土木工程的现状及发展探讨

文／林红乐、张海冉 山东滨州城建集团有限公司 山东滨州 256600

1.土木工程的发展现状

在过去，建筑物通常是以低层建筑为主，但是随着土木工程技术的引入，人们开始采用高层设计理念，这样不仅可以大大节省空间，而且可以充分利用每一寸土地。这不仅满足了人们居住的需求，还可以建造更多楼盘，为有需求的人提供更多住所。经过多次成功的建设，我们坚信引入土木工程技术是一个明智的选择。土木工程科学技术不仅能够用于高层建筑，而且在国内交通建设中也发挥着重要作用。随着新引入的土木技术的应用，中国的公路不再是简单拼接的路面，而是拥有更加完善的设计和施工，使中国的公路总长度跃居世界第一。从全球桥梁跨径总长度排行榜中可看到，港珠澳大桥的建设成就令人瞩目，它的规模之大、施工难度之高以及最先进的建造技术，都是土木工程技术的杰出贡献。随着我国经济跨越时代发展的步伐加快，中国在高速公路、铁路、桥梁建筑和高层建筑上取得了惊人的成就，这不仅体现出当前综合国力的显著提升，也与土木工程建设息息相关。在当今世界经济日益扩张的大背景下，我国应该充分发挥土木的资源优势，提升自身的国际地位，熟练掌握土木工程技术分析方法，并将其应用到现实的建设中，以实现更大的发展目标。

2.现代土木工程的特点

2.1 理论科学和设计精确

随着电子算法和几何学方式的不断演变，土木的理论知识得到了显著提高，现代流体力学概念也被应用，为土木的工程设计给出了新的思路和办法。CAD 等辅助设计软件的出现，使得工程设计变得更加简便化、系统化和精确化，提高了土木工程的建造效率和质量。随着土木工程科学的发展，它不仅为建筑物带来了更高的经济效益和合理性，而且还大大提升了建筑物的安全性和可靠性，为土木的可持续发展提出了强大的支撑[2]。

2.2 土木结构功能多元化发展

现代土木工程不仅涵盖了更广泛的领域，而且更加深刻地反映了人类至上、追求健康和环境保护的理念。无论是公共建筑或者住宅，都应当充分考虑到总体的和谐性，并与周围环境相协调，以达到一个完美的统一体。应当充分考虑水、电、热、气的供给，并且能够控制温度和湿度，并将其与先进的设备相结合，以确保结构布局的高效性和可靠性。现代土木工程结构、功能、外观越来越人性化，土木工程不仅要满足使用功能还应具有美学、节能等功能，并且同现代化城市、地域文化融为一体。

2.3 建造过程工业化

随着我国工业化进程的发展也带动了土木工程工业化发展，土木工程的建造过程虽然复杂，但是可以采用机械化的方法来完成，即在车间生产制造所需的组件和构件，而后运到施工现场，在工地完成拼装，这样不但可以减轻室外的劳动强度，而且还能够大大提高建筑施工的效率。由于现代科技的发展，现代化的建筑材料和科学技术已经被应用于建筑领域，使得大型、复杂的建筑物得以实现。

2.4 新材料的应用

随着科技的进步，建筑物也发生了巨大的变化。目前，普通的混凝土正在朝着更高性能、轻质、加气混凝土的方向快速健康发展，这使得混凝土的性能得到了显著提升，强度和重量都有所下降。随着玻璃钢、铝合金、建筑塑胶等轻质高强度物料的不断快速发展和广泛应用，为土木工程建筑材质的轻量化和高力化提出了巨大的可能性，因而推动了建材行业的兴起[2]。

2.5 土木工程管理的科学化

土木工程过程管理的科学化是实现建设工程价值的基础，传统工程管理方式有很多不足，随着行业发展科学化的管理方式应用到土木工程管理中，科学化的管理模式也使得我国土木工程管理水平得到了飞速发展，同时也是国家现代化建设的需要。当今土木工程规模越来越大，对安全、质量、效益等要求也越来越高，科学化的管理模式也将为土木工程的健康发展提供保障。

