浅析绿色施工在基坑工程中的应用

【摘要】绿色施工主要指通过技术或者管理手段能够实现降低能耗和污染，提升施工质量和能效水平，推进建筑业向绿色低碳转型。基于绿色施工的重要性，本文积极响应国家的绿色低碳发展政策，专门通过对绿色施工在基坑工程中的开挖、支护等施工过程管理和技术应用方法进行分析，从资源产生、消耗及排放等各方面提高利用率，为基坑工程建设节碳减排寻求路径。

【关键词】绿色施工;基坑工程;技术应用

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

引言：

随着城镇的不断发展，工程建设中的基坑数量大幅度递增，深度和面积也越来越大，具有施工难度高、危险性大、技术含量高等特点。在施工过程中采用能耗高、污染大、噪音大等老旧工法施工，同时施工管理方式粗糙，导致时常发生基坑支撑失稳、边坡滑坡、坑底隆起、垮塌等安全质量事故，给工程建设造成了安全、经济、资源等多重损失，制约了工程的进度，也给城市管理、环境污染、碳排放控制带来一系列问题。建筑业排放了全球近40%的温室气体，因此要大力推广绿色施工，首先把基坑施工“碳排放大户”的帽子摘掉，进而全面提升建筑业绿色低碳发展水平。

1、基坑施工中常见问题

1.1地表出现沉降变形问题

在日常环境中基坑工程周边地面形成沉降变形的原因主要体现在以下层面：第一，由于基坑降水造成的水位差异导致地面出现了变形;第二，由于围护结构产生侧向水平位移造成了地面沉降。基坑沉降大部分发生在基坑建设周边或区域内部，在基坑开挖过程中会切断含水层，因此地下水会流入基坑之中，在降低地下水位过程中土壤会产生新固结，由此发生地表面沉降的问题。

1.2基坑隆起变形问题

在基坑工程开挖完成之后，地表会形成不同程度的隆起，之所以出现隆起的原因体现在以下层面：第一，基坑围护内部与外部土的压力较差;在土体卸载过程中发生了回弹、基坑突涌、基地土回弹后变得松弛、坑底粘性土吸水发生膨胀。在基坑工程中通过观察基底隆起的大小进行判断基坑的稳定性与建筑物沉降的情况，其中过大的基底隆起会导致基坑丧失稳定性，进而造成安全事故的产生，因此基底隆起应引起高度重视。

1.3围护结构破坏问题

在基坑工程中围护结构造成破坏的原因有：围护墙体变形导致结构破坏进而造成围护失效或撑锚结构产生破坏造成围护结构失效。在构建支撑或锚杆过程中，设置的支撑距离过大，支撑点较少。令偏心距较大或加撑不及时，令支撑连接不够坚固又或是承受的压力过大，都会造成支撑结构被破坏;锚杆数量过少、锚杆张拉不足及锚杆与锚锭连接不实等情况，都会令锚杆抗压能力降低，进而失效造成基坑破坏，令围护结構的止水功能失效，令大量的水沙进入到基坑中，令围护结构丧失稳定，造成地面塌陷[2]。

1.4监控量测不重视的问题

基坑工程跟踪监控量测最为重要，是确保工程安全和质量的关键条件。在基坑施工前，制定专项的监控量测方案，基坑周边合理布置监控量测点，确定施工各阶段的监控量测频率和报警值。施工前由建设单位聘请有资质的第三方检测单位，与监理单位、施工单位共同参与监控量测，并形成记录文件，各方签字盖章确认后作为施工过程中的监控量测依据资料。密切关注地表裂缝、地下水、喷锚砼裂缝、基坑坡顶水平和垂直位移、坡顶建筑物变形、锚头变形、锚杆拉力、支护结构变形等变化，涉及周围环境监控量测的应保障邻近建筑物、周边管线的正常使用，确保基坑的安全。监控量测工作没有完善的监督和管理制度，管理和施工人员往往不重视监控量测数据，或者监控量测不力，或者不能及时预报险情，遇有监控量测异常或预警情况时，没有立即采取应急措施，非常容易导致基坑破坏发生安全事故，造成人员伤亡和财产损失。因此，在基坑施工中，必须重视监控量测工作。

