深基坑工程施工中能源消耗問題研究

沈奕

（天津市建筑設(shè)計院天津300074）

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，在建設(shè)可持續(xù)發(fā)展城市過程中，城市地下空間的開發(fā)和利用起著非常重要的作用，它既是調(diào)節(jié)城市土地利用結(jié)構(gòu)、擴(kuò)充城市空間容量的重要手段。已經(jīng)造成了城市非常嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，能源危機(jī)已經(jīng)迫在眉捷。因此，我們一定要從源頭抓起，合理進(jìn)行城市規(guī)劃，增強環(huán)保意識，樹立可持續(xù)發(fā)展的理念。

1 深基坑施工帶來的環(huán)境影響

1.1 深基坑地面沉降問題

在深基坑開挖過程中，降低地下水位過大或圍護(hù)結(jié)構(gòu)有較大變形時，可能會引起基坑周圍的地面沉降，若不均勻沉降過大時，還有可能引起建筑物傾斜，墻體、道路、地下管線開裂等嚴(yán)重問題。另一方面，基坑底部隆起、管涌及基坑失穩(wěn)也有可能引起不均勻沉降，進(jìn)而影響周圍環(huán)境。

1.2 施工振動破壞問題

在基坑施工過程中，由于打樁、車輛或施工設(shè)備運動等引起的機(jī)械振動次數(shù)頻繁，對周圍一些脆弱建筑物，往往會引起疲勞破壞。特別是對城市中心的老舊房屋影響更大。

1.3 施工現(xiàn)場固體廢物問題

在深基坑施工過程中，會產(chǎn)生大量的廢棄物，如：廢泥漿、廢材料、施工廢渣、混凝土渣土、生活垃圾等。它們會侵蝕耕地、污染水源、影響土壤性質(zhì)，造成周圍環(huán)境的惡化。

1.4 施工現(xiàn)場的廢氣問題

施工現(xiàn)場地面裸露產(chǎn)生浮土，泥漿、渣土和土方開挖外運溢撒，攪拌機(jī)產(chǎn)生的水泥粉塵，施工現(xiàn)場大型車輛尾氣等，均對周圍空氣造成污染。

1.5 施工現(xiàn)場的污水問題

施工現(xiàn)場由于基坑支護(hù)施工將會產(chǎn)生大量的泥漿，泥漿的卸地若不處理好，會對周圍環(huán)境和市政地下水造成污染。

1.6 施工現(xiàn)場的噪聲污染問題

基坑施工過程中，打樁設(shè)備、各種鉆孔設(shè)備、攪拌機(jī)、挖土機(jī)、起重機(jī)、空壓機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、以及運土車輛等都會產(chǎn)生噪音。這些設(shè)備一般為100dB以上，對周圍人們的生活、辦公會造成十分嚴(yán)重的干擾。

2 深基坑施工的前期準(zhǔn)備

城市深基坑施工通常是在建筑物密集區(qū)，一般位于在交通要道，施工場地狹小，周圍居民及辦公人員密集，給基坑施工帶來極大的難度，稍有不慎就會造成嚴(yán)重的事故，危及周邊建筑物，造成嚴(yán)重的環(huán)境破壞和環(huán)境污染問題，給人民生命財產(chǎn)造成重大損失。筆者認(rèn)為深基坑施工應(yīng)遵循以下原則。

2.1 必須重視工程周圍環(huán)境的調(diào)研工作

基坑施工前，一定要認(rèn)真、深入了解周圍環(huán)境的地質(zhì)條件、水質(zhì)、空氣、生態(tài)環(huán)境、交通環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)背景等情況，對一些顯見和潛在的危險因素進(jìn)行分析，制訂相應(yīng)的防范措施。

2.2 必須重視深基坑支護(hù)的方案工作

根據(jù)對環(huán)境調(diào)查和施工技術(shù)現(xiàn)狀等分析，制定一個較為安全合理的基坑支護(hù)方案，并請有關(guān)專家組進(jìn)行方案論證。

方案應(yīng)重點解決地下水位的控制方案，對周圍道路、地下管道的保護(hù)方案，對周圍可能造成環(huán)境污染的預(yù)測以及處理方案。

2.3 必須重視對地下水的處理方案的制訂

地下水是影響基坑工程穩(wěn)定的重要因素，從統(tǒng)計資料來看，約有70%左右的基坑施工事故是與地下水有關(guān)。因此，基坑工程施工中應(yīng)特別注意地下水的影響。合理選擇降水方法，使水位的下降只在基坑內(nèi)，既能達(dá)到降水目的，又能使周圍的建（構(gòu)）筑物安全穩(wěn)定。實施科學(xué)的降水措施，還可以保護(hù)當(dāng)?shù)氐牡叵滤Y源。

2.4 必須做好對基坑的監(jiān)測的準(zhǔn)備工作

基坑開挖前做出系統(tǒng)的監(jiān)測方案，包括監(jiān)測項目、監(jiān)測報警、監(jiān)測點布置、監(jiān)測周期、監(jiān)測記錄等內(nèi)容，監(jiān)測數(shù)據(jù)將會確保根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對工程設(shè)計進(jìn)行校正、開挖施工在可控范圍，防止事故的發(fā)生或惡化。

