，同時，我們也將著重研發鋁合金構件，以滿足不同建筑設計需求，提升建筑材料的效率和安全。著重開發UPVC 樹脂管道件，以滿足上下水管道的需求，同時緩解管道與構件的配套問題，并且積極開發各類創新、功用多樣的產品設計和高端五金件，包括玻璃鋼制品，如建材、石油化工、電子產品、車輛等支柱所需的成品，還有農漁業等領域所需的玻璃鋼漁業船舶、風力發電葉片等，以提升集約化水平和生產技術水平[4]。

3.3.2 加大科研開發投入，不斷提升技術裝備水平，以滿足社會發展的需求

根據不同和建筑工程形式，我們將重點關注新型墻體建筑材料，并著眼于具有市場發展前途的新產品和科學技術。我們將在積極引進、消化和吸取國外先進技術設備的技術基礎上，探索發展符合當前情況的生產。我們將盡力使商品非但不會對人體健康造成危害，而且應該有利于人體健康。此外，我們還將加大對功能和社會效益較好的產品的開發。

3.3.3 加大對生產工程技術運用的研究，以推動先進建筑材料及塑料制品的普及和使用，從而促進經濟發展和社會進步

對于促進新興材料的快速開發，建材行業主管和行業主管應當進行通力合作，盡早制訂并實施關于新興材料進入房屋應用領域的法規要求和辦法，以解答新興材料過程中的研發、制造、建筑設計、實施管理等活動的具體實施情況；同時，要深入研究符合新興材料及成品使用的產品設計法規和技術，編寫、完善關于新興材料及成品的市府、制造、建筑施工標準、法規及建筑施工通用圖集，并公布較為完善的新興材料及成品開發、使用、普及企業名錄，以確保新興材料的安全性、可靠性和可持續性。對于提高工程質量，我們建議推行企業許可管理制度。我們將努力在工作達到一定水平時，通過聯合部門的方式將其法定化。

3.4 注重應用型人才培養

為滿足新時代建設需要，培養具有濃厚家國情懷、社會責任感、職業素養、可持續發展理念和一定的國際視野，掌握扎實科學基礎知識、土木工程專業知識和實踐能力，具備開拓創新、團隊協作、溝通交流和終身學習能力，獲得工程師專業技能訓練，能夠解決土木工程領域復雜工程問題的高素質應用型工程技術人才。

培養土木工程專業應用型人才要符合社會發展對專業人才的需求，以培養土木工程應用能力和基本素質為主線，采用理論和實踐相結合，強化對工程實踐技能的培養，為中國經濟建設培養更多的工程應用型人才。

3.5 信息和智能化技術全面引入土木工程

3.5.1 BIM 技術應用

建筑信息建?？萍际且环N新興的技術手段，它將建筑工程學、土木和建設學等多專業知識有機結合起來，通過建立建筑模型來提高建筑施工的質量和效率。這項科技能夠用來展示建筑施工的理念、功能和物力資源，并將這些數據整合到整個建筑生命周期中。此外，它還能有效地將平面圖轉換為立體模型，使建筑管理資料能夠在現場得到充分利用，達到對各種管理數據的儲存和資源共享[1]。此外，這項方法還能夠用于工程造價預算和控制，因而有效提高施工企業的效益。

3.5.2 互聯網技術應用

由于感應器科技的發展和改進，互聯網的應用范圍日益廣闊，并且無線感應器和光纖光柵傳感器網絡是兩種十分關鍵的信息技術，在智能建筑領域充分發揮著重大影響。WSM 可以大大節省布線時間和空間，尤其是它們的節點較少，智能化程度更高，因此，無線傳感器的應用范圍更加廣闊，為智能建筑提供了更多的可能性和便利性。特別是在監測火災事故情況時，它充分發揮著至關重要的功能。

3.5.3 云計算技術應用

云計算主要指的是用戶能夠在互聯網平臺中進行各類數據信息的共享，土木工程利用云計算技術，可以明顯降低管理及交互的工序，短時間內完成資源的整合，動態部署、配置和監控，明顯提高工作效率、降低生產建設成本。

3.6 堅持可持續發展道路

所謂可持續發展是指經濟、人口、社會、資源和環境的協調發展、長期延續發展,它是一種健康的、有序的發展?？沙掷m發展的中心思想是“發展”,但是這種發展應該是不斷滿足人們的生產、生活需求的發展,對于物質、精神、文化需求的發展。土木工程是我國國民經濟發展的重要力量，也必須滿足可持續發展的道路才能在今后的發展中滿足我國發展需求，為我國建成社會主義現代化強國提供保障，可從以下幾方面入手：

