探析岩土工程与环保节能

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摘要：本文探讨了岩土工程与环保节能技术一些理念，特别是土方工程、基坑支护工程、地基处理工程中环保、节能、低碳和可持续发展的设计和施工理念，对环境保护、节约能源意义重大。

关键词：岩土工程 ；环保节能；低碳；可持续发展

Abstract: This paper discusses the geotechnical engineering and environmental protection energy-saving technology ideas, especially the earthworks, foundation pit, foundation treatment project in environmental protection, energy saving, low carbon and sustainable design and construction ideas, major in environmental protection, energy saving significance.

Keywords: geotechnical engineering; environmental protection and energy saving; low carbon; sustainable development

中图分类号：F416.1文献标识码： 文章编号：

一、概述

近年来国家特别提倡要建设资源节约型和环境保护友好型社会，大力倡导发展绿色环保、再生能源、新材料循环利用、垃圾处理等方面的新型产业。国家“十二五”规划也将节能和降低碳排放作为重要的政策导向。

人类的活动离不开建筑、居住、商业活动、工业生产等等，而这些都需要建造大量的房屋及构筑物，岩土工程行业在其中涉及大量地下空间与地下工程、边坡与基础工程、地基与基础工程。因此低碳、环保、节能、可持续发展已成为岩土工程师在其建设活动中必须重视与思考的课题内容。

二、岩土工程与环保节能技术

2.1土方工程的合理利用

岩土工程一般情况下均需挖除大量的土方。挖出土方除一部分用作回填土外，余下部分需要找空地堆放，这样就占用大量的堆置土地，对土地资源造成极大浪费。大量的堆土解决不好扬尘治理问题，必然造成环境污染。如果以地区为单位建立挖填土的管理信息网络，建立土方“银行”，建立土方挖方、填方信息的管理、回填垃圾与好土分类管理，去努力做到挖填方平衡，把挖除的土用到需要土方的地方。另外，可以建立一定量的砖瓦生产厂，充分利用挖除土方去再生能源开发，对环境保护利大于弊。

2.2基坑支护与环保节能

随着城市化进程的加快，充分利用地下空间是建设过程中必须考虑的问题。越来越多的高层建筑及地下建筑需要开挖深基坑。基坑深度从几米到几十米，对其支护方法也不相同。

深度小于5.0m的基坑：应该充分利用土层的自身特性，设计中对土层抗剪强度指标充分了解、需要降水的考虑降水后抗剪强度指标提高因素，合理放坡开挖后采用建筑布等进行覆盖。必须进行喷锚支护时，尽量采用钢板网、竹签（一种用竹子代替钢筋的技术）编网喷锚技术进行支护。因基坑深度较浅，喷面厚度尽量薄。必须进行土钉墙支护时，计算时尽量减少钢筋直径、减短钢筋长度。尽量减少钢材、水泥、石子、砂子的用量，就是环保节能。

深度大于5.0m基坑：如果基坑深度范围内土层性质较好，可以首选放坡开挖或土钉墙支护。必须采用排桩支护时，可以采取上半部放坡或做土钉墙支护，下半部采用排桩。如果周围环境容许，还可以把排桩换成疏排桩加土钉墙联合支护。排桩能采取预制管桩时不用混凝土桩。混凝土桩施工时能采用干成孔法或旋挖法，不采用泥浆护壁成孔方法。深基坑计算时弯矩值一般较大，抵抗弯矩最有效地办法是增加配筋量，一般混凝土标号选用C25即可。土钉墙、管桩相对混凝土桩耗能少、耗材少。干成孔方法省电、省水、排污量少，特别是没有泥浆排出，符合环保节能理念。有时采用SMW工法的基坑支护，既可以做止水帷幕，插入型钢可以做支护桩，型钢还可以回收重复利用。

深度较大基坑，常采用地下连续墙支护结构，应采用逆作法，结构设计时将围护结构的地下连续墙作为地下室的外墙，减少二次做地下结构。当有地下水时，可能需要考虑抗浮问题，最好充分利用其支护桩作为地下抗浮桩，减少布置抗浮桩。上述都能减少钢筋及混凝土用量，达到环保节能目的。

基坑工程设计降水工程时，管材使用PVC管、水泥管，不适用钢管。

2.3地基处理与环保节能

旧城改造带来大量的旧建筑拆除，形成大量的建筑垃圾，建筑垃圾主要成分为混凝土碎块、砖瓦块片、砾砂石灰混合料，对于这部分建筑垃圾充分利用、变废为再生能源显得尤为重要。

民用建筑、工业厂房、道路建设可以大面积回填建筑垃圾，采用合适夯击能量的强夯法进行地基处理。当地基土较软时，利用建筑垃圾，可以采用强夯置换地基处理和柱锤冲扩桩复合地基。以上方法可以大大提高处理后的地基土承载力和有效加固深度，在加固过程中同时可以加固室内外地坪地基，可以达到和满足建筑物的综合使用效果。就地取材、因地制宜，处理效果直观、质量稳定、可靠性高且随着时间的推移而使地基土强度逐渐增长。石家庄地区采用强夯置换处理后所建的高层建筑高度已达23层。另外，从长远看，当建筑使用年限到期时，该场地重建时，现有地基的循环应用不会出现桩基础重新利用的尴尬难题。上述地基处理方法体现了节材节能、低碳减排效果，并且可以使土地重复利用，充分利用现有的建筑废骨料，减少人为制造因素。

素砼桩复合地基的应用，清桩时产生大量工程桩桩头，其桩头可进行破碎，用于施工现场的基层或实施护坡的材料，节约材料和节能。

旧城改造时，经常遇到原有建筑的桩基础，对于原有桩基础，可以首先进行检测，采用静力载荷试验测定其单桩承载力特征值及低应变动力试验检测其桩身完整性，一般原有桩基础短，配合长的素砼桩，采用长短桩复合地基，这样把原有桩基础充分利用，变废为再生能源。

2.4现场施工与环保节能

2.4.1太阳能的合理利用

施工工地有大量员工，可以利用安装太阳能热水器洗澡，可以利用太阳能灶做饭，甚至可以采用太阳能硅板发电作为照明用电等。工地的照明用电尽量采用节能灯，以达到节电的目的。

2.4.2水的充分利用

对于降水工程排出地下水，可以采用管网和沉淀池再次使用到工程中去，可以作为冲洗场地水或生活用水（非饮用水），或排入桩基施工清水池中用作桩基施工用水。当排出水还有剩余时，可以排入地下水道一起流入城市的污水处理厂进行处理。对于雨水可以同样方法进行利用。

2.4.3施工资料的无纸化

施工工地都需要做大量施工资料，可以建立一套完整的电子文档平台，实现施工工地无纸化，这样可以节约大量的纸张，减少森林木材的用量。

三、结语

环保、节能、低碳及可持续发展的理念符合国家倡导建筑节能、推广绿色建筑的方向。岩土工程在工程建设过程中大量耗能耗材，对环境产生一定破坏。因此岩土工程师应该追求最低耗能耗材、最低排碳量设计理念，尽可能能循环利用能源、水和材料，把对资源的索取和对自然的破坏降到最低。总之，岩土工程师应该担负起环境保护、节约能源的责任。

参考文献：

[1]建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）

[2]建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）

[3]周朝晖，低碳生态建筑设计策略与实证分析（J），建筑，2011。

[4]节约能源法