黑龙江省寒地建筑科学研究院哈尔滨150080
摘 要：基坑支护在设计时往往比较保守，这在一定的意义上造成了浪费。文章针对基坑支护设计中的节能环保技术运用进行了相应的探究。这样这些理论的提出，希望可以给设计人员的设计理念带来相应的灵感。
关键词：基坑支护；节能；环保；碳排放量；
TheanalysisofEnergyconservationandenvironmentalprotectiontechnologyinthedesignoffoundationpitsupporting
GAOYufei
（HeilongjiangProvinceAcademyOfColdAreaBuildingResearchHarbin150080）
Abstract:FoundationPittendstobemoreconservativewhenitsdesign,thiswastedinacertainsense.Inthispaper,basedontheenergyconservationandenvironmentalprotectiontechnologyusedinthefoundationpitdesign,Ididsomerelatedresearch.SoIhopethetheorywhichIputforwardcanbringtheinspirationcorrespondingtothedesignconceptofdesigners.
Keywords:Foundationpitsupporting；energysaving；environmental；Carbonemissions
引言
深基坑工程规模的不断扩大，使得基坑周围的施工环境（包括自然及周边建筑环境）也越来越恶化。此时，深基坑施工遇到的环境基础也越来越复杂，若使基坑在施工过程中保证稳定性不出现危险的情况，建设单位则需要委托设计部门或专业施工企业采用相应的设计以及手段对这些深基坑的安全加以保障。现阶段的基坑支护设计及施工多采用的支护施工方法多为排桩支锚以及钢板桩支锚等基坑支护施工工艺，但这些技术的使用，对现有建筑材料例如水泥、砂、石、钢材等的使用上会是一个非常庞大的需求量。另外，一些施工及设计人员为了达到建设单位的工期以及相关规范上要求的施工质量方面，还会在混凝土或砂浆中添加相应的外加剂，此类外加剂使用量也会很多，这些外加剂多为化学工程材料的合成，在此类外加剂生产合成时也会使得生产厂家的周边环境出现环境污染情况，这也间接地导致了环境的破坏。为了在施工过程中减少对周围环境的直接或间接的破坏，项目中的设计及施工等相关技术管理人员必须在工程建设过程中开发出更多节能环保的施工技术，让周围的环境可以不受污染上的压力。
1.节能环保理念在初步设计阶段的应用
1.1节能环保理念在初步设计阶段的实践
方案初步设计阶段应在满足基坑安全需要保障的前提下必要考虑做到真正节能环保，应充分对施工现场进行调查测绘并研究，并结合工程自身特点及地质特性进行多方案比较。
在充分分析场地条件的前提下，尽可能采用自然放坡等耗材较少的处理形式，稳定性不足时可以辅助采用地面拉锚、坡面加桩、微型钢管桩以及降水等措施进行局部加强。对于周边环境及地质条件复杂程度不一情况下，可采用分段、多种支护手段组合形式以尽量降低材料用量来实现节能环保的目标，在保障基坑安全的情况下应用多种方案优化组合的方式来进行项目的设计。无锡某工程结合周边环境分区采用斜抛撑、斜拉锚和二级放坡等手段支护，优化了设计，很好的进行了分段分析以及分段设计的手段，如图1所示。
结合地层实际，充分利用第一层土层力学指标较高、自立高度较大的特点，对工程的上部适度放坡，对于目前较多的基坑深在10m左右2层地下室的项目，如果上部放坡4m左右，可减少围护桩混凝土总量的20%～25%，节能减排效果非常显著。
对于刚性桩的选择，在满足设计安全度前提下，应优先选择预制桩(管桩、方桩)，预制桩在制作及现场施工减排方面远优于灌注桩，其次可根据变形控制及工期情况选择灌注桩或钢板桩。当必须采用内支撑时，应尽量采用斜抛撑尤其是钢抛撑形式(见图2)。
