姜雪瑩

（威海建設(shè)集團股份有限公司，山東 威海 264200）

建筑工程作為城市發(fā)展的重要組成部分，對房屋建筑結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)工程的要求越來越高。建筑結(jié)構(gòu)要求穩(wěn)固耐久、抗風抗震，地基基礎(chǔ)工程要求承載能力強、變形控制精度高。為了滿足這些要求，施工控制技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用變得尤為關(guān)鍵。傳統(tǒng)的施工方式已不能滿足當代建筑工程的需求，因此需要引入先進的施工控制技術(shù)，以提高工程質(zhì)量、效率和安全性。

1 建筑結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)概念

1.1 建筑結(jié)構(gòu)概念

建筑結(jié)構(gòu)是指建筑物的組成部分，用于支撐和傳遞荷載的體系。建筑結(jié)構(gòu)的主要目標是保證建筑物的穩(wěn)定性、強度和剛度，使之能夠承受自身荷載和外部荷載的作用。建筑結(jié)構(gòu)包括框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、框支結(jié)構(gòu)等多種形式，不同的結(jié)構(gòu)形式適用于不同的建筑需求。

1.2 地基基礎(chǔ)概念

地基基礎(chǔ)是指建筑物直接承受和傳遞荷載的土體，其作用是將建筑物的荷載引導到地下，通過土體的承載能力將荷載傳遞到更深的地層。地基基礎(chǔ)包括淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)兩大類，淺基礎(chǔ)主要有承臺基礎(chǔ)、隔離基礎(chǔ)、板基礎(chǔ)等，深基礎(chǔ)主要有樁基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)等[1]。

1.3 建筑結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)的挑戰(zhàn)與問題

隨著社會的發(fā)展和建筑工程的不斷復雜化，建筑結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)工程面臨著一系列挑戰(zhàn)與問題。這些挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求越來越高，需要在滿足建筑美學的同時，更注重結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性。這對結(jié)構(gòu)工程師提出了更高的要求，需要運用先進的設(shè)計理念和計算方法來滿足多樣化的建筑需求。其次，隨著城市化進程的推進，建筑場地的選擇變得更加有限，很多建筑需要在地質(zhì)條件較差的區(qū)域進行建設(shè)。這使得地基基礎(chǔ)工程面臨著更加復雜的地質(zhì)環(huán)境和土壤條件，要求施工方能夠采用更加精密的地基處理技術(shù)。最后，傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)施工和地基基礎(chǔ)工程施工方式存在一定的問題。例如，傳統(tǒng)的工程監(jiān)測手段相對滯后，難以及時發(fā)現(xiàn)潛在問題。同時，傳統(tǒng)的施工方式也難以滿足對工程質(zhì)量和進度的更高要求。

2 施工控制技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

2.1 BIM 技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中的應(yīng)用

建筑信息模型技術(shù)是一種以數(shù)字化、三維模型為基礎(chǔ)的綜合性工程管理技術(shù)。BIM 技術(shù)通過整合建筑設(shè)計、施工、運維等各個環(huán)節(jié)的信息，實現(xiàn)了全過程的信息共享和協(xié)同工作。在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，BIM 技術(shù)通過建立結(jié)構(gòu)的數(shù)字模型，實現(xiàn)了對結(jié)構(gòu)參數(shù)、構(gòu)件連接關(guān)系等方面的精確掌控。結(jié)構(gòu)工程師可以通過BIM 技術(shù)對結(jié)構(gòu)的受力情況進行模擬分析，提前發(fā)現(xiàn)潛在問題，并對結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計。同時，BIM 技術(shù)還可以在施工過程中實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)施工的數(shù)字化管理，確保施工過程的高效、精準[2]。

2.2 先進的材料與構(gòu)件施工技術(shù)

隨著材料科學和建筑工程技術(shù)的不斷發(fā)展，許多先進的材料和構(gòu)件施工技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用。一方面，新型材料的引入為結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工提供了更多的可能性。例如，高強度混凝土、高性能鋼材等新型材料的使用，使得結(jié)構(gòu)可以更加輕巧、堅固。這些材料的施工需要更高的施工精度和技術(shù)要求，因此施工控制技術(shù)在這一過程中起到了至關(guān)重要的作用。另一方面，先進的構(gòu)件施工技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)。例如，預制構(gòu)件和裝配式建筑技術(shù)的應(yīng)用，可以在工廠環(huán)境中對構(gòu)件進行精準制造，然后在工地上進行快速、精準的組裝。這種方式不僅提高了結(jié)構(gòu)的施工效率，還減少了對施工現(xiàn)場的依賴，降低了施工風險。

