預制墩柱與現澆墩柱技術經濟對比分析

李英

（中鐵二十四局集團 安徽工程有限公司，安徽 合肥 230000）

一、工程概況

濟祁高速淮合段路基02標段起止里程為K81+110.5～K86+220.5，路線全長5.11千米，為壽縣淮河特大橋引橋。下部結構為PHC管樁（預應力高強度混凝土管樁），現澆承臺，預制墩柱584根/5368米，上部結構為35米跨鋼板組合梁，橋梁建筑高度約8～14米。預制墩直徑1.2米，壁厚25厘米，采用C70混凝土4005.22立方米。墩柱鋼筋采用雙層鋼筋籠，通過拉筋聯成骨架。承臺上口設置安裝島，在安裝島內設置墩柱中心定位塊，墩柱埋入安裝島1米，預制墩安裝后澆筑安裝島混凝土。這種工藝技術首次大規模應用于我國高速公路施工，為墩柱施工開辟了一條新的道路。

二、兩種工藝技術對比

（一）傳統墩柱施工工藝

傳統橋梁墩柱施工工藝為現澆施工，先在承臺頂部預留墩柱主筋，之后搭設腳手架，綁扎墩身鋼筋，安裝模板后澆筑墩身混凝土。這種施工工藝需要在承臺施工完畢后才能進行下一步施工，重復安裝、拆卸模板，且受天氣影響大，施工周期長，現場混凝土澆筑作業多，成本投入高。

（二）離心成型預制空心墩柱施工工法

預制墩先在專業工廠集中預制生產，后運至現場吊裝拼接，兩道工序可平行施工，減少了現場綁扎鋼筋、安裝墩柱模板、澆筑混凝土、高壓蒸養等工序，加快施工進度，操作更為簡便安全，避免了現場混凝土澆筑振搗不到位，不密實等問題。采用離心成型預制空心墩柱施工工藝不僅能有效地保證預制橋墩的質量、減少資源消耗、大大縮短施工周期和減低成本，且能很好地體現節能環保的建筑理念，促進預制裝配式橋梁結構的發展。與傳統生產工藝相比，離心成型預制空心墩柱施工工藝具有顯著的社會效益和經濟效益，也具有很高的推廣應用價值。預制墩柱主要工藝流程為鋼筋籠成型、裝配—混凝土喂料—合模—離心成型—蒸汽養護—拆模—存放。現澆墩柱與預制墩柱兩種施工工藝主要性能對比如下表所示。

現澆墩柱與預制墩柱兩種工藝主要性能對比表

三、經濟對比分析

本文主要依據《公路工程預算定額》，結合現場實際施工經驗及本項目當時當地的材料價格，對現澆墩柱與預制墩柱兩種施工工藝的成本投入進行對比分析。

（一）現澆墩柱方案經濟分析

根據本工程特點及施工內容，現澆直徑1.2米圓柱式墩柱，共5368米。人工、混凝土、鋼筋、模板等按照當時市場價格信息進行計算，每米墩柱消耗人工費620元、材料費1493.5元、機械費用85元，每米現澆墩柱預計成本費用為620+1493.5+85=2198.5元。

（二）預制安裝方案經濟分析

預制安裝有兩種可選方案，一是自建預制場加工制作，二是從市場上專業預制廠采購。

1.自建預制場方案。假設在項目附近自建預制場，需要場地平整、硬化、預制裝備（龍門吊、模板、大型離心設備、蒸養設備、鋼筋加設備）購置或租賃、辦公區、鋼筋加工區、存放區和其他配套設備工程等物質基礎。經測算，一次性投入預制場建設的費用大約為1500000元，平均每米墩柱分攤費用約為279元，建場投資成本高。