3.6.1 加強宣傳教育和培訓引導，以提高社會文明水平，促進社會發展

當前，人們對綠化建設的認知仍然不夠深入，為了實現綠色建筑的建設，應該加大對綠化建設的傳播教育工作，特別是針對建筑施工方來說，這一點更為重要。為此，應該開展培訓指導，讓施工人員更加清楚地了解到可持續性在建筑工程中的意義，進一步提高綠色施工和環保綠色意志，讓他們正式綠色施工的必要，并且加大建筑施工人員的技術培訓，以促進綠色施工的開展，實現綠色建筑的建設目標。為了提升施工技術人員的綜合能力，承包單位應該開展可持續性發展技術方面的、培訓教育，讓他們從中受益[5]。

3.6.2 通過合理配置建筑資源，實現工程設施的可持續發展，從而提高效率和環境友好性

在建筑施工過程中，應當堅持可持續發展的宗旨，充分運用資源，采取有效的節能措施，最大限度地盡量減少對土木建筑設施的運用和保護。為此，應當全面認知樓宇綠化定義，運用相應建筑材料減低樓宇表層高溫，盡量減少中央空調的應用；同時，應當采用適合外墻材質和多孔磚等節能建筑材料，起到隔熱防水保溫的效果；此外，還應該開拓新動能，充分運用太陽光、地熱能等新能源，以實現可持續性的目標。盡量減少對不可再生資源的浪費，以保護我們的生存環境。

3.6.3 可發利用綠色能源，實現可持續發展

由于建筑施工面積的擴大，我國建筑廢棄物也在迅速增多，據估算，中國一年發生的建設廢物達到四千萬噸，廢舊水泥達1360 萬噸，這不僅加大了清理工作量，而且也極大影響了環境保護，所以，開發利用新動能已經成為當務之急。作為全球第一大水泥生產國，目前正在努力改善水泥生產技術，以減少能耗和環境污染。相比其他水泥，鋼材和建筑混凝土更具有綠色性，所以應該積極發展這類建材，以促進可持續發展。

3.6.4 通過強化科技檢測手段，保障可持續發展

在土木建筑施工過程中，由于材料的不同損壞，會影響工程的持續性和安全，甚至可能導致重大的交通事故，導致傷亡和巨額的損失，給社會和人們的生活帶來極為不利的影響。因此，為了確保我國建筑施工進程的安全和高效發展，從建筑施工開始就應該加強監督工作。隨著現代通信技術、信號分析處理技術以及結構分析理論的進步，人們明確提出了衛生檢驗的概念，這對我國結構的建造產生了更高的要求。借助衛生檢驗體系，我們能夠對結構做出全面評價，為建筑施工創造科學高效的基礎，從而合理增長結構的壽命。此外，經過健康檢測，我們還能夠及早發覺建造工藝中的缺陷，并采取相應方法加以補救，從而防止建造火災事故的產生，減少材料過快衰老，并最大限度地減少損失和資源浪費，促進綠色施工的發展，保障可持續發展。

3.6.5 建設一套持久高效的綠色施工建設機制和體系，以確?？沙掷m性

堅持高效的綠色施工管理和建設管理是保障建設項目發展的關鍵，但在當前社會發展環境條件下，人們對此的認知仍然存在差異，因此，部門必須進一步加強監管，制定完善的制度和舉措，以促進綠色施工建設的發展。綠色施工制度是一個復雜的工程，急需各方面的努力，包括部門的支持。為了實現綠色施工，應當在投標書中明確規定發展的目標，并在項目合同中進行合理制約；建設方、施工方等應當遵守ISO14001 環保認證的規定，將綠色施工融入技術，將環境保護標準載入合約，并強化對工程質量的監督管理，以確保綠色施工的可持續性。

結語：

伴隨著我國社會、經濟、軍事等全方位的發展，土木工程已經成為當今社會經濟發展不可或缺的組成部分。為了跟上時代的腳步，我們必須把握土木工程的未來發展，結合我們國家的實際情況，不斷提升土木工程理論水平、科技水平，將新的理論、科技應用到實踐中，堅持可持續發展的原則，努力實現土木工程在建筑、道路、航空等領域的突破性發展。在未來的土木工程研究中，需要加強工程結構形式、建筑新材料、人才培養、新技術創新等方面的探索與研究，也需要加強理論與技術實踐相結合，創建更多完美的世紀工程，以實現我國在土木工程方面的更大突破。