双碳背景下岩土工程绿色建造理念与技术实践

双碳背景下岩土工程绿色建造理念与技术实践

姬建民

41050319870408****广西省 南宁市   530000

摘要：岩土工程作为土木工程的1个重要组成部分，在房屋、市政、公路、铁路等建设中，占据着十分重要的地位。经历地区充分竞争的发展，岩土工程到了1个必须寻求突破的阶段，特别是在目前双碳目标下，如何发展绿色低碳技术，实现质量、安全、效益的最大化，是岩土工程工作者面临的1个严峻考验。

关键词：岩土工程；绿色建造；实现途径；双碳背景

1、岩土工程绿色建造的内涵

1.1岩土工程的绿色建造理念

岩土工程和常规的建筑工程相比，有着鲜明的特点：区域不同性；参数不确定性；环境复杂性。这决定了岩土工程的绿色建造有着更为复杂的内涵和更大的实现难度。

结合岩土工程的特点及绿色建造的理论内涵，岩土工程的绿色建造应在绿色勘察的基础上，通过绿色设计，设计出环境友好型的绿色结构和绿色材料，并采用绿色施工技术，在保证质量和安全的前提下，尽可能地节约资源和保护环境，以实现岩土工程经济、社会与环境等综合效益的最大化。

1.2岩土工程绿色建造的特点

地下工程如综合管廊绿色建造的第1个阶段是绿色规划，而岩土工程的绿色建造第1个阶段则是绿色勘探，绿色勘探主要是指采用现场勘验和原位测试技术或装备获得相对精确的岩土参数。

岩土工程的绿色设计是指遵循安全可靠，经济适用的原则，因地制宜地设计桩基或支护结构、采用绿色材料，达到施工方便、节约资源、能耗最小的目的。岩土工程的绿色施工是指从设备选型、周转材料、场地布置、环境保护等方面着手，采用绿色施工技术，达到节约资源、减少污染、保护环境的目的。

1.3岩土工程绿色建造的实现途径

根据绿色建造的理论内涵和岩土工程的特点以及目前的技术水平，实现岩土工程的绿色建造主要有以下途径。

1.3.1精细化

主要包括精细化勘探、精细化设计、精细化施工。特别是岩土工程，由于其具有区域不同性、参数的不确定性和环境复杂性，必须要精细化勘探以得出相对精确的岩土参数，再经过精细设计得出最优的方案，最后再精细化施工以获得质量安全效益全面保障的工程精品，这是岩土工程绿色建造的1个最有保障的途径。

1.3.2一体化

将临时降止水结构或临时支护结构同永久结构结合起来一体化设计和一体化施工，这是岩土工程绿色建造、节能减排的1个最直接的途径。

1.3.3装配化

为减少现场现浇施工作业，保护环境，研究人员尝试将地连墙、支护桩、内支撑、护坡等构件在工厂预制好，吊运到现场进行装配化施工，加快了施工进度，保证了施工质量，降低了污染，保护了环境，是岩土工程绿色建造的最有亮点的1个途径。

1.3.4资源化

主要是指在设计和施工过程中采用可降碳减排的绿色材料、可回收再利用的结构或材料，可资源化利用的建筑垃圾材料等，这是岩土工程绿色建造最有效的1个途径。

1.3.5信息化

近年来，BIM、5G、物联网等信息技术的发展，给岩土工程智慧施工带来了可能，这也是岩土工程绿色建造效益最大化的1个途径。

2、岩土工程绿色建造技术实践

2.1绿色结构技术

2.1.1桩式墙/墙式桩

富水情况下的基坑支护形式主要有地下连续墙或支护桩+止水帷幕，但地下连续墙成本高且复合地层下地下连续墙质量不宜保证；支护桩+止水帷幕的结构形式，质量不易保证，特别是超深支护情况下极易漏水。在深圳地区创新了1种止水支护一体化结构——桩式墙/墙式桩，即以地下连续墙成槽的方式，施作单根的支护桩，将止水帷幕和支护桩合二为一，保证了质量，降低了成本，方便了施工。