1.2节能环保理念在模型计算阶段的实践
工程总体的建设方案得到确定以后，设计人员还要根据工程周围环境的基础情况，对深基坑施工规模进行规划与计算，设计人员在对这个环节进行处理时，应该对以下几个方面进行着重考虑：
首先是设计参数上的确定，在地质勘查这一环节时，设计人员需要根据多年的项目经验、周围的实际环境的调研以及地质勘查报告中相应数据的技术指标进行综合考虑，通过严格的理论计算，将支护结构所受的内力等相应技术指标进行详细的计算分析，同时还要根据基坑的稳定性对支护结构变形的误差数值进行控制，要将这些数值控制在相应的规范要求的范围之内，否则基坑开挖及支护结构施工的过程中很容易遇到突发情况影响基坑侧壁以及支护结构的稳固性，最坏的还会出现安全事故。
第二点，需要注意的问题是在对基坑开挖前，是否需要对该项目的地下水位进行考虑，也就是说是否涉及到降水的施工。主要根据施工现场实际地质环境进行考虑，与此同时，还要根据相关施工上的反馈资料进行考虑，在分析过程中选择最为科学合理的降水方案，开展施工上的步骤。因为这项工作如果没有得到良好的分析计算及施展相应的技术措施，很可能会使得在基坑施工过程中出现突发情况。在降水时还应根据基坑周边的具体环境进行考虑降水过程中是否需要回灌，在降水和回灌的过程中是否会存在对地下水质的污染，如何采取措施保护地下水资源的清洁环境也是非常重要的环保环节。
最后一点需要注意的问题是大型施工项目在支护结构的稳定性进行设计时，设计人员比较喜欢采用有限元分析程序对结构的相关数据进行处理来实现相关技术指标的控制。但由于处理过程中的参数以及结构具有非常大的复杂性，所以在实践过程中的应用会受到很大的阻碍。虽然目前研究人员已经开发出较为简单的计算程序，但是在应用过程中依然无法准确的对基坑的安全性进行把握。与此同时，设计人员对于复杂的节点结构没有办法做出正确的判断，只有在实践过程中通过对相应施工过程中细节上的摸索，将多种施工工艺进行结合上的处理，再加以相应参数的控制才能进一步的保证设计方案在优化以及安全性上的保障。目前，设计人员通常会将最不利组合来作为计算的依据，在方案的确定上采取统一的布置来实现施工过程中的连续性，但在节能环保上会有不同程度上的浪费现象，所以在设计阶段，尽量在保障安全的情况下进行多元化的计算，按计算数据的分类进行方案的确定，通过一些方法的结合使用，实现对总的支护结构的确保安全的情况下，优化方案做到节能环保。
2.支护结构应用节能环保技术的实践
设计人员在对支护结构进行选择时，应尽量保证采用那些耗材量最少的措施方案作为主要的实施方案来开展施工步骤，因为这些支护结构在规划使用过程中同样会对周围的环境产生相应的污染，只有耗材量最少的挡土结构才可以减轻对周围环境污染上的压力。在对支护结构形式上的选择时，尽量从环保的角度对问题进行思考，可以选用那些预制型桩。在对这些型桩进行加工制作时，也应该采用排污量小的施工工艺来进行施工，设计及施工人员应该尽量保证在施工过程中采用最为环保的施工方法以及材料开展施工上的步骤，从源头上减少对环境产生的污染压力。与此同时开展施工步骤时，对于施工机具的选型也应该参与进环保理念的规划过程中来，在施工时降低耗材上的用量，达到对环境的污染可以降到最小程度上的标准。
2.1选择竹木材料作为竖向挡土结构
开展竖向挡土结构上的施工步骤时，在保证基坑稳定性的前提下，设计、施工人员应该考虑选用木、竹材料与主支护结构相结合的方案进行实施。因为这种材料的选用不仅可以减少施工上的步骤，对于一些辅助的承载上的作用也较为良好，同时不仅可以降低钢材及混凝土材料的使用量，还可以有效的缩短工期。这在施工环境上可以减少污染，材料上可以实现节能，时间上也可以有效节约。
2.2选择预应力管桩及预制方桩作为竖向挡土结构
