(中铁隧道集团一处有限公司,重庆 401121)
摘要:钢板桩因其施工迅速、可再利用、造价相对较低等诸多优点,在广东省基坑支护工程中应用非常广泛。作为施工单位而言,既要掌握钢板桩基坑支护施工的核心技术,也要在投标过程中保证钢板桩定额的足额套取使钢板桩单价有一定的利润空间。这样才能既保证了工程项目的良好履约,又促进了建筑市场的稳定发展。本文就钢板桩的设计、施工方法以及2010、2018版广东省市政工程综合定额中钢板桩定额的分析与应用进行阐述。
关键词:基坑开挖与支护;钢板桩;设计;施工;定额
随着现代城市的不断发展,城市的地面空间已无法满足人们的日常需求。在这种情况下,地下建筑在各大城市中得到了广泛的应用与开发,如高层建筑的地下室、地下停车场、地下工业、地下商场、地铁等。地下结构物的开发与利用,与基坑开挖及支护息息相关。然而城市地面空间狭小,使得传统的放坡开挖以及无支撑围护方式逐渐被有支撑围护方式所替代。有支撑围护方式中的钢板桩由于其施工迅速、安全可靠、可循环利用、造价相对较低等诸多优点,得到了广大行业人士的青睐,尤其在广东省市政工程中应用非常广泛。伴随着钢板桩在广东省市政工程中的应用范围逐布扩大,地方造价管理部门也相继发布了有关钢板桩的相关定额,以便建设、施工等相关单位使用。本文就钢板桩在基坑支护工程中的设计、施工方法以及在广东省市政定额中的应用进行阐述。
1 钢板桩在支护工程中的应用
钢板桩因其具有较强的刚度,能互相咬合形成帷幕,有一定的止水作用,而用于临时性或永久性的支护结构。钢板桩在临时性支护结构中常用于深基坑支护、桥梁桥墩水中基础等施工围堰。钢板桩作为永久性支护结构常应用于码头、船坞、船闸闸室墙及大堤防护墙等。下面以基坑支护工程为例介绍钢板桩的设计分类以及施工方法。
1.1设计分类
钢板桩设计结构根据支护类型可分为悬臂支护结构、单支撑支护结构、多支撑支护结构,具体详见下表:
表1 钢板桩支护设计类型分类
支护结构类型 | 应用范围 | 施工方法 | 优点 | 缺点 | 施工图片 |
悬臂支护结构 | 1.5m<基坑开挖深度≤3m | 直接施打,无需横向支撑。 | 施工简单速度快,造价低。 | 只能在开挖深度较浅时应用。 | |
单支撑支护结构 | 3m<基坑开挖深度≤7m | 在支护结构顶部附近设置一道支撑或拉锚。 | 施工速度快,造价较低。 | 无法在深基坑中应用。 | |
多支撑支护结构 | 7m<基坑开挖深度 | 在支护结构顶部由上到下设置多道支撑或拉锚。 | 可满足深基坑的施工要求。 | 施工难度大、造价偏高。 |
1.2钢板桩施工方法
施工单位开始实施钢板桩时,首先根据设计图纸、地基承载力、基坑开挖深度等参数,从安全、经济、可靠的角度出发进行力学计算,选择最恰当的钢板桩施工工艺进行施工。下图为屏风式打入法打设钢板桩的施工流程。
钢板桩定位放样 | 挖沟槽 | 安装导梁与导架 | ||
基坑开挖支护 | 拆除导梁与导架 | 打设钢板桩 | ||
基坑回填 | 钢支撑拆除 | 拔出钢板桩 |
图1 屏风式打设钢板桩流程图
1.2.1 钢板桩的打设
钢板桩施工工艺流程中,钢板桩的打设与拔出是钢板桩施工过程中的关键步骤。钢板桩的打设方式主要以单独打入法、屏风式打入法、跳打式打入法为主,具体详见如下:
表2 钢板桩打桩方法
打设方法 | 施工工艺 | 优点 | 缺点 | 施工图片 |
单独打入法 | 从钢板桩墙的一角开始依次打入,直到工程结束。 | 方便、快捷、无需辅助支架。 | 打设过程中桩体易倾斜,误差积累后不易更正。 | |
屏风式打入法 | 将10至20根钢板桩同时插入导架内,使之成屏风状,然后由桩机进行施打,施打顺序为先两端再中间。 | 可防止钢板桩过大倾斜,误差积累,且施工完成后易于合拢。 | 施工速度慢,需架设较高的桩架。 | |
跳打式打入法 | 在导架间安装钢板桩,然后按照隔桩跳打方式打入。 | 适用于难以打桩的土壤。 | 施工复杂,施工速度慢。 |
1.2.2 钢板桩的拔出
在基坑回填或基坑主体结构施工完成后,要将钢板桩拔出,待检修合格后以便重复使用。拔出前要根据现场实际情况制定钢板桩的拔出顺序、拔出时间以及拔出后桩孔的处理方案。由于拔桩设备的原因,拔桩时会在振动的过程中拔出,若拔桩留下的桩孔过大会造成土体的位移以及地面的沉降,造成无法预估的后果。因此对于施打完成后的钢板桩,不能直接从角桩开始拔出,而是应离角桩5根以上进行拔出。若还无法满足拔出要求,可采用间隔拔出的方式进行施工,拔桩的顺序一般与打桩顺序相反。对拔桩后形成的桩孔,应及时回填以减少对基坑外土体稳定性的影响,还可以在拔桩的同时进行灌砂或注浆。
