港口泊位建设中不同结构形式的成本控制差异研究

引言

港口泊位作为船舶停靠与作业的核心设施，其建设成本在港口总投资中占比显著。不同结构形式的泊位在设计理念、施工工艺与适用场景上存在本质区别，导致成本构成与控制重点呈现明显差异。在实际建设中，结构形式的合理选择是实现成本优化的关键前提，若忽视结构特性与建设条件的匹配性，易引发成本超支、工期延误等问题。因此，深入分析不同结构形式的成本控制差异，明确各类结构的成本管控逻辑，对提升港口泊位建设的经济性具有重要意义。本文从结构特性出发，系统探讨重力式、桩基础、沉箱式三种结构的成本控制特点与优化路径。

一、港口泊位主要结构形式及成本构成特点

1.1 重力式结构

重力式结构依靠自身重力平衡外部荷载，通过块体砌筑或混凝土浇筑形成连续墙体，其核心特点是结构厚重、稳定性强。成本构成中，材料费用占比最高，主要包括块石、混凝土、钢筋等主体材料，以及防渗、防腐等辅助材料，材料选择直接影响基础成本。施工成本中，大型机械费用占比较大，因需重型吊装设备进行构件安装与基床处理，且对施工场地的承载能力要求较高。此外，地基处理成本波动较大，若建设区域为岩基或密实土层，地基处理简单；若遇软土地基，则需通过换填、夯实等措施增强地基承载力，会显著增加成本[1]。

1.2 桩基础结构

桩基础结构通过桩体将荷载传递至深层地基，适用于软土地基或承载力不足的区域，具有自重轻、对地基适应性强的特点。成本构成以桩基材料与施工为主，桩基类型的选择直接决定基础成本，不同桩体的材料强度、防腐性能差异会导致单价波动。施工成本中，桩基施工设备的租赁与使用费用占比较高，且施工效率受地质条件影响显著，复杂地层可能增加成桩难度与时间成本。承台与上部结构的混凝土浇筑及钢筋配置费用也占一定比例，其成本与结构跨度、荷载要求相关。

1.3 沉箱式结构

沉箱式结构由预制混凝土沉箱通过浮运、沉放拼接而成，兼具重力式结构的稳定性与模块化施工的高效性。成本构成中，沉箱预制费用占比突出，包括模板制作、混凝土浇筑、养护等环节，预制精度要求高，工艺复杂性会增加成本。运输与沉放成本也不容忽视，需专用船舶运输沉箱，沉放过程中的定位、对接等工序对设备与技术要求严格，易产生额外费用。此外，沉箱接缝处理需专用材料与工艺，以保证结构密封性，这部分成本虽占比不大，但直接影响后期维护费用。

二、不同结构形式的成本控制差异分析

2.1 材料成本控制差异

重力式结构因体量庞大，材料消耗量最大，成本控制需聚焦主材性价比，如在满足强度要求的前提下，优先选用本地块石或低标号混凝土降低采购与运输成本；同时优化构件尺寸设计，减少材料浪费。桩基础结构的材料成本控制核心是桩基选型，需结合地质条件与荷载要求，平衡桩体强度与经济性，例如在腐蚀性环境中，选择防腐处理的钢管桩虽初期成本高，但可减少后期维护费用。沉箱式结构则需控制预制材料的质量与用量，通过标准化模板设计提高混凝土利用率，同时注重钢筋布置的合理性，避免过度配筋导致成本增加。

2.2 施工成本控制差异

重力式结构施工成本控制的关键是大型机械的高效利用，需合理规划吊装顺序与作业面，减少设备闲置时间；地基处理环节应根据地质勘察结果优化方案，避免过度处理造成浪费。桩基础结构施工需重点控制成桩效率，通过选择适配的桩基设备与工艺，缩短单桩施工时间，同时加强施工监测，减少废桩返工成本。沉箱式结构的施工成本控制集中在预制与沉放阶段，预制环节可通过流水线作业提高生产效率，沉放阶段需精准规划运输路线与定位方案，降低因二次调整产生的费用[2]。