2.3 結(jié)構(gòu)監(jiān)測與智能監(jiān)測技術(shù)

在建筑結(jié)構(gòu)工程中，結(jié)構(gòu)的長期監(jiān)測對于發(fā)現(xiàn)潛在問題、及時采取措施至關(guān)重要。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)監(jiān)測方法通常需要人工參與，而且反饋速度較慢。因此，智能監(jiān)測技術(shù)成為提高結(jié)構(gòu)監(jiān)測效率的重要手段。智能監(jiān)測技術(shù)利用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)各項指標的實時、遠程監(jiān)測。傳感器技術(shù)是智能監(jiān)測的核心，通過安裝在結(jié)構(gòu)各個部位的傳感器，可以實時采集結(jié)構(gòu)的變形、振動、溫度等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)測中心，工程師可以通過專業(yè)軟件對結(jié)構(gòu)的狀態(tài)進行實時監(jiān)測和分析。當結(jié)構(gòu)發(fā)生異常時，系統(tǒng)能夠及時發(fā)出預警，提供實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為決策提供科學依據(jù)。智能監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了結(jié)構(gòu)監(jiān)測的精度，同時減輕了工程師的工作負擔。在過去，結(jié)構(gòu)監(jiān)測通常需要定期人工巡檢，而現(xiàn)在，通過智能監(jiān)測技術(shù)，可以實現(xiàn)全天候、全方位的監(jiān)測，大大提高了監(jiān)測效率[3]。

2.4 結(jié)構(gòu)施工過程的虛擬仿真技術(shù)

虛擬仿真技術(shù)是一種通過計算機技術(shù)模擬和模仿現(xiàn)實過程的技術(shù)手段。在建筑結(jié)構(gòu)的施工階段，虛擬仿真技術(shù)通過構(gòu)建三維虛擬場景，模擬結(jié)構(gòu)的組裝過程、受力情況等，為實際施工提供科學的參考。在虛擬仿真技術(shù)中，可以通過建立虛擬結(jié)構(gòu)模型，模擬結(jié)構(gòu)在施工過程中的變形、受力等情況，有助于預測潛在問題，優(yōu)化施工方案，提高施工的精準度和效率。同時，虛擬仿真技術(shù)還可以通過模擬不同的施工場景，培訓工程師和工人，提高他們的操作技能。

3 施工控制技術(shù)在地基基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用

3.1 先進的地基處理技術(shù)

傳統(tǒng)的地基處理方式主要包括挖土、加固、灌漿等，但這些方式存在著一些局限性，例如對地基進行加固可能導致地基沉降、灌漿難以控制等問題。因此，先進的地基處理技術(shù)應(yīng)運而生。其中土釘墻技術(shù)是一種常用的地基處理技術(shù)，通過在土體中設(shè)置錨桿，形成釘墻結(jié)構(gòu)，增強土體的抗壓、抗剪性能。這種技術(shù)不僅可以有效控制地基沉降，還能夠提高土體的承載能力。此外，攪拌樁技術(shù)也是一種常見的地基處理方式，通過在土體中注入水泥攪拌，形成攪拌樁，增加土體的強度和穩(wěn)定性。這種方式在軟弱地基處理中效果顯著，可以減小地基沉降，提高地基的整體承載能力。

3.2 地基基礎(chǔ)的智能監(jiān)測與實時反饋技術(shù)

智能監(jiān)測技術(shù)在地基基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在實時監(jiān)測和反饋方面。通過在地基基礎(chǔ)中安裝傳感器，監(jiān)測地基的變形、沉降等情況，實現(xiàn)對地基基礎(chǔ)工程施工過程的實時監(jiān)控。智能監(jiān)測技術(shù)能夠提供及時、準確的數(shù)據(jù)，幫助工程師實時了解地基基礎(chǔ)工程的施工狀況。當?shù)鼗l(fā)生異常情況時，系統(tǒng)能夠及時發(fā)出預警，為采取相應(yīng)措施提供科學依據(jù)[4]。

