吳卓峰，賈鋮成，徐萬林，姜長帥，甘福紅，陳凱杰

（1.濟南市工程質(zhì)量與安全中心，山東 濟南 250000；2.北京市市政四建設工程有限責任公司，北京 100000）

0 引言

隨著生態(tài)文明建設的深入，建筑行業(yè)也加快了對綠色施工技術的研究，綠色施工理念也得到了廣泛的應用。與傳統(tǒng)建筑施工技術相比，綠色施工更加注重建筑過程對環(huán)境的影響。隨著房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和施工效率的提高，裝配式鋼結構以其操作簡單、污染少等特點得以廣泛應用，該方式將傳統(tǒng)現(xiàn)場澆筑施工轉移到工廠，工廠生產(chǎn)的構件在工地統(tǒng)一裝配而成的建筑。預制裝配式施工方式實現(xiàn)了“四節(jié)一環(huán)?！保瑴p少了建筑施工對環(huán)境的破壞。在此過程中通過推行綠色施工技術、加強施工管理，對打造生態(tài)和諧的施工體系具有較強的實踐意義和參考價值。

綠色施工技術是一種注重環(huán)境保護和資源利用的理念技術，該技術通過優(yōu)化建筑材料、提高能源效率和減少廢棄物等措施，實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的目標[1-2]。與傳統(tǒng)施工技術相比，綠色施工過程中更加注重施工過程對生態(tài)環(huán)境的影響。在綠色施工理念下遵循的是“資源有效利用、能源效率、環(huán)境保護”的原則，根據(jù)《建筑工程綠色施工評價標準》中的評價要素，綠色施工主要根據(jù)環(huán)境、材料、水資源、能源和土地資源五個方面的基礎要素進行評判[3]。

近年來不少學者在綠色施工實踐的過程中總結了眾多經(jīng)驗，也取得了顯著成效。羅海燕[4]（2021）介紹了綠色施工技術的具體應用，并提出通過健全綠色施工管理制度和增強工人的環(huán)保意識促進綠色施工技術的發(fā)展。王俊[5]（2023）從屋頂節(jié)能技術、外墻保溫技術和室內(nèi)環(huán)境綠色技術等六個方面梳理了綠色建筑中節(jié)能環(huán)保施工技術的具體應用。王玉曉等[6]（2023）總結了建筑施工過程中施工技術常見問題和節(jié)能技術的運用。李志棟[7]（2023）從綠色環(huán)保節(jié)能、節(jié)材提效降耗和節(jié)水節(jié)能環(huán)保三個方面總結了現(xiàn)代建筑綠色施工技術的要點。

此外，部分學者基于綠色施工評價指標構建了評價指標體系。吳偉東等[8]（2021）從水土流失 、資源節(jié)約、環(huán)境保護3個方面共17 項指標建立評價指標體系，采用不確定層次分析法和集對理論得到群眾進而建立了綠色施工的評級指標標準。王海猛等[9]（2024）基于OWA 算子的專家評分權重和白化權函數(shù)灰色變權聚類評估的方法建立了一套符合區(qū)域實際情況的公路工程項目綠色公路等級評價體系。部分研究基于綠色施工理念搭建了綠色施工框架，指出從施工管理、資源節(jié)約、環(huán)境保護、人員安全等方面實施與評價[10]。

也有部分學者與專家將綠色施工與施工安全、節(jié)能建筑、施工管理創(chuàng)新、BIM 技術、建筑裝修 、建筑裝飾 等內(nèi)容相結合，探討了綠色施工技術在建筑工程中的應用。部分學者根據(jù)施工的過程，探討了施工前期綠色施工技術的應用與實施計劃 。

本文在此基礎上，梳理了施工過程中的綠色施工技術和本工程的具體應用，提出了流態(tài)固化土填筑技術、囊式擴體錨桿抗浮技術、鋼筋桁架樓承板支撐優(yōu)化技術、鋼結構安裝精準施工技術、深基坑支護技術等技術方式，對具有復雜水文、鋼結構施工等特點的相關工程具有實際的參考意義。

