淺析綠色施工在基坑工程中的應用

【摘要】綠色施工主要指通過技術或者管理手段能夠實現降低能耗和污染，提升施工質量和能效水平，推進建筑業向綠色低碳轉型?；诰G色施工的重要性，本文積極響應國家的綠色低碳發展政策，專門通過對綠色施工在基坑工程中的開挖、支護等施工過程管理和技術應用方法進行分析，從資源產生、消耗及排放等各方面提高利用率，為基坑工程建設節碳減排尋求路徑。

【關鍵詞】綠色施工;基坑工程;技術應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.04.028

引言：

隨著城鎮的不斷發展，工程建設中的基坑數量大幅度遞增，深度和面積也越來越大，具有施工難度高、危險性大、技術含量高等特點。在施工過程中采用能耗高、污染大、噪音大等老舊工法施工，同時施工管理方式粗糙，導致時常發生基坑支撐失穩、邊坡滑坡、坑底隆起、垮塌等安全質量事故，給工程建設造成了安全、經濟、資源等多重損失，制約了工程的進度，也給城市管理、環境污染、碳排放控制帶來一系列問題。建筑業排放了全球近40%的溫室氣體，因此要大力推廣綠色施工，首先把基坑施工“碳排放大戶”的帽子摘掉，進而全面提升建筑業綠色低碳發展水平。

1、基坑施工中常見問題

1.1地表出現沉降變形問題

在日常環境中基坑工程周邊地面形成沉降變形的原因主要體現在以下層面：第一，由于基坑降水造成的水位差異導致地面出現了變形;第二，由于圍護結構產生側向水平位移造成了地面沉降?；映两荡蟛糠职l生在基坑建設周邊或區域內部，在基坑開挖過程中會切斷含水層，因此地下水會流入基坑之中，在降低地下水位過程中土壤會產生新固結，由此發生地表面沉降的問題。

1.2基坑隆起變形問題

在基坑工程開挖完成之后，地表會形成不同程度的隆起，之所以出現隆起的原因體現在以下層面：第一，基坑圍護內部與外部土的壓力較差;在土體卸載過程中發生了回彈、基坑突涌、基地土回彈后變得松弛、坑底粘性土吸水發生膨脹。在基坑工程中通過觀察基底隆起的大小進行判斷基坑的穩定性與建筑物沉降的情況，其中過大的基底隆起會導致基坑喪失穩定性，進而造成安全事故的產生，因此基底隆起應引起高度重視。

1.3圍護結構破壞問題

在基坑工程中圍護結構造成破壞的原因有：圍護墻體變形導致結構破壞進而造成圍護失效或撐錨結構產生破壞造成圍護結構失效。在構建支撐或錨桿過程中，設置的支撐距離過大，支撐點較少。令偏心距較大或加撐不及時，令支撐連接不夠堅固又或是承受的壓力過大，都會造成支撐結構被破壞;錨桿數量過少、錨桿張拉不足及錨桿與錨錠連接不實等情況，都會令錨桿抗壓能力降低，進而失效造成基坑破壞，令圍護結構的止水功能失效，令大量的水沙進入到基坑中，令圍護結構喪失穩定，造成地面塌陷[2]。

1.4監控量測不重視的問題

基坑工程跟蹤監控量測最為重要，是確保工程安全和質量的關鍵條件。在基坑施工前，制定專項的監控量測方案，基坑周邊合理布置監控量測點，確定施工各階段的監控量測頻率和報警值。施工前由建設單位聘請有資質的第三方檢測單位，與監理單位、施工單位共同參與監控量測，并形成記錄文件，各方簽字蓋章確認后作為施工過程中的監控量測依據資料。密切關注地表裂縫、地下水、噴錨砼裂縫、基坑坡頂水平和垂直位移、坡頂建筑物變形、錨頭變形、錨桿拉力、支護結構變形等變化，涉及周圍環境監控量測的應保障鄰近建筑物、周邊管線的正常使用，確?；拥陌踩?。監控量測工作沒有完善的監督和管理制度，管理和施工人員往往不重視監控量測數據，或者監控量測不力，或者不能及時預報險情，遇有監控量測異?；蝾A警情況時，沒有立即采取應急措施，非常容易導致基坑破壞發生安全事故，造成人員傷亡和財產損失。因此，在基坑施工中，必須重視監控量測工作。

