基坑支护设计中节能环保技术的实践论文基坑支护设计中节能环保技术的实践论文［摘要］伴随着无锡地区城市化进程的发展，地下空间开发力度加大。深基坑工程规模越来越大，周边环境越来越复杂，但是基坑支护设计还相对保守。介绍了在无锡地区基坑工程支护设计中的一些环保节能设计方案的实践，并提出了尝试在基坑工程支护设计中建立以碳排放量为目标函数的评价体系作为方案节能环保指标评价的标准之一，对于环境保护、节约能源有着重要的意义。［关键词］基坑支护;设计;节能;环保;碳排放量;评价体系［中图分类号］TU74;TU753.1［文献标识码］A［文章编号］1002-8498(2016)04-0079-03无锡地区近年来城市化进程发展迅速，伴随着地下空间开发力度的增大，深基坑工程规模越来越大，深度也不断加深。由于基坑周边环境要素日益复杂，对基坑变形控制的要求越来越高。相应的，基坑支护设计所采用的手段日益保守和复杂，大直径灌注桩(地下连续墙)、多道混凝土支撑以及三轴搅拌桩的应用越来越多，支护结构所用混凝土可多达上万m3，支护造价动辄数以亿计，同时伴随着泥浆大量排放和地下水无序抽排，基坑支护施工事实上已成为地下工程污染大户，在保护周边建筑环境的同时破坏自然环境。当前，节能环保和绿色岩土的观念已经深入人心，在基坑支护设计实践中只有贯彻先进理念和采用先进技术的设计方案才能真正做到“安全适用、保护环境、技术先进、经济合理和确保质量”，也才能确保自身的长期可持续发展。目前，我们已在多个工程设计中展开初步实践，简要介绍如下。1节能环保理念在概念设计阶段的`应用1.1节能环保理念在概念设计阶段的实践方案概念设计阶段在满足基坑安全需要的前提下要做到真正节能环保，应充分对施工现场进行调查测绘，并结合工程自身特点及地层特性进行多方案比较。1)取得建筑总图、地形图以及地下室设计图纸后，需要结合上述资料对基坑周边环境要素进行校核测绘，初步方案完成后还要取得施工现场布置总平面图以避开施工道路以及临建设施等，确保方案能够方便施工，安全可行。2)在充分分析场地条件前提下，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、坡面增加木桩、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。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，如图1所示。3)结合无锡地层特点充分利用第一硬土层力学指标较高、自立高度较大的特点上部适度放坡，对于目前较多的10m左右2层地下室，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。4)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。5)当基坑开挖面积不大或基坑性状为条形时，采用内支撑支护形式其节能减排的效益较锚杆等其他形式好，因此应优先采用内支撑支护;当基坑面积较大情况下，采用内支撑结构混凝土的用量偏大，可采用双排疏桩刚性门架支护形式，其节能减排的效果最为显著。6)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在总体设计方案确定后，根据岩土工程勘察报告所建议基坑参数进行设计计算。在该阶段，主要体会如下。1)对设计参数需要结合自身经验进行合理调整。计算得到的围护桩内力设计值可根据变形控制情况进行适度折减。2)对于大多数电梯基坑是否需要降低承压水头应根据地质报告以及相关施工反馈资料进行慎重分析。3)虽然目前大型的有限元分析程序在结构设计中已经广泛应用，但是由于岩土体的参数、本构模型复杂性在实践中应用还不多。目前简化的计算程序虽然可以总体对基坑的安全度予以把握，但是对于复杂的节点结构无能为力。在实践中采用二者相互结合的方法进行较为精确的计算，进而可实现对围护结构的安全、经济评估(见图3)。2竖向挡土结构应用节能环保技术的实践竖向挡土结构的选择尽量采用耗材量最少的桩型作为设计实施方案，如选用木桩、竹子、预应力管桩、预应力空心方管桩、钢板桩、SMW工法等，从保护环境角度可选用预制型桩，少用排污量大的水钻孔桩;如必须选用钻孔型桩，则在施工机具选型上尽量选用干挖钻机或旋挖钻机施工方法，以降低耗能及减少对环境的污染。2.1选择竹木材料作为竖向挡土结构通过选用木桩等材料替代坡脚超前锚杆实践证明其效果良好且施工方便，当边坡稳定性不能满足要求时可采用双排或多排木桩形成门架抵抗土压力。2.2选择可循环利用的钢材作为竖向挡土结构钢板桩/SMW工法承载力强，自身结构轻，钢板桩构成的连续墙体具有很高的强度与刚度，可有效完成基坑支护工作，同时钢材可循环利用达