1 工程概況

本文以某裝配式鋼結構保障性租賃住房工程為例，本工程裝配率達70%，總建筑面積約10.9 萬m2，鋼用量約7 386t，共涉及8 棟高層住宅樓、地下車庫及人防結構，按照綠色二星級建筑標準、二星級智慧工地進行設計建造。保障性租賃住房作為本區(qū)域發(fā)展重要的一環(huán)，可為人才引進提供居住條件，對改善民生和促進和諧發(fā)展有積極作用，其依托裝配式鋼結構形式，為綠色智能建造賦能，為區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展貢獻力量。工程的BIM 效果圖如圖1 所示。

圖1 BIM 效果圖

2 工程特點與重難點分析

2.1 水文地質(zhì)復雜，基礎及支護設計要求高

場地土層主要為粉土層、粉質(zhì)黏土層，屬中軟場地土，地形起伏較小，地勢相對較平，為典型黃河沖洪積平原地貌；場區(qū)地下水以賦存松散巖類孔隙水為主，具輕微腐蝕性，根據(jù)承壓屬性多為淺層潛水-微承壓水，地下水位高（地表下0.9m可見水），地質(zhì)條件差，同時地下二層及人防全在本標段，人防面積18 365.3m2，開挖深度達11.3m，土護降、抗浮難度大，費用高，復雜工況下基礎及基坑支護設計施工為重難點之一。

2.2 裝配率高，構件形式多樣，體量多，要求高，施工內(nèi)容復雜，組織管理難度大

本工程拼裝構件約154 368 件，構件形式約9 600 種，安裝精度達2mm，合同工期730d，整體工期緊，工藝新，體量大，施工內(nèi)容復雜，構件多，高空作業(yè)長期存在，且同小區(qū)相鄰標段同步施工，場地受限，驗收節(jié)點多、標準高，裝配式鋼結構高層住宅高效施工組織及安全質(zhì)量控制為重中之重。圖2 為裝配式鋼結構的主要節(jié)點示例。

圖2 裝配式鋼結構主要節(jié)點

2.3 基坑開挖深度大，回填方量大

該地區(qū)水文地質(zhì)復雜，基坑回填空間狹小且回填較深、回填區(qū)域夯實質(zhì)量不穩(wěn)定。本工程基坑肥槽及主樓磚模超挖區(qū)域施工空間狹小、房心回填區(qū)域不規(guī)則，采用傳統(tǒng)回填方法難以保證回填土壓實度，需采用素混凝土回填，有違經(jīng)濟環(huán)保。

3 裝配式鋼結構綠色施工關鍵技術應用

在本次項目施工過程中，施工人員不僅選取綠色建筑材料，還綜合應用了流態(tài)固化土填筑技術、囊式擴體錨桿抗浮技術、鋼筋桁架樓承板支撐優(yōu)化技術、鋼結構安裝精準施工技術、深基坑支護技術等技術方式，在施工過程中，加強施工管理，保證工程項目達到施工建設水平和預期目標。

3.1 流態(tài)固化土填筑技術

施工過程中，項目以現(xiàn)場廣泛存在的外棄渣土作為主要原料，通過摻入與巖土特性相適應的專用特殊膠凝材料（固化劑），以及必要的水和外加劑，通過特定的攪拌機進行拌合均勻，形成具有自流平、自密實和自填充特點的固化土混合料，可采用溜槽、泵送的方式直接澆筑回填基槽，無需夯實或碾壓，經(jīng)養(yǎng)護后固化成為具有一定強度、水穩(wěn)定性、低滲透性和保持長期穩(wěn)定的固化土。流態(tài)固化土有極強的流動性和自密性，無需夯實，固化后土體密度在每立方米1.6 ～1.9g，常用強度在0.5 ～1.2MPa，并可根據(jù)設計要求進行調(diào)整，具靈活性。

該技術從三個方面體現(xiàn)了綠色施工：首先，與回填灰土相比，該工藝澆筑過程為液態(tài)，避免了施工揚塵，大大改善施工現(xiàn)場環(huán)境。其次，原材料90%為工程棄土，可實現(xiàn)就地取材，節(jié)省砂石類材料使用。最后，流態(tài)固化土回填技術更具有經(jīng)濟性。相比采用素混凝土對肥槽等難以壓實部位進行回填可節(jié)約成本約40 萬元，實現(xiàn)了節(jié)省經(jīng)濟成本、節(jié)約建筑耗材、施工周圍的環(huán)境保護。

