碼頭樁基工程施工成本分析與風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避策略研究

吳 海，夏勇軍

(湖南省航務(wù)工程公司)

碼頭樁基工程施工成本分析與風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避策略研究

吳 海，夏勇軍

(湖南省航務(wù)工程公司)

依托工程實(shí)例，對(duì)碼頭樁基工程不同施工階段成本展開(kāi)分析，對(duì)不同地質(zhì)條件下和不同樁長(zhǎng)時(shí)施工成本進(jìn)行了探討，據(jù)此提出了碼頭樁基工程施工風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避策略。

碼頭樁基工程;施工成本;風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避

1 工程概況

某船碼頭工程擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)年吞吐能力為3 000萬(wàn)t，裝卸船各1 500萬(wàn)t，擴(kuò)建卸船碼頭泊位一個(gè)，設(shè)計(jì)?？康燃?jí)為30萬(wàn)噸級(jí)的散貨船。原有中轉(zhuǎn)港于2002年12月22日建成投產(chǎn)。擴(kuò)建的二期卸船碼頭從已有碼頭東段接長(zhǎng)，總長(zhǎng)431 m，其中包括碼頭實(shí)體部分376 m，寬37 m的梁板式碼頭，東側(cè)設(shè)一座系纜墩，平面尺度為長(zhǎng)33 m，寬15 m。

二期卸船碼頭區(qū)域除靠近己有碼頭的68 m左右范圍巖基有軟土覆蓋外，其余363 m范圍覆蓋層較薄或無(wú)覆蓋層，巖面標(biāo)高在-30.0 m左右?；鶐r面標(biāo)高較低，最低處中一微風(fēng)化層巖面頂標(biāo)高約 -38.3 m，其上強(qiáng)風(fēng)化層頂標(biāo)高-36.0 m，強(qiáng)風(fēng)化層上為約4 m厚的軟土覆蓋層，從上到下分別為3 m厚的灰色淤泥質(zhì)粘土和1 m厚的雜色亞粘土。

碼頭共33個(gè)排架，間距12 m。1#～2#排架樁基采用1 500鋼管混凝土樁，部分錨巖。3#～9#，12#～33#排架和系纜墩樁基采用2 800 mm鋼管混凝土嵌巖樁，嵌巖直徑2 600 mm，共136根，鋼套筒壁厚20 mm。樁身嵌入中一微風(fēng)化層，設(shè)計(jì)嵌巖深度為6.5 m，每個(gè)排架4根或5根樁。

由于嵌巖樁大部分區(qū)段覆蓋層缺損或太薄，無(wú)法滿(mǎn)足嵌巖樁鋼套管在水流等荷載作用下的穩(wěn)定，因此工程中采用在嵌巖樁區(qū)域拋填袋裝砂和袋裝碎石層形成人工覆蓋層來(lái)滿(mǎn)足施工期的穩(wěn)樁要求。

2 碼頭樁基工程不同施工階段成本分析

(1)在遵循實(shí)際施工操作步驟的基礎(chǔ)上，根據(jù)各階段成本費(fèi)用計(jì)算的準(zhǔn)確性和可操作性將基樁施工分為施工準(zhǔn)備期、人工基床拋填、鋼套筒及水上平臺(tái)施工、鉆進(jìn)施工、混凝土灌注及樁頭處理五個(gè)階段。

(2)施工配套設(shè)施包括供電、通信、控制、給排水及消防、環(huán)保暖通等費(fèi)用計(jì)入施工準(zhǔn)備階段費(fèi)用。所有配套設(shè)施計(jì)總成本費(fèi)用后均攤到每根基樁作為其施工準(zhǔn)備期成本。

(3)人工基床拋填及水上平臺(tái)施工的成本計(jì)算與配套設(shè)施相同，均計(jì)總成本費(fèi)用后均攤到每根基樁作為其平均成本。

二期卸船碼頭所在區(qū)域的主要地層有中微風(fēng)化巖石、軟石、次堅(jiān)石、碎石、強(qiáng)風(fēng)化巖石和礫石。圖1為在不同的地層中施工時(shí)，不同的施工階段所占成本比例。從圖1可以看出，鋼套筒及水上平臺(tái)的施工占基樁成本的38.19%～40.90%，盡管在不同巖層中其所占具體比例有所不同，但均是所占比例最高的施工階段。從前面章節(jié)的分析中知道，鋼套筒施工階段也是風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生比較頻繁的階段，加之其施工成本費(fèi)用所占比例也很高，因此這個(gè)階段的風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)于施工期的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性都有極重要的作用。

事故分析的結(jié)果顯示鉆進(jìn)施工是事故發(fā)生頻率最高的階段，但鉆進(jìn)階段所占的成本費(fèi)用相對(duì)而言比較低，此階段風(fēng)險(xiǎn)屬于事故發(fā)生頻率高，但其損失尚可接受的類(lèi)型。

混凝土灌注階段施工費(fèi)用僅次于鋼套筒及水上平臺(tái)施工階段成本，此階段的主要費(fèi)用是灌注的混凝土的成本，這

也是大直徑鋼管混凝土樁自身特點(diǎn)所決定的。

圖1 不同施工階段所占成本比例

3 不同地質(zhì)條件下成本分析

不同地質(zhì)條件下，人工基床拋填、鉆進(jìn)施工成本等會(huì)有不同程度的差異，在本文所討論的不同地質(zhì)條件下的成本分析主要在這兩個(gè)階段。

