碼頭樁基工程施工成本分析與風險規避策略研究

吳 海，夏勇軍

(湖南省航務工程公司)

碼頭樁基工程施工成本分析與風險規避策略研究

吳 海，夏勇軍

(湖南省航務工程公司)

依托工程實例，對碼頭樁基工程不同施工階段成本展開分析，對不同地質條件下和不同樁長時施工成本進行了探討，據此提出了碼頭樁基工程施工風險規避策略。

碼頭樁基工程;施工成本;風險規避

1 工程概況

某船碼頭工程擴建工程設計年吞吐能力為3 000萬t，裝卸船各1 500萬t，擴建卸船碼頭泊位一個，設計停靠等級為30萬噸級的散貨船。原有中轉港于2002年12月22日建成投產。擴建的二期卸船碼頭從已有碼頭東段接長，總長431 m，其中包括碼頭實體部分376 m，寬37 m的梁板式碼頭，東側設一座系纜墩，平面尺度為長33 m，寬15 m。

二期卸船碼頭區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覆蓋層，巖面標高在-30.0 m左右。基巖面標高較低，最低處中一微風化層巖面頂標高約 -38.3 m，其上強風化層頂標高-36.0 m，強風化層上為約4 m厚的軟土覆蓋層，從上到下分別為3 m厚的灰色淤泥質粘土和1 m厚的雜色亞粘土。

碼頭共33個排架，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。樁身嵌入中一微風化層，設計嵌巖深度為6.5 m，每個排架4根或5根樁。

由于嵌巖樁大部分區段覆蓋層缺損或太薄，無法滿足嵌巖樁鋼套管在水流等荷載作用下的穩定，因此工程中采用在嵌巖樁區域拋填袋裝砂和袋裝碎石層形成人工覆蓋層來滿足施工期的穩樁要求。

2 碼頭樁基工程不同施工階段成本分析

(1)在遵循實際施工操作步驟的基礎上，根據各階段成本費用計算的準確性和可操作性將基樁施工分為施工準備期、人工基床拋填、鋼套筒及水上平臺施工、鉆進施工、混凝土灌注及樁頭處理五個階段。

(2)施工配套設施包括供電、通信、控制、給排水及消防、環保暖通等費用計入施工準備階段費用。所有配套設施計總成本費用后均攤到每根基樁作為其施工準備期成本。

(3)人工基床拋填及水上平臺施工的成本計算與配套設施相同，均計總成本費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域的主要地層有中微風化巖石、軟石、次堅石、碎石、強風化巖石和礫石。圖1為在不同的地層中施工時，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。從前面章節的分析中知道，鋼套筒施工階段也是風險事故發生比較頻繁的階段，加之其施工成本費用所占比例也很高，因此這個階段的風險控制對于施工期的質量和經濟性都有極重要的作用。

事故分析的結果顯示鉆進施工是事故發生頻率最高的階段，但鉆進階段所占的成本費用相對而言比較低，此階段風險屬于事故發生頻率高，但其損失尚可接受的類型。

混凝土灌注階段施工費用僅次于鋼套筒及水上平臺施工階段成本，此階段的主要費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所決定的。

圖1 不同施工階段所占成本比例

3 不同地質條件下成本分析

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

此處涉及到的地層仍為此二期卸船碼頭工程所在港區的主要巖層。為方便分析，以中微風化巖石作為標準基巖層。

圖2、圖3分別為不同地層人工基床及鉆進施工相對標準地層施工成本比例。從圖2中可以看出，人工基床的相對成本比例雖然隨著地層的不同而有所變化，但是總體而言，其變化趨勢不大，最大變化幅度不超過8%。而地層的同對鉆進施工的影響非常明顯，如圖2所示，礫石層的鉆進施工成本僅為中微風化巖層的20.35%。在堅硬、強度較高的巖層拋填人工基床施工成本相對較低，并且在此類基巖拋填的人工基床質量容易得到保證。地質對鉆進施工和對人工基床的影響趨勢相反，在堅硬，高強度巖層鉆進的成本比較高。

圖2 不同地層人工基床施工相對成本

圖3 不同地層鉆進施工相對成本

4 不同樁長時施工成本分析

鉆進深度的不同對于基樁成本也有影響，不同地層對于基樁施工成本的差異主要體現為鉆進施工，而鉆進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，鉆進施工及其他階段所占比例相應更少，因此鉆進深度的變化對總成本的影響很有限，這表明在分析不同樁長的施工成本時不考慮不同地層所帶來的成本差異是可行的。鉆進施工導致的成本變化來源于混凝土灌注階段的成本差異。

此二期卸船碼頭的樁長為35～60 m，本文針對此范圍內樁長進行分析。為方便分析，以40 m作為標準樁長。圖4為不同樁長相對標準樁長施工成本比例。由于僅考慮不同樁長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，施工成本隨著樁長的增加呈線性增長。樁長為60 m時，其施工成本約為標準基樁施工成本的116%。

圖4 不同樁長相對成本

5 碼頭樁基工程施工風險規避的策略分析

5.1 不同施工階段的風險規避

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量若無法保證，則不僅是經濟損失，還會給工程質量造成負面影響，因此在風險管理中需要制定必要的措施保證拋填質量，降低其風險。

鋼套筒及水上平臺事故發生也較頻繁，鋼套筒施工階段事故占統計事故的14.8%，并且這階段的事故主要是由于地質等客觀因素引起的，人力難以控制;其成本費用占工程造價的38% ～41%，是所占成本比重最大的階段，因此這階段的施工風險可以考慮轉移。施工中超過50%的事故均發生在鉆進階段，鉆進是事故發生頻率最高的階段，但是其成本費用相對而言比較低，僅占工程造價的2% ～9%，因而此階段的風險考慮自留。

灌注階段事故僅次于鉆進階段，占統計事故的29.6%，其成本費用占工程造價的31%～34%。但是此階段的施工事故多與施工操作相關，若能規范施工則可使此階段的風險得到有效降低。

5.2 不同致險因素的風險規避

從施工期事故的角度來說，樁身缺陷、入土深度不足、接岸工程滑坡等基本事件，無論從事故結構自身、各基本事件發生概率的變化、基本事件自身概率敏感度等角度而言對基樁施工期安全都有重要的影響。從設計因素的角度來說，荷載是施工期基樁可靠度的控制因素，這也決定著它所導致的直接經濟損失所占比重遠大于其余因素。因此，在進行日常風險管理時需要重點注意這些因素。

［1］宇霞.基于模糊綜合評判法的建筑質量與經濟效益評價研究［D］.遼寧工程技術大學，2006.

［2］陳龍.城市軟土盾構隧道施工期風險分析與評估研究［D］.同濟大學，2004.

［3］中華人民共和國建設部.地鐵及地下工程建設風險管理指南［S］.2007.

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2011-07-03