危險廢物剛性填埋場設計造價初析

2023年12月14日發(作者：教師節賀卡圖片)

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78工程造價管理/2021年第2期計價與計量危險廢物剛性填埋場設計造價初析胡偉儒廣東佛山528200）（瀚藍工業服務有限公司，（GB18598—2019）頒布。新標準中明確提出了剛性填埋場的適用范【摘要】2019年9月30日，《危險廢物填埋污染控制標準》圍，補充了舊標準中對原柔性填埋場未能約定的固體廢物的處置手段。文章以廣東某擬建的剛性填埋場為案例，在其結構規劃過程中對不同設計高度下的危險廢物填埋場的主體結構造價成本進行了分析。通過對同條件下不同高度的剛性填埋單元進行結構建模，對主要建設成本橫向比較，指出較佳的單元高度，為危險廢物剛性填埋單元進行高度決策提供較優的參考選項和建議，從而實現危險廢物剛性填埋場投資控制的更優化管理?！娟P鍵詞】剛性填埋場結構設計成本分析工程造價【中國分類號】TU723.3【文獻標識碼】A【文章編號】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作者簡介：胡偉儒（1981—），男，廣東廣州人，主要從事環保工程建設、運營、經濟分析及項目工程管理等工作。收稿日期：2020年7月一、引言危險廢物污染防治是我國目前面臨的重要環境問題之一。2020年6月1日起實施的《危險廢物填埋污染控制標準》（GB18598-2019）規定了危險廢物填埋的入場條件，填埋場選址、設計、施工、運行、封場及監測的環境保護技術要求，對企業的危險廢物安全填埋處置及環境保護管理部門相關活動均有指導意義。GB18598-2019提高了柔性填埋場選址的要求，柔性填埋場不得建設在高壓縮性淤泥、泥炭及軟土區域，防滲層需高于常年地下水位3m以上。不符合柔性填埋場選址要求的，必須按新規范要求配置剛性填埋場。根據GB18598-2019引用的剛性填埋場結構，剛性填埋場一般采用地上式結構，同時由于整體結構采用鋼筋混凝土結構，因此從造價角度考慮，單立方剛性填埋庫容造價在1800~3000元/m3之間，遠高于柔性填埋場150~250元/m3的標準。而設計高度影響填埋用地的單位面積庫容（即土地利用率或填埋高度）大小，為此對主體造價進行分析，找出較優的單元設計高度十分重要。二、剛性填埋場設計概述1、用剛性填埋場主體結構案例已建的江蘇某危廢處置中心是該市環?！笆濉币巹澲攸c工作之一，是該市第一個集中控制危險廢物污染的區域性基礎設施。以其一期工程為例，其剛性填埋采用下沉式鋼筋混凝土分倉結構。地下剛性填埋庫共設置2×3個庫，1~3#庫為3個獨立的填埋庫，它們聯成一排，4~6#庫為整體式底板，總庫容約為9.07×104m（3見圖1）。上述案例的“剛性填埋場“不符合現有新規范的標準[1]。2、新剛性填埋場主體設計規范根據GB18598-2019相關要求，剛性填埋場應符合以下要求：（1）鋼筋混凝土結構應內襯人工合成材料襯層。剛性填埋場的設計應符合《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）的相關規定，防水等級應符合EngineeringCostManagementValuationandMeasurement79#1#2玉玉#1#2玉-玉剖面圖圖1江蘇某危廢剛性填埋場GB50108-2010一級防水標準。（2）鋼筋混凝土與廢物接觸的面上應覆有防滲、防腐材料。（3）混凝土抗壓強度不低于25N/mm2，厚度不小于35cm。（4）應設計成若干獨立對稱的填埋單元，每個填埋單元面積不得超過50m2且容積不得超過250m3；（5）填埋結構應設置雨棚，杜絕雨水進入。（6）在人工目視條件下能觀察到填埋單元的破損和滲漏情況，并能及時進行修補。根據上述的條款解析、引述的技術規范，剛性填埋場為鋼筋混凝土框架剪力墻結構箱體結構。3、結構技術方案選擇根據新規范的要求，每個單元剛性填埋單元的面積應該小于50m2并且容積小于250m3，池壁厚度不小于35cm，同時應配置目視檢測層。由于不同的設計高度將直接影響單位平面面積內的庫容大小，因此根據不同的填埋單元結構高度有不同的單元面積?，F以已經建成的某沿海工業園的新標準剛性填埋場為例，該項目單元池邊長為7.05m×7.05m2），填埋單元高為5m，單元可填埋庫容約為250m（3見圖2）[2]。