1.5施工環境影響問題

在基坑工程施工過程中，由于施工區域或施工技術限制，很多施工材料不能集中擺放基坑周圍，所以通常需要占用一定的公共區域，再加上有大量的施工車輛要在場地頻繁進出，現場經常出現道路擁堵、道路揚塵等情況;同時施工過程中若發生天然氣、給水排水、電力、通訊等管線斷裂事故，容易對過往行人和周邊居民造成意外傷害，以上種種問題對人們的生活和居住環境造成了不良影響。

2、基坑綠色施工的要點

2.1技術培訓和交底

加大“綠色施工”的宣貫力度，增強全體管理和施工人員的“綠色施工”意識，讓項目部全員從自我做起，是實現“綠色施工”的基礎。首先編制詳細的專項施工方案、主要的分項施工作業計劃等，并向各級人員傳達交底。其次明確要求綠色施工到達的標準，主要控制指標：①基坑開挖：無風時目測揚塵高度低于1.5m;支護作業：目測揚塵高度低于0.5m。②圍墻處測量噪音，晝間70dB、夜間55dB。③節材：材料實際損耗率降低30%。④節水：節水器具配置比率達到80%，實際用水量節約30%。⑤節能：實際用電量節約10%，油料節約10%。⑥建筑垃圾控制：不超過350噸/萬平方米[1]。⑦污水控制：達到城市排水管理條例要求。

2.2施工現場策劃

綠色施工過程以節約資源作為目的，通過施工圖紙深化、方案優化、限額領料、臨時設施回收再利用、周轉材料多次利用等一系列措施與制度，監督與控制材料、設備的使用，減少施工機、料等消耗。具體舉措如下：①施工現場采用高性能、低噪音、少污染設備，搭設封閉式隔音棚，且設置在遠離居民區的一側。充分利用白天的作業時間，非設計或規范要求連續作業的盡量避免夜間施工，尤其是噪音較大的工程施工。②夜間室外照明燈加設定向照射的燈罩，防止燈光對周邊環境造成光污染。③施工現場建立可再利用水的收集處理系統，充分回收利用基坑降、排水，經過多級沉淀后用作現場混凝土養護、路面沖洗、揚塵控制、植物澆灌等。④對建筑垃圾進行分類，加強回收再利用，對危險廢棄的標識分類與存放，交給有資質的單位處治。

2.3動態管控現場

現場嚴格按照項目部的施工組織設計、安全技術交底執行，不準擅自施工。采用要求的“四新”材料、工藝、技術、機具進行綠色施工時，通過專人專崗日常和定期檢查，檢驗是否達到設計和施工方案預期的作用和效果，制定持續改進措施，確保綠色施工主控指標在受控狀態。具體舉措如下：①加強現場“三檢”工作的及時性、準確性，使工序質量、工裝工藝、工法等符合設計及規范的要求。②合理安排材料采購的時間，分批分次進場，分區碼放整齊，減少二次搬運，力爭實現零庫存。③在現場加工鋼筋，加強翻樣工作，減少鋼材損耗。④加強節水管理，施工用水進行定額計量。⑤加強施工機械管理，合理安排工序，提高機械設備利用率并做好設備維保工作。⑥采集和保存過程管理資料，詳細記錄工程進度、質量、設計修改等問題，尤其是反映綠色施工水平的典型照片、影像資料。

2.4成果總結與推廣

每周召開一次專題會，找出存在問題和改進措施，通過不斷改進、調整，總結提高綠色施工實施和管理水平。綠色施工體現了建設過程的“四節一環?！?，是以打造綠色建筑為落腳點。將綠色施工理念貫徹到工程建造的全要素、全過程及全方面，保證綠色施工有序開展，節約施工成本，降低施工對環境的影響。

3、綠色施工技術的應用

基坑施工必須按審批后的專項施工方案執行，才能夠將綠色施工技術的作用充分發揮出來。根據工程的實際需求和特點出發，在滿足工程質量要求同時，選擇低碳環保的建筑材料、機械設備、施工工法等，提升工程安全、質量、進度。

基坑施工前，先調查和熟悉水文、地質、附近建筑物、道路管網等實際狀況，做好詳細的記錄，施工過程時刻注意監控量測變化，發現異常立即采取應急措施。開挖前在離坑頂邊緣約1.0m處做截水溝，截水溝尺寸應滿足排水需求，用鋼筋混凝土進行硬化，每隔35米左右設一座集水井，用抽水機及時排水，以維護邊坡的穩定?；又苓叾淹羾澜奢d、堆放材料設備，不得搭設臨時板房等設施?；娱_挖與支護同時施工，開挖須與支護施工配合，按“縱向分塊、豎向分層”的原則施工，嚴禁超挖并控制好開挖深度，減少坑壁在封閉支撐前的暴露時間。

