11.5 公里公路项目桥梁施工技术优化创新与创效

李岚峰

（北京建工国际建设工程有限责任公司，北京 100055）

随着交通运输能力不断提高，相关单位对于交通运输建设愈发重视。桥梁工程作为其中的重要交通建设之一，企业应当在保证工程质量、安全、进度的前提下，优化整体施工技术方案，应用新型设备与工艺，有效缩短建设工期，减少投资成本，提高市场竞争力。

1 桥梁设计方案与优化

1.1 桥梁原设计方案

合同原有设计7 座桥梁：40m 跨长后张法预应力双幅箱梁结构公路互通式立交桥1 座；10m 跨长板式结构桥3 座；20m 跨长板式结构桥2 座；单跨长20m，共2 跨，板式结构桥1 座。

根据类似桥梁施工经验，该图纸设计上存在比较大的缺陷。其中位于桩号4+239 处的桥梁，原设计为直径为600mm 的群桩基础，桩基数量多达328 根（见图1）。经测算总延长米约2498m，桩基最小净间距仅为40cm，平均间距不超过100cm，显然不符合最小桩间距不小于1.5 倍桩径的规范规定。

图1 4+239 桥原钻孔桩平面设计图

从施工难度和时间角度分析，原设计为桩径600mm的钢筋混凝土桩，总延米数约为2498m，按照当地打桩分包最快成孔灌装速度每周4 根25m 计算，单打桩一项就要消耗25 周，近6 个月时间。这在桩基作业开始时间较晚的情况下对项目施工整体工期进度十分不利，使得项目按期交工近乎不可能实现。

1.2 优化技术路线

结合现场实际条件和地质勘查报告，逐条对照合同文件里的工程量清单和单价，经过对施工难易程度、经济效益性等综合考虑，最终将确定的优化创新方案如下：

（1）取消桩号1+888 和桩号1+513 处的原桩基础桥设计，优化成扩大基础双孔5m×5m 的箱涵；（2）将桩号1+218 和桩号4+239 处桥梁基础直径为600mm 的桩基设计，优化创新成成孔方式为Oscillator Piles Method（液压式扭转缸臂潜孔钻孔桩）、直径为1200mm 的桩基基础，取消了两端桥台约1000m2的扶壁式混凝土挡土墙原设计，将两座桥梁上部原设计结构改为梁板结合形式；（3）4+239 桥由20m 单跨设计变更成成4 跨，分别为20m×20m×20m×15m；（4）1+218 桥由20m 的单跨设计变更成3 跨，分别为20m×20m×15m；（5）将0+000 处公路立交桥的桩基础原设计为直径为800mm、总延长米为1000m 的钻孔灌注桩，优化成直径为600mm、总长度为683 延长米的同类型桩基，成孔方式保持不变，均为旋挖钻成孔，预应力箱梁设计结构保持不变；（5）保持2+935 处桥桩基形式不变，但桩基经优化减少到24 根，总长度减少到297 延长米；（6）将0-082 处原桥梁结构设计优化创新成桩基础的双孔5m×5m 的箱涵，桩基基础和原设计保持同样设计方式，但优化后的桩基总延长米减少到908 延长米。

1.3 方案优化及实施

从桩基施工角度，由于毛里求斯市场条件限制，本地只有一家桩基专业施工公司FRANKIE，设备数量有限。11.5km 公路项目的桩基规模和数量可以说是毛里求斯历年少见。FRANKIE 为本项目共计投入1 台Oscillator 潜孔钻，用于4+239 和1+218 桥直径1200mm 的桩基施工，1 台旋挖钻机用于其他桥直径为600mm 的桩基施工，2 台设备并行流水作业。

对于4+239 桥和1+218 桥，由原设计单孔桥变为多孔桥，取消了原扶壁式混凝土挡土墙设计，极大地减少了桥头两端的土方回填数量，降低了台背回填施工难度。考虑到毛里求斯合适回填土的稀缺性，也就减少了采购回填土材料的费用，最终在缩短了施工工期的同时，还降低了施工成本和安全风险。