2.3 环境适应成本差异

不同结构对建设环境的适应能力直接影响附加成本。重力式结构在软土地基中需额外投入地基加固费用，而在岩基区域优势明显，可减少基础处理成本。桩基础结构因对地基要求低，在软土地基中无需复杂处理，环境适应成本较低，但在坚硬岩层中会因成桩难度增加导致成本上升。沉箱式结构对水域条件要求较高，若建设区域风浪大、水深不足，需增加临时围堰或避风措施，环境适应成本随之提高，而在开阔水域则可发挥浮运便捷的优势，降低施工难度。

三、不同结构形式的成本优化策略

3.1 重力式结构优化策略

重力式结构应坚持 “适配地质、优化材料” 的原则，在设计阶段充分勘察地基条件，通过分层钻探、原位测试等手段明确地基承载力分布，仅对承载力不足的必要区域采用换填、夯实或注浆加固处理，避免全区域大规模改造造成的资源浪费；材料选择上优先采用本地砂石、水泥等资源，同时通过集中招标采购对比不同供应商报价与运输半径，进一步压缩材料采购及长途运输成本。施工中推广模块化构件预制，在工厂按标准化模具批量生产沉箱、方块，提前完成钢筋绑扎与混凝土浇筑，减少现场作业工序，提高现场组装效率。

3.2 桩基础结构优化策略

桩基础结构需注重 “精准选型、高效施工”，根据地质分层数据与泊位荷载分布，通过桩土共同作用模型计算最优桩长与桩径，避免盲目加大桩基规格导致的材料浪费，例如在软土地基中，若持力层埋深较浅，可选用短桩配合扩大头设计，替代长桩以降低成本。施工中采用先进的成桩工艺，如软土地基选用液压静压桩替代锤击桩，减少施工噪音与振动的同时提高成桩效率；岩石地基采用旋挖钻结合套管跟进工艺，降低塌孔风险与返工概率。对于海水、潮汐等腐蚀性环境，采用 “防腐处理 + 监测预警” 的组合方案，在桩体表面涂刷高性能防腐涂层并加装牺牲阳极，同时植入传感器实时监测腐蚀程度，避免过度防腐导致的成本浪费，平衡初期成本与后期维护费用。此外，通过桩群布置优化，减少桩基数量，提高结构整体经济性。

3.3 沉箱式结构优化策略

沉箱式结构应聚焦 “预制高效、安装精准”，采用标准化、模块化预制设计，根据泊位尺寸与荷载需求确定沉箱的长度、宽度与高度规格，设计可复用的钢模板，提高模具周转率，同时在混凝土配比中加入矿物掺合料，替代部分水泥用量，降低混凝土成本并提升构件耐久性。运输与沉放阶段制定详细的施工组织计划，提前收集施工水域的气象、水文数据，避开台风、暴雨、强潮汐等恶劣天气，合理安排拖船运输路线与沉放时间窗口，减少因天气因素导致的停工损失，同时配备备用拖船与吊装设备，避免设备故障引发的工期延误。接缝处理选用长效密封材料，如遇水膨胀止水条配合环氧树脂砂浆，增强沉箱之间的密封性，减少海水渗入导致的内部腐蚀，降低后期维修频率与费用。

结束语：

港口泊位不同结构形式的成本控制差异源于其结构特性、适用场景与施工工艺的本质区别。重力式结构侧重材料与地基处理成本控制，桩基础结构需关注桩基选型与施工效率，沉箱式结构则需优化预制与安装环节。在实际建设中，应摒弃“单一成本最低”的误区，结合地质条件、环境因素与运营需求，选择最适配的结构形式，通过针对性的优化策略实现全生命周期成本最低。未来，随着新材料、新工艺的应用，港口泊位结构的成本控制将更加精细化，需持续探索结构创新与成本优化的协同路径，提升港口建设的整体经济性。

参考文献：

[1]王厚晓. 港口航道与海岸工程建设项目的成本优化与节约措施研究[J].珠江水运,2024,(02):101-103.DOI:10.14125/j.cnki.zjsy.2024.02.012.

[2] 杜 标 . 港 口 工 程 设 计 阶 段 的 成 本 控 制 措 施 [J]. 四 川 建材,2022,48(02):213+216.

[3]朱品先. 加强港口建设项目成本控制管理[J].地产,2019,(15):69.