3.1基坑開挖

基坑開挖設專人指揮，開挖過程中變形過大有失穩跡象時，立即停止開挖并查明原因，待設計單位做出專項設計方案后方可繼續開挖?；映樗脻撍脩吓R時用電規范要求，不得有人在坑內邊抽水邊作業?；娱_挖到基底標高，預留30cm厚土方進行人工修整，坑底應及時完全封閉，暴露時間過長造成土方發生變形，強度減弱。

3.1.1永臨結合

在滿足設計及相關規范的要求下，對具備條件的施工現場，水電、消防、道路、圍欄、崗亭等臨時設施實施“永臨結合”。根據施工場地的實際需要合理確定占地面積，在滿足安全及文明施工要求的前提下，按用地指標所需的最低面積設計，要求總平面布置合理、功能齊全、整潔美觀。施工現場內設置環形應急救援通道，按照永久道路和臨時道路相結合的原則布置，避免多次重復挖、建浪費;根據當地防汛要求，充分利用已修筑的排水溝和集水坑，設置連續、通暢的排水設施和其他應急設施，減少雨水由裂縫滲入護坡體內。同時應盡量避免雨天施工，確保施工安全。

3.1.2航拍測量

運用航拍測量等技術對基坑范圍進行地形測繪，通過建立相應計算模型對基坑挖土、填土進行計算，形成土方調配平衡規劃設計方案。在土方施工盡可能利用原有的地形地勢，例如：在低洼地中建造地鐵站、地下車庫及人防工程等地下工程，能有效減少動土量。通過直接和間接的方式調配平衡，有效節約了土方外運及外購施工成本，同時有效控制了道路運輸車輛，降低了廢氣、廢水、揚塵的排放。土質較好的渣土以一定的配合比與水泥集中廠拌，成為了水穩性更強、強度更高的道路基層用料，或者直接用來對河塘低洼區域或地形造坡回填。通過工程渣土再利用，提升建筑固廢的資源再利用率，實現土方“零外運”平衡。

3.1.3數字化賦能

加強信息技術應用，通過數字化監管基坑開挖、運輸、中轉、回填、調度、利用等過程，在末端處置方面進行合理調配，對工程運輸車輛采用車載衛星定位管理，實時掌控挖填土方量及土方運輸流向，做好土方平衡和資源再利用。施工中采用自動監控量測信息化系統，關鍵部位加密埋設基準點、觀測點監控裝置，加強測點保護工作，以免影響到數據的收集，確保監控量測數據的準確性。加大監控量測頻率，保證數據的連續性，并及時進行數據回歸分析，用監控量測數據信息正確指導現場施工。

3.1.4智能洗車水槽和噴淋裝置

在基坑工程土方施工過程極易產生灰塵，為了減少灰塵對環境造成的污染：第一，工地的進出口位置設置全自動一體化智能洗車水槽，該水槽整體采用鋼板制作可移動可多次周轉利用且安裝時間短，相比于傳統的洗車槽減少鋼筋、混凝土等建材的浪費;其運用全方位自動沖洗裝置比人工洗車覆蓋更全面，設置的污水回流槽也減少大量廢水外溢。第二，基坑周邊設置噪音、PM2.5智能監控系統，能夠精準有效檢測施工現場環保數據，再配套自動噴淋降塵裝置，打好藍天保衛戰的同時，也節約大量水、電等資源。

3.2基坑支護

基坑支護分為放坡和支護開挖兩種，放坡開挖適用于土質條件要求高、施工范圍大、開挖深度不高的邊坡，使用范圍較小且不安全。根據施工水文、地質、道路、開挖深度等條件，考慮到基坑施工的安全性，支護開挖在實際施工中廣泛使用，因此選擇適合的基坑支護技術是非常關鍵的。

3.2.1兩墻合一技術

地下連續墻體具有多種優勢，如剛度強、不易變形及整體效果好，同時避免放坡開挖。在基坑工程中連續墻可以當作支護墻，經防水處理后還能成為結構外墻，有效提升了施工效率節約施工成本，還能夠提升基坑工程的穩定性，因此應運用兩墻合一技術，既節省材料，又減少了建筑垃圾的產生。

