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土建学院隧道与地下工程研究中心2017.4报告内容一、背景：建筑行业的环境问题二、绿色建筑技术的兴起与发展三、绿色建筑技术的国家政策指引四、绿色岩土技术的内容五、绿色可回收装配式岩土技术的应用六、问题与展望七、结语-----既有建筑改造特种技术第一部分：绿色可回收装配技术第二部分：工程建设中托换技术环境污染雾霾水泥生产钢铁生产混凝土破坏植被一、（背景）建筑行业的环境问题施工污染建筑垃圾拆撑拆迁喷混中国是一个建筑业发展大国，建筑面积的逐年增长是建筑能耗逐年上升的根本原因。从1996至2016年的二十年间，中国城市建筑面积从61.3亿平方米增长到了254.5亿平方米。中国每年能耗比例环境治理迫在眉睫，建筑行业改革势在必行，因此，绿色建筑技术成为建筑业的未来发展趋势。小结：1、绿色建筑定义指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境、减少污染，为人们提供健康、实用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。-----《绿色建筑评价标准》GB50378-2006二、绿色建筑技术的兴起与发展2、技术背景20世纪60年代，美国建筑师保罗·索勒瑞提出了生态建筑的新理念。1969年，美国建筑师伊安·麦克哈格著《设计结合自然》一书，标志着生态建筑学的正式诞生。1997~2000年，英国开始有了零能耗建筑实践。1992年巴西里约热内卢联合国环境与发展大会以来，中国政府相续颁布了若干相关纲要、导则和法规，大力推动绿色建筑的发展。近年来，随着绿色建筑技术在我国快速发展，相关政策和标准出台和完善，萌生了一批新技术，这些技术能最大限度地节约资源并减少对环境负面影响，追求可持续发展。第13届国际绿色建筑与节能大会暨新技术与产品展览会~3月21-22在国家会议中心召开主题：提升绿色建筑质量，促进节能减排低碳发展美国加州科学馆——“能呼吸的博物馆”上海世博轴——阳光谷北京鸟巢——钢结构瑞士模糊建筑——人工智能阿布扎比Masdar城——全球首个零排放，最具有理想主义色彩岩土工程是在工程地质环境基础上的一种人类工程建设活动，它与天然地质环境紧密相连，对地球的影响较其它建筑工程更显著。追求绿色岩土工程技术刻不容缓，宗旨是：无污染、能耗小、可回收利用、工期快、造价低。岩土工程技术人类工程建设活动地球、环境影响最大绿色岩土工程技术无污染、能耗小、可回收重复利用、可再生、造价低3、绿色建筑的基石——绿色岩土技术绿色建筑核心宗旨:无污染、能耗低、装配式、可回收、工期快、造价低。小结：绿色建筑标识的发布，《绿色建筑评价标准》GB50378-2006的颁布、《绿色工业建筑评价标准》、《绿色办公建筑评价标准》的编制。国家正式对建筑行业的绿色建筑制定标准，进行政策引导，加速绿色建筑技术的产业化快速推进。绿色建筑标识三、绿色建筑技术的国家政策指引2005年3月召开的首届国际智能与绿色建筑技术研讨会暨技术与产品展览会（每年一次），公布“全国绿色建筑创新奖”获奖项目及单位，同年发布了《建设部关于推进节能省地型建筑发展的指导意见》；2006年，住房和城乡建设部正式颁布了《绿色建筑评价标准》，为建筑产业化奠定基础；2008年，住房和城乡建设部组织推动绿色建筑评价标识和绿色建筑示范工程建设等一系列措施；2009年、2010年分别启动了《绿色工业建筑评价标准》、《绿色办公建筑评价标准》编制工作；2012年5月国家财政部发布《关于加快推动中国绿色建筑发展的实施意见》；2016年住建部提出，“力争到2020年，初步建立较为完善的城市地下空间规划建设管理体系。”住房城乡建设部近日发布《城市地下空间开发利用“十三五”规划》，以促进城市地下空间科学合理开发利用。各级地方政府相续颁布了若干相关纲要、导则和法规，大力推动绿色建筑的发展。