危险废物刚性填埋场设计造价初析

2023年12月14日发(作者：教师节贺卡图片)

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78工程造价管理/2021年第2期计价与计量危险废物刚性填埋场设计造价初析胡伟儒广东佛山528200）（瀚蓝工业服务有限公司，（GB18598—2019）颁布。新标准中明确提出了刚性填埋场的适用范【摘要】2019年9月30日，《危险废物填埋污染控制标准》围，补充了旧标准中对原柔性填埋场未能约定的固体废物的处置手段。文章以广东某拟建的刚性填埋场为案例，在其结构规划过程中对不同设计高度下的危险废物填埋场的主体结构造价成本进行了分析。通过对同条件下不同高度的刚性填埋单元进行结构建模，对主要建设成本横向比较，指出较佳的单元高度，为危险废物刚性填埋单元进行高度决策提供较优的参考选项和建议，从而实现危险废物刚性填埋场投资控制的更优化管理。【关键词】刚性填埋场结构设计成本分析工程造价【中国分类号】TU723.3【文献标识码】A【文章编号】1008-2166（2021）02-078-07【DOI】10.19730/.1008-2166.2021-02-078PreliminaryAnalysisontheCostofConcreteLandfillSitewithDifferentVerticalHeightHuWeiru（d,Foshan528200，China）【Abstract】OnSeptember30,2019,GB18598—2019draftofpollutioncontrolstandardforhazardouswastelametime,theapplicationscopeofrigidlandfillisclearlypropodinthenewcode,whichcomplementsthedisposalmeansofsolidwastethatcannotbeagreedintheoriginalflexi原nthestructuraldesignplanningofaplannedrigidlandfillinGuangdongprovince,thecostofthemainstructuhthestructuralmodelingofrigidlandfillunitswithdifferentheightsunderthesamecondition,themainconstructioncostiscomparedlaterally,idesbetterreferenceoptionsandsuggestionsfortheheightdecisionoftherigidlandfillunitofhazardouswastesoastorealizetheoptimizedmanagementoftheinvestmentcontroloftherigidlandfillsiteofhaz原ardouswaste.【Keyword】Concretelandfill;Structuredesign;Costanalysis;Projectcost作者简介：胡伟儒（1981—），男，广东广州人，主要从事环保工程建设、运营、经济分析及项目工程管理等工作。收稿日期：2020年7月一、引言危险废物污染防治是我国目前面临的重要环境问题之一。2020年6月1日起实施的《危险废物填埋污染控制标准》（GB18598-2019）规定了危险废物填埋的入场条件，填埋场选址、设计、施工、运行、封场及监测的环境保护技术要求，对企业的危险废物安全填埋处置及环境保护管理部门相关活动均有指导意义。GB18598-2019提高了柔性填埋场选址的要求，柔性填埋场不得建设在高压缩性淤泥、泥炭及软土区域，防渗层需高于常年地下水位3m以上。不符合柔性填埋场选址要求的，必须按新规范要求配置刚性填埋场。根据GB18598-2019引用的刚性填埋场结构，刚性填埋场一般采用地上式结构，同时由于整体结构采用钢筋混凝土结构，因此从造价角度考虑，单立方刚性填埋库容造价在1800~3000元/m3之间，远高于柔性填埋场150~250元/m3的标准。而设计高度影响填埋用地的单位面积库容（即土地利用率或填埋高度）大小，为此对主体造价进行分析，找出较优的单元设计高度十分重要。二、刚性填埋场设计概述1、用刚性填埋场主体结构案例已建的江苏某危废处置中心是该市环保“十五”规划重点工作之一，是该市第一个集中控制危险废物污染的区域性基础设施。以其一期工程为例，其刚性填埋采用下沉式钢筋混凝土分仓结构。地下刚性填埋库共设置2×3个库，1~3#库为3个独立的填埋库，它们联成一排，4~6#库为整体式底板，总库容约为9.07×104m（3见图1）。上述案例的“刚性填埋场“不符合现有新规范的标准[1]。