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1、超高层分离式建筑垃圾运输系统设计 苏亚武 关军 于海申 刘立波 黄盛钊 中国建筑第八工程局有限公司天津分公司 中国建筑股份有限公司科技部 摘 要： 目前, 超高层施工现场建筑垃圾清运普遍利用施工电梯进行垂直运输, 该方法不仅效率低下, 同时在超高层垂直运输系统饱和的前提下, 也易造成电梯内拥挤和部分人员窝工, 在此为超高层分离式建筑垃圾运输找到了一条新路。关键词： 高层建筑; 分离式; 建筑垃圾; 模块化; 设计; 作者简介：苏亚武, 高级工程师, E-mail:收稿日期：2017-07-06基金：中建八局科技资助 (2014-01) Design of Separate Type Const
2、ruction Waste Transportation System for Super Tall BuildingSU Yawu GUAN Jun YU Haishen LIU Libo HUANG Shengzhao China Construction Eighth Engineering Division Co., Ltd. (Tianjin) ; Ministry of Science and Technology, China State Construction Engineering Co., Ltd.; Abstract： At present, the construct
3、ion waste of super tall building construction site is generally transported by construction elevators for vertical transportation. The method is not only inefficient, but also easily leads to overcrowding and partial nesting in elevators under the premise of super tall building vertical transport sy
4、stem being saturated. Lots of time occupy the construction elevator caused the construction period overdue hidden danger. This paper finds a new train of thought for the transportation of separate type construction waste for super tall building, which largely solves the drawbacks of traditional cons
5、truction waste transportation methods.Keyword： tall buildings; separate type; construction waste; modular; design; Received： 2017-07-060 引言天津周大福金融中心工程塔楼地下 4 层, 地上 100 层, 建筑高度 530m。工程建筑体量大, 建筑垃圾按照 400t/万 m 产生量计算, 多达约 1.56 万 t, 包括混凝土块、碎砌块、砂浆、废旧模板、木方及精装修废弃物, 种类繁多。对此项目采用基于 BIM 的深化设计技术, 并结合管理手段从建筑垃圾产生的源头
6、进行减量化策划。然而建筑规划的设计变更则会引起建筑垃圾的产生, 且超高层建筑施工中垂直运输系统的设置基本饱和, 如此大体量的建筑垃圾在超高层建筑施工中的运输处理面临着诸多难题, 建筑垃圾的运输效率直接决定了超高层建造过程的成败。1 传统建筑垃圾运输方法分析若要满足计划中的建筑垃圾垂直运输能力, 传统的垂直运输方式主要有以下几种。1) 增设塔式起重机。2) 增设电梯。3) 增设垃圾运输专用通道。上述几类方案中 1) , 2) 均需占用部分场地, 使用周期长且成本极高。方案 3) 能克服施工现场场地问题, 又能满足建筑垃圾垂直运输的问题。然而建筑垃圾通道的设计难度很大, 若垃圾通道管径过大, 则占
7、用面积大, 且过多的硬质废弃物及软质废弃物混杂会造成封堵;若管径过小, 建筑垃圾运输量有限, 运输效率低, 运输废弃物种类不能完全涵盖整个工程需求。同时, 超高层建筑垃圾通道运输普遍存在噪声大、扬尘严重等缺陷, 若不能解决此问题, 垃圾通道形同虚设, 不得投入使用。2 超高层分离式建筑垃圾运输系统设计针对超高层建筑施工中建筑垃圾的运输处理难题, 本工程采用分离式垃圾运输系统, 分类运输建筑垃圾, 有序有效运输, 具体设计方案如下。2.1 整体分离式运输设计本工程超高层分离式建筑垃圾运输系统采用模块化超高小口径过滤式垃圾管道与基于施工电梯的装配式组合垃圾运输箱的综合运输方式。2.1.1 模块化超
8、高小口径过滤式垃圾管道设计硬质建筑垃圾以粒径 10cm 为界, 粒径在 10cm 范围内的建筑垃圾采用超高小口径过滤式垃圾管道运输, 垃圾管道直径为 377mm, 布置高度达 455.75m, 从地下2 层直至地上 94 层, 每个楼层设置过滤式下料口, 垃圾管道均采用法兰连接、模块化安拆 (见图 1) 。图 1 建筑垃圾管道立面 Fig.1 Elevation of construction waste pipeline 下载原图平面定位及固定方式设计如下。垃圾通道的位置选择需要考虑上下贯通, 且不影响或最小限度地影响到钢结构、管线安装、装饰等工序正常施工, 因此不考虑弯段缓冲方式。在楼层施