2.1.2非圆截面支护桩

非圆形截面支护桩，一方面可以增大支护桩的截面抗弯刚度与抗弯承载力，从而达到节材、降耗的目的；另一方面，通过增加围护刚度可以为减少撑锚的设置创造条件，从而可以减少撑锚材料用量，方便施工，缩短工期。之前的非圆截面桩由于缺乏现浇施工设备只能采取预制桩的方式，后来研发了双套管振沉成桩设备，可以施工任意截面的支护桩。

2.1.3斜桩

基坑边坡采用斜桩支护，对提高边坡安全系数具有较明显的作用，而且可以节约混凝土和钢筋，经济优势明显。特别是对基坑边坡的安全和坡顶水平位移有较高要求时，可以采用斜桩代替直桩。之前斜桩应用的不多，受限于没有合适的施工设备可以现场直接灌注施工斜桩，多是采用预制桩现场进行打入或压入。研发了1套套管长螺旋钻机，可以直接施工现浇灌注斜桩，倾斜角度最大可以到12°。

2.2绿色材料技术

2.2.1玄武岩

锚杆锚杆的主要材料是钢绞线，多年来价格居高不下，创新性地提出了用西南地区常见的玄武岩做成筋材，代替钢绞线，制成玄武岩锚杆，通过大量的筋材物理力学试验、拉拔试验，研发了玄武岩锚杆施工工艺。

2.2.2竹土钉

在深度较浅、土质较好的情况下，尝试使用价格低廉、力学性能优良的毛竹作为竹筋材料，并在大量试验的基础上，研发了竹土钉施工工艺，降低了施工造价，取得了很好的降碳减排效果。

2.2.3流态填筑料

常见的基坑肥槽回填多采用素土、28灰土，但需要分层回填夯实，施工工期长，质量不易保证，特别是在狭小肥槽及不规则肥槽的情况下更容易出现不均匀沉降地面塌陷等质量问题，这时多采用素混凝土回填，但其成本较高。研发了1种流态填筑料，即利用现场弃土、固化剂、水等按一定比例进行拌和，可形成1种具体要求的固化强度的流态的填筑材料，做到了建筑渣土的资源化利用，目前已经在全国得到了广泛的推广应用。

2.3绿色施工技术

2.3.1桩基施工管理系统

为了提升桩基施工管理水平，充分保证桩基施工质量，研发了云桩基施工管理系统，解决了阴雨天气、夜晚及施工场地不佳不能放点的难题；可实时在线制订、修改施工计划。

2.3.2水下混凝土防超灌监测系统

常规桩基或地下连续墙特别是有虚孔的桩基水下混凝土浇筑时，很难掌握混凝土的浇筑量，经常发生混凝土超灌现象，造成了极的混凝土浪费和凿桩头的工时增加。基于此，开发了水下混凝土防超灌监测系统，该系统自主研发，由微机电传感器、数据采集器、低功耗无线网络、控制计算机、云服务器及移动终端等组成，可以实时、连续显示超灌高度，具有安装方便、运行可靠、信息实时共享等特点。

2.3.3工程泥浆多级智能处理系统

目前废弃泥浆的处理通常采用两种方法，一种是固化法，另一种为固液分离机械处理法。这些方法都有其局限性和一定的适用性，经过多年的探索和实践，研究出了1种多级智能分离减量化处理技术，并研制了成套施工装备。其具有如下优点。

多级分离精准化筛分技术，多级分离筛分发挥各子系统对应处理固相颗粒粒径范围的最优工效，降低泥浆处理成本，提高效率。

多单元全历程管控技术，多单元模块化组装，智能化设计，全过程自动管控，实现设备状态动态显示、一键操作，数据监控。

结束语

由于岩土工程的区域不同性、参数不确定性和环境复杂性，其绿色建造有着更复杂的内涵和更大的实现难度，建议从5条实现途径入手，开发技术可靠、经济适用的绿色建造技术，争取质量、安全、环保和成本效益的最大化。

参考文献

[1]油新华, 岩土工程绿色建造新技术研究与应用. 北京市,中国建筑股份有限公司技术中心,2019-05-30.

[2]彭涛,任东兴,邓安.绿色岩土工程研究现状及展望[J].四川地质学报,2018,38(02):292-298.

[3]肖俞.基于绿色理念下岩土工程技术创新方法与实践[J].城市建设理论研究(电子版),2016(31):99-100.DOI:10.19569/j.cnki.cn119313/tu.2016.31.067.