3.3 先進的地基基礎(chǔ)施工機械與設(shè)備

地基基礎(chǔ)工程的施工離不開先進的機械設(shè)備的支持。隨著科技的不斷進步，地基基礎(chǔ)工程的機械設(shè)備也得到了極大的發(fā)展。以下是一些在地基基礎(chǔ)工程中廣泛應(yīng)用的先進施工機械與設(shè)備：（1）鉆機和挖掘機。鉆機和挖掘機是地基工程中常見的機械設(shè)備，鉆機可以用于進行地基樁的打孔工作，而挖掘機則用于土方開挖和基坑挖掘。現(xiàn)代的鉆機和挖掘機通常具備智能化控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)精準的施工。（2）振動錘與靜壓樁機。振動錘和靜壓樁機是用于地基樁施工的機械設(shè)備。振動錘通過振動的方式將樁頂部的桿件逐漸沉入土中，而靜壓樁機則利用液壓系統(tǒng)將樁直接壓入土中。這兩種機械設(shè)備在地基樁施工中具有高效、精準的特點。（3）地基基礎(chǔ)檢測設(shè)備。包括測斜儀、應(yīng)變儀、動力錘等檢測設(shè)備，用于監(jiān)測地基的變形、沉降、承載能力等參數(shù)。這些設(shè)備通過傳感器實時采集數(shù)據(jù)，為施工監(jiān)測提供準確的依據(jù)。

3.4 先進的地基基礎(chǔ)施工工藝

在地基基礎(chǔ)工程的施工過程中，采用先進的施工工藝能夠提高工程效率、降低成本、保障施工質(zhì)量。以下是幾種在地基基礎(chǔ)工程中常見的先進施工工藝：（1）攪拌樁施工工藝。攪拌樁是一種通過攪拌土體和注入水泥漿液的方式形成的混凝土樁，具有較好的承載性能。這種施工工藝適用于軟土地基的處理，可以提高土體的強度和穩(wěn)定性。（2）土釘墻施工工藝。土釘墻是通過在土體中設(shè)置錨桿，形成一種具有較強抗拉性能的結(jié)構(gòu)。在施工過程中，先進行孔鉆，再安裝錨桿，并注入混凝土，形成土釘墻結(jié)構(gòu)，這種施工工藝適用于需要抗拉能力的地基處理。（3）注漿樁施工工藝。注漿樁是通過在孔內(nèi)灌注水泥漿液形成的樁基，適用于一些地質(zhì)條件較差的區(qū)域。這種施工工藝具有較強的靈活性，可以適應(yīng)不同的土體情況。

4 施工控制技術(shù)的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)

4.1 優(yōu)勢

在建筑結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)工程中，先進的施工控制技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢，在提高施工精度、提升施工效率、保障工程安全和減少資源浪費等方面發(fā)揮著積極作用。首先，先進的施工控制技術(shù)通過數(shù)字化和智能化手段，顯著提高了施工的精度，降低了誤差水平，確保了工程的高質(zhì)量完成。通過引入先進的測量儀器、自動控制系統(tǒng)等技術(shù)手段，實現(xiàn)了對施工過程中各項參數(shù)的精準監(jiān)測和調(diào)整，有效避免了傳統(tǒng)施工中可能出現(xiàn)的人為疏忽和誤差，從而提升了工程的整體執(zhí)行水平。其次，先進的施工控制技術(shù)能夠減少人力投入，提高施工效率。特別是BIM 技術(shù)的應(yīng)用，使得設(shè)計和施工階段的信息共享變得更為便捷，有效避免了信息丟失和重復工作的情況。這種高效的信息交流機制加速了整個工程周期，使得施工任務(wù)能夠更快、更順暢地完成，從而有效提高了工程的整體效率。然后，智能監(jiān)測技術(shù)的引入保障了工程的安全施工。通過實時監(jiān)測結(jié)構(gòu)和地基的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，并提供安全預警，工程團隊能夠迅速采取相應(yīng)措施，確保施工過程中不發(fā)生嚴重安全事故。這種及時響應(yīng)的機制有效提高了工程的安全性，降低了施工風險。最后，先進的施工控制技術(shù)通過精確的施工計劃和數(shù)字化管理，減少了資源的浪費，提高了資源利用效率。通過對施工過程進行科學規(guī)劃和管理，可以更好地控制物資、人力等資源的使用情況，避免不必要的浪費，從而使工程在有限資源下取得最大的經(jīng)濟效益[5]。