1.5施工环境影响问题

在基坑工程施工过程中，由于施工区域或施工技术限制，很多施工材料不能集中摆放基坑周围，所以通常需要占用一定的公共区域，再加上有大量的施工车辆要在场地频繁进出，现场经常出现道路拥堵、道路扬尘等情况;同时施工过程中若发生天然气、给水排水、电力、通讯等管线断裂事故，容易对过往行人和周边居民造成意外伤害，以上种种问题对人们的生活和居住环境造成了不良影响。

2、基坑绿色施工的要点

2.1技术培训和交底

加大“绿色施工”的宣贯力度，增强全体管理和施工人员的“绿色施工”意识，让项目部全员从自我做起，是实现“绿色施工”的基础。首先编制详细的专项施工方案、主要的分项施工作业计划等，并向各级人员传达交底。其次明确要求绿色施工到达的标准，主要控制指标：①基坑开挖：无风时目测扬尘高度低于1.5m;支护作业：目测扬尘高度低于0.5m。②围墙处测量噪音，昼间70dB、夜间55dB。③节材：材料实际损耗率降低30%。④节水：节水器具配置比率达到80%，实际用水量节约30%。⑤节能：实际用电量节约10%，油料节约10%。⑥建筑垃圾控制：不超过350吨/万平方米[1]。⑦污水控制：达到城市排水管理条例要求。

2.2施工现场策划

绿色施工过程以节约资源作为目的，通过施工图纸深化、方案优化、限额领料、临时设施回收再利用、周转材料多次利用等一系列措施与制度，监督与控制材料、设备的使用，减少施工机、料等消耗。具体举措如下：①施工现场采用高性能、低噪音、少污染设备，搭设封闭式隔音棚，且设置在远离居民区的一侧。充分利用白天的作业时间，非设计或规范要求连续作业的尽量避免夜间施工，尤其是噪音较大的工程施工。②夜间室外照明灯加设定向照射的灯罩，防止灯光对周边环境造成光污染。③施工现场建立可再利用水的收集处理系统，充分回收利用基坑降、排水，经过多级沉淀后用作现场混凝土养护、路面冲洗、扬尘控制、植物浇灌等。④对建筑垃圾进行分类，加强回收再利用，对危险废弃的标识分类与存放，交给有资质的单位处治。

2.3动态管控现场

现场严格按照项目部的施工组织设计、安全技术交底执行，不准擅自施工。采用要求的“四新”材料、工艺、技术、机具进行绿色施工时，通过专人专岗日常和定期检查，检验是否达到设计和施工方案预期的作用和效果，制定持续改进措施，确保绿色施工主控指标在受控状态。具体举措如下：①加强现场“三检”工作的及时性、准确性，使工序质量、工装工艺、工法等符合设计及规范的要求。②合理安排材料采购的时间，分批分次进场，分区码放整齐，减少二次搬运，力争实现零库存。③在现场加工钢筋，加强翻样工作，减少钢材损耗。④加强节水管理，施工用水进行定额计量。⑤加强施工机械管理，合理安排工序，提高机械设备利用率并做好设备维保工作。⑥采集和保存过程管理资料，详细记录工程进度、质量、设计修改等问题，尤其是反映绿色施工水平的典型照片、影像资料。

2.4成果总结与推广

每周召开一次专题会，找出存在问题和改进措施，通过不断改进、调整，总结提高绿色施工实施和管理水平。绿色施工体现了建设过程的“四节一环保”，是以打造绿色建筑为落脚点。将绿色施工理念贯彻到工程建造的全要素、全过程及全方面，保证绿色施工有序开展，节约施工成本，降低施工对环境的影响。

3、绿色施工技术的应用

基坑施工必须按审批后的专项施工方案执行，才能够将绿色施工技术的作用充分发挥出来。根据工程的实际需求和特点出发，在满足工程质量要求同时，选择低碳环保的建筑材料、机械设备、施工工法等，提升工程安全、质量、进度。

基坑施工前，先调查和熟悉水文、地质、附近建筑物、道路管网等实际状况，做好详细的记录，施工过程时刻注意监控量测变化，发现异常立即采取应急措施。開挖前在离坑顶边缘约1.0m处做截水沟，截水沟尺寸应满足排水需求，用钢筋混凝土进行硬化，每隔35米左右设一座集水井，用抽水机及时排水，以维护边坡的稳定。基坑周边堆土严禁超荷载、堆放材料设备，不得搭设临时板房等设施。基坑开挖与支护同时施工，开挖须与支护施工配合，按“纵向分块、竖向分层”的原则施工，严禁超挖并控制好开挖深度，减少坑壁在封闭支撑前的暴露时间。