3.土木工程发展趋势

由于我国经济社会的发展，全行各业也获得了巨大的提高，发展的速度越来越快，在发展的道路上，我们不断探索、实践、积累经验，适时研究并处理发展过程中出现的提问，持续改善和总结，以求达到更高的水平。在发展经济的进程中，土木工程的重要程度不能忽略。它是国家经济发展的基础，是国家经济建设的主要支撑。随着时代的演变，土木必须与时俱进，不能停留在当前的状态，尽管目前我国经济发展处于优势地位，但我们必须不断提高土木的学习意识，以保持竞争力。因此，土木工程应该发挥更大的作用，不仅促进国民经济的发展，还能够改善人民的生活。为此，土木工程应该采取一系列措施，具体表现在：

3.1 建立多样化的建筑结构，以满足不同地区的需求，提升可持续发展能力

由于城市空间有限，建筑工程设计者们不得不在创新思维的指导下，结合当地的材料和施工单位，努力实现建筑类型的优化，以达到最佳的建筑效果。因此，选择合适的建筑材料就成为了建筑工程设计者们的重中之重。通过设计多样化的建造，不仅为都市增加了新奇的景观，引来人类的目光，而且也使城市建筑不再局限于单一的形象，为人类提供了更多的娱乐活动场地，这是发展的必由之路。

3.2 设计具有创新性的高层建筑，以满足不同的需求

每个国家都有其独特的文化和历史，从古老的文物到现代的建筑设计，每一座城市都有其自己的特色。当你来到一座陌生的城市，你会发现它有着令人惊叹的建筑设计，从金字塔到埃菲尔铁塔，每一座都让人们流连忘返，不仅是因为它们在世界上享有盛誉，更是因为它们独特的外观给人留有深深的印记。随着科技的蓬勃发展，构筑设计多样化、美轮美奂的建筑设计已成为建筑物开发的必要方向。在未来发展进步空间和科技许可的情况下，建设高层多样化的建筑设计将成为一种可能性，为人们创造一种更加舒服、休息、购物的氛围，从而解放他们的工作压力。

3.3 利用工业化新型高性能材料，充分发挥其优势，实现可持续发展

近年来，建筑材料的发展迅速，新型材料的出现为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广泛的欢迎，大量利用这些建筑材料，不仅可以提高建筑的质量，而且还可以为未来的土木发展提供更多的可能性。在建筑过程中，应该充分利用高性能建筑材料，并且合理处置工业废弃物建筑材料，以尽量减少对周围环境的空气污染。为此，应该加强环保意识，探索有效的环保技术，尽量避免采用危险的材质或颜色，以保护我们的地球家园。保护环境一直是全球关注的焦点，土木与自然环境之间的联系已经变得非常密切，它们之间的关系不可分割。

3.3.1 确定新型建材及制品的发展方向，加强结构优化，以推动产业发展，实现可持续增长

为了实现环保、节地、利废和完善建筑设计能力，我们重点发展新式内墙建筑材料，包括轻质钢板和砼砌体，包括承重复合内墙建筑材料。此外，我们还将着重研发改性沥青防水卷材、聚氨酯防水涂料和硅酮、聚氨酯密封涂料，包括建筑工程用矿物棉、玻璃棉制品等防火建筑材料，包括丙烯酸类乳胶内外墙、复合仿木地板等一系列适合销售对路的品种，同时，我们也将着重研发铝合金构件，以满足不同建筑设计需求，提升建筑材料的效率和安全。着重开发UPVC 树脂管道件，以满足上下水管道的需求，同时缓解管道与构件的配套问题，并且积极开发各类创新、功用多样的产品设计和高端五金件，包括玻璃钢制品，如建材、石油化工、电子产品、车辆等支柱所需的成品，还有农渔业等领域所需的玻璃钢渔业船舶、风力发电叶片等，以提升集约化水平和生产技术水平[4]。