4.2 挑戰(zhàn)

盡管先進的施工控制技術(shù)在提高工程質(zhì)量和效率方面具有顯著的優(yōu)勢，但其在應(yīng)用過程中也面臨一系列挑戰(zhàn)，需要綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟、管理等多個方面因素。首先，技術(shù)更新?lián)Q代較快，需要不斷跟進最新技術(shù)。施工控制技術(shù)的快速發(fā)展意味著施工人員需要不斷學習和適應(yīng)新技術(shù)，提升其技術(shù)水平。這增加了技術(shù)應(yīng)用的難度，要求施工團隊具備快速學習和適應(yīng)新技術(shù)的能力，以確保技術(shù)的實際應(yīng)用與行業(yè)前沿保持同步。其次，引入先進的施工控制技術(shù)需要一定的初始投資。包括設(shè)備采購、人員培訓等成本，可能會增加工程的總成本。這對一些項目而言可能是一項較大的財務(wù)壓力，特別是對于中小型企業(yè)或項目預算有限的情況，初始投資較高可能成為技術(shù)引入的障礙。然后，數(shù)據(jù)安全和隱私問題是在數(shù)字化施工過程中需要充分考慮的重要因素。大量的數(shù)據(jù)需要進行傳輸和存儲，如何確保這些數(shù)據(jù)的安全性，防止敏感信息泄露和數(shù)據(jù)被惡意利用，是一個亟待解決的問題。施工團隊需要采取有效的數(shù)據(jù)安全措施，包括加密傳輸、訪問權(quán)限管理等，以降低潛在的安全風險。此外，技術(shù)應(yīng)用標準化不足是另一方面的挑戰(zhàn)。目前施工控制技術(shù)的應(yīng)用標準化尚未完全成熟，不同廠商的技術(shù)可能存在互不兼容的情況，使得在選擇和整合不同技術(shù)時面臨一定的困難。行業(yè)需要加強標準化工作，制定統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和標準，以促進技術(shù)應(yīng)用的協(xié)同發(fā)展。人才培養(yǎng)難度也是一個需要克服的挑戰(zhàn)，先進的施工控制技術(shù)需要具備專業(yè)知識和技能的技術(shù)人才進行操作和維護。然而培養(yǎng)這方面的人才需要時間和資源，人才短缺可能成為技術(shù)應(yīng)用的瓶頸。行業(yè)和教育機構(gòu)需要加強合作，通過提供專業(yè)培訓和實踐機會，滿足市場對高技能專業(yè)人才的需求。最后，引入先進的施工控制技術(shù)可能導致項目周期較長。在項目初期規(guī)劃時，需要充分考慮技術(shù)的引入和應(yīng)用需要與施工過程相互配合，可能會增加整個項目的時間成本。因此，在技術(shù)引入的同時，需要合理規(guī)劃項目進度，確保技術(shù)的應(yīng)用與工程進展相適應(yīng)，避免項目因技術(shù)引入而延期交付。

5 結(jié)語

施工控制技術(shù)作為建筑結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)工程領(lǐng)域的重要創(chuàng)新，為提高工程質(zhì)量、效率和安全性提供了顯著優(yōu)勢。然而這一優(yōu)勢同時伴隨著技術(shù)更新、投資成本、數(shù)據(jù)安全、標準化、人才培養(yǎng)和項目周期等多重挑戰(zhàn)。在面對這些挑戰(zhàn)時，產(chǎn)業(yè)各方需要密切合作，不斷推動技術(shù)的進步與標準化，確保先進施工控制技術(shù)的可持續(xù)應(yīng)用。通過科學規(guī)劃和有效管理，我們能夠克服這些挑戰(zhàn)，使技術(shù)應(yīng)用更具實際價值，為建筑工程的可靠性、高效性和安全性提供全方位的支持。