此處涉及到的地層仍為此二期卸船碼頭工程所在港區(qū)的主要巖層。為方便分析，以中微風(fēng)化巖石作為標(biāo)準(zhǔn)基巖層。

圖2、圖3分別為不同地層人工基床及鉆進(jìn)施工相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地層施工成本比例。從圖2中可以看出，人工基床的相對(duì)成本比例雖然隨著地層的不同而有所變化，但是總體而言，其變化趨勢(shì)不大，最大變化幅度不超過(guò)8%。而地層的同對(duì)鉆進(jìn)施工的影響非常明顯，如圖2所示，礫石層的鉆進(jìn)施工成本僅為中微風(fēng)化巖層的20.35%。在堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高的巖層拋填人工基床施工成本相對(duì)較低，并且在此類(lèi)基巖拋填的人工基床質(zhì)量容易得到保證。地質(zhì)對(duì)鉆進(jìn)施工和對(duì)人工基床的影響趨勢(shì)相反，在堅(jiān)硬，高強(qiáng)度巖層鉆進(jìn)的成本比較高。

圖2 不同地層人工基床施工相對(duì)成本

圖3 不同地層鉆進(jìn)施工相對(duì)成本

4 不同樁長(zhǎng)時(shí)施工成本分析

鉆進(jìn)深度的不同對(duì)于基樁成本也有影響，不同地層對(duì)于基樁施工成本的差異主要體現(xiàn)為鉆進(jìn)施工，而鉆進(jìn)施工所占的基樁總成本比例不大，僅為總成本的比1.66% ～8.17%。并且，隨著樁長(zhǎng)的增加，混凝土灌注所占基樁施工總成本的比例也增加，鉆進(jìn)施工及其他階段所占比例相應(yīng)更少，因此鉆進(jìn)深度的變化對(duì)總成本的影響很有限，這表明在分析不同樁長(zhǎng)的施工成本時(shí)不考慮不同地層所帶來(lái)的成本差異是可行的。鉆進(jìn)施工導(dǎo)致的成本變化來(lái)源于混凝土灌注階段的成本差異。

此二期卸船碼頭的樁長(zhǎng)為35～60 m，本文針對(duì)此范圍內(nèi)樁長(zhǎng)進(jìn)行分析。為方便分析，以40 m作為標(biāo)準(zhǔn)樁長(zhǎng)。圖4為不同樁長(zhǎng)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樁長(zhǎng)施工成本比例。由于僅考慮不同樁長(zhǎng)的基樁在混凝土灌注和樁頭處理這階段的施工成本的不同，施工成本隨著樁長(zhǎng)的增加呈線性增長(zhǎng)。樁長(zhǎng)為60 m時(shí)，其施工成本約為標(biāo)準(zhǔn)基樁施工成本的116%。

圖4 不同樁長(zhǎng)相對(duì)成本

5 碼頭樁基工程施工風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的策略分析

5.1 不同施工階段的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避

人工基床的施工占工程成本的約21% ～23%，并且人工基床施工的質(zhì)量若無(wú)法保證，則不僅是經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)給工程質(zhì)量造成負(fù)面影響，因此在風(fēng)險(xiǎn)管理中需要制定必要的措施保證拋填質(zhì)量，降低其風(fēng)險(xiǎn)。

鋼套筒及水上平臺(tái)事故發(fā)生也較頻繁，鋼套筒施工階段事故占統(tǒng)計(jì)事故的14.8%，并且這階段的事故主要是由于地質(zhì)等客觀因素引起的，人力難以控制;其成本費(fèi)用占工程造價(jià)的38% ～41%，是所占成本比重最大的階段，因此這階段的施工風(fēng)險(xiǎn)可以考慮轉(zhuǎn)移。施工中超過(guò)50%的事故均發(fā)生在鉆進(jìn)階段，鉆進(jìn)是事故發(fā)生頻率最高的階段，但是其成本費(fèi)用相對(duì)而言比較低，僅占工程造價(jià)的2% ～9%，因而此階段的風(fēng)險(xiǎn)考慮自留。

灌注階段事故僅次于鉆進(jìn)階段，占統(tǒng)計(jì)事故的29.6%，其成本費(fèi)用占工程造價(jià)的31%～34%。但是此階段的施工事故多與施工操作相關(guān)，若能規(guī)范施工則可使此階段的風(fēng)險(xiǎn)得到有效降低。

5.2 不同致險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避

從施工期事故的角度來(lái)說(shuō)，樁身缺陷、入土深度不足、接岸工程滑坡等基本事件，無(wú)論從事故結(jié)構(gòu)自身、各基本事件發(fā)生概率的變化、基本事件自身概率敏感度等角度而言對(duì)基樁施工期安全都有重要的影響。從設(shè)計(jì)因素的角度來(lái)說(shuō)，荷載是施工期基樁可靠度的控制因素，這也決定著它所導(dǎo)致的直接經(jīng)濟(jì)損失所占比重遠(yuǎn)大于其余因素。因此，在進(jìn)行日常風(fēng)險(xiǎn)管理時(shí)需要重點(diǎn)注意這些因素。

［1］宇霞.基于模糊綜合評(píng)判法的建筑質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)研究［D］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2006.

［2］陳龍.城市軟土盾構(gòu)隧道施工期風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估研究［D］.同濟(jì)大學(xué)，2004.

［3］中華人民共和國(guó)建設(shè)部.地鐵及地下工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)管理指南［S］.2007.

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2011-07-03