3.2 囊式擴體錨桿抗浮技術

針對基礎及支護設計要求高的施工難點，項目施工過程中采用囊式擴體錨桿抗浮技術。該技術主要依靠擴大頭的端壓，以及錨固段與周圍土體的粘結力、摩擦力承載，錨固力的大小與擠擴體的端頭承載面積關系很大。

工程初期設計抗浮措施擬采用PHC500 型抗拔樁，相應設計需22m 樁長，場地土層自地表向下15m 起為密實粉細砂層，抗拔樁無法施作。項目團隊通過查閱資料、咨詢專家及設計單位意見、實地考察等方式，決定采用非預應力囊式擴體錨桿抗浮。錨桿底部錨固段設置有承壓囊袋，壓力注漿時先進行囊袋注漿，在底部形成一個囊袋包裹的水泥結構。后續(xù)再進行外側錨桿孔注漿及二次壓漿，筏板施工時將錨桿固定到底板上層鋼筋網(wǎng)片上。

該技術從兩方面體現(xiàn)了綠色施工：一方面，技術簡單節(jié)約了人力投入。該技術抗浮防滑、成本低、安裝簡單。另一方面，經(jīng)濟優(yōu)勢明顯。底部囊袋擴體形式使底部混凝土承拉受荷變?yōu)槌袎菏芎?，力學性能顯著提升，經(jīng)優(yōu)化可有效降低成本約190.71 萬元。

3.3 鋼筋桁架樓承板支撐優(yōu)化技術

該技術是指鋼筋桁架樓承板通過將鋼筋加工成鋼筋桁架，將鍍鋅鋼板壓制成帶2mm 肋高的壓型鋼板，然后采用電阻電焊工藝將鋼筋桁架與壓型鋼板焊接成一體，具有剛度大、板底平整、可雙向受力、鋼板利用率高等特點。該技術可實現(xiàn)機械化生產(chǎn)，有利于鋼筋排列間距均勻、混凝土保護層厚度一致，提高樓板的施工質(zhì)量和施工速度 。

該技術實現(xiàn)了“四節(jié)一環(huán)保”的綠色施工理念。項目施工過程中，通過分析鋼筋桁架樓承板的結構受力，充分利用鋼筋桁架樓承板自承特性，對鋼筋桁架樓承板支撐架體布置進行優(yōu)化，將原來每跨3 排優(yōu)化為每跨2 排。調(diào)整優(yōu)化后，每層節(jié)約材料1/3、節(jié)約人工3 人、節(jié)約工時2h，實現(xiàn)了“四節(jié)一環(huán)?！敝械墓?jié)約人力和施工耗材、節(jié)約水電等能源。

3.4 鋼結構安裝精準施工技術

項目施工過程中，基于ANSYS 預偏模擬修正、靶向定位精準測控、首節(jié)鋼柱精準定位裝置等方法，進行施工變形控制，提高鋼構件安裝一次合格率至90%以上，調(diào)整誤差累計值達3cm，減少二次調(diào)整糾偏及對后續(xù)AAC 墻板、二次結構砌筑施工影響，節(jié)約工時及成本。通過優(yōu)化提出集成模塊式泡沫混凝土新型墻板及拼縫處理涂料等專用配套產(chǎn)品，將圍護體系接縫部位抵御變形能力提升至300%，整體防開裂、防滲漏能力提升約2倍，有效減少后期維修高昂費用。采用BIM 技術與智慧工地相結合，建立一體化協(xié)同管理平臺，對鋼結構施工過程進行多維信息化管控，提高管理精細度，通過深化設計、碰撞檢查、工序預演、構件編碼、高效精度控制等，減少施工誤差，提高現(xiàn)場效率，提升現(xiàn)場施工質(zhì)量。截至目前截至目前共解決圖紙碰撞248 處，并進行凈高優(yōu)化、管線綜合優(yōu)化多處，進行三維可視化交底10余次，降低返工成本約100 萬元，節(jié)約工期約30d。

3.5 深基坑支護技術

基于工程實踐，探討黃河沖積區(qū)基坑支護形式，總結EPC總承包模式下支護工程管控要點，建立EPC 模式下黃河沖積區(qū)深基坑支護方案評價體系，優(yōu)選最佳支護形式，通過優(yōu)化將原計劃采用的大放坡方式調(diào)整為鋼板樁+邊坡噴錨+土釘支護形式。圖3 是優(yōu)化后的支護平面布置圖。

