深基坑工程在绿色建筑中的发展应用

    李朝龙

    摘 要：随着建筑行业蓬勃发展，建筑用地日趋紧张，对地下空间的利用也更加迫切，然而在开发利用地下空间过程中，造成了对地下水、周边环境等不同程度污染，以及最近几年国家倡导绿色发展，对环境保护要求越来越高，可持续发展继而深入人心，绿色建筑也逐渐成为建筑工程行业的主要发展趋势。因此，深基坑工程的“綠色”发展，对推动绿色建筑举足轻重，不仅可逐步实现环境保护、节能、节地、节材等目的，而且对推动地下空间应用可持续发展有极大促进作用。鉴于此，文章对深基坑支护设计、施工在绿色建筑中的发展应用进行了粗略分析、总结。

    关键词：绿色建筑;地下空间;深基坑设计;绿色施工

    1 绿色建筑工程概述

    绿色建筑即是指在建筑工程项目的全寿命周期内，最大程度的节约资源、减少污染，为人们创造一个绿色环境，实现人类与自然的和谐发展。深基坑设计、施工属于建筑工程的重要组成部分，与能源、土地、水资源等密切相关，在环境问题日益突出的当今，深基坑支护、设计的绿色发展刻不容缓。

    2 深基坑支护设计及绿色要点

    2.1 土体力学参数选取

    深基坑支护结构需要长时间承载外部荷载压力，其大小会影响深基坑支护结构的稳定及安全。由于工程环境及水文地质条件复杂，各向异性，各类岩土参数的准确取值难度较大，加之基坑的开挖对地质条件的影响，其含水率、摩擦系数、黏聚力等参数始终处于变化当中，要想精准计算深基坑支护结构的实际受力情况是非常困难的。因此，深基坑支护结构设计期间，必须取得详细勘察资料，弄清地下水的赋存、运移及变化规律，岩土力学性质的空间分布及施工后的变化趋向，合理选择支护参数、安全系数，在设计阶段，避免因过分保守，免于担责一味追求安全，而增加施工难度，造成人力、材料、资源的浪费。

    2.2 支护结构设计

    当前，深基坑支护设计及计算工作是建立在极限平衡理论基础上的，在实际的深基坑支护施工过程中，其受力情况较为复杂，大量实践证明，极限平衡理论计算出来的相关系数只能为深基坑支护结构设计提供参考。在支护结构选型、施工方案拟定阶段，充分考虑土体在整个施工期间的应力、应变规律，结合基坑周边荷载及建筑物对基坑变形、地下水位变幅的限制要求，同时，考虑开挖土方及回填量的大小、施工方案对周边环境的影响、地下水的污染等因素，综合多种影响因素，深度还原土体各类物理特性，合理取值，在确保支护结构安全、稳定的前提下，最大限度地节约能源，保护环境，实现绿色发展。

    2.3 支护结构空间效益

    通过分析、总结深基坑开挖过程中的各项位移、沉降、应力等监测数据可以知道，基坑外部土层不断地向基坑内部倾斜，基坑纵向中部由于挤压弯曲应力集中，一般情况下其位移呈现中间大两边小的趋势，与其受力特点相吻合，若支护设计不合理或施工不规范，加之周边环境变化，日积月累会造成基坑边坡失稳。该情况表明，基坑开挖与支护空间结构之间联系极为密切。因此支护结构设计、选型，是一个立体空间工程，加上时间因素，是一个四维空间问题，其对地下空间的影响随主体结构一起全周期存在，对地下水资源的影响可能时间更久，范围更广。

    3 深基坑支护施工及绿色要点

    3.1 施工前准备

    深基坑支护体系施工前要充分了解周边地上、地下建构筑物的情况，掌握周边建筑埋深，道路、管线分布情况，在施工方案编写阶段，根据调查结果，有针对性地采取有效措施保护周边建筑，在平面图布设中，合理利用周边道路作为施工道路，已建房屋作为办公用房，尽可能减少植被砍伐，利用荒地，少占用农田、耕地。

    3.2 支护桩的施工

    深基坑支护结构较为常见的是泥浆护壁钻孔灌注桩、地下连续墙等。现场进行围护结构施工时，为防止孔壁坍塌，必须注入大量泥浆，泥浆随地下水扩散，进而污染水源，因此在施工阶段，若遇此情况，必须对泥浆成分进行控制，或采取泥浆外扩的措施，在桩体混凝土浇筑阶段，要严格根据设计要求进行混凝土配比控制，根据成桩体积、数量拌置适量混凝土，防止因混凝土时间长凝固而造成浪费，同时选择合理的灌注时间，避免对周边居民的噪音影响。

    3.3 锚杆施工

    对于设计方案中要求锚杆施工的深基坑工程，其成孔工艺、注浆压力、时间、配合比根据设计方案，结合现场地质调查条件，开展现场施工。所使用锚杆在确保其强度满足规范前提下宜就地取材。钻孔完成后，为防止其塌孔，应及时灌注水泥浆，控制注浆压力，避免因压力过大造成水泥浆扩散，一则造成材料浪费，二来污染地下环境。

    3.4 土方开挖

    深基坑工程，涉及大量土方开挖，开挖工作需要考虑自身受力特征，不得小范围局部一次性开挖，以免土体侧压力急剧释放，坑壁侧向位移偏大，造成土体失稳。对特殊土质要根据具体情况安排施工组织设计，制定专项施工方案和应急处理预案，对开挖范围内土体认真筛选，确定其可利用性及有害性，对其可利用部分选择合理施工方案，堆放场边，以备后期利用，避免运出场地后又回运场地，造成资源及人力、物力、经济的浪费;对其有害部分要认真检测，确定其有害性，评价其危害程度，合理选择处理方案。其次，土方开挖、外运会造成大量粉尘、泥土污染市内空气、市政环境，应加强管理，严格控制。

    结语

    综上所述，深基坑工程，需从环境保护理念出发，充分掌握深基坑支护工程设计、施工的核心理论，以绿色发展、环境保护为指导，从设计、施工各方面综合考虑，优化方案，为深基坑可持续发展保驾护航。现阶段，其深基坑绿色理念尚未成熟，须通过有效的技术应用，在工程实践中不断摸索、尝试、总结，解决深基坑中有关环保问题，以至提升深基坑绿色发展水平。

    参考文献

    [1]刘先芹.探究建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理[J].建材与装饰，2019，（30）：206-207.

    [2]史本福.深基坑支护的施工技术及管理研究[J].住宅与房地产，2019，（27）：141-142.