以上内容是施工单位在承揽了包含钢板桩施工的工程任务后,如何将钢板桩施工以专业、迅速、安全、保质保量的完成,所具备最基本的知识储备和专业素养。然而作为一个成熟的施工单位,不仅要高质量的管干,也要高质量的管揽。这里的“管揽”就是施工单位在承揽施工任务时的投标报价工作。在开展投标报价工作时,不仅要熟悉各种施工工艺的施工过程,也要对当地政府主管部门颁发的相关定额深入研究,选择合适恰当的定额并与施工现场施工工艺相结合,才能得到正确的投标报价。
钢板桩在投标报价时主要以钢板桩打桩与钢板桩拔桩两个定额组合进行计取,下面就2010版及2018版广东省市政工程综合定额中挖掘机打拔槽型钢板桩定额进行分析。
2 2010版钢板桩定额情况分析
由于钢板桩在广东省市政工程领域的广泛应用,当地政府造价主管部门也相应发布了钢板桩的相关定额。在《广东省市政工程综合定额(2018)》颁发以前,广东省市政定额主要以《广东省市政工程综合定额(2010)》为主。在此定额中,钢板桩的主要组价方式为钢板桩的打桩定额与钢板桩的拔桩定额组合进行计取。在2010版定额中,钢板桩打桩定额的主要工作内容有:钢板桩运输、起吊、就位和组拼,钢板桩支撑制作、试拼、安装和打桩。钢板桩的拔桩定额的主要工作内容有:钢板桩支撑拆除、堆放、系桩、拔桩、运桩和堆放。然而钢板桩打桩定额中的相关内容与钢板桩施工时的实际情况有着较大出入,主要体现在以下几个方面。
2.1适用范围不相符
定额说明中明确“打拔拉森钢板桩、槽型钢板桩定额适用于沟槽、基坑、工作坑的支撑”。其中也明确了沟槽、基坑的定义:“凡图示底宽度在7m以内,且底长大于底宽3倍以上的为沟槽;凡图示底长小于底宽3倍以下,且底面积在150㎡以内的为基坑”。而实际施工中的很多深大基坑多是大于这个范围,在这种情况下就与定额中基坑规定范围不符。
2.2施工方式不相符
定额中钢板桩的打桩设备多为挖掘机或履带式液压单斗振动打桩机(带夹具),逐根顺序打入钢板桩,使用的钢板桩长度一般不大于10m。而实际施工过程中,很多深大基坑多采用履带式吊车、振动锤、定位围檩、导架等方式进行施工,甚至会将10至20根钢板桩同时插入导架内,然后由桩机先两端再中间的顺序进行施打。
2.3损耗量不相符
在钢板桩的打桩定额中,钢板桩的消耗量仅为22kg/t,钢板桩材料费在定额中占比较低。常用的钢板桩长度均为6m、9m、12m,在深大基坑支护中钢板桩的长度以15m、18m为主,在施工过程中,有时需焊接接长打入。拔出时,若在基坑顶部工作空间限制的情况下,则需分段截断拔出。且钢板桩材质一般为Q235B型,是含碳量相对较高的一种钢材。在广东省绝大地区,地下水水位较高,土壤环境对钢板桩结构具有较强腐蚀性。钢板桩打入后,需在地下存放较长时间,多超过半年,钢板桩长时间处于高湿度、高氧化、高腐蚀的环境中,加速桩身磨损,使钢板桩桩身力学性能降低,大幅缩减使用寿命。因此实际施工过程中存在钢板桩损耗量大,周转次数低的特点。
2.4市场组织模式不相符
在现场施工过程中,由于钢板桩的损耗大,周转次数低,保养费用高等原因,施工单位多采用市场租赁的方式进行施工,而定额中钢板桩多为施工单位自有的组织模式。
3 2018版钢板桩定额情况分析
在《广东省市政工程综合定额(2018)》中,钢板桩打桩定额的主要工作内容为:钢板桩运输、起吊、就位和组拼,钢板桩支撑制作、试拼、安装和打桩。钢板桩拔桩定额的主要工作内容为:钢板桩支撑拆除、堆放、系桩、拔桩、运桩和堆放。在2018版定额发布后,2010版定额逐渐被2018版定额所取代。在2018版定额中,针对钢板桩的定额进行了一定程度的修正,主要体现在以下几个方面。
3.1增加了定额人工费
钢板桩的打桩定额中定额人工费由原来的36.92元/10t改为79.64元/10t,拔桩定额中定额人工费由原来的18.36元/10t改为39.6元/10t,均增加了1倍,适当的解决了2010版定额中钢板桩单价较低的问题。
3.2 增加了定额摊销使用期
在打拔槽型钢板桩定额中增加了30天以内的摊销使用期,在陆上打拔拉森钢板桩定额中增加了60天以内的摊销使用期,在水上打拔拉森钢板桩定额中增加了180天以内的摊销使用期。因非施工方原因导致实际支护时间(经验收合格之日起计算)延长,增加了超期补偿,详见下表:
项目 | 适用范围 | 摊销使用期 | 超期补偿 |
打拔槽型钢板桩 | 综合土质 | 30天内 | 1.10元/t·天 。 2.累计增加材料费不能超过新购置钢板桩材料费的70%。 |