3.3.2 加大科研开发投入，不断提升技术装备水平，以满足社会发展的需求

根据不同和建筑工程形式，我们将重点关注新型墙体建筑材料，并着眼于具有市场发展前途的新产品和科学技术。我们将在积极引进、消化和吸取国外先进技术设备的技术基础上，探索发展符合当前情况的生产。我们将尽力使商品非但不会对人体健康造成危害，而且应该有利于人体健康。此外，我们还将加大对功能和社会效益较好的产品的开发。

3.3.3 加大对生产工程技术运用的研究，以推动先进建筑材料及塑料制品的普及和使用，从而促进经济发展和社会进步

对于促进新兴材料的快速开发，建材行业主管和行业主管应当进行通力合作，尽早制订并实施关于新兴材料进入房屋应用领域的法规要求和办法，以解答新兴材料过程中的研发、制造、建筑设计、实施管理等活动的具体实施情况；同时，要深入研究符合新兴材料及成品使用的产品设计法规和技术，编写、完善关于新兴材料及成品的市府、制造、建筑施工标准、法规及建筑施工通用图集，并公布较为完善的新兴材料及成品开发、使用、普及企业名录，以确保新兴材料的安全性、可靠性和可持续性。对于提高工程质量，我们建议推行企业许可管理制度。我们将努力在工作达到一定水平时，通过联合部门的方式将其法定化。

3.4 注重应用型人才培养

为满足新时代建设需要，培养具有浓厚家国情怀、社会责任感、职业素养、可持续发展理念和一定的国际视野，掌握扎实科学基础知识、土木工程专业知识和实践能力，具备开拓创新、团队协作、沟通交流和终身学习能力，获得工程师专业技能训练，能够解决土木工程领域复杂工程问题的高素质应用型工程技术人才。

培养土木工程专业应用型人才要符合社会发展对专业人才的需求，以培养土木工程应用能力和基本素质为主线，采用理论和实践相结合，强化对工程实践技能的培养，为中国经济建设培养更多的工程应用型人才。

3.5 信息和智能化技术全面引入土木工程

3.5.1 BIM 技术应用

建筑信息建模科技是一种新兴的技术手段，它将建筑工程学、土木和建设学等多专业知识有机结合起来，通过建立建筑模型来提高建筑施工的质量和效率。这项科技能够用来展示建筑施工的理念、功能和物力资源，并将这些数据整合到整个建筑生命周期中。此外，它还能有效地将平面图转换为立体模型，使建筑管理资料能够在现场得到充分利用，达到对各种管理数据的储存和资源共享[1]。此外，这项方法还能够用于工程造价预算和控制，因而有效提高施工企业的效益。

3.5.2 互联网技术应用

由于感应器科技的发展和改进，互联网的应用范围日益广阔，并且无线感应器和光纤光栅传感器网络是两种十分关键的信息技术，在智能建筑领域充分发挥着重大影响。WSM 可以大大节省布线时间和空间，尤其是它们的节点较少，智能化程度更高，因此，无线传感器的应用范围更加广阔，为智能建筑提供了更多的可能性和便利性。特别是在监测火灾事故情况时，它充分发挥着至关重要的功能。

3.5.3 云计算技术应用

云计算主要指的是用户能够在互联网平台中进行各类数据信息的共享，土木工程利用云计算技术，可以明显降低管理及交互的工序，短时间内完成资源的整合，动态部署、配置和监控，明显提高工作效率、降低生产建设成本。

3.6 坚持可持续发展道路

所谓可持续发展是指经济、人口、社会、资源和环境的协调发展、长期延续发展,它是一种健康的、有序的发展。可持续发展的中心思想是“发展”,但是这种发展应该是不断满足人们的生产、生活需求的发展,对于物质、精神、文化需求的发展。土木工程是我国国民经济发展的重要力量，也必须满足可持续发展的道路才能在今后的发展中满足我国发展需求，为我国建成社会主义现代化强国提供保障，可从以下几方面入手：

