11.5 公里公路項目橋梁施工技術優化創新與創效

李嵐峰

（北京建工國際建設工程有限責任公司，北京 100055）

隨著交通運輸能力不斷提高，相關單位對于交通運輸建設愈發重視。橋梁工程作為其中的重要交通建設之一，企業應當在保證工程質量、安全、進度的前提下，優化整體施工技術方案，應用新型設備與工藝，有效縮短建設工期，減少投資成本，提高市場競爭力。

1 橋梁設計方案與優化

1.1 橋梁原設計方案

合同原有設計7 座橋梁：40m 跨長后張法預應力雙幅箱梁結構公路互通式立交橋1 座；10m 跨長板式結構橋3 座；20m 跨長板式結構橋2 座；單跨長20m，共2 跨，板式結構橋1 座。

根據類似橋梁施工經驗，該圖紙設計上存在比較大的缺陷。其中位于樁號4+239 處的橋梁，原設計為直徑為600mm 的群樁基礎，樁基數量多達328 根（見圖1）。經測算總延長米約2498m，樁基最小凈間距僅為40cm，平均間距不超過100cm，顯然不符合最小樁間距不小于1.5 倍樁徑的規范規定。

圖1 4+239 橋原鉆孔樁平面設計圖

從施工難度和時間角度分析，原設計為樁徑600mm的鋼筋混凝土樁，總延米數約為2498m，按照當地打樁分包最快成孔灌裝速度每周4 根25m 計算，單打樁一項就要消耗25 周，近6 個月時間。這在樁基作業開始時間較晚的情況下對項目施工整體工期進度十分不利，使得項目按期交工近乎不可能實現。

1.2 優化技術路線

結合現場實際條件和地質勘查報告，逐條對照合同文件里的工程量清單和單價，經過對施工難易程度、經濟效益性等綜合考慮，最終將確定的優化創新方案如下：

（1）取消樁號1+888 和樁號1+513 處的原樁基礎橋設計，優化成擴大基礎雙孔5m×5m 的箱涵；（2）將樁號1+218 和樁號4+239 處橋梁基礎直徑為600mm 的樁基設計，優化創新成成孔方式為Oscillator Piles Method（液壓式扭轉缸臂潛孔鉆孔樁）、直徑為1200mm 的樁基基礎，取消了兩端橋臺約1000m2的扶壁式混凝土擋土墻原設計，將兩座橋梁上部原設計結構改為梁板結合形式；（3）4+239 橋由20m 單跨設計變更成成4 跨，分別為20m×20m×20m×15m；（4）1+218 橋由20m 的單跨設計變更成3 跨，分別為20m×20m×15m；（5）將0+000 處公路立交橋的樁基礎原設計為直徑為800mm、總延長米為1000m 的鉆孔灌注樁，優化成直徑為600mm、總長度為683 延長米的同類型樁基，成孔方式保持不變，均為旋挖鉆成孔，預應力箱梁設計結構保持不變；（5）保持2+935 處橋樁基形式不變，但樁基經優化減少到24 根，總長度減少到297 延長米；（6）將0-082 處原橋梁結構設計優化創新成樁基礎的雙孔5m×5m 的箱涵，樁基基礎和原設計保持同樣設計方式，但優化后的樁基總延長米減少到908 延長米。

1.3 方案優化及實施

從樁基施工角度，由于毛里求斯市場條件限制，本地只有一家樁基專業施工公司FRANKIE，設備數量有限。11.5km 公路項目的樁基規模和數量可以說是毛里求斯歷年少見。FRANKIE 為本項目共計投入1 臺Oscillator 潛孔鉆，用于4+239 和1+218 橋直徑1200mm 的樁基施工，1 臺旋挖鉆機用于其他橋直徑為600mm 的樁基施工，2 臺設備并行流水作業。

對于4+239 橋和1+218 橋，由原設計單孔橋變為多孔橋，取消了原扶壁式混凝土擋土墻設計，極大地減少了橋頭兩端的土方回填數量，降低了臺背回填施工難度?？紤]到毛里求斯合適回填土的稀缺性，也就減少了采購回填土材料的費用，最終在縮短了施工工期的同時，還降低了施工成本和安全風險。

