土建施工的优化策略与技术创新研究

土建施工作为基础设施建设的关键环节，其质量与效率直接关乎城市发展及民众生活质量。当前，随着科技飞速进步与环保意识日益增强，土建施工领域正遭遇一系列新挑战与机遇。数字化技术的广泛应用，如建筑信息模型（BIM）、物联网（IoT）和人工智能（AI），为施工管理带来了更高的透明度与效率。然而，传统企业面临技术升级成本高、人才适配难等问题。同时，全球范围内强制执行的绿色建筑标准，要求混凝土碳排放降低 50% （巴黎协定目标），进一步凸显了新型环保材料研发的紧迫性。在此背景下，深入研究土建施工的优化策略与技术创新，不仅有助于提升工程质量，还能推动行业可持续发展。

一、土建施工现状与挑战

（一）数字化转型的挑战

BIM、物联网、AI 等新兴技术正深刻改变着土建施工行业。BIM 技术通过三维模型实现设计、施工与运维的协同，提高了项目管理的精准度与效率。然而，传统施工企业往往缺乏相关技术人才与基础设施，导致技术升级成本高昂，难以在短期内实现数字化转型。此外，数据安全与隐私保护问题也成为数字化转型过程中的一大挑战。

（二）可持续发展的压力

全球范围内对环境保护的重视，使得绿色建筑标准成为土建施工的硬性要求。混凝土作为土建施工的主要材料，其生产过程中的碳排放问题尤为突出。根据巴黎协定目标，混凝土碳排放需降低 50% ，这迫使企业研发新型环保材料，如低碳混凝土、再生骨料混凝土等。然而，新型材料的研发与应用往往伴随着成本上升与技术难题，给企业带来了巨大压力。

（三）基础设施老化与维护

美国土木工程师协会（ASCE）评估显示，全国基础设施平均寿命超50 年，我国 2000 年前建成的项目也已进入集中维保期。基础设施的老化不仅影响了其正常使用功能，还可能引发安全事故。然而，维护投入的激增使得企业面临资金压力，如何在有限资源下实现高效维护成为亟待解决的问题。

（四）材料价格波动与人才短缺

2023 年，螺纹钢价格同比上涨 18% ，水泥产能置换政策导致区域性供应紧张，给土建施工带来了成本压力。同时，智能建造领域复合型人才缺口达 68% ，传统施工岗位与数字化管理需求不匹配，进一步制约了行业的发展。

二、土建施工关键技术分析

（一）砌体结构检测技术

砌体结构是土建施工中常见的结构形式。我国目前对砌体结构的检测主要采用动态检测与静态检测两种方法。动态检测通过测量砌体的振动特性来评估其整体性能，而静态检测则通过测量砌体的应力、应变等参数来评估其局部性能。在实际工程中，动态检测与静态检测往往相结合，以提高检测结果的准确性。

对于石块砌体，优先选择钻芯法进行检测。钻芯法通过钻取砌体中的芯样，测量其物理力学性能，从而评估砌体的质量。对于红砖砌体，则采用回弹法与钻芯法相结合的方式。回弹法通过测量回弹仪在砌体表面的回弹值来推算其强度，而钻芯法则用于验证回弹法的结果。

推出法与筒压法也是常用的砌体结构检测方法。推出法通过推出砌体中的部分砌块来测量其与砂浆的粘结强度，从而评估砌体的整体性能。筒压法通过对砌体中的砂浆进行采样、碾碎、烘干等技术处理，测量其颗粒饱满级别，以确定砂浆的质量是否达标。

（二）混凝土施工技术

混凝土施工是土建施工中的核心环节。其施工过程包括材料配比、搅拌、浇灌、振捣与养护等多个步骤。材料配比是混凝土施工的基础，需根据工程要求与原材料性能进行精确计算。搅拌过程中需严格控制搅拌时间与速度，以确保混凝土的均匀性。浇灌时需注意分层浇灌与振捣，以避免混凝土出现离析与空洞。养护过程中需保持混凝土表面的湿润与温度稳定，

以促进其强度发展。

在大体积混凝土施工中，温度控制尤为关键。由于混凝土体积庞大，水化热难以散发，易导致内部温度升高，引发裂缝。因此，需采取低热水泥、预设冷水管等措施来降低混凝土内部温度。同时，通过预设滑动层来减少地基沉降对混凝土的影响，避免裂缝的产生。

（三）注浆技术

注浆技术通过向裂缝或渗漏部位注入浆液，提高建筑结构的力学性能，减少裂缝发生，保障建筑质量安全。在高层建筑施工中，注浆技术常用于地基加固与防水处理。通过注入化学浆液或水泥浆液，填充地基中的空隙与裂缝，提高地基的承载力与稳定性。同时，注浆技术还可用于修补混凝土结构的裂缝，防止水分渗透与钢筋锈蚀。

三、土建施工优化策略

（一）加强材料质量控制

材料质量是土建施工质量的基础。需加强材料进场检验，确保钢筋、水泥、骨料等原材料的质量符合标准要求。对于新型环保材料，需进行严格的性能测试与应用验证，确保其满足工程需求。同时，建立材料质量追溯体系，对材料生产、运输、储存与使用过程进行全程监控，确保材料质量的可追溯性。

（二）引入智能建造技术

智能建造技术通过集成 BIM、物联网、AI 等技术，实现施工过程的数字化与智能化。利用 BIM 技术进行三维建模与碰撞检测，提前发现设计中的问题，减少施工中的变更与返工。通过物联网技术对施工设备进行远程监控与调度，提高设备利用率与施工效率。利用 AI 技术进行施工进度预测与风险评估，为项目管理提供决策支持。

（三）建立全生命周期维护机制

针对基础设施老化问题，需建立全生命周期维护机制。在项目设计阶段，考虑设施的维护需求与维护成本，优化设计方案。在施工阶段，采用高质量材料与先进施工技术，提高设施的耐久性与可靠性。在运维阶段，建立定期检查与维护制度，及时发现并处理设施中的问题。同时，利用大数据与AI 技术进行设施状态监测与预测性维护，降低维护成本与风险。

（四）培养复合型人才

针对人才短缺问题，需加强复合型人才培养。高校与职业院校需调整专业设置与课程体系，增加数字化技术、绿色建筑、智能建造等相关课程。企业需加强与高校的合作，建立实习基地与联合培养机制，为学生提供实践机会与就业渠道。同时，企业需加强内部培训与继续教育，提高员工的数字化素养与专业技能。

四、结论与展望

本文深入探讨了土建施工的优化策略与技术创新。面对数字化转型、可持续发展、基础设施老化等挑战，土建施工行业需加强材料质量控制、引入智能建造技术、建立全生命周期维护机制、培养复合型人才等措施。通过案例分析可见，这些优化策略在提高工程质量、降低维护成本、推动行业可持续发展方面具有显著效果。未来，随着科技的不断进步与环保意识的日益增强，土建施工行业将迎来更多发展机遇与挑战。需持续加强技术创新与人才培养，推动行业高质量发展。

参考文献：

[1] 方磊，彭晒兰 . 建筑安装工程与土建施工的配合管理探讨 [J]. 绿色环保建材，2022（5）：223.

[2] 张宇龙. 建筑安装工程与土建施工的配合管理探讨[J]. 建筑与装饰，2023（6）：112–113.

作者简介

何兆彬，男，山东省烟台市人，中级工程师，现任烟建集团有限公司项目经理岗位，研究方向：土建施工。