2、新刚性填埋场主体设计规范根据GB18598-2019相关要求，刚性填埋场应符合以下要求：（1）钢筋混凝土结构应内衬人工合成材料衬层。刚性填埋场的设计应符合《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）的相关规定，防水等级应符合EngineeringCostManagementValuationandMeasurement79#1#2玉玉#1#2玉-玉剖面图图1江苏某危废刚性填埋场GB50108-2010一级防水标准。（2）钢筋混凝土与废物接触的面上应覆有防渗、防腐材料。（3）混凝土抗压强度不低于25N/mm2，厚度不小于35cm。（4）应设计成若干独立对称的填埋单元，每个填埋单元面积不得超过50m2且容积不得超过250m3；（5）填埋结构应设置雨棚，杜绝雨水进入。（6）在人工目视条件下能观察到填埋单元的破损和渗漏情况，并能及时进行修补。根据上述的条款解析、引述的技术规范，刚性填埋场为钢筋混凝土框架剪力墙结构箱体结构。3、结构技术方案选择根据新规范的要求，每个单元刚性填埋单元的面积应该小于50m2并且容积小于250m3，池壁厚度不小于35cm，同时应配置目视检测层。由于不同的设计高度将直接影响单位平面面积内的库容大小，因此根据不同的填埋单元结构高度有不同的单元面积。现以已经建成的某沿海工业园的新标准刚性填埋场为例，该项目单元池边长为7.05m×7.05m2），填埋单元高为5m，单元可填埋库容约为250m（3见图2）[2]。在对广东某拟建刚性填埋场规划时，以规范中（即土地利用率）（单元面积为49.7m80工程造价管理/2021年第2期计价与计量图34×5共20个单元格刚性填埋模块（建模模型截图）图2某刚性填埋场现场在保证项目模型通过计算安全前提下对比上述4种情况的结构主体结构工程量。在建模设计时，按照承载能力极限状态和正常实用极限状态对剪力墙结构进行设计。正常使用极限状态和承载能力《混凝土设计极限状态的计算均满足现行国家标准规范》（GB50010-2010）的要求。模型中各类结构构建的安全等级与整个结构安全等级相等[5]。5、建模用水文地质情况对建模水文地质条件进行统一假设，假设拟建场址地势平坦，未见活动性大断裂及断裂破碎带通过。场地地貌区属于山地，场地土层主要为层素填全风化花岗岩、强风化土、粉质黏土、砂质黏性土、自稳定性好，但水花岗岩。场地各土层承载力较好，稳性差，建筑场地基本稳定。6、主要造价指标分析根据上文中某沿海工业园的新标准刚性填埋场为例分析，该项目单元池边长为7.2m，设计填埋高度为5m。对该案例建设投资分部分项进行分析，结果如下：单元底面积最大的情况（<50m2），确定对填埋高度分别为5m、6.8m、8m、9.3m的单元，通过盈建科结构设计软件进行建模分析。拟建模分析的刚性填埋单元格尺寸见表1。4、建模设计原则和主要参数文中将上述项目的规划尺寸分别通过盈建科建筑结构软件进行建模计算，盈建科软件结构计算采用空间杆单元模拟梁、柱及支撑等杆系构件，对采用在壳元基础上凝聚而成的墙元模拟剪力墙，自楼板提供刚性板和各种类型的弹性板计算模型，构件动完成荷载效应组合、考虑抗震要求的调整、设计及验算等[3]。由于危废填埋的特殊性，结构计满足规范要求的各算模型要进行合理有效的简化，还应种构造要求。另外，除必须满足结构强度外，保证其防水抗渗以及在长期使用下应具备的耐腐蚀性等耐久性能[4]。建模时各单元格尺寸均按照行4×5（行×列）（见图3）共20个单元格作为一个模块计算。表1填埋单元格形式/m×m×m7.2×7.2×5.36.4×6.4×6.86×6×7.85.4×5.4×9.3填埋高度/m5.36.889.3拟建模分析的刚性填埋单元格尺寸列表单元格底面积（<50m2）/m246.9236.6031.9226.01单元格容积（<250m3）/m3248.68242.32244.3241.89单元格内单位面积库容/m3·m-25.36.87.89.3扣结构层扣结构层扣结构层扣结构层备注结构层厚度/cm35353535土石方工程桩基工程建筑装修工程厂区道路工程电气及给排水电气及给排水5%土石方工程1%厂区道路工程9%桩基工程33%建筑装饰工程9%图4案例项目刚性填埋场单位工程造价分配其余24%混凝土24%模板13%钢筋39%混凝土钢筋模板其余图5建筑装修工程分部分项工程细分汇总（1）土石方工程及桩基工程占总工程造价的34%，上述2项会因为项目所在区域的地质情况产生巨大的差别，所以本次分析不考虑。（2）建筑装修工程占比52%（见图4）。（3）其余部分为电气及给排水、厂区道路。其中建筑装饰工程部分混凝土工程、钢筋工程、模板工程这三个主体结构工程占本单位工程造价的76%（见图5）。所以在刚性填埋场建筑投资前期，通过建模分析优化填埋高度与主体结构造价的关系尤为重要。在确保建筑工程长远效益得到保证的条件下，实现工程近期投资即造价的最合理化[6]。