在對廣東某擬建剛性填埋場規劃時，以規范中（即土地利用率）（單元面積為49.7m80工程造價管理/2021年第2期計價與計量圖34×5共20個單元格剛性填埋模塊（建模模型截圖）圖2某剛性填埋場現場在保證項目模型通過計算安全前提下對比上述4種情況的結構主體結構工程量。在建模設計時，按照承載能力極限狀態和正常實用極限狀態對剪力墻結構進行設計。正常使用極限狀態和承載能力《混凝土設計極限狀態的計算均滿足現行國家標準規范》（GB50010-2010）的要求。模型中各類結構構建的安全等級與整個結構安全等級相等[5]。5、建模用水文地質情況對建模水文地質條件進行統一假設，假設擬建場址地勢平坦，未見活動性大斷裂及斷裂破碎帶通過。場地地貌區屬于山地，場地土層主要為層素填全風化花崗巖、強風化土、粉質黏土、砂質黏性土、自穩定性好，但水花崗巖。場地各土層承載力較好，穩性差，建筑場地基本穩定。6、主要造價指標分析根據上文中某沿海工業園的新標準剛性填埋場為例分析，該項目單元池邊長為7.2m，設計填埋高度為5m。對該案例建設投資分部分項進行分析，結果如下：單元底面積最大的情況（<50m2），確定對填埋高度分別為5m、6.8m、8m、9.3m的單元，通過盈建科結構設計軟件進行建模分析。擬建模分析的剛性填埋單元格尺寸見表1。4、建模設計原則和主要參數文中將上述項目的規劃尺寸分別通過盈建科建筑結構軟件進行建模計算，盈建科軟件結構計算采用空間桿單元模擬梁、柱及支撐等桿系構件，對采用在殼元基礎上凝聚而成的墻元模擬剪力墻，自樓板提供剛性板和各種類型的彈性板計算模型，構件動完成荷載效應組合、考慮抗震要求的調整、設計及驗算等[3]。由于危廢填埋的特殊性，結構計滿足規范要求的各算模型要進行合理有效的簡化，還應種構造要求。另外，除必須滿足結構強度外，保證其防水抗滲以及在長期使用下應具備的耐腐蝕性等耐久性能[4]。建模時各單元格尺寸均按照行4×5（行×列）（見圖3）共20個單元格作為一個模塊計算。表1填埋單元格形式/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擬建模分析的剛性填埋單元格尺寸列表單元格底面積（<50m2）/m246.9236.6031.9226.01單元格容積（<250m3）/m3248.68242.32244.3241.89單元格內單位面積庫容/m3·m-25.36.87.89.3扣結構層扣結構層扣結構層扣結構層備注結構層厚度/cm35353535土石方工程樁基工程建筑裝修工程廠區道路工程電氣及給排水電氣及給排水5%土石方工程1%廠區道路工程9%樁基工程33%建筑裝飾工程9%圖4案例項目剛性填埋場單位工程造價分配其余24%混凝土24%模板13%鋼筋39%混凝土鋼筋模板其余圖5建筑裝修工程分部分項工程細分匯總（1）土石方工程及樁基工程占總工程造價的34%，上述2項會因為項目所在區域的地質情況產生巨大的差別，所以本次分析不考慮。（2）建筑裝修工程占比52%（見圖4）。（3）其余部分為電氣及給排水、廠區道路。其中建筑裝飾工程部分混凝土工程、鋼筋工程、模板工程這三個主體結構工程占本單位工程造價的76%（見圖5）。所以在剛性填埋場建筑投資前期，通過建模分析優化填埋高度與主體結構造價的關系尤為重要。在確保建筑工程長遠效益得到保證的條件下，實現工程近期投資即造價的最合理化[6]。三、剛性填埋模塊建模主要結構1、平面布置設計為優化剛性填埋場的平面布置設計，在廣東某擬建的剛性填埋場規劃設計中，考慮將20個填埋單元設計為一個填埋模塊，每個填埋單元為表1尺寸的立方體結構，彼此獨立。2、豎向布置設計根據GB18598-2019要求，將填埋庫區設計為EngineeringCostManagementValuationandMeasurement81鋼筋混凝土架空庫區。填埋單元主體采用鋼筋混凝土水池結構澆筑，側壁厚度0.35m，底板厚度0.35m；庫區主體下部設置檢視層，檢視層高均為2.3m，檢視層為由庫區主體下部混凝土柱支撐的空間；填埋庫區基礎為樁基礎+筏板基礎。填埋單元側壁為剪力墻結構。剪力墻的布置，是豎向構件布置的關鍵，對結構抗側力起著非常重要的作用[7]。四、各高度填埋單元模塊設計分析1、尺寸為7.2m×7.2m×5.3m單元模塊工程量平面尺寸為長37.75m，寬30.2m，建筑面積1140m2。