3.1基坑开挖

基坑开挖设专人指挥，开挖过程中变形过大有失稳迹象时，立即停止开挖并查明原因，待设计单位做出专项设计方案后方可继续开挖。基坑抽水用潜水泵应符合临时用电规范要求，不得有人在坑内边抽水边作业。基坑开挖到基底标高，预留30cm厚土方进行人工修整，坑底应及时完全封闭，暴露时间过长造成土方发生变形，强度减弱。

3.1.1永临结合

在满足设计及相关规范的要求下，对具备条件的施工现场，水电、消防、道路、围栏、岗亭等临时设施实施“永临结合”。根据施工场地的实际需要合理确定占地面积，在满足安全及文明施工要求的前提下，按用地指标所需的最低面积设计，要求总平面布置合理、功能齐全、整洁美观。施工现场内设置环形应急救援通道，按照永久道路和临时道路相结合的原则布置，避免多次重复挖、建浪费;根据当地防汛要求，充分利用已修筑的排水沟和集水坑，设置连续、通畅的排水设施和其他应急设施，减少雨水由裂缝渗入护坡体内。同时应尽量避免雨天施工，确保施工安全。

3.1.2航拍测量

运用航拍测量等技术对基坑范围进行地形测绘，通过建立相应计算模型对基坑挖土、填土进行计算，形成土方调配平衡规划设计方案。在土方施工尽可能利用原有的地形地势，例如：在低洼地中建造地铁站、地下车库及人防工程等地下工程，能有效减少动土量。通过直接和间接的方式调配平衡，有效节约了土方外运及外购施工成本，同时有效控制了道路运输车辆，降低了废气、废水、扬尘的排放。土质较好的渣土以一定的配合比与水泥集中厂拌，成为了水稳性更强、强度更高的道路基层用料，或者直接用来对河塘低洼区域或地形造坡回填。通过工程渣土再利用，提升建筑固废的资源再利用率，实现土方“零外运”平衡。

3.1.3数字化赋能

加强信息技术应用，通过数字化监管基坑开挖、运输、中转、回填、调度、利用等过程，在末端处置方面进行合理调配，对工程运输车辆采用车载卫星定位管理，实时掌控挖填土方量及土方运输流向，做好土方平衡和资源再利用。施工中采用自动监控量测信息化系统，关键部位加密埋设基准点、观测点监控装置，加强测点保护工作，以免影响到数据的收集，确保监控量测数据的准确性。加大监控量测频率，保证数据的连续性，并及时进行数据回归分析，用监控量测数据信息正确指导现场施工。

3.1.4智能洗车水槽和喷淋装置

在基坑工程土方施工过程极易产生灰尘，为了减少灰尘对环境造成的污染：第一，工地的进出口位置设置全自动一体化智能洗车水槽，该水槽整体采用钢板制作可移动可多次周转利用且安装时间短，相比于传统的洗车槽减少钢筋、混凝土等建材的浪费;其运用全方位自动冲洗装置比人工洗车覆盖更全面，设置的污水回流槽也减少大量废水外溢。第二，基坑周边设置噪音、PM2.5智能监控系统，能够精准有效检测施工现场环保数据，再配套自动喷淋降尘装置，打好蓝天保卫战的同时，也节约大量水、电等资源。

3.2基坑支护

基坑支护分为放坡和支护开挖两种，放坡开挖适用于土质条件要求高、施工范围大、开挖深度不高的边坡，使用范围较小且不安全。根据施工水文、地质、道路、开挖深度等条件，考虑到基坑施工的安全性，支护开挖在实际施工中广泛使用，因此选择适合的基坑支护技术是非常关键的。

3.2.1两墙合一技术

地下连续墙体具有多种优势，如刚度强、不易变形及整体效果好，同时避免放坡开挖。在基坑工程中连续墙可以当作支护墙，经防水处理后还能成为结构外墙，有效提升了施工效率节约施工成本，还能够提升基坑工程的稳定性，因此应运用两墙合一技术，既节省材料，又减少了建筑垃圾的产生。

