摘要：对于水运工程来说，除了必须要拥有科学合理的工程规划设计之外，还要求必须要在规划设计的前提下，将所有的工程设计方案进行比较，工程从而得到最科学合理的设计方案。利用这种方法能够帮助水运工程依托最佳方案来做出设计和研究，从而增加投资经济效益，本篇论文着眼于价值工程在优化水运工程设计方案中的应用进行探讨。
关键词：价值工程；水运工程；设计方案
引言
到2020年中国有望实现水运业的现代化，中国将实现由海洋大国、航运大国向航运强国的转变，因此，对水运设计方案进行分析和研究对中国水运建设的发展具有重要意义。
一、价值工程的主要特征
（1）指标特征。产品的生产目标在于提升产品的价值，产品在设计功能时，既要做到避免出现功能不足或者功能过剩的情况，以最低的生产成本实现产品的必要功能。价值工程就是依靠价值系数、功能系数、成本系数来表达工程的价值。（2）方法特征。价值工程针对产品的各项系数进行经济分析，依靠设计方案的分析和比较，选择合适地设计方案，实现价值最优。（3）组织特征。由特定组织，专家或设计人员，运用经济学知识，对工程设计对比和分析，提升工程价值。
二、工程概况
某工程主要建设内容包括：建设游艇泊位约90 个、港池、航道、护岸、防波堤，并相应建设游艇俱乐部及供水、供电、供油、上下水设施等后勤服务设施。工程施工期、营运期对外交通便利。供电、供水、通信等均以城市为依托。本地区建筑材料供应充足，外部协作条件良好。除此之外，本项目施工区域地质条件良好，无重大技术难题，可行性极高。本文将主要对该项目水运工程的建设条件、候选方案和方案比选等方面进行介绍。
三、水运工程设计方案及其比选
3.1主要设计内容
本工程水运工程建筑物主要为防波堤、护岸工程以及浮码头工程。根据本工程的重要性和使用年限，水运工程建筑物的安全等级均为Ⅱ级。
3.2主要设计方案比选
本工程设计方案比选主要包括以下三个方面：
（1）防波堤结构方案比选
根据防波堤位置水文和地质条件分析，防波堤位置地质条件同港内护岸相近，上部软弱土层分布较厚，防波堤外侧波浪较小，对建筑物作用力较小，因此防波堤外侧采用直立式结构是可行。
透空式桩基直立堤结构（方案一）：防波堤基础采用直径800mmPHC桩一对叉桩，其斜率为4：1，排架间距为4.0m，桩尖标高为-30.0m，要求穿透粉砂进入粘土层，桩基施工前需对基槽进行部分开挖，港池侧开挖至-6.0m，港外侧开挖至-3.5m，中间采用1：3坡度衔接，桩基施打完毕后在桩间铺设土工格栅和编织布，上部抛填2m厚50~100kg开山石，桩顶现浇C35混凝土挡浪墙，在挡墙内外侧下部安放C40混凝土挡浪板，其底高程为-1.0m。
插入式大圆筒直立堤结构（方案二）：根据本工程防波堤处地质情况，结合大圆筒结构受力机理分析，本工程防波堤适宜采用插入式大圆筒结构方案，根据稳定性计算，薄壁大圆筒外径取8m，壁厚为0.3m，圆筒顶标高为2.0m，底标高为-20.0m，分2节预制安装，下节圆筒高度为10m，其单件重量约178t，上节圆筒高度为12m，其单件重量约213t，上下圆筒连接处采用凹凸榫镶嵌，为保证下部圆筒顺利自沉，在其端部采用削角处理，圆筒之间同样采用凹凸榫镶嵌，以形成连续墙体。根据计算需要，在圆筒安装沉放前需对其基槽进行部分开挖，基槽底标高开挖至-6.0m，在圆筒安装完毕后，在其两侧铺设土工格栅和编织布，上部抛填50~100kg开山石至-4.0m，圆筒顶部安放C40钢筋混凝土盖板，盖板顶部现浇C35混凝土挡浪墙，内侧兼做通道。
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方案一施工简便、造价较低、后期沉降小且透浪性能良好，缺点是打桩容易偏位；方案二施工快、面积小，但需预制大圆筒，工艺复杂，造价达到5万/m通过上述比较分析，综合考虑本工程材料供应情况和施工条件，直立式防波堤推荐采用透空式桩基结构方案。
（2）港内护岸结构方案
