浅谈水运工程中组合桩沉桩定额计价在东营港扩建码头工程的应用

2014-05-16童筠

山东工业技术 2014年9期

童筠

（青岛地铁集团有限公司山东青岛 266071）

1 、引言

在交通部水运定额站编发的2004年《沿海港口水工建筑工程定额》里:

第二章基础工程基础打入桩工程有打桩船打钢筋混凝土管桩和打桩船打钢管桩的定额，在本工程中出现一种特殊桩型“组合桩”，是由原设计的混凝土大管桩变更为由混凝土管桩和钢桩通过法兰连接的组合桩。由于组合桩沉桩计价无法直接套用定额，因此需要结合工艺、一方面做好详实工艺、工序记录，一方面与混凝土管桩和钢管桩两种沉桩进行对比和分析，以合理应用水运工程定额对组合桩沉桩进行计价。

2 、工程概述

2.1 工程地理位置

本工程位于东营市东北部的东营港，现黄河入海口以北约50km处，地理坐标为38°06′N、118°58′E，海上距莱州港70海里；距天津港90海里，距龙口港72海里，距大连港122海里。

2.2 工程规模、结构型式及主要尺度

东营港扩建工程分为7km引桥和码头两部分，本工程为东营港扩建工程中的码头施工部分，包括30000DWT多用途泊位两个（设计年吞吐量为300万吨）及附属设施。合同总价款为人民币4.615亿元。

码头平面图：

东营港扩建工程码头工程为半开敞式、高桩承台与高桩梁板结构形式，二个泊位呈“L”形布置，夹角为100°, 一号泊位宽79.7m，二号泊位宽56m,泊位长度2×302m，前沿水深为-13.0m（当地理论深度基准面），码头内侧靠船、外侧利用钢筋混凝土胸墙和挡浪板挡浪。基桩两种形式，码头以后张预应力混凝土管桩为主（《港口工程预应力混凝土大直径管桩设计施工规程》的B1型桩），即Φ1200桩，二号泊位外侧挡浪承台下布置Φ1200钢管桩，材质Q345、壁厚18mm（浪溅区22mm）。

码头排架间距为8m，混凝土管桩为打入式挤土桩，现浇桩帽，预制、安装预应力梁、板（叠和构件），现浇梁接头及叠合板混凝土。码头后侧挡浪承台为预制、安装钢筋混凝土挡浪板、现浇钢筋混凝土承台和胸墙。

3 、工程沉桩变更，组合桩定额适用

3.1 工程沉桩变更及桩沉设情况

东营港扩建工程码头工程原设计为48m以上的混凝土管桩，试桩后发现混凝土管桩在此地区进入粉细砂层的能力有限，沉桩困难，出现3000多锤停锤的情况，在标贯N>50的粉细砂层基本进入2D左右，静载结果显示承载力满足设计要求。但由于入土深度未达到设计要求，为保证埋深，混凝土管桩设计变更为组合桩，即：上部为混凝土管桩，下部为钢桩和钢桩靴，其中：混凝土管桩桩径Φ1200，桩壁厚为145mm;钢管桩桩径Φ945，桩壁厚为18mm。原设计混凝土管桩和钢管桩长度相应发生变化。

3.2 实际施工情况

第一、打桩船及打桩锤。因桩型较多，本工程投入的是打桩18（架高93.5米）和打桩19（架高76米），桩锤选用冲击能360KN·m，D125锤。

第二、码头工程离岸10公里，外海风大浪高，码头施工区受风浪影响较大，船舶定位困难，运输及存放管桩的驳船均选用2000至2500吨方驳，2640hp的拖轮配合拖航，两艘700hp锚艇配合抛锚起锚，起重船选用180t全回转起重船，以保证沉桩全过程的稳定。

第三、组合桩、混凝土管桩和钢管桩的施打情况做比较。

组合桩和混凝土管桩的施工工序均是一样的。施打一根桩的施工工艺流程为：移船吊桩——立桩入龙口——移船就位、粗定位——关闭抱桩器——套替打——调平后，调整龙口和桩的斜度——GPS定桩位——替打和桩自沉——测桩偏位，微调桩位——解吊索——压锤——打开抱桩器——小冲程锤击沉桩——正常锤击沉桩——打桩记录——停止锤击——起吊锤和替打——沉桩验收——移船进入下一根桩的施工。

