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Frontier Technology Education Workshop

基于绿色施工理念的深基坑支护技术研究

作者

公免志

青岛贝铭建工有限责任公司

1 引言

随着城市化进程加快,深基坑工程日益增多,传统支护施工在安全与稳定之外,对环境影响与资源消耗关注不足,导致材料浪费、噪声粉尘污染严重。绿色施工理念强调在保障工程质量安全前提下,通过科学管理与技术创新实现资源节约与环境影响最小化。将绿色施工应用于深基坑支护,不仅有助于减少建筑垃圾、降低能耗与污染,提升资源循环利用率,还可推动建筑行业可持续发展,增强企业竞争力,并改善周边人居环境,具有显著的环境、经济与社会意义。

2 绿色施工理念解析

2.1 理念内涵

绿色施工理念植根于可持续发展思想,强调在建筑施工中最大限度降低环境负荷,提升资源利用效率,实现经济、生态与社会效益的协同优化。其不仅涵盖节能型设备 低耗材工 艺的应用,如通过优化深基坑支护设计,采用土钉墙等新型结构以减少钢材 消耗, 还包括 程的系统化管理。在环境保护层面,须有效控制噪声、粉尘及固体废弃物排放, 洒水降尘 隔音屏障设 置与建筑垃圾分类回收等措施。同时,依托先进监测技术对基坑变形与稳定 行实时监控,强化施工安全与质量管控,确保工程安全高效推进,体现绿色施工在技术集成与管理协同上的综合实践价值。

2.2 应用现状

近年来,绿色施工理念在深基坑支护工程中持续深化 环保型材料与节能型设备的应用范围不断扩大,纤维增强复合材料及低能耗施工机械 热泵系统、分阶段开挖工艺等低碳技术通过优化能源利用路径与 然而,受限于行业对绿色技术认知深度不足、初期投入成本 工的规模化与标准化推进仍存在制约因素。为进一步实现深基坑 心技术研发,健全绿色评价标准与激励机制,推动绿色施工技术在设计、施工与运维 生命周期的系统集成与工程应用。

3 深基坑支护技术综述

3.1 常见技术类型

深基坑支护技术是确保地下工程安全的核心措施,其方案选择需综合地质条件、开挖深度及周边环境等因素进行系统评估。常见的支护形式主要包括土钉墙、桩-锚联合支护及拉森钢板桩。土钉墙通过在原位土体中设置密集分布的土钉并配合注浆加固,形成整体性复合结构,适用于地下水位以下、土质具有一定自稳能力的中浅层基坑,具备施工便捷、经济性良好的特点,在浙江影视城等项目中实现了高效稳定支护。

桩-锚联合支护由支护桩(灌注桩或预制桩)与预应力锚索协同作用,显著提升支护体系的抗侧移刚度与稳定性,适用于深度较大、周边敏感的城市高层建筑深基坑工程。拉森钢板桩则因其高抗弯刚度、机械化施打效率高及可重复使用等优势,广泛应用于软土、淤泥质土等低承载力地层。沿海地区多项工程实践验证了其在控制地表沉降与侧向变形方面的可靠性能,具有良好的工程适应性与耐久性。

3.2 技术发展动态

随着建筑向高层化、地下空间深度开发方向发展,深基坑支护技术正朝着多工况协同、绿色低碳与智能化集成的方向演进。多工况协同施工技术通过结合土钉墙、桩锚支护等多种工艺,依据开挖阶段动态调整支护体系,显著提升基坑整体稳定性与变形控制能力,已在大型商业综合体等复杂工程中实现有效应用。

与此同时,绿色施工理念推动环保材料、节能设备及降噪减振措施在支护工程中的系统化实施,实现资源循环利用与环境影响最小化。BIM 技术的深度融合进一步提升了支护工程的信息化水平,通过三维建模与施工模拟,实现风险预判与方案优化,显著增强施工安全与效率。未来,深基坑支护将依托技术创新持续向安全可控、高效建造与可持续发展方向迈进。

4 绿色化支护技术应用

4.1 材料优化策略

在深基坑支护工程中,材料的科学选型直接影响绿色施工的实施成效。传统支护材料在生产、运输及使用过程中资源能耗高,废弃物排放量大,亟需通过材料优化实现可持续发展。优先采用环保型建筑材料是关键路径之一,如在土钉墙支护中应用高强度、耐腐蚀的纤维增强复合材料(FRP)土钉,相较传统钢筋可显著降低材料用量与结构自重,提升耐久性并减少后期维护成本。研究表明,此类材料可节约原材料 20%-30% ,同步降低运输能耗与碳排放。

同时,应大力推广可回收与再生材料的应用。拉森钢板桩因其良好的止水性能和高达 80%以上的回收率,适用于软土地区深基坑支护,实现重复利用,减少建筑垃圾。废弃混凝土经破碎筛分后可制备为再生骨料,用于再生混凝土生产,推动资源循环利用。此外,推行材料本地化采购策略,优先选用本地生产的石材、砂石等,有效缩短运输距离,降低物流能耗。统计显示,本地化采购可节省运输成本 15%-20% ,减少碳排放 10%-15% ,兼具环境与经济效益。

4.2 工艺创新路径

工艺创新是推动深基坑支护工程实现绿色施工的关键路径。通过引入先进施工技术与管理模式,不仅可显著提升施工效率,还能有效降低资源 达成经济与生态效益的协同优化。其中,BIM(建筑信息模型)技术的应用尤为突出, 结构受力分析、施工方案优化及多专业协同管理,显著提升设计精度与施 BIM 技术可提高施工效率 20%-30% ,减少材料浪费 10%-15% ,并通过进度动态 源错配与工期延误,为复杂城市地铁车站等深基坑项目提供强有力的技术支撑。

在支护工艺层面,新型联合支护体系正逐步替代传统方法。桩-锚联合支护凭借高稳定性与承载能力,显著减少土方开挖量与施工扰动,在高层建筑项目中实现开挖量削减约 30% 、工期缩短 15% 。此外,土钉墙与预应力锚杆、地下连续墙与内支撑等复合支护工艺亦不断成熟,提升了支护适应性与环境友好性。同时,绿色施工要求强化节能减排措施:推广节能型机械设备、优化运行参数可降低能耗 10%-15% ;结合隔音屏障、减振装置及合理施工时序安排,有效控制噪声与振动污染,减轻对周边环境的干扰,全面提升深基坑工程的可持续建造水平。

5 结论

绿色施工理念已深度融入深基坑支护技术,推动环保材料应用、工艺创新与资源高效利用。可回收钢材、环保混凝土等降低资源消耗与废弃物排放,信息化施工与智能监测提升效率并节能降耗,桩锚支护、土钉墙等工艺优化环境影响。节能减排与废弃物循环体系显著提升可持续性,同时强化工程质量与安全管理。未来需深化环保材料研发,融合人工智能与物联网推进施工智能化,推广可再生能源应用,并构建科学评价体系,加强国际协作,全面提升绿色施工技术水平与行业影响力。

参考文献

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