圖3 優(yōu)化后支護平面布置圖

該技術從兩方面體現(xiàn)了綠色施工技術。第一是減少環(huán)境破壞，工程優(yōu)選最佳支護形式，優(yōu)化后土方開挖量減少6 208 方。第二是經(jīng)濟效益明顯，該方法共節(jié)省相應費用62.04 萬元，相應方法可為類似深基坑支護設計及施工提供依據(jù)。

4 綠色施工技術的效益分析

4.1 社會效益

本工程綜合使用流態(tài)固化土填筑技術、囊式擴體錨桿抗浮技術、鋼筋桁架樓承板支撐優(yōu)化技術、鋼結構安裝精準施工技術、深基坑支護技術等技術方式，達到了“四節(jié)一環(huán)?！钡木G色施工要求。滿足以下社會效益：第一，通過落實綠色施工技術，強化了施工人員的環(huán)保意識，施工人員能夠嚴格按照施工方案開展施工活動，切實提高工程的質(zhì)量，減少環(huán)境污染對周邊居民的影響。第二，本項目通過獲批多項綠色建造施工獎項并通過中國施工企業(yè)協(xié)會綠色建造施工水平的過程檢驗，起到良好的社會示范效應。

4.2 經(jīng)濟效益

建造過程中項目充分發(fā)揮EPC 模式特點，積極推動設計相關優(yōu)化多項，積極開展技術創(chuàng)新活動，從設計至施工建造全面貫徹綠色可持續(xù)發(fā)展理念，提高施工效率，提高施工質(zhì)量，減少人力、物力等直接投入同時，顯著縮短工期，節(jié)省維修返修，節(jié)約相應管理費用及機械租賃費用，產(chǎn)生可觀的間接經(jīng)濟效益。同時“流態(tài)固化土填筑技術”已納入企業(yè)標準，并形成系列固定產(chǎn)品，不斷深化應用于多個項目。通過多種綠色施工技術的綜合應用，該項目共節(jié)省1 600 萬元，節(jié)省人員約50 人，節(jié)省工期26d。

4.3 環(huán)境效益

本工程為裝配式鋼結構高層住宅，建造過程中充分展現(xiàn)出揚塵少、垃圾少、節(jié)約資源等優(yōu)勢。同時積極開展和實踐“流態(tài)固化土技術”“囊式擴體錨桿技術”“深基坑支護方案優(yōu)選技術”“鋼筋桁架樓承板支撐優(yōu)化技術”等應用，在建造施工過程中最大限度地節(jié)約資源、減少土地占用、保護環(huán)境，良好助力區(qū)域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展，助推新舊動能轉換。

5 結論

本文梳理和總結了某工程在施工過程中應用的綠色施工技術和應用綠色施工技術后的工程成效，發(fā)現(xiàn)綠色施工技術不僅達到了施工層面的“四節(jié)一環(huán)?！保€具有顯著的社會效益和環(huán)境效益，為助力區(qū)域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展提供了技術支持，具有良好的社會示范效應。具體而言，本文的主要結論如下：

（1）流態(tài)固化土填技術降低了工程揚塵量，并有效利用工程棄土，改善了施工現(xiàn)場環(huán)境并節(jié)省了經(jīng)濟成本與建筑耗材，助力施工過程的綠色環(huán)保；

（2）囊式擴體錨桿抗浮技術施工簡單、成本低，經(jīng)濟優(yōu)勢明顯，該方法顯著提高承壓受荷能力，顯著提高力學性能；

（3）鋼筋桁架樓承板支撐優(yōu)化技術提高樓板的施工質(zhì)量和施工速度，明顯節(jié)約了施工耗材和水電等能源；

（4）鋼結構安裝精準施工技術通過凈高優(yōu)化、管線綜合優(yōu)化等方式顯著降低了返工成本和工程工期；

（5）深基坑支護技術通過鋼板樁+邊坡噴錨+土釘支護的形式節(jié)省施工費用，并減少環(huán)境破壞，達到綠色施工的目標。本工程在施工過程中不斷改革完善施工工藝，為企業(yè)節(jié)能減排新技術注入新力量，并向相關項目起到良好示范作用，為相關工程綠色建造施工提供技術支撐和經(jīng)驗參考。