長邊方向柱距為3.6m，短邊方向柱距為3.6m，填埋單元格樓面恒荷取85kN/m2，活荷為30kN/m2，350mm厚鋼筋混凝土側壁，250mm厚單元格底板，混凝土C30，鋼筋采用HPB300及HRB400（見表2）。2、尺寸為6.4m×6.4m×6.8m單元模塊工程量平面尺寸為長33.75m，寬27m，建筑面積911.25m2。長邊方向柱距為3.3m，短邊方向柱距為3.3m，填埋單元格樓面恒荷取110kN/m2，活荷為30kN/m2，350mm厚鋼筋混凝土側壁，250mm厚單元格底板，混凝土C30，鋼筋采用HPB300及HRB400（見表3）。3、尺寸為6m×6m×7.8m單元模塊工程量平面尺寸為長31.75m，寬25.4m，建筑面積793.8m2。長邊方向柱距為3m，短邊方向柱距為3m，填埋單元格樓面恒荷取120kN/m2，活荷為30kN/m2，350mm厚鋼筋混凝土側壁，250mm厚單元格底板，混凝土C30，鋼筋采用HPB300及HRB400（見表4）。4、尺寸為5.4m×5.4m×9.3m單元模塊工程量平面尺寸為長28.75m，寬23m，建筑面積661.25m2。鑒于邊長變短，按一跨支承一個單元格考慮，長邊方向柱距為5.4m，短邊方向柱距為5.4m，填埋單元格樓面恒荷取130kN/m2，活荷為30kN/m2，350mm厚鋼筋混凝土側壁，250mm厚單元格底板，混凝土C30，鋼筋采用HPB300及82工程造價管理/2021年第2期計價與計量表2層數7.2m×7.2m×5.3m單元格剛性填埋模塊主要工程量（表內圖為本尺寸建模模型截圖）項目筏板基礎樁承臺合計柱鋼筋重量/t25.758.6134.358.054.8622.1114.2549.2746.21混凝土體積/m3377.00111.00488.0062.9248.1894.02215.60420.72551.83混凝土體積含鋼量/kg·m-368.2977.5570.40127.91100.89235.1866.09117.1183.73模板/m230.16319.68349.84409.62291.79465.22855.902022.534162.89基礎層筏板基礎首層檢視層剪力墻梁現澆板合計第2層填埋填埋表3層數剪力墻6.4m×6.4m×6.8m單元格剛性填埋模塊主要工程量（表內圖本尺寸建模模型截圖）項目鋼筋重量/t19.816.8726.687.724.2824.9528.9465.8963.03混凝土體積/m3377.00111.40488.4061.6646.7084.15171.60364.11631.75混凝土體積含鋼量/kg·m-352.5461.6654.62125.1791.67296.46168.67180.9699.76模板/m230.16320.83350.99401.42282.83416.38681.221781.854765.78基礎層筏板基礎筏板基礎樁承臺合計柱首層檢視層剪力墻梁現澆板合計第2層填埋填埋剪力墻表46m×6m×7.8m單元格剛性填埋模塊主要工程量（表內圖本尺寸建模模型截圖）鋼筋重量/t15.0813.3628.4421.83.6317.4229.4772.3263.41混凝土體積/m3393.00239.00632.0092.8127.2394.63138.00352.67650.16混凝土體積含鋼量/kg·m-338.3655.9044.99234.84133.26184.0368.64148.3397.53模板/m231.44688.32719.76604.21164.91468.24547.841785.204904.67層數項目筏板基礎基礎層筏板基礎樁承臺合計柱剪力墻首層檢視層梁現澆板合計第2層填埋填埋剪力墻EngineeringCostManagementValuationandMeasurement83HRB400（見表5）。五、各模塊匯總對比及推薦單元高度造價匯總對比1、各模塊工程量、根據預設的4種高度填埋模塊建模，其主體設計工程量見表6。上述工根據市場詢價與項目當地的造價信息，表5層數程量的概算造價綜合考慮為鋼筋工程6500元/t，混凝土工程680元/m3，模板工程200元/m2，上述4種剛性填埋模塊的單立方造價及土地利用率見表7。