《水运工程混凝土和砂浆材料用量定额》修订全过程分析

赵紫剑，李晨

（1.交通运输部天津水运工程科学研究院交通运输水运工程造价定额中心，天津 300456；2.中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 301700）

0 引言

在现代建筑中，混凝土工程所占费用比例一般达到工程总造价的10%～20%左右，而在水运工程建筑结构中，混凝土及钢筋混凝土结构所占费用比例有时会高达70%～80%，混凝土结构的造价对整个建筑工程造价产生着重要影响。混凝土结构成本中60%～80%为材料成本，而混凝土材料作为主材是构成混凝土结构造价的重要部分，研究混凝土材料的价格构成，准确的确定混凝土价格，对控制建筑工程造价具有重要意义。

我国的混凝土计价方法采用的是定额法，即在确定的标准规范条件下，给出满足各种特定性能要求的混凝土配合比，据此可以计算出各类混凝土组成材料所发生的成本费用，从而确定混凝土的价格，对造价进行管理和控制。这一方法对于特定混凝土材料的组成价格在一定条件下是比较精确的，可以较为准确的反映实际工程中材料消耗的实际情况，但随着技术的发展及有关标准规范的更新，定额也需要及时更新调整，否则难以满足工程计价的需求。

20世纪70年代开始，水运行业根据水运工程的特点和行业技术规范制定颁布了《水运工程混凝土和砂浆材料用量定额》（以下简称《配合比定额》），作为水运工程计价定额的配套标准使用。《配合比定额》是控制水运工程建设各个阶段中混凝土和砂浆材料价格的基础标准，为合理确定和有效控制工程造价发挥了重要作用。

1 定额修订的必要性分析

2018年以前，《配合比定额》中材料消耗量的原始数据是基于JTJ 221—87《水运工程混凝土施工规范》（以下简称87版混凝土规范）中规定，以部分试验数据为基础，结合工程统计资料制定的。而后随着混凝土原材料生产技术的进步和相关技术标准的提升，交通运输部分别于1996年和2011年更新了水运工程混凝土施工规范，其中包括水泥国家标准的变更、混凝土强度指标的变更、多种混凝土外加剂标准的确定、各类掺合料标准的确定、多种性能混凝土性能标准完善等大量变化[1]，JTS 202—2011《水运工程混凝土施工规范》（以下简称2011版混凝土规范）、JTJ 268—96《水运工程混凝土施工规范》和87版混凝土规范的技术要求已发生巨大变化，不同规范条件下，混凝土配合比也大不相同。具体表现在：

1）《配合比定额》的混凝土性能指标体系完全偏离了现行混凝土规范规定，几乎所有混凝土设计规格实际上与定额中标定规格不符，《配合比定额》中材料组成内容、控制标准与现行混凝土规范差异很大，导致定额难以准确、适用。

2）混凝土组成材料中水泥掺合料早已大量使用，各种外加剂按照混凝土性能要求已经明确制定并实施了有关标准，这些标准极大地影响到混凝土的配制成本，而定额中并未准确反映目前混凝土各种材料的实际构成，导致混凝土计价偏差很大。

3）随着混凝土技术的提升，各类混凝土的强度等级已大幅度提高，并且随着技术进步，许多新型混凝土品种在工程中广泛应用，而定额中缺少相应的配合比标准，造成工程计价时无定额可用，计价标准缺失，严重影响到建设工程整体造价的管控。

2 《配合比定额》的修订方法

根据我国数十年《配合比定额》制（修）订工作的经验，其修订方法分为理论推算、实测统计和试验加推算3类。

2.1 理论推算

最初的配合比定额数据来源于技术规范给定的水泥混凝土配合比设计有关公式、参数。即根据确定的混凝土强度指标和流动性指标、抗渗要求、抗冻要求等按照混凝土技术规范给出的水泥用量、水灰（胶）比、砂率等参数，使用规范给定的公式和方法计算获得。

2.2 实测统计

采样统计获得定额消耗量数据，是定额制定的传统方法。但限于目前的条件，采样工作难度极大，一是由于目前建设管理模式多为专业分包采购，很多资料无法获取；二是实际工程中，混凝土组成材料来源多种多样，性能差异很大，通过资料收集的配合比数据离散性很大，不能够满足定额数据分析要求，无法直接作为定额测定的依据。