3.6.1 加强宣传教育和培训引导，以提高社会文明水平，促进社会发展

当前，人们对绿化建设的认知仍然不够深入，为了实现绿色建筑的建设，应该加大对绿化建设的传播教育工作，特别是针对建筑施工方来说，这一点更为重要。为此，应该开展培训指导，让施工人员更加清楚地了解到可持续性在建筑工程中的意义，进一步提高绿色施工和环保绿色意志，让他们正式绿色施工的必要，并且加大建筑施工人员的技术培训，以促进绿色施工的开展，实现绿色建筑的建设目标。为了提升施工技术人员的综合能力，承包单位应该开展可持续性发展技术方面的、培训教育，让他们从中受益[5]。

3.6.2 通过合理配置建筑资源，实现工程设施的可持续发展，从而提高效率和环境友好性

在建筑施工过程中，应当坚持可持续发展的宗旨，充分运用资源，采取有效的节能措施，最大限度地尽量减少对土木建筑设施的运用和保护。为此，应当全面认知楼宇绿化定义，运用相应建筑材料减低楼宇表层高温，尽量减少中央空调的应用；同时，应当采用适合外墙材质和多孔砖等节能建筑材料，起到隔热防水保温的效果；此外，还应该开拓新动能，充分运用太阳光、地热能等新能源，以实现可持续性的目标。尽量减少对不可再生资源的浪费，以保护我们的生存环境。

3.6.3 可发利用绿色能源，实现可持续发展

由于建筑施工面积的扩大，我国建筑废弃物也在迅速增多，据估算，中国一年发生的建设废物达到四千万吨，废旧水泥达1360 万吨，这不仅加大了清理工作量，而且也极大影响了环境保护，所以，开发利用新动能已经成为当务之急。作为全球第一大水泥生产国，目前正在努力改善水泥生产技术，以减少能耗和环境污染。相比其他水泥，钢材和建筑混凝土更具有绿色性，所以应该积极发展这类建材，以促进可持续发展。

3.6.4 通过强化科技检测手段，保障可持续发展

在土木建筑施工过程中，由于材料的不同损坏，会影响工程的持续性和安全，甚至可能导致重大的交通事故，导致伤亡和巨额的损失，给社会和人们的生活带来极为不利的影响。因此，为了确保我国建筑施工进程的安全和高效发展，从建筑施工开始就应该加强监督工作。随着现代通信技术、信号分析处理技术以及结构分析理论的进步，人们明确提出了卫生检验的概念，这对我国结构的建造产生了更高的要求。借助卫生检验体系，我们能够对结构做出全面评价，为建筑施工创造科学高效的基础，从而合理增长结构的寿命。此外，经过健康检测，我们还能够及早发觉建造工艺中的缺陷，并采取相应方法加以补救，从而防止建造火灾事故的产生，减少材料过快衰老，并最大限度地减少损失和资源浪费，促进绿色施工的发展，保障可持续发展。

3.6.5 建设一套持久高效的绿色施工建设机制和体系，以确保可持续性

坚持高效的绿色施工管理和建设管理是保障建设项目发展的关键，但在当前社会发展环境条件下，人们对此的认知仍然存在差异，因此，部门必须进一步加强监管，制定完善的制度和举措，以促进绿色施工建设的发展。绿色施工制度是一个复杂的工程，急需各方面的努力，包括部门的支持。为了实现绿色施工，应当在投标书中明确规定发展的目标，并在项目合同中进行合理制约；建设方、施工方等应当遵守ISO14001 环保认证的规定，将绿色施工融入技术，将环境保护标准载入合约，并强化对工程质量的监督管理，以确保绿色施工的可持续性。

结语：

伴随着我国社会、经济、军事等全方位的发展，土木工程已经成为当今社会经济发展不可或缺的组成部分。为了跟上时代的脚步，我们必须把握土木工程的未来发展，结合我们国家的实际情况，不断提升土木工程理论水平、科技水平，将新的理论、科技应用到实践中，坚持可持续发展的原则，努力实现土木工程在建筑、道路、航空等领域的突破性发展。在未来的土木工程研究中，需要加强工程结构形式、建筑新材料、人才培养、新技术创新等方面的探索与研究，也需要加强理论与技术实践相结合，创建更多完美的世纪工程，以实现我国在土木工程方面的更大突破。