三、刚性填埋模块建模主要结构1、平面布置设计为优化刚性填埋场的平面布置设计，在广东某拟建的刚性填埋场规划设计中，考虑将20个填埋单元设计为一个填埋模块，每个填埋单元为表1尺寸的立方体结构，彼此独立。2、竖向布置设计根据GB18598-2019要求，将填埋库区设计为EngineeringCostManagementValuationandMeasurement81钢筋混凝土架空库区。填埋单元主体采用钢筋混凝土水池结构浇筑，侧壁厚度0.35m，底板厚度0.35m；库区主体下部设置检视层，检视层高均为2.3m，检视层为由库区主体下部混凝土柱支撑的空间；填埋库区基础为桩基础+筏板基础。填埋单元侧壁为剪力墙结构。剪力墙的布置，是竖向构件布置的关键，对结构抗侧力起着非常重要的作用[7]。四、各高度填埋单元模块设计分析1、尺寸为7.2m×7.2m×5.3m单元模块工程量平面尺寸为长37.75m，宽30.2m，建筑面积1140m2。长边方向柱距为3.6m，短边方向柱距为3.6m，填埋单元格楼面恒荷取85kN/m2，活荷为30kN/m2，350mm厚钢筋混凝土侧壁，250mm厚单元格底板，混凝土C30，钢筋采用HPB300及HRB400（见表2）。2、尺寸为6.4m×6.4m×6.8m单元模块工程量平面尺寸为长33.75m，宽27m，建筑面积911.25m2。长边方向柱距为3.3m，短边方向柱距为3.3m，填埋单元格楼面恒荷取110kN/m2，活荷为30kN/m2，350mm厚钢筋混凝土侧壁，250mm厚单元格底板，混凝土C30，钢筋采用HPB300及HRB400（见表3）。3、尺寸为6m×6m×7.8m单元模块工程量平面尺寸为长31.75m，宽25.4m，建筑面积793.8m2。长边方向柱距为3m，短边方向柱距为3m，填埋单元格楼面恒荷取120kN/m2，活荷为30kN/m2，350mm厚钢筋混凝土侧壁，250mm厚单元格底板，混凝土C30，钢筋采用HPB300及HRB400（见表4）。4、尺寸为5.4m×5.4m×9.3m单元模块工程量平面尺寸为长28.75m，宽23m，建筑面积661.25m2。鉴于边长变短，按一跨支承一个单元格考虑，长边方向柱距为5.4m，短边方向柱距为5.4m，填埋单元格楼面恒荷取130kN/m2，活荷为30kN/m2，350mm厚钢筋混凝土侧壁，250mm厚单元格底板，混凝土C30，钢筋采用HPB300及82工程造价管理/2021年第2期计价与计量表2层数7.2m×7.2m×5.3m单元格刚性填埋模块主要工程量（表内图为本尺寸建模模型截图）项目筏板基础桩承台合计柱钢筋重量/t25.758.6134.358.054.8622.1114.2549.2746.21混凝土体积/m3377.00111.00488.0062.9248.1894.02215.60420.72551.83混凝土体积含钢量/kg·m-368.2977.5570.40127.91100.89235.1866.09117.1183.73模板/m230.16319.68349.84409.62291.79465.22855.902022.534162.89基础层筏板基础首层检视层剪力墙梁现浇板合计第2层填埋填埋表3层数剪力墙6.4m×6.4m×6.8m单元格刚性填埋模块主要工程量（表内图本尺寸建模模型截图）项目钢筋重量/t19.816.8726.687.724.2824.9528.9465.8963.03混凝土体积/m3377.00111.40488.4061.6646.7084.15171.60364.11631.75混凝土体积含钢量/kg·m-352.5461.6654.62125.1791.67296.46168.67180.9699.76模板/m230.16320.83350.99401.42282.83416.38681.221781.854765.78基础层筏板基础筏板基础桩承台合计柱首层检视层剪力墙梁现浇板合计第2层填埋填埋剪力墙表46m×6m×7.8m单元格刚性填埋模块主要工程量（表内图本尺寸建模模型截图）钢筋重量/t15.0813.3628.4421.83.6317.4229.4772.3263.41混凝土体积/m3393.00239.00632.0092.8127.2394.63138.00352.67650.16混凝土体积含钢量/kg·m-338.3655.9044.99234.84133.26184.0368.64148.3397.53模板/m231.44688.32719.76604.21164.91468.24547.841785.204904.67层数项目筏板基础基础层筏板基础桩承台合计柱剪力墙首层检视层梁现浇板合计第2层填埋填埋剪力墙EngineeringCostManagementValuationandMeasurement83HRB400（见表5）。