张绍辉ZHANG Shao-hui
(上海市政工程造价咨询有限公司,上海 200092)
苏州河历史上又称作吴淞江,属于流域性河道,是黄浦江的一条支流。它西起江苏太湖瓜泾口,冬至黄浦江,全长125km,上海境内由赵屯至黄浦江河口共计53km,沿线干支流交错,南北两岸各有8 条支流河道相通,支流河口均有水闸控制[1]。苏州河防汛墙和各支流河口的水闸,共同构成了上海市区防汛的第一道、也是最重要的一道屏障之一,确保了上海市的防汛安全。
目前苏州河堤防专项维修工程主要解决两岸防汛墙高程欠缺、结构欠稳、墙体未达标等安全隐患和问题,其主要资金来源为财政拨款支持。工程投资是项目的必要组成部分,也是方案比选必不可少的内容,如何在工程前期阶段缺少资料的情况下确定合理的投资就显得非常重要。本文针对近几年设计实施的苏州河防汛墙工程进行分析,对不同结构形式的防汛墙经济技术指标进行归纳总结,以期能够为苏州河防汛墙前期阶段投资控制提供参考。
防汛墙改建方案包括了拆除重建、贴壁式、骑跨式等形式[2],影响设计方案的因素包括地质条件、防汛墙结构型式、墙后地坪标高、墙后荷载[3]、防汛墙工程等级、建筑物级别、防汛墙安全系数、防汛墙结构耐久性等,设计方案确定了防汛墙的标高、重要程度等因素。从工程造价的角度考虑防汛墙改建的造价范围包括了拆除工程、土方工程、桩基工程、桩基平台、防汛墙结构、绿化工程、墙后防汛通道、墙后信息管等。
拆除工程主要出现在防汛墙改造项目中,拆除的防汛墙结构形式主要为浆砌块石和素混凝土,对于已经是钢筋混凝土结构的防汛墙多采用凿毛、植筋来进行接高加固,拆除防汛墙结构形式的不同以及拆除机械的不同会对拆除工程造价有较大影响。
土方工程包括土方开挖、土方回填、土方外运。在计价过程中土方的利用率对土方工程有较大影响,通常需要由设计人根据地质情况来确定利用率;上海市土方外运费用根据工程地理位置浦西按内环、中环、外环分为三档,浦东按内环、外环分为两档。
桩基工程是防汛墙工程中重要的隐蔽工程,不同的桩基工程各有优缺点,如表1 所示。桩基工程的参数包括桩基类型、桩基长度、桩间距及桩基排数,桩基工程参数需要依据地勘资料、场地条件、整体稳定及承载力等来确定,桩基工程参数对于工程造价、工程质量及工程进度有着至关重要的影响。目前常用的桩基类型包括预制钢筋混凝土方桩、预制钢筋混凝土板桩、预制钢筋混凝土U 型板桩、预制混凝土空心管桩(PHC 管桩)、钢板桩、H 型钢、钻孔灌注桩及树根桩等,桩基长度从几米到几十米变化,桩基排数通常有2、3、4 排等。
表1 常用桩基类型及优缺点
桩基平台包括平台形式及锤重。桩基平台分为水上工作平台、低洼地工作平台及陆上工作平台。水上工作平台范围包括从河道原有河岸线向陆地延伸2.5m 范围;陆上工作平台范围为水上工作平台范围以外的陆地部分,但不包括河塘坑洼地段;低洼地工作平台为平均水深在1~2m范围内,按水上工作平台定额的50%计算。桩基平台面积的计算工程为S=(L+6.5)*(D+6),其中L 为防汛墙长度,D为桩中心间距。锤重按照《上海市水利工程预算定额》(2016)定额说明及相应打桩定额中的机械锤重取定,取定条件如表2 所示。
表2 桩基平台锤重确定条件
防汛墙结构形式下部底板通常为现浇结构,底板面以上结构形式有预制结构(Z 型)、生态格框(K 型)和现浇结构(L 型)等(如图1 所示)。防汛墙的组成包括挡墙、底板及其他细部结构,其中其他细部结构包括了结构止水、伸缩缝、防水、预埋铁件、栏杆等。
图1 典型设计断面
防汛墙后设施中绿化工程与防汛墙周边环境有关,绿化标准不同工程费用也不同;墙后防汛通道应满足防汛墙防汛抢险、维修养护及日常管理物资的运输和人员交通需要,防汛通道应在管理范围内沿墙布置,若有可利用道路可不设置;墙后信息管主要为未来排线做预留。
本文从影响因素的通用性出发,仅考虑新建防汛墙情况,选取影响防汛墙造价的主要因素为土方工程、桩基工程(类型、桩长、排数)、桩基平台(平台类型、锤重)及防汛墙结构(L 型、Z 型、K 型)。
2.2.1 典型设计断面整理
本文根据选定的影响防汛墙造价的主要因素结合设计案例确定了本文研究的典型断面,如图1 所示。