砂桩方案（方案一）：因工程位置表层淤泥较厚，大开挖清淤量较大，本方案考虑采用水下打挤密砂桩处理，砂桩桩径0.6m，桩心间距1.0m，呈等边三角形布置，加固宽度护岸前沿港池侧11.0m，陆侧20.6m。砂桩要求穿透淤泥层。基础及上部结构同方案二。
大开挖方案（方案二）：结构以粘土层为持力层，基槽开挖清除上部淤泥层后，回填中粗砂并做振冲密实处理，后抛填10~100kg块石基床及二片石垫层。墙身采用预制安装的空心方块结构，尺寸为5×5.5×5.9m（长×宽×高），其内回填中粗砂。空心方块上部现浇C30钢筋混凝土胸墙，胸墙内设置管沟，管沟底部每隔5m设置一根50mmPVC排水管，坡度为1：10。直立岸壁后方回填10~100kg块石减压棱体，棱体后方设置混合倒滤层及二片石并铺设土工布两层，倒滤层后方回填开山土石并做强夯处理，上部做面层结构。
插入式大直径圆筒方案（方案三）：墙身采用沉入式预制大直径圆筒结构，结构以粉砂层为持力层，外径为10m，壁厚0.3m，其内回填中粗砂并做振冲密实处理。大圆筒结构上部现浇C30钢筋混凝土盖板，其上现浇C30钢筋混凝土胸墙，胸墙内设置管沟，管沟底部每隔5m设置一根50mmPVC排水管，坡度为1：10。大圆筒结构前方采用水下打挤密砂桩处理，砂桩桩径0.6m，桩心间距1.0m，呈等边三角形布置，加固宽度为15m，砂桩要求穿透淤泥层，砂桩上部回填中粗砂垫层，其上部抛填100~200kg块石护底及二片石垫层。大圆筒结构后方同样采用水下打挤密砂桩处理，砂桩桩径0.6m，桩心间距1.0m，呈等边三角形布置，加固宽度为15m，砂桩要求穿透淤泥层，砂桩上部回填开山土石并做强夯处理，上部做面层结构。
方案一造价低，但整体性较差；方案二施工简便，结构安全稳定，但开挖量大，造价稍高；方案三施工快捷，混凝土用量少，但工艺复杂，运输量大，造价偏高。通过上述比较分析，综合考虑本工程施工条件及经济因素，推荐采用砂桩方案。
（3）浮体码头方案比选
方案一：主栈桥采用PHC桩定位，辅栈桥采用PHC桩定位，沿岸提升区采用固定在护岸上的“H”钢作为导轨定位，有很好的稳定性，浮码头摆动不大，施工工序简易，对堤岸影响较小；主栈桥各构件之间采用高强螺栓连接、主栈桥与辅栈桥之间采用铰链连接，该种连接方式在保证码头主栈桥整体性的同时，辅栈桥在受船行波影响或船舶系泊影响时对自身钢结构和主栈桥钢结构的影响较小。
方案二：主、辅栈桥均采用拉簧定位；主栈桥各构件之间、主栈桥与辅栈桥之间均采用高强螺栓连接，该种连接方式优点为码头整体性好，在船舶靠泊时，辅栈桥晃动较小；缺点为辅栈桥在受船行波影响或船舶系泊影响时对自身钢结构和主栈桥钢结构的影响较大。
若采用方案一，则码头具备良好的稳定性，浮体码头美观，使用寿命长，码头整体性好，该方案的不足是施工难度较大，铝合金浮体加工难度较大；方案二采用拉簧定位，码头整齐美观，辅栈桥平稳，浮体码头质量好，缺点是：由于采用了拉簧定位，因此造价偏高。
出于经济性的考虑，本部分施工选用了方案一。
四、结束语
通过本文的论述可以看出，码头工程水运工程建筑物方案的制定和比选工作，对水运工程建筑物最终的设计质量与施工质量有着深刻的影响。通过本次方案比选，得出了最能适应本项目施工条件，最符合施工质量要求的设计方案。
参考文献：
[1]徐艳山.基于FAHP水运工程设计评标应用研究[J].港工技术，2016，53（04)：64-67.
[2]陶自成，高仕春，何彦舫.价值工程在优化水运工程设计方案中的应用[J].水运工程，2005（08)：5-8.
论文作者:林志梁
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
标签：工程论文; 方案论文; 栈桥论文; 圆筒论文; 水运论文; 防波堤论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第30期论文;