3 深基坑周圍的環(huán)境保護(hù)措施

深基坑周圍環(huán)境的保護(hù)應(yīng)采取經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的技術(shù)方案。首先應(yīng)考慮采取積極的防護(hù)措施，合理的設(shè)計和施工方案，將基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形減小到最低限度。針對當(dāng)?shù)刂車沫h(huán)境條件，確定必須的保護(hù)對象，根據(jù)允許的變形值，采取不同的加固方法，預(yù)防較大變形并減少其影響。根據(jù)筆者的實際施工經(jīng)驗，基坑周圍環(huán)境的保護(hù)方法主要有以下幾種。

3.1 基礎(chǔ)臨時加固

當(dāng)建筑物基礎(chǔ)坐落在基坑開挖影響邊界線范圍內(nèi)，且基礎(chǔ)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)距離較小，隔斷法無施工場地時，可考慮對老基礎(chǔ)進(jìn)行保護(hù)性加固。加固可采用樹根樁或錨桿樁技術(shù)。

3.2 隔斷體保護(hù)

當(dāng)鄰居建筑物的基礎(chǔ)部分或全部坐落在基坑開挖影響邊界線范圍內(nèi)時，設(shè)計人員應(yīng)引起足夠的重視。對原基礎(chǔ)應(yīng)采取一定的保護(hù)措施，即在建筑物與基坑檔土結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔斷體，隔斷體可采用地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、水泥攪拌樁等構(gòu)成墻體，可阻擋水土的流失而引起的變形。

3.3 支護(hù)體系得自身補強

水泥攪拌樁重力式擋墻因其加固費用較低，止水性能較好，施工速度快等特點，在中、淺基坑加固中得到廣泛的應(yīng)用。但重力式擋墻自身的變形較大，基坑影響范圍相對也較大。設(shè)計時可考慮復(fù)合擋墻技術(shù)，即在攪拌樁中插入型鋼或預(yù)制樁以增加剛度減少變形。

3.4 基坑周圍管線的保護(hù)

在基坑圍護(hù)設(shè)計時一定要做好周邊管線的排查工作，對輕型管線可遷移至安全區(qū)域，對于無法遷移的大口徑管線可采取隔斷法進(jìn)行處理。當(dāng)水平位移能滿足要求，而沉降不能滿足要求時，可采用注漿法處理，處理加固深度應(yīng)大于影響邊界線。

4 樹立城市深基坑的綠色環(huán)保施工理念

4.1 面對資源約束趨緊，環(huán)境污染嚴(yán)重，生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴(yán)峻形勢，新一屆政府提倡在城市建設(shè)中必須樹立綠色、環(huán)保、節(jié)能、低碳的理念。這是整個建筑業(yè)發(fā)展的方向。

在建筑業(yè)中推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，體現(xiàn)在建筑整個生命周期的各個階段，包括規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營與維護(hù)階段。我們通常重視城市的生態(tài)規(guī)劃、建設(shè)項目的投資決策，往往忽視建施工中的綠色環(huán)保問題。

4.2 綠色施工是綠色建筑全生命周期的一個重要組成部分，以保持生態(tài)環(huán)境和節(jié)約資源為目標(biāo)，對工程項目施工采取的技術(shù)和管理方案進(jìn)行優(yōu)化，并嚴(yán)格實施，確保施工過程安全高效、施工質(zhì)量嚴(yán)格受控的施工方法。通過合理籌劃，減少施工對周邊環(huán)境的干擾和破壞，并防止對土壤、大氣、水體等的污染。

4.3 綠色施工追求科學(xué)發(fā)展觀提出的“高效、低耗、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)”的綜合效益，要求做到經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、環(huán)境保護(hù)三者有機(jī)結(jié)合，當(dāng)三者發(fā)生矛盾時，以環(huán)境保護(hù)優(yōu)先為原則。

4.4 綠色施工要求廣泛的節(jié)約資源，應(yīng)在施工過程中做到節(jié)約材料、節(jié)約用水、節(jié)約施工臨時用地、節(jié)約能源，盡可能對資源重復(fù)再利用。

4.5 綠色施工在環(huán)境保護(hù)方面力求做到預(yù)防為主，做到事前進(jìn)行環(huán)境影響分析，事中環(huán)保措施到位，事后進(jìn)行施工總結(jié)，科學(xué)管理，重在實效。

4.6 綠色施工要做到全員、全面、全過程的環(huán)境保護(hù)，既要減少施工全過程的噪聲超標(biāo)、揚塵、運輸撒漏、建筑垃圾廢棄，又要減少對森林、植被破壞，減少和預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害。

5 結(jié)語

實施綠色施工是堅持科學(xué)發(fā)展，建設(shè)生態(tài)城市在工程施工中的應(yīng)用，對促進(jìn)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。在深基坑工程中實施綠色環(huán)保除了應(yīng)遵循節(jié)約資源、減少污染的原則外，還要將加強工程設(shè)計與施工中的緊密結(jié)合，實施綠色施工管理，建立科學(xué)完善的管理體系。多年的實踐告訴我們，建筑物是百年大計，過硬的工程質(zhì)量，可以延長建筑物的壽命，降低日常的維護(hù)費用，有利于使用者健康和安全，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而這本身也是建筑經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要體現(xiàn)。

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