本文从以往工程项目中选取了42 个断面,为了便于统一分析比较,仅计算建安费;定额采用《上海市水利工程预算定额(2016)》及相应的费率,材料价格取用《上海水利工程造价信息》(2023 年06 月)。
根据2.1 中选定的影响防汛墙造价的因素,计算工程量并对比分析。土方工程开挖及回填数量受现状地面线、工程周边建构筑物等的影响,数量有较大的起伏,用于回填的挖方受现场土质情况影响,对回填价格也影响较大。扣除最大值及最小值影响,42 个断面土方开挖均值为13m3/m,变化区间为7 至21m3/m,回填均值为10m3/m,变化区间为5 至25m3/m,部分断面存在缺土。桩基工程前排多采用拉森钢板桩和板桩,密排布置,后排多采用间距2m的灌注桩、方桩等,根据不同的桩型及规格选定桩基平台规格并计算相应数量。上部结构Z 型装配式混凝土数量约1.02~1.05m3/m;K 型装配式箱型砌块根据单个砌块的尺寸不同、防汛墙顶标高不同每延米数量也不同,本次所选案例均为苏州河防汛墙墙顶标高相近,以FX004 为例,箱型砌块尺寸为1m 宽*0.5m 高*2m 长,每延米共三层,数量为1.5 个;L 型防汛墙混凝土数量约0.88~1.28m3/m;防汛墙现浇混凝土底板数量与底板宽度、底板厚度、墙后建构筑物等有关,混凝土数量为1.6~4.3m3/m,变动幅度较大。部分断面数据如表3 所示。(灌注桩简称“灌”,拉森钢板桩简称“U”,方桩简称“方”,板桩简称“板”)。
表3 不同断面形式每延米单价
2.2.2 数据分析
本文根据表3 所整理数据,可得防汛墙断面每延米造价变化趋势图,如图2 所示。由图可知每延米最低造价为14065 元/m,桩基形式为双排方桩,桩长9m,桩基平台为陆上桩基平台1.8t;每延米最高造价为69907 元/m,桩基形式为第一排拉森钢板桩、第二排及第三排为钻孔灌注桩,桩长21m,桩基平台为低洼地平台2.5t。造价最高断面与最低断面相差5.1 倍。
图2 典型断面每延米造价
根据表3 所整理数据,计算得出防汛墙各分部分项投资占防汛墙建安费的占比(其中平均占比:各分部分项投资之和占防汛墙总建安费的比例;最大占比:防汛墙各分部分项投资占防汛墙建安费最大占比;最小占比:防汛墙各分部分项投资占防汛墙建安费最小占比)。统计各分部分项的最大占比与最小占比如表4 所示。由表4 可知,防汛墙工程中平均占比最大的是桩基工程约68.54%,说明桩基工程是影响防汛墙造价的主要因素,而影响桩基工程造价的因素包括桩基类型、桩长、排数、桩间距等;上部结构是防汛墙工程中平均占比第二大的因素约19.25%;桩基平台占防汛墙造价的平均比例约7.86%,桩基平台的选取与桩基形式、长度有关,也与桩基工程与河岸的关系有关,对防汛墙的影响较大。土方工程是防汛墙工程中占比最小的项目约4.35%,是对防汛墙造价影响最小的因素。
表4 防汛墙各分部分项比例
鉴于桩基工程对防汛墙工程造价的平均占比达到了68.54%,本文对选取的37 个典型断面以桩排数为主要因素进行了细分,得到双排桩典型断面30 个,三排桩典型断面7 个。
双排桩典型断面包括前排方桩后排方桩、前排灌注桩后排灌注桩、前排板桩后排方桩及前排拉森钢板桩后排灌注桩4 种形式,桩长从9m 至21m,双排板桩最低造价为14065 元/m,最高造价为59684 元/m。按桩类型统计可得表5。
表5 双排桩延米指标表
本文收集到的三排桩断面形式只有前排拉森钢板桩中排灌注桩后排灌注桩,桩长为18m 至21m,每延米的造价范围为58343~69907 元。
本文对近年来设计实施的上海市苏州河防汛墙的技术经济指标做了较为系统的分析,并以桩基排数为主要因素得到了两类指标:双排桩、三排桩,以期能对上海市苏州河防汛墙的造价管理有一定的借鉴和指导意义。主要结论如下:
①在新建防汛墙工程中,桩基工程平均占比约67.38%,是影响防汛墙的最主要因素;桩基平台约占防汛墙造价的8.69%,对防汛墙造价有较大影响;土方工程对防汛墙的影响最小。
②双排桩不同的桩基、上部结构情况下,不同桩长的指标表见表5,三排桩桩长相对较长,每延米指标一般在6万元/m 左右。