2、推薦的單元高度通過4種高度方案的初步建模、計算、對比可知，剛性填埋單元的土地利用率隨著單元高度的增加而提高。然而土地利用率并不是越高越好。根據5.4m×5.4m×9.3m單元格剛性填埋模塊主要工程量（表內圖為本尺寸建模模型截圖）項目筏板基礎鋼筋重量/t15.0813.3628.4421.83.6317.4229.4772.3263.41混凝土體積/m3393.00239.00632.0092.8127.2394.63138.00352.67650.16混凝土體積含鋼量/kg·m-338.3655.9044.99234.84133.26184.0368.64148.3397.53模板/m231.44688.32719.76604.21164.91468.24547.841785.204904.67基礎層筏板基礎樁承臺合計柱剪力墻首層檢視層梁現澆板合計第2層填埋填埋剪力墻表6填埋單元格形式/m×m×m7.2×7.2×5.36.4×6.4×6.86.0×6.0×7.85.5×5.5×9.3模塊占地面積/m21140911.25793.8661.25表7填埋單元格形式/m×m×m7.２×7.２×5.36.4×6.4×6.86.0×6.0×7.85.5×5.5×9.34種高度填埋模塊工程量匯總主體鋼筋設計用量/t129.83155.6164.17199.13主體混凝土設計用量/m31460.551484.261634.831843.76主體模板設計用量/m26535.266898.627409.638514.97模塊總容積/m34556.24846.448864895單體積造價及土地利用率匯總單體積造價/元·m-3690.08701.64749.23868.46土地利用率/m3·m-24.005.326.167.4084工程造價管理/2021年第2期計價與計量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單體積造價5.5伊5.5伊9.3-圖6單體積造價及土地利用率組合圖圖6的造價趨勢來看，從方案三7.8m的單元高度開始，隨高度增加，結構設計增大單體積造價增加的趨勢越來越明顯。六、結論隨著GB16598-2019的實施，危險廢物剛性填企業的埋場將越來越受到各地危險廢物處置部門、關注，我國的危險廢物管理側重末端無害化治理，危險廢物的源頭預防和資源利用的管理較弱[8]。剛建設、運營，性填埋規范出臺后，隨著項目的落地、剛性填埋場與柔性填埋場一起配合解決絕大部分危險廢物產生企業終端處置的問題。新規范中約定的設計規范相信更有利于設計單位對新材料、新工藝在剛性填埋場上的研發應用，從而獲得更優化的建設運營方式。分析了剛性文章通過建模，匯總主要工程量，通過剛性填埋單填埋庫區高度與造價成本的關系，元單體積造價與土地利用率的組合曲線圖能更直觀對擬建剛性填埋單元高度進行初步決策。鑒于GB16598-2019已在2020年實施，可以預計大量的危險廢物剛性填埋項目將在全國各地紛紛上馬，文章所用的分析方法及推薦單元高度可以有助于厘清項目前期投資決策思路，根據自身項目情況進行結構尺寸的選擇?！緟⒖嘉墨I】［1］周曉明，楊亞麗，付濱，等.關于剛性填埋庫底板裂縫的研究及應用[J].科學技術創新，2020（6）:119-121.［2］董學光.沿海工業園區危險廢物剛性填埋場設計研究[J].環境衛生工程，2020，28（2）:56-58.［3］莊鵬，趙赤云，曾杰.結構軟件在土木工程設計實踐課程中的應用[J].山西建筑，2015，41（27）:222-223.［4］王靜民.某污水處理廠水池結構設計探討[J].工業建筑,2015（增刊Ⅰ）:286-287.［5］崔璐.預制裝配式鋼結構建筑經濟性研究[D].濟南：山東建筑大學，2015.［6］馬哲勝，胡彬，李京秀.關于鋼筋混凝土造價控制策略的研討[J].中國建筑金屬結構,2013,8（下）:8.［7］曾攀易.部分裝配式住宅建筑結構的安全性指標及其經濟性對比分析研究[D].湘潭:湖南科技大學,2016.［8］李琴，蔡木林，李敏，等.我國危險廢物環境管理的法律法規和標準現狀及建議[J].環境工程技術學報，2015，5（4）:306-314.

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