深圳：绿色建筑成新主力打造绿色建筑之都陕西：争取新建项目全都取得绿色建筑标识北京：新建筑为绿色旧建筑改造成绿色建筑青岛：推广绿色建筑每年可节标准煤7万吨建设绿色智慧新城，建成国际一流、绿色、现代、智慧城市。—习近平国家通过政策、资金，引导建筑行业绿色化发展。绿色城市，绿色建筑是中华民族的千年大计。小结：岩土工程是20世纪60年代在土木工程实践中建立起来的一种新的技术体制，以求解岩体与土体工程问题，包括边坡防护、基坑工程和地下空间工程等问题作为研究对象。四、绿色岩土技术的内容既是新挑战，也是新机遇！资源节约型、环境友好型社会绿色环保、再生能源、新材料、循环回收利用工程建设要求低碳、环保的绿色技术岩土工程中绿色技术主要包括如下几个方面：同时考虑结构安全与环境问题，有时还必须针对生态环境做特殊处理。岩土工程施工本身是对工程地质环境的一种扰动，也会带来相应的污染，如施工振动、噪音、施工废弃物的排放等，将污染降到最低程度是绿色施工的任务目标。（3）绿色岩土工程材料（1）绿色岩土工程规划设计（2）绿色岩土工程施工除了上面提到的岩土工程设计、施工的绿色性外，还要考虑岩土工程材料的绿色性。如预制混凝上材料、预制钢材料或植被混凝土材料等。五、绿色可回收装配式岩土技术的应用绿色可回收装配式技术——绿色岩土中的一部分，作为一种新型的技术，其在工程中的运用也越来越广泛，按其组成构造不同，主要可分为以上类型。梁、撑式绿色可回收装配式技术1桩、柱式绿色可回收装配式技术2锚拉式绿色可回收装配式技术3板、墙式绿色可回收装配式技术4组合式绿色可回收装配式技术5地下空间工程新技术6梁、撑式绿色可回收装配技术1（1）鱼腹梁钢结构组合支撑技术鱼腹梁钢结构组合支撑技术是基于预应力原理，针对传统混凝土内支撑、钢支撑的不足，通过大量的工程研究和实践应用，开发出的一种新型绿色深基坑支护内支撑结构体系。鱼腹梁（高强低松弛的钢绞线作为上弦构件、H型钢作为受力梁、与长短不一的H型钢撑梁等组成）、对撑、角撑、立柱、横梁、拉杆、三角形接点、预压顶紧装置等标准部件组合并施加预应力，形成平面预应力支撑系统与立体结构体系。鱼腹梁钢结构组合支撑技术与传统混凝土内支撑、钢支撑相比，极大地提高了支撑体系的整体钢度和稳定性，结合远程实时监测系统，从而有效而精确地控制基坑位移，大幅减小基坑的变形。此项技术取得了深基坑支护内支撑技术的重大突破，是目前国际上最先进的内支撑技术。军用梁又称贝雷梁、贝雷架，主要用于战时抢修、抢建铁路桥梁的制式的拆装式梁。一般能适应不同跨度、不同梁式、不同载重、甚至不同支点高度和不同轨距的要求；结构部件种类少，单件重量轻，联结简易，适合铁路、公路装运，能快速拼装和架设。必要时还可用于抢修、抢建公路桥梁。（2）军用梁支撑技术1）军用梁构件类别多样，强度高，组合性好，可用于各种工程。2）军用梁施工造价小，速度快，无需养护，工期小。3）军用梁绿色、环保无污染，可100%回收利用。(3)装配式型钢斜撑支护技术装配式型钢斜撑是由双拼H型钢、端头板、加压端、缀板、锚固板、承台、管桩等标准构件组成，加压端可施加预应力，主动控制基坑变形，有效保护周边环境。与传统的混凝土支撑、钢支撑、锚杆（锚索）相比，其支撑刚度、位移控制等都具有极大的优势。桩、柱式绿色可回收装配技术2（1）钢管桩连续墙支护技术该技术是以大直径钢管桩作为承载结构的全新深基坑围护形式。基于钢管桩高强、无缝、全回收再利用的特征，全面实现了各种地质条件下、任意挖深、各种现实周边环境条件下的深基坑围护全回收利用。钢管桩间连接施工过程利用邻桩作导向桩保证结合质量1）经济优越性钢管桩连续墙较SMW工法节约造价15%~25%，较钻孔灌注桩可节约造价25%~40%，较地下连续墙可节约造价35%~55%。2）工期优越性钢管桩连续墙施工速度快，无需养护，可交叉施工，无需大面积内支撑挖土速度快。3）环保优越性钢管桩连续墙可实现100%回收。（2）可回收型钢桩及拉森钢板桩支护技术型钢桩与拉森钢板桩具有良好的拉弯刚度和较短的施工工期，造价低廉且可以回收利用，均被广泛运用于基坑与边坡支护。