橋梁上部結構的優化創新設計，如4+239 橋、1+218 橋和2+935 橋，也給橋梁總體施工時間和工序較在投標時對原設計的考慮帶來了優化的機會：由于結構物件的類似性，增大了同一型號模板使用的周轉次數，而在下部結構施工的同時，如樁基施工，也展開了大梁和橋面板的預制工作，加強了各施工工序的搭接關系。預制梁板的吊裝，采用了自行式兩臺吊機架設方式，設備簡潔，操作容易，施工效率高。

樁號1+888 及樁號1+513 處由原設計的樁基礎橋梁優化成擴大基礎涵洞后，施工工藝簡化，極大的縮短了施工時間，平均每個箱涵的施工周期從基坑開挖、塊石換填到綁扎鋼筋支模澆筑混凝土成型為3 個月。如在一天之內就完成單個箱涵整體涵身砼的澆筑，砼澆筑量超出750m3，如此大體積的混凝土一次性施工，帶來了技術上和經濟上的規模效應。

樁號0-082 處，除了將橋優化成雙孔箱涵外，由于正好處于0+000 橋加筋土擋墻施工現場附近，通過監理和業主協商，在箱涵上下游八字墻處新增設計了約400m2的加筋土擋墻，不僅消除了高填方的施工難度，而且幾乎與0+000 橋小樁號處的加筋土擋墻連成一體，可以形成連續施工的便捷性，加速了施工進度，建成后增強了整體的美觀性。

2 橋梁技術創新創效成果

2.1 經濟效益

11.5 公里公路項目合同工期為620d，工期較為緊迫，經優化創新設計，在新的基礎和結構形式下，橋涵基礎及下部結構的施工時間大大減少，消除了項目履約因承包商原因造成工期延誤的風險。

從經濟角度考慮，原合同中直徑600mm 和直徑800mm 的樁基單價基本與分包價格持平，減少或變更該項有利于承包商。尤其是4+239 和1+218 處樁基從600mm 直徑優化成1200mm 后，單樁基一項混凝土耗材總量減少23%，鋼筋總量減少40%，而樁基單價，每延米樁基價格是原有600mm 樁的720%，這樣，材料成本降低了30%，而價格上升了近80%。因此，優化創新給項目帶來了巨大的利潤空間。

另外，始終把控好設計變更的方向，考慮到項目上一開始就已租賃了移動式鄂破機在現場加工片石和塊石，成本較低，于是就增加了諸多有利于承包商導向的工程子項目的工程量，如擴大基礎塊石的換填，橋、涵上下游的海曼碼放及將0-082 箱涵高填方設計改成加筋土擋墻等。

2.2 社會效益

承包商在追求自身利潤最大化的同時，恰到好處地也為業主對該項目投資預算進行了控制，一項設計創新方案達到了使業主和承包商雙贏的結果。由于節約了橋梁建設預算，承包商獲得了業主毛里求斯公路局的認可和信賴，隨后通過項目技術變更的方式將合同額約為120 萬美元的M1 高速公路加寬項目及一些其他額外小型工程未通過招標而直接授予總承包方，為項目增加了額外收益，取得了良好的經濟效益和社會效益。

2013 年12 月2 日的主線通車儀式上，毛里求斯總理拉姆古蘭和副總理兼基礎設施部長貝丘均高度贊賞了承包商北京建工毛里求斯分公司的履約能力，對公司的施工質量給予了充分肯定。

3 結束語

隨著科學技術發展的日新月異，新材料和新工藝不斷涌現，工程施工技術含量也必將大大提高。在今后項目施工中，將著眼于施工技術的更新，不斷提高企業施工技術科技含量，如數字地形圖、道路橋梁設計軟件和現代化檢測儀器及新型機器設備的應用等，通過科技提升生產力，改變傳統的勞動密集型施工方式，以科學化的管理水平和創新思維，提高施工企業的競爭力和創造效益。