陆上打拔拉森钢板桩 | 综合土质 | 60天内 | |
水上打拔拉森钢板桩 | 综合土质 | 180天内 |
表3钢板桩摊销使用期及超期补偿表
这样既明确了钢板桩定额中摊销使用期限,也明确了超期后如何补偿的问题,直接解决了2010版定额中市场与定额组织模式不匹配的问题,使2018版钢板桩定额单价得到了较大幅度的提升。
3.3 钢板桩接头计算规则做出了调整
钢板桩接头按施工组织设计数量以“个”计算调整为钢板桩接头按设计图示数量以“个”计算,支护钢板桩单根长度大于12m时可计算钢板桩接头。这样钢板桩接头的计算就会有据可依,以设计图为准,就不会出现审计单位质疑施工单位施工组织设计有修改嫌疑或数量不符合规范的情况发生。
4 2010版与2018版钢板桩定额案例分析
由于广东省市政综合定额2010版与2018版有诸多差异,现就以两版定额中挖掘机打拔槽型钢板桩为例,工程量为1吨,在钢板桩使用期3
个月且其他费率及主材单价一致的情况下,进行组价对比,示例如下:
表4 广东省市政工程综合定额(2010)钢板桩单价分析表
项目编码 | 项目 名称 | 单位 | 工程量 | 其 中:(元) | ||||||
人工费 | 材料费 | 主材设备费 | 机具费 | 管理费 | 利润 | 小计 | ||||
粤040101006001 | 打拔槽型钢板桩 | t | 1.000 | 55.28 | 90.19 | 243.56 | 52.62 | 44.83 | 486.48 | |
D1-3-15 | 挖掘机打拔槽型钢板桩 打桩 | 10t | 0.100 | 36.92 | 90.19 | 115.33 | 26.97 | 22.84 | 292.25 | |
D1-3-16 | 挖掘机打拔槽型钢板桩 拔桩 | 10t | 0.100 | 18.36 | 128.23 | 25.65 | 21.99 | 194.23 |
表5 广东省市政工程综合定额(2018)钢板桩单价分析表
项目编码 | 项目 名称 | 单位 | 工程量 | 其 中:(元) | ||||||
人工费 | 材料费 | 主材设备费 | 机具费 | 管理费 | 利润 | 小计 | ||||
粤040101006002 | 打拔槽型钢板桩 | t | 1.000 | 119.24 | 91.95 | 660.00 | 359.99 | 60.43 | 71.88 | 1363.49 |
D1-3-205 | 挖掘机打拔槽型钢板桩 打桩 | 10t | 0.100 | 79.64 | 91.95 | 170.18 | 31.50 | 37.47 | 410.74 | |
D1-3-206 | 挖掘机打拔槽型钢板桩 拔桩 | 10t | 0.100 | 39.60 | 189.81 | 28.93 | 34.41 | 292.75 | ||
补子目 | 超期补偿 | t·天 | 60.000 | 660.00 | 660.00 |
根据使用两版定额计取的钢板桩单价分析表结果显示,使用2010版定额计取的钢板桩单价为486.48元/t,使用2018版定额计取的钢板桩单价为1363.49元/t,比2010版定额所计取的打拔槽型钢板桩单价高877.01元/吨,增幅达180%,增幅非常可观。在2018版定额出台以前,施工单位在该地区的钢板桩中标单价基本长期处于亏损状态,随着2018版定额的出台以后,这种情况才有所好转,施工单位的切身利益才有所保障。
5 结语
综上所述,由于钢板桩施工迅速、安全可靠、可循环利用、造价相对较低等诸多优点,在广东省基坑支护工程中的应用已非常广泛。随着钢板桩广泛应用的同时,施工单位在该地区进行相关工程的投标报价时,只有在准确理解《广东省市政工程综合定额(2018)》,并与钢板桩施工工艺相结合的情况下,足额套取钢板桩定额,保证钢板桩中标单价有一定的利润空间,才能保证施工单位能够健康可持续的发展。通过2010版与2018版定额的对比可发现,广东省政府造价主管部门也在向更贴合市场实际做出相应的努力,体现了工程定额编制和管理的市场化。只有政府造价主管部门充分走进市场、贴近市场和反映市场,才能保证建筑市场更加客观、良性的发展,让建筑市场更具有活力。
[参考文献]
[1]卢明. 钢板桩在支护工程中的应用.《价值工程》.2010(029)021:098.
[2]《广东省市政工程综合定额(2010)》
[3]《广东省市政工程综合定额(2018)》
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