3.2.2优化支撑施工技术

支护结构须采用内支撑时，尽量不要使用临时混凝土内支撑，可以运用预应力锚索、钢管支撑来代替临时混凝土支撑，在选择支护机构时可以运用主体梁板结构作为内部支撑，选择预应力锚索、钢管代替临时混凝土做内部支撑能够有效减少后期施工中人力、物力的浪费，同时能够减少建筑垃圾的产生[3]。

3.2.3可回收材料应用技术

在基坑工程中用于支护的锚杆、钢板桩等，常在基坑支护后残留在土地中，但是这样的做法造成了资源方面的浪费，同时对环境造成了破坏，基于此可在基坑工程中运用可回收重复利用的材料，在地下结构施工完成后，可以进行材料回收，由此避免资源的浪费及生态环境的破坏。

3.2.4混凝土湿喷法

在施工中普遍采用干喷法喷射砼设备，这种喷射砼设备对原材料选用的要求高，很容易造成喷射砼厚度、砼强度达不到设计要求，且对喷射操作手和周围环境造成粉尘困扰。湿喷法的混凝土在喷射前已经拌合好，混凝土的配合比和质量得到了至关重要的保证。湿喷机具有喷射料流均匀、回弹度低、施工效率高等特点，大幅减少了堵管、离析等问题，提高了噴射砼层的质量。综上所述，混凝土湿喷法具有密封结构好、作业粉尘小、质量稳定、节约原材料、环境污染低等明显优势。

3.2.5插钢筋笼支护桩

在施工中如果基坑支护桩地下水位过高或槽壁不稳定时，常用的方式是用泥浆进行护壁处理，其中泥浆需要进行外运处理[4]。当施工条件允许时可以运用CFG压灌成桩后再进行钢筋笼插入。在此过程中后插的钢筋笼技术不需用泥浆，由此降低了基坑工程的施工成本，同时提升了施工效率。

4、绿色施工的优势

在基坑工程中应用绿色施工具有极强的实用性，提升了水电、材料、设备等资源利用效率，提升了关键工装工艺和施工过程管理的综合水平，减少了资源、能源消耗和浪费，确保了基坑工程的质量和安全。主要有以下优势：第一，具有节约成本的优势，例如：运用预应力锚索支撑技术相对比传统的钢管支撑的成本要低10%左右，比传统混凝土冠梁的成本大约低30%左右，能够有效控制基坑产生变形，可以有效保护基坑周边的环境，有效解决了传统混凝土支撑能力差的问题;第二，两墙合一、优化支撑等施工技术能有效缩短施工周期，相对比传统工程的施工节约大量工期;第三，施工中所运用的钢构件可以全部回收，同时能够多次使用，在施工过程中没有噪音也没有粉尘，能够有效降低施工对环境、空气、噪音方面的影响。第四，永临结合的原则布置施工现场，避免多次挖、建浪费，既节约了工期，也节省了物力和财力;第五，通过提前策划和动态管控等一系列要求和科学部署，绿色施工的各项目标基本实现。

结束语：

在基坑工程中积极探索绿色施工，是用发展的眼光对传统施工的审视，是符合建筑业低碳发展趋势的。绿色施工并不是独立于传统施工的全新技术，而是一个系统工程，包括施工组织设计、施工准备、施工运行及竣工后施工场地的生态恢复等。其运用节约了施工能耗，提升了施工效率，有利于推动建筑业早日实现绿色建造，为全面落实国家碳达峰、碳中和提供有力支撑。

参考文献：

[1]尚成明，孔德泉，张琳，程十玥，李海兵.上海来福士广场深基坑绿色施工技术[J].建筑技术，2015，46（12）：1073-1075.

[2]鲍疾鵰.关于建筑基坑桩锚支护绿色施工技术的研究[J].福建建材，2017（07）：12-14.

[3]钟铮.软土地区某深基坑绿色施工技术[J].施工技术，2017，46（04）：100-103.

[4]住房和城乡建设部办公厅关于印发施工现场建筑垃圾减量化指导手册（试行）的通知[S].建办质〔2020〕20号.

作者简介：

熊杰超（1988.09-），男，汉族，湖南长沙，本科，中级职称，从事现场工程管理工作。