桥梁上部结构的优化创新设计，如4+239 桥、1+218 桥和2+935 桥，也给桥梁总体施工时间和工序较在投标时对原设计的考虑带来了优化的机会：由于结构物件的类似性，增大了同一型号模板使用的周转次数，而在下部结构施工的同时，如桩基施工，也展开了大梁和桥面板的预制工作，加强了各施工工序的搭接关系。预制梁板的吊装，采用了自行式两台吊机架设方式，设备简洁，操作容易，施工效率高。

桩号1+888 及桩号1+513 处由原设计的桩基础桥梁优化成扩大基础涵洞后，施工工艺简化，极大的缩短了施工时间，平均每个箱涵的施工周期从基坑开挖、块石换填到绑扎钢筋支模浇筑混凝土成型为3 个月。如在一天之内就完成单个箱涵整体涵身砼的浇筑，砼浇筑量超出750m3，如此大体积的混凝土一次性施工，带来了技术上和经济上的规模效应。

桩号0-082 处，除了将桥优化成双孔箱涵外，由于正好处于0+000 桥加筋土挡墙施工现场附近，通过监理和业主协商，在箱涵上下游八字墙处新增设计了约400m2的加筋土挡墙，不仅消除了高填方的施工难度，而且几乎与0+000 桥小桩号处的加筋土挡墙连成一体，可以形成连续施工的便捷性，加速了施工进度，建成后增强了整体的美观性。

2 桥梁技术创新创效成果

2.1 经济效益

11.5 公里公路项目合同工期为620d，工期较为紧迫，经优化创新设计，在新的基础和结构形式下，桥涵基础及下部结构的施工时间大大减少，消除了项目履约因承包商原因造成工期延误的风险。

从经济角度考虑，原合同中直径600mm 和直径800mm 的桩基单价基本与分包价格持平，减少或变更该项有利于承包商。尤其是4+239 和1+218 处桩基从600mm 直径优化成1200mm 后，单桩基一项混凝土耗材总量减少23%，钢筋总量减少40%，而桩基单价，每延米桩基价格是原有600mm 桩的720%，这样，材料成本降低了30%，而价格上升了近80%。因此，优化创新给项目带来了巨大的利润空间。

另外，始终把控好设计变更的方向，考虑到项目上一开始就已租赁了移动式鄂破机在现场加工片石和块石，成本较低，于是就增加了诸多有利于承包商导向的工程子项目的工程量，如扩大基础块石的换填，桥、涵上下游的海曼码放及将0-082 箱涵高填方设计改成加筋土挡墙等。

2.2 社会效益

承包商在追求自身利润最大化的同时，恰到好处地也为业主对该项目投资预算进行了控制，一项设计创新方案达到了使业主和承包商双赢的结果。由于节约了桥梁建设预算，承包商获得了业主毛里求斯公路局的认可和信赖，随后通过项目技术变更的方式将合同额约为120 万美元的M1 高速公路加宽项目及一些其他额外小型工程未通过招标而直接授予总承包方，为项目增加了额外收益，取得了良好的经济效益和社会效益。

2013 年12 月2 日的主线通车仪式上，毛里求斯总理拉姆古兰和副总理兼基础设施部长贝丘均高度赞赏了承包商北京建工毛里求斯分公司的履约能力，对公司的施工质量给予了充分肯定。

3 结束语

随着科学技术发展的日新月异，新材料和新工艺不断涌现，工程施工技术含量也必将大大提高。在今后项目施工中，将着眼于施工技术的更新，不断提高企业施工技术科技含量，如数字地形图、道路桥梁设计软件和现代化检测仪器及新型机器设备的应用等，通过科技提升生产力，改变传统的劳动密集型施工方式，以科学化的管理水平和创新思维，提高施工企业的竞争力和创造效益。