（3）装配式预应力高强混凝土（PHC）管桩支护技术PHC管桩在基础工程中的应用主要以承受竖向荷载为主，但其也可用作承受水平荷载的基坑支护。PHC管桩与工程桩同时施工，不占工期，且预制管桩质量可靠，应用广泛，采用静压法施工噪声小，施工速度快，不需要单独施工和养护时间，PHC管桩本身具有一定的抗弯能力，成桩质量容易控制，造价相对较低，对土方开挖和地下结构施工无影响。结合上部减载，土层锚杆，及喷锚支护，共同组成本基坑的支护方式是理想的选择。（4）可回收箱型桩支护技术钢箱桩吸收了钢板桩强度高和可回收的优点，弥补了横截面设计的刚度不足，采用用钢板或型钢焊制而成，且桩的侧面通长设有连接槽口。钢箱桩施工时没有钻孔、挖槽等泥浆作业，因此避免或极大减少了对城市环境的污染；钢箱桩能起拔回收，节约能源，节约不可再生的资源；由于可起拔回收，对相邻地下空间的开发利用不留后患；其打拔桩速度快、工期短，减少道路的疏解封堵，对周围影响较小。锚拉式绿色可回收装配技术3（1）旋喷搅拌加劲桩技术及筋体回收技术旋喷搅拌加劲桩，是将旋喷与搅拌水泥土技术结合，将预应力与土体加固技术结合形成的一种斜向水泥土加劲锚固体，在成桩过程中对桩周土体进行切割、搅拌、渗透、挤压和置换，使边坡土体的强度得到较大提高；在U形可回收预应力锚筋作用下，改善了边坡土体的应力状态，提高了边坡土体的承载力和稳定性。1）加劲桩对支护土体具有明显的加固作用。与普通锚杆、土钉相比，加劲桩的高压旋喷作用使一定范围内的土体结构发生重新组合，形成一种新型的水泥-土互嵌式结构，改善了土体的力学性质，对软土的支护效果显著。2）U形锚固件可利用增大锚固件与水泥土锚固体接触面积，来分散锚筋对锚固体的作用应力。3）考虑到该锚固件将留于地下，U形锚固件不形成障碍，既能满足锚固承载力的要求，又便于切削和破碎，采用高强塑胶材料制成。4）U形锚固件的可回收加劲桩具有较高的锚固力和回收率，并取得了良好的支护效果，实现了软土地层中锚筋回收技术的突破。热熔式可回收锚索通过锚具张拉后，可以像普通锚具一样通过夹片将钢索锁住，在锚杆使用完成后，通过低压通电将锚具内热熔材料熔化，解除夹片对无粘结钢绞线的束缚，从而给钢绞线卸荷，实现回收钢绞线并重复实用。（2）热熔式可回收锚索1）热熔式可回收锚索可以实现高初始预应力，从而可以更好的控制基坑位移。2）热熔式可回收锚索较普通锚索更经济。3）采用热熔式可回收锚索，可降低土建的成本，提高功效，热熔锚拆芯不占用工期，可节约20%~40%的工期。4）热熔式可回收锚索的拆除无噪音，无粉尘，环境影响非常小。（3）机械式可回收锚杆支护机械式可回收端锚锚杆是一种作用机理及结构与普通锚杆均有所不同的新型锚杆,其锚固力由其胀壳式锚头通过受力使膨胀壳张开所产生的卡紧力和孔壁摩擦力提供。这种类型的锚杆锚固力比普通锚杆的锚固力高75%，且施工速度快,支护安全性好，尤其适用于岩石或硬质煤层的巷道支护。（4）自旋式可回收锚杆支护可回收式自旋土层锚杆是一种新型螺旋形式的受拉杆件，它不强调锚叶的作用，而是以锚固段通过强力旋扭作用使锚固段对锚固体周围土体挤压形成较高的锚固力，以承受结构物的上托力、拉拔力、倾侧力或者挡土墙的土压力、水压力，它的锚固作用能改变地层力学特性以提高土层结构体的自身稳定性。这种土层自旋锚杆无需打孔，利用机械钻具直接将自旋锚杆强力旋进土体中，扭进过程中杆体所占空间的土体被强行挤压向周边分布，使得锚杆体近周围土体形成不均匀挤压区，强化了锚杆的锚固力，在一般砂土层中锚固力可以达到11kN/m以上，在古土壤中一般可以达到25kN/m以上。优点如下：1）锚杆周围土层挤压使其物理力学特性得到大大提高；2）无须钻锚杆孔直接自攻旋进安装，比起传统的锚杆速度提高十几倍；3）安装完成就立刻达到锚固力，使结构得到及时加固，大大提高施工安全性;4）可以自带钻头和注浆连接体，对松散层位可实现打孔注浆加固一次完成;5）对地层不会造成城市地层污染，又能回收再用降低成本;板、墙式绿色可回收装配技术4（1）装配式混凝土可回收面板技术装配式混凝土面板是通过工厂预制一套标准规格的混凝