预制墩柱与现浇墩柱技术经济对比分析

李英

（中铁二十四局集团 安徽工程有限公司，安徽 合肥 230000）

一、工程概况

济祁高速淮合段路基02标段起止里程为K81+110.5～K86+220.5，路线全长5.11千米，为寿县淮河特大桥引桥。下部结构为PHC管桩（预应力高强度混凝土管桩），现浇承台，预制墩柱584根/5368米，上部结构为35米跨钢板组合梁，桥梁建筑高度约8～14米。预制墩直径1.2米，壁厚25厘米，采用C70混凝土4005.22立方米。墩柱钢筋采用双层钢筋笼，通过拉筋联成骨架。承台上口设置安装岛，在安装岛内设置墩柱中心定位块，墩柱埋入安装岛1米，预制墩安装后浇筑安装岛混凝土。这种工艺技术首次大规模应用于我国高速公路施工，为墩柱施工开辟了一条新的道路。

二、两种工艺技术对比

（一）传统墩柱施工工艺

传统桥梁墩柱施工工艺为现浇施工，先在承台顶部预留墩柱主筋，之后搭设脚手架，绑扎墩身钢筋，安装模板后浇筑墩身混凝土。这种施工工艺需要在承台施工完毕后才能进行下一步施工，重复安装、拆卸模板，且受天气影响大，施工周期长，现场混凝土浇筑作业多，成本投入高。

（二）离心成型预制空心墩柱施工工法

预制墩先在专业工厂集中预制生产，后运至现场吊装拼接，两道工序可平行施工，减少了现场绑扎钢筋、安装墩柱模板、浇筑混凝土、高压蒸养等工序，加快施工进度，操作更为简便安全，避免了现场混凝土浇筑振捣不到位，不密实等问题。采用离心成型预制空心墩柱施工工艺不仅能有效地保证预制桥墩的质量、减少资源消耗、大大缩短施工周期和减低成本，且能很好地体现节能环保的建筑理念，促进预制装配式桥梁结构的发展。与传统生产工艺相比，离心成型预制空心墩柱施工工艺具有显著的社会效益和经济效益，也具有很高的推广应用价值。预制墩柱主要工艺流程为钢筋笼成型、装配—混凝土喂料—合模—离心成型—蒸汽养护—拆模—存放。现浇墩柱与预制墩柱两种施工工艺主要性能对比如下表所示。

现浇墩柱与预制墩柱两种工艺主要性能对比表

三、经济对比分析

本文主要依据《公路工程预算定额》，结合现场实际施工经验及本项目当时当地的材料价格，对现浇墩柱与预制墩柱两种施工工艺的成本投入进行对比分析。

（一）现浇墩柱方案经济分析

根据本工程特点及施工内容，现浇直径1.2米圆柱式墩柱，共5368米。人工、混凝土、钢筋、模板等按照当时市场价格信息进行计算，每米墩柱消耗人工费620元、材料费1493.5元、机械费用85元，每米现浇墩柱预计成本费用为620+1493.5+85=2198.5元。

（二）预制安装方案经济分析

预制安装有两种可选方案，一是自建预制场加工制作，二是从市场上专业预制厂采购。

1.自建预制场方案。假设在项目附近自建预制场，需要场地平整、硬化、预制装备（龙门吊、模板、大型离心设备、蒸养设备、钢筋加设备）购置或租赁、办公区、钢筋加工区、存放区和其他配套设备工程等物质基础。经测算，一次性投入预制场建设的费用大约为1500000元，平均每米墩柱分摊费用约为279元，建场投资成本高。

第一，人工费：

每人每天工资加食宿费用：260元。

预制人工费用：根据场内生产情况，每天生产两根墩柱约20米，安排生产工人15人，平均每米墩柱分摊费用约为195元。

运输人工费用：采用13米平板车运输，每车运输两根墩柱约20米，两人辅助装车和下车，平均每米墩柱分摊费用约为26元。

安装人工费用：安装现场安排三名操作人员进行辅助安装及柱子临时固定，平均每台班安装3根约30米，平均每米墩柱分摊费用约为26元。

第二，材料费：

钢筋：钢筋采用滚焊机加工制作，钢筋原材料价格为4000元/吨，加工费为550元/吨，每米钢筋重量为0.11吨，平均每米分摊费用约为501元。

混凝土：采用C70标号混凝土预制，施工配合比为水泥：砂∶石子∶硅粉∶外加剂=328∶629∶1278∶139∶10.6，每立方米混凝土价格预算为1207.1元，包括沙石冲洗、筛分、上料、混凝土拌和、入模、旋滚、倒浆、高压蒸养、水电等费用，每米墩柱为0.74立方米，平均每米墩柱分摊费用约为893元。

模板摊销费用：模板折旧摊销按70%计算（因为以后是否设计生产此种预制墩柱不确定，所以模板折旧分摊较高），钢模板投入费用约358000元，预制墩柱总长度为5368米，平均每米墩柱分摊费用约为67元。

试验费用：由于离心成型预制墩柱工艺属于新工艺，前期要通过数次试验研制成型才可使用，用于破损性试验的预制墩柱共计54米，实验损失及其他科研经费约83000元，平均每米墩柱分摊费用约为15元。

其他材料费：其他材料费用主要包括焊条、铁丝、保护层设置等材料费用，平均每米墩柱分摊费用约为37元。

第三，机械台班费用：

设备费用：投入大型设备如钢筋滚焊机、离心机、蒸养设备等，按70%折旧后共计投入约640000元，平均每米墩柱分摊费用约为119元。

运输费用：采用13米平板车运输，每车运输两根墩柱约20米，从目标预制存放场地运到安装现场，平均距离约3公里，每公里运费及油费约16元/公里，平均每米分墩柱摊费用约为2元。

安装费用：安装现场采用75T汽车起吊并配合一台220型挖掘机，汽车起吊每台班为6000元/台班，挖掘机每台班为2200元/台班，平均每台班能吊装3根约30米，平均每米墩柱分摊费用约为273元/米。

综合以上各项，自建预制场每米墩柱造价约为2433元。

2.专业预制厂家采购方案。本项目采用从专业预制厂直接采购成品运至现场进行安装，采用离心成型法预制可以满足预制墩的各项技术要求。经过业主、设计等单位在华东地区进行市场调研及询价，周边地区主要有芜湖建华、蚌埠建华及南京三和三家较大的预制厂家。但南京三和、蚌埠建华最大只能生产1米直径管件，唯有芜湖建华可以生产1.2米直径管件，具有预制生产能力且运输距离较近，造价成本低。综合比较后，选择芜湖建华（建材）有限（安徽）分公司进行集中预制，每米墩柱预制安装综合单价为约为1858.79元。

对比上述三种墩柱施工方案造价：现浇方案施工工期长，施工质量不易控制，施工中的支架、模板耗用量大，对周围环境产生严重破坏，造价缺乏经济性；自建预制场因一次性投入较大，缺少规模优势，施工工艺控制困难，且具有工艺使用一次性、大型设备摊销率高等缺点，成本费用较高，经济性不高；专业预制厂直接采购方案可弥补上述不足，造价具有竞争性，经济性较高，更切实可行。

四、结语

高速桥梁墩柱施工工艺技术主要根据现场施工条件、工期、周围环境等因素来确定，采用现浇墩柱还是预制墩柱施工工艺都需要提前做好准备工作，从勘察、设计、施工等多个阶段进行数据分析、设计对比、经济成本分析等进行综合考虑，以确保质量、安全、工期及各方经济效益得到保障。企业只有不断提升自己的施工水平与管理水平，才能避免企业效益流失，达到降本增效的目的。