对于一些高层以及超高层建筑的基坑进行支护处理时，这种高度的建筑基坑深度一般会在10m以外，如果采用型钢作为支护结构的主要的材料使用，这无疑会给建筑施工工程的支出带来非常大的压力，与此同时，这种材料的使用也会给地基下的土层环境带来相应的影响，钢材在水分与土壤的侵蚀过程中，会发生锈蚀，而这些锈蚀成分渗透到地下水中，会对地下水产生污染。所以设计时在对支护结构进行材料选择时，该考虑采用新型的节能环保材料来实现支护结构的成型。例如PHC管桩，随着近年来节能环保意识逐渐增强，PHC管桩在建筑领域上的使用率也在稳步提高，优点为这种桩型造价较低廉，承载力方面表现也很好，在施工时机械化作业程度高，现场施工整洁，可以减少对工地施工环境的污染。而且机械方面为静压法施工，无震动，无噪音，很适合在市区及其他对噪音有限制的地点施工。所以设计人员也需要求“与时俱进”，研究了解新型材料的相关技术指标，在实际的工程中运用进来，将节能环保的意识融入到设计理念中去，实现真正意义上的节能减排。
3.其他技术思路与需要解决的问题
施工人员在对基坑支护工程进行施工处理时，应该充分使用可再生材料，进行工程上的建设，这种材料的使用，不仅可以节省工程上的费用支出，也可以大大减少矿产上的开采数量，最大限度的保护资源的同时，也是在源头上减少了资源浪费的情况。那些冶炼或是烧结材料的使用量得到减少以后，可以最大限度的减少碳排量，这些处理，让环境承载的污染压力大规模的减小。可循环利用材料的使用，让基坑支护施工上的步骤也得到了相应的缩减。在设计规划过程中设计人员也应该利用节能设施，对建筑施工过程中的基础构造进行处理。例如，在对降水管井进行建造时，可以采用循环体系的装置。对渗透上来的地下水进行集中处理。不仅实现了水资源的二次利用，也让水资源的浪费现象得到制止。施工人员在对将水管进行选择时，也尽量少选择钢性建筑材料的使用，可以选择那些塑料制品等新型节能材料进行代替，但需要注意的是这些材料的稳定性以及承载压力程度必须达到相应的标准。
此外，加强施工进度的控制管理也能起到节能环保的效果。施工进度控制管理有一些有效的方法，主要是关键日期法和横道图方法，以及进度曲线法等等。这些方法的运用，可以有效的按照预计施工项目的工期来控制土木工程的施工进度。例如，施工进度方法中的横道图法，这种方法应用比较方便，主要是对土木工程中的重要工序和作业进行合理的时间安排，这种方法在施工进度控制管理中是一种比较常用的方法，这种预计工期的体现，这是一种时间与具体施工工序上的约束，在排除各个环节上的配合程度不理想和其他不利因素的情况下可以按照预计编排有效实施，时间上的控制合理也可以缩短工期，继而也从一定程度上达到了节能减排的目的。
4.结语
工程在建设过程中，由于我国当前工程生态建设理念在体系上还没有构架出一个完整的框架可供建筑企业进行参考，所以，施工企业在耗能耗材的使用量上，没有相应的参照标准可以进行参考。这就使得我国能环保技术应用的广泛性受到了很多因素的限制与影响。我国工程管理工作人员应该积极制定出相应的参照体系标准，让能建设过程中的设计方案可以有相应的节能环保指标进行参考并限制，通过相应的数据转换，对这些工程建设量进行量化处理。只有这样，才能提升建筑工程企业设计人员头脑中的节能环保意识理念，让工程在开发建设过程中可以有更多的施工步骤使用到环保技术，让我国可持续发展战略的提出得到近一步的实施实践最终达到实现。
参考文献
[1]任连海,赵宁.天津塘沽西部新城C地块基坑支护设计与实践[J].工业建筑.2012(S1)
[2]陈晓.某城区建筑物三级基坑支护设计[J].四川建筑.2011(01)
[3]党卫红,王睿,寇杨军.浅谈黄土地区基坑支护设计应注意的一些问题[J].山西建筑.2011(18)
[4]王爱勋,李文祥,张重喜,邹杰宗.软模翻制与安装建筑水刷石花饰构件施工技术[J].施工技术.2016(04)
作者简介：高宇飞（1983），男，黑龙江省肇源人，本科，工程师，从事地基与基础工程方面的工作。
论文作者:高宇飞
论文发表刊物:《防护工程》2017年第1期
论文发表时间:2017/5/11
标签：基坑论文; 过程中论文; 节能论文; 结构论文; 环境论文; 材料论文; 在对论文; 《防护工程》2017年第1期论文;