1.移船吊桩情况比较：组合桩是由混凝土管桩和钢管桩组成，混凝土管桩段长度超过31m,必须通过用钢丝绳扣子捆桩的方式来吊桩。而钢管桩是通过事先设置吊耳的方式来吊桩的。在吊桩这一程序上组合桩同混凝土管桩是一样的。

2.抱桩器的应用情况：混凝土管桩的侧向受压能力要远远小于钢管桩，所以在抱桩时，为避免压碎混凝土管桩，需选用人工操作的抱桩器。而钢管桩的抱桩可以通过应用液压抱桩器来实现。抱桩器使用过程组合桩与混凝土管桩施工情况完全相同。

3.套替打情况比较：组合桩和混凝土管桩的桩顶均是混凝土管节，为了避免打碎桩顶，都需要在套替打时使用桩垫，由于同为混凝土管节，所以使用的桩垫是一样的。而钢管桩不存在打碎桩顶的情况，不需要使用桩垫。套替打工作过程组合桩和混凝土管桩也是等同的。

4.解吊索情况比较：组合桩和混凝土管桩的吊桩方式是一样的，所以解吊索的方式也是一样的，都需要解钢丝绳扣子。而钢桩是用吊耳吊桩，只需摘掉卡环就可以了。解吊索工作过程组合桩和混凝土管桩也是一样的。

5.锤击沉桩情况比较：混凝土管桩的施工受风流影响较大，容易出现由于偏心而引起桩顶破损的情况，而钢管桩不存在桩顶损伤问题。在可工作的海况情况下，锤击沉桩过程组合桩和混凝土管桩是等同的。

6.桩锤的选择比较：组合桩的承载力同原设计的混凝土管桩的承载力是一样的。承载力的大小以及当地的土层构成决定着所选桩锤的型号，在同样的土层情况下，组合桩和混凝土管桩进入粉细砂层的能力是一样的。钢管桩穿入粉细砂层的能力要高于混凝土管桩。在桩锤的选择上，组合桩与混凝土管桩是一样的。

7.其余的施工工艺程序对于混凝土管桩、组合桩和钢管桩三种桩型是一样的。

通过上述比较，基本确定组合桩沉桩同混凝土管桩沉桩在工序上是完全一致的。

第四、组合桩、混凝土管桩和钢管桩的施打工效比较。

东营港扩建工程是我国北方地区首次使用大管桩作为基础的工程；沉桩数量多，桩的型式、品种和尺寸繁多，共两种型式，三个品种，34种尺寸；幅宽大、布局集中，施工作业相互干扰严重。本工程设计变更后混凝土管桩225根，钢管桩458根，组合桩950根，共计施打1633根桩。其中：组合桩桩长分别为(混凝土管桩/钢管桩)37/20m、37/18m、37/16m……35/16m、35/14m……33/6m不等；混凝土管桩最长(混凝土管桩/钢桩靴)55/0.5m，最短33/0.5m；钢管桩最长34m，最短38m。

东营当地气候海况较差，每年7～9月为突风、台风季节，瞬间风力达到10级以上，而码头施工海域距避风南港池有10公里，船舶频繁调遣避风。为确保合同工期，好天气时全天24小时打桩作业，打桩船进场后各月份施打桩数如下：12月施打59根桩，3月50根，4月63根，5月227根，6月317根，7月180根，8月156根，9月198根，10月190根，11月193根。施工期各种桩型沉桩

通过对每根桩的施打时间进行记录，计算出三种桩的工效对比，结合东营全年总体有效作业时间的统计，得出结论：沉设组合桩与沉设混凝土管桩的效率基本相同。

4 、组合桩沉桩定额的适用

根据组合桩与混凝土管桩、钢管桩在工序、工艺和工效等各方面的对比分析，以及东营当地海况、年可作业时间的记录，结合水工定额中混凝土管桩和钢管桩定额子目中人工、材料、船机消耗量的逐项核算，论证在东营港海域沉设组合桩应参照混凝土管桩定额计价的观点。建设单位和监理单位也同意就提出论证报请交通部水运工程定额站咨询，以确定组合桩的计价。通过建设、监理、施工三方在水运定额站的详细分析说明，最终得到定额站的函复:该工程设计变更后的基桩实为带桩靴的混凝土混凝土管桩，尽管钢管桩长度占总桩长的比例较高，但就沉桩工艺而言仍未改变其为混凝土混凝土管桩的属性。故该“组合桩”仍应按施打混凝土管桩定额计算打桩单价。计算“组合桩”的桩长、桩径，应按照混凝土管桩桩径、总桩长计算。