五、各模块汇总对比及推荐单元高度造价汇总对比1、各模块工程量、根据预设的4种高度填埋模块建模，其主体设计工程量见表6。上述工根据市场询价与项目当地的造价信息，表5层数程量的概算造价综合考虑为钢筋工程6500元/t，混凝土工程680元/m3，模板工程200元/m2，上述4种刚性填埋模块的单立方造价及土地利用率见表7。2、推荐的单元高度通过4种高度方案的初步建模、计算、对比可知，刚性填埋单元的土地利用率随着单元高度的增加而提高。然而土地利用率并不是越高越好。根据5.4m×5.4m×9.3m单元格刚性填埋模块主要工程量（表内图为本尺寸建模模型截图）项目筏板基础钢筋重量/t15.0813.3628.4421.83.6317.4229.4772.3263.41混凝土体积/m3393.00239.00632.0092.8127.2394.63138.00352.67650.16混凝土体积含钢量/kg·m-338.3655.9044.99234.84133.26184.0368.64148.3397.53模板/m231.44688.32719.76604.21164.91468.24547.841785.204904.67基础层筏板基础桩承台合计柱剪力墙首层检视层梁现浇板合计第2层填埋填埋剪力墙表6填埋单元格形式/m×m×m7.2×7.2×5.36.4×6.4×6.86.0×6.0×7.85.5×5.5×9.3模块占地面积/m21140911.25793.8661.25表7填埋单元格形式/m×m×m7.２×7.２×5.36.4×6.4×6.86.0×6.0×7.85.5×5.5×9.34种高度填埋模块工程量汇总主体钢筋设计用量/t129.83155.6164.17199.13主体混凝土设计用量/m31460.551484.261634.831843.76主体模板设计用量/m26535.266898.627409.638514.97模块总容积/m34556.24846.448864895单体积造价及土地利用率汇总单体积造价/元·m-3690.08701.64749.23868.46土地利用率/m3·m-24.005.326.167.4084工程造价管理/2021年第2期计价与计量850.00800.00750.00700.00650.00600.00550.00500.00900.008.007.006.005.004.003.002.001.007.05伊7.05伊5.06.4伊6.4伊6.8土地利用率6伊6伊7.8单体积造价5.5伊5.5伊9.3-图6单体积造价及土地利用率组合图图6的造价趋势来看，从方案三7.8m的单元高度开始，随高度增加，结构设计增大单体积造价增加的趋势越来越明显。六、结论随着GB16598-2019的实施，危险废物刚性填企业的埋场将越来越受到各地危险废物处置部门、关注，我国的危险废物管理侧重末端无害化治理，危险废物的源头预防和资源利用的管理较弱[8]。刚建设、运营，性填埋规范出台后，随着项目的落地、刚性填埋场与柔性填埋场一起配合解决绝大部分危险废物产生企业终端处置的问题。新规范中约定的设计规范相信更有利于设计单位对新材料、新工艺在刚性填埋场上的研发应用，从而获得更优化的建设运营方式。分析了刚性文章通过建模，汇总主要工程量，通过刚性填埋单填埋库区高度与造价成本的关系，元单体积造价与土地利用率的组合曲线图能更直观对拟建刚性填埋单元高度进行初步决策。鉴于GB16598-2019已在2020年实施，可以预计大量的危险废物刚性填埋项目将在全国各地纷纷上马，文章所用的分析方法及推荐单元高度可以有助于厘清项目前期投资决策思路，根据自身项目情况进行结构尺寸的选择。【参考文献】［1］周晓明，杨亚丽，付滨，等.关于刚性填埋库底板裂缝的研究及应用[J].科学技术创新，2020（6）:119-121.［2］董学光.沿海工业园区危险废物刚性填埋场设计研究[J].环境卫生工程，2020，28（2）:56-58.［3］庄鹏，赵赤云，曾杰.结构软件在土木工程设计实践课程中的应用[J].山西建筑，2015，41（27）:222-223.［4］王静民.某污水处理厂水池结构设计探讨[J].工业建筑,2015（增刊Ⅰ）:286-287.［5］崔璐.预制装配式钢结构建筑经济性研究[D].济南：山东建筑大学，2015.［6］马哲胜，胡彬，李京秀.关于钢筋混凝土造价控制策略的研讨[J].中国建筑金属结构,2013,8（下）:8.［7］曾攀易.部分装配式住宅建筑结构的安全性指标及其经济性对比分析研究[D].湘潭:湖南科技大学,2016.［8］李琴，蔡木林，李敏，等.我国危险废物环境管理的法律法规和标准现状及建议[J].环境工程技术学报，2015，5（4）:306-314.

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