9、工前, 根据洞口的平面定位, 在压型钢板的生产时, 预留500mm500mm 洞口, 四周预留钢筋, 弯起, 保证中间部分钢筋搭接长度满足焊接要求:双面焊 5d, 单面焊 10d, 如图 2 所示。图 2 垃圾管道预留洞口平面 Fig.2 Plan of reserved structural opening for construction waste pipeline 下载原图钢板与垃圾管道焊接, 作为耳板, 兼作吊装吊耳。耳板底部固定于10 上, 槽钢与耳板间设置石棉橡胶垫, 有效隔振。槽钢固定于楼板上, 如图 3 所示。图 3 垃圾管道固定示意 Fig.3 Fixation of co
10、nstruction waste pipeline 下载原图垃圾管道在每个施工楼层设置倾倒口, 并设置过滤网, 过滤网孔径为 10cm, 并在过滤网外侧设置可抽插底板, 同时将不能通过过滤网的则下落至可移动式垃圾车内集中收集, 如图 4 所示。图 4 垃圾管道过滤式下料口工作示意 Fig.4 Filtration type feed opening working for construction waste pipeline 下载原图2.1.2 基于施工电梯的装配式组合垃圾运输箱硬质建筑垃圾粒径在 10cm 以上及软质建筑垃圾均采用装配式组合垃圾运输箱, 通过施工电梯运输, 运输箱尺寸为 1
11、 500mm1 500mm700mm, 可竖向叠放 3层, 减少对施工电梯的占用空间。垃圾运输箱底板、侧壁及盖板均由 3mm 厚钢板焊接而成, 且垃圾箱体内部设置分隔段, 每隔 500mm 左右设置隔断, 隔断同样采用 3mm 厚钢板。垃圾箱底板底部设置钢支撑, 高度为 100mm, 材质为 5mm 厚钢板, 如图 5 所示。图 5 垃圾运输箱平面及剖面 Fig.5 Plan and profile of waste transportation box 下载原图垃圾箱的盖板及一侧的侧板可开启, 放入垃圾时开启盖板, 垃圾倒放时开启侧板。根据施工电梯限载固定, 可堆放 34 个垃圾箱, 采用叉
12、车运输, 如图 6 所示。图 6 垃圾运输箱开启及叠放示意 Fig.6 Opening and stacking for waste transportation box 下载原图2.2 超高层建筑垃圾管道降噪缓冲设计2.2.1 超高层建筑垃圾管道降噪直段缓冲节超高层建筑垃圾管道竖向每 4 个楼层设置 1 个直段缓冲节, 减少管道对建筑物的空间需求。缓冲节横截面尺寸为 500mm500mm。根据楼层高度不同在缓冲节内设置单片或交叉式双片缓冲弹板, 缓冲弹片顶部灵活连接于矩形缓冲节侧壁, 底部与弹簧连接, 用来“中和”建筑垃圾重力势能;并在缓冲弹板上表面固定橡胶片, 减轻“中和”过程中的噪声,
13、缓冲段立面如图 7 所示。图 7 缓冲段立面 Fig.7 Elevation of buffer segment 下载原图2.2.2 垃圾管道底部缓冲段建筑垃圾通道出料口设置在地下 2 层, 该层的垃圾通道底部设置缓冲段, 下部设置内弧混凝土墩, 尺寸为 2m2m, 来降低建筑垃圾下落过程中对永久楼板的损伤。缓冲段包括上部交叉式双片缓冲节、中部缓冲弯头、下部弧形混凝土缓冲墩、底部钢板, 如图 8 所示。当垃圾由高处下落至底层时, 先由缓冲节进行缓冲减速, 顺混凝土斜坡滑落至钢板上, 便于机械运输, 避免对结构楼板造成破损, 因此在此区域可以相对存储较多的垃圾, 以便于垃圾集中外运。垃圾通道出料
14、口应设专人看护, 避免在楼层垃圾集中清理又无人看管的情况下, 垃圾堆放过多堵塞出口, 造成管道阻塞。图 8 垃圾管道底部缓冲段 Fig.8 The buffer segment at the bottom of the waste pipeline 下载原图2.3 建筑垃圾智能临时集中存储设计对于无回收价值的废弃物, 在首层结构楼层设置智能临时集中存储箱, 集中收集, 智能化倾倒至运输车辆。在储存箱周边设置自动喷淋系统, 便于建筑垃圾倾倒过程中控制扬尘, 具体实施步骤如下。1) 在建筑垃圾管道底部设置临时存储箱, 存储箱由钢格构柱支撑, 支撑高度为33.5m。2) 在格构柱顶部设置盖板, 格构
15、柱正方为固定盖板, 其余盖板为翻板。翻板由钢丝绳牵引, 另一端固定于电动葫芦, 如图 9 所示。3) 建筑垃圾存储箱侧壁安装。侧壁顶部安装定滑轮, 钢丝绳由电动葫芦牵引通过定滑轮将翻板下放。4) 建筑垃圾在存储箱内达到 80%左右 (目测) , 通过电动葫芦下放翻板, 建筑垃圾下落至车辆内, 如图 10 所示。5) 车辆运走建筑垃圾后, 通过电动葫芦及定滑轮将翻板拼合。2.4 建筑垃圾管道降噪设计除在垃圾管道缓冲段内设置效能降噪措施及管道底部设置弧形缓冲段外, 在管道外壁包裹吸声、隔振材料, 控制噪声。吸声材料选用玻璃棉和阻尼泡沫棉, 具有隔声隔振效果好、耐火和成本较低的优势。图 1 0 建筑
16、垃圾临时存储箱卸料前后示意 Fig.10 The temporary storage box of construction waste pre and post discharging 下载原图图 9 建筑垃圾智能临时存储箱平面 Fig.9 Plan of the temporary intelligent storage box 下载原图具体构造为在管道外壁包裹阻尼泡沫棉 (15mm) , 起到隔振作用;在阻尼泡沫棉外包裹全频吸声棉 (50mm) , 能吸收各频率的噪声, 降噪效果好;最外层用 5mm厚的防火布 (或玻璃丝布、金属网等) 包裹, 外表美观。3 结语针对超高层建筑施工中建筑垃圾的运输处理难题, 本工程设计分离式垃圾运输系统, 分类运输建筑垃圾, 有序有效运输。其中, 采用垃圾管道运输粒径10cm 的废弃物, 设计装配式垃圾运输箱, 刚度大, 可叠放, 节省施工电梯占用空间, 减少了超高层垂直运输的压力, 可为类似工程提供借鉴。参考文献n