3.2.2優化支撐施工技術

支護結構須采用內支撐時，盡量不要使用臨時混凝土內支撐，可以運用預應力錨索、鋼管支撐來代替臨時混凝土支撐，在選擇支護機構時可以運用主體梁板結構作為內部支撐，選擇預應力錨索、鋼管代替臨時混凝土做內部支撐能夠有效減少后期施工中人力、物力的浪費，同時能夠減少建筑垃圾的產生[3]。

3.2.3可回收材料應用技術

在基坑工程中用于支護的錨桿、鋼板樁等，常在基坑支護后殘留在土地中，但是這樣的做法造成了資源方面的浪費，同時對環境造成了破壞，基于此可在基坑工程中運用可回收重復利用的材料，在地下結構施工完成后，可以進行材料回收，由此避免資源的浪費及生態環境的破壞。

3.2.4混凝土濕噴法

在施工中普遍采用干噴法噴射砼設備，這種噴射砼設備對原材料選用的要求高，很容易造成噴射砼厚度、砼強度達不到設計要求，且對噴射操作手和周圍環境造成粉塵困擾。濕噴法的混凝土在噴射前已經拌合好，混凝土的配合比和質量得到了至關重要的保證。濕噴機具有噴射料流均勻、回彈度低、施工效率高等特點，大幅減少了堵管、離析等問題，提高了噴射砼層的質量。綜上所述，混凝土濕噴法具有密封結構好、作業粉塵小、質量穩定、節約原材料、環境污染低等明顯優勢。

3.2.5插鋼筋籠支護樁

在施工中如果基坑支護樁地下水位過高或槽壁不穩定時，常用的方式是用泥漿進行護壁處理，其中泥漿需要進行外運處理[4]。當施工條件允許時可以運用CFG壓灌成樁后再進行鋼筋籠插入。在此過程中后插的鋼筋籠技術不需用泥漿，由此降低了基坑工程的施工成本，同時提升了施工效率。

4、綠色施工的優勢

在基坑工程中應用綠色施工具有極強的實用性，提升了水電、材料、設備等資源利用效率，提升了關鍵工裝工藝和施工過程管理的綜合水平，減少了資源、能源消耗和浪費，確保了基坑工程的質量和安全。主要有以下優勢：第一，具有節約成本的優勢，例如：運用預應力錨索支撐技術相對比傳統的鋼管支撐的成本要低10%左右，比傳統混凝土冠梁的成本大約低30%左右，能夠有效控制基坑產生變形，可以有效保護基坑周邊的環境，有效解決了傳統混凝土支撐能力差的問題;第二，兩墻合一、優化支撐等施工技術能有效縮短施工周期，相對比傳統工程的施工節約大量工期;第三，施工中所運用的鋼構件可以全部回收，同時能夠多次使用，在施工過程中沒有噪音也沒有粉塵，能夠有效降低施工對環境、空氣、噪音方面的影響。第四，永臨結合的原則布置施工現場，避免多次挖、建浪費，既節約了工期，也節省了物力和財力;第五，通過提前策劃和動態管控等一系列要求和科學部署，綠色施工的各項目標基本實現。

結束語：

在基坑工程中積極探索綠色施工，是用發展的眼光對傳統施工的審視，是符合建筑業低碳發展趨勢的。綠色施工并不是獨立于傳統施工的全新技術，而是一個系統工程，包括施工組織設計、施工準備、施工運行及竣工后施工場地的生態恢復等。其運用節約了施工能耗，提升了施工效率，有利于推動建筑業早日實現綠色建造，為全面落實國家碳達峰、碳中和提供有力支撐。

參考文獻：

[1]尚成明，孔德泉，張琳，程十玥，李海兵.上海來福士廣場深基坑綠色施工技術[J].建筑技術，2015，46（12）：1073-1075.

[2]鮑疾鵰.關于建筑基坑樁錨支護綠色施工技術的研究[J].福建建材，2017（07）：12-14.

[3]鐘錚.軟土地區某深基坑綠色施工技術[J].施工技術，2017，46（04）：100-103.

[4]住房和城鄉建設部辦公廳關于印發施工現場建筑垃圾減量化指導手冊（試行）的通知[S].建辦質〔2020〕20號.

作者簡介：

熊杰超（1988.09-），男，漢族，湖南長沙，本科，中級職稱，從事現場工程管理工作。