第一，人工費：

每人每天工資加食宿費用：260元。

預制人工費用：根據場內生產情況，每天生產兩根墩柱約20米，安排生產工人15人，平均每米墩柱分攤費用約為195元。

運輸人工費用：采用13米平板車運輸，每車運輸兩根墩柱約20米，兩人輔助裝車和下車，平均每米墩柱分攤費用約為26元。

安裝人工費用：安裝現場安排三名操作人員進行輔助安裝及柱子臨時固定，平均每臺班安裝3根約30米，平均每米墩柱分攤費用約為26元。

第二，材料費：

鋼筋：鋼筋采用滾焊機加工制作，鋼筋原材料價格為4000元/噸，加工費為550元/噸，每米鋼筋重量為0.11噸，平均每米分攤費用約為501元。

混凝土：采用C70標號混凝土預制，施工配合比為水泥：砂∶石子∶硅粉∶外加劑=328∶629∶1278∶139∶10.6，每立方米混凝土價格預算為1207.1元，包括沙石沖洗、篩分、上料、混凝土拌和、入模、旋滾、倒漿、高壓蒸養、水電等費用，每米墩柱為0.74立方米，平均每米墩柱分攤費用約為893元。

模板攤銷費用：模板折舊攤銷按70%計算（因為以后是否設計生產此種預制墩柱不確定，所以模板折舊分攤較高），鋼模板投入費用約358000元，預制墩柱總長度為5368米，平均每米墩柱分攤費用約為67元。

試驗費用：由于離心成型預制墩柱工藝屬于新工藝，前期要通過數次試驗研制成型才可使用，用于破損性試驗的預制墩柱共計54米，實驗損失及其他科研經費約83000元，平均每米墩柱分攤費用約為15元。

其他材料費：其他材料費用主要包括焊條、鐵絲、保護層設置等材料費用，平均每米墩柱分攤費用約為37元。

第三，機械臺班費用：

設備費用：投入大型設備如鋼筋滾焊機、離心機、蒸養設備等，按70%折舊后共計投入約640000元，平均每米墩柱分攤費用約為119元。

運輸費用：采用13米平板車運輸，每車運輸兩根墩柱約20米，從目標預制存放場地運到安裝現場，平均距離約3公里，每公里運費及油費約16元/公里，平均每米分墩柱攤費用約為2元。

安裝費用：安裝現場采用75T汽車起吊并配合一臺220型挖掘機，汽車起吊每臺班為6000元/臺班，挖掘機每臺班為2200元/臺班，平均每臺班能吊裝3根約30米，平均每米墩柱分攤費用約為273元/米。

綜合以上各項，自建預制場每米墩柱造價約為2433元。

2.專業預制廠家采購方案。本項目采用從專業預制廠直接采購成品運至現場進行安裝，采用離心成型法預制可以滿足預制墩的各項技術要求。經過業主、設計等單位在華東地區進行市場調研及詢價，周邊地區主要有蕪湖建華、蚌埠建華及南京三和三家較大的預制廠家。但南京三和、蚌埠建華最大只能生產1米直徑管件，唯有蕪湖建華可以生產1.2米直徑管件，具有預制生產能力且運輸距離較近，造價成本低。綜合比較后，選擇蕪湖建華（建材）有限（安徽）分公司進行集中預制，每米墩柱預制安裝綜合單價為約為1858.79元。

對比上述三種墩柱施工方案造價：現澆方案施工工期長，施工質量不易控制，施工中的支架、模板耗用量大，對周圍環境產生嚴重破壞，造價缺乏經濟性；自建預制場因一次性投入較大，缺少規模優勢，施工工藝控制困難，且具有工藝使用一次性、大型設備攤銷率高等缺點，成本費用較高，經濟性不高；專業預制廠直接采購方案可彌補上述不足，造價具有競爭性，經濟性較高，更切實可行。

四、結語

高速橋梁墩柱施工工藝技術主要根據現場施工條件、工期、周圍環境等因素來確定，采用現澆墩柱還是預制墩柱施工工藝都需要提前做好準備工作，從勘察、設計、施工等多個階段進行數據分析、設計對比、經濟成本分析等進行綜合考慮，以確保質量、安全、工期及各方經濟效益得到保障。企業只有不斷提升自己的施工水平與管理水平，才能避免企業效益流失，達到降本增效的目的。