2.3 试验+推算

选取典型案例进行实测，辅以统计推算验证，也是定额制定的多种方法之一。采用标准的材料、标准的试验过程和方法，对混凝土进行配制试验，得出经济合理的配制数据，在此基础上，经过推算补充必要的消耗，再进行抽样验证，确定混凝土材料用量能满足定额的编制要求和计价精度。经过试验+推算得出的混凝土材料消耗数据的精度和实际发生的混凝土费用误差不大，基本能满足混凝土计价要求，工程造价控制过程中不会出现过大的偏差。

经过对比分析，配合比定额的修订采用试验+推算的方法。

该类油层为岩性较纯的粉细砂岩、粉砂岩，层内非均质性较强，单层厚度较薄（小于2m）。测井响应特征表现为：自然电位负异常较大，自然伽马中低值，微电极中等值正差异，电阻率为1.2～2.0Ω·m，声波时差为270～300μs／m，含油性越好，电阻率越高。该类油层初期不含水或含水量较低，末期含水量较高。该类油层多分布在纯上52、纯上54砂组。

3 《配合比定额》修订内容的确定

根据定额修订前对行业内设计、施工和项目管理等单位进行的需求调研以及专家分析论证，重新修订的新《配合比定额》在内容上需要有较大的改变和补充，其原则是应当满足工程实际中常用品种和常用规格性能的混凝土计价需要。根据水运建筑物的特点，增加水工结构上常用的高性能混凝土、高强混凝土、水下混凝土等混凝土品种，其强度等级应根据现行技术规范向上延伸到工程广泛采用规格的上线。经调研分析确定的新《配合比定额》和原《配合比定额》[2]主要内容见表1和表2。

表1 新《配合比定额》主要内容Table 1 Main content of new Mix Proportion Quota

表2 原《配合比定额》主要内容Table 2 Main content of original Mix Proportion Quota

经对比可以看出，新定额比原定额的混凝土品种大幅度增加，混凝土强度等级有较大延伸扩展，基本可以满足当前工程建设常用混凝土计价的需求。

4 配合比定额试验及定额数据生成

4.1 配合比试验的原则和标准

按照前期研究确定的《配合比定额》修订方案，在修订内容基本确定的基础上，首先制定配合比试验工作大纲，开展各种规格混凝土及砂浆材料的配合比试验研究。试验研究以国家标准和行业规范为基础[3]，试验符合2011版混凝土施工规范和JTS 202-2—2011《水运工程混凝土质量控制标准》等相关规定，确保定额修订基础数据的准确性和有效性，为定额修订提供依托，满足当前水运工程建设计价的需要。

4.2 主要材料规格标准的确定

1）水泥规格的确定

混凝土配合比试验中，水泥品种规格根据经济合理原则，以常规混凝土配制时不同强度等级选用的水泥品种为准。根据经济合理的原则和规范要求，C15～C25选用复合硅酸盐水泥P·C32.5，C30～C45选用普通硅酸盐水泥 P·O42.5，C50～C55选用普通硅酸盐水泥P·O52.5。水泥砂浆水泥品种规格：M7.5～M25选用复合硅酸盐水泥P·C32.5，M30～M45选用普通硅酸盐水泥 P·O42.5，M50～M55选用普通硅酸盐水泥P·O52.5[4]。

2）确定掺合料品种和掺入比

按照可靠、经济、合理原则，掺合料的掺入比应严格控制在规范的要求范围内。试验中对掺合料品种和掺入比进行多种对比试验，在保证拌和物和易性、流动性、耐久性和提高混凝土强度等前提下，减少混凝土的水泥用量，从而降低成本，并能满足工程计价的需要[5]。经试验和分析，混凝土配合比中掺合料品种主要为粉煤灰，部分高性能混凝土掺合料采用粉煤灰和矿粉两种掺合料[6-7]，个别高强混凝土不使用掺合料。掺合料的掺入比在15%～40%范围内。

混凝土骨料的性能对混凝土的水泥用量有一定影响，为保证定额的消耗量具有代表性，此次配比试验采用的骨料除应符合规范的质量要求外，也符合统一的技术要求。其中细骨料采用中粗砂，细度模数Mx为2.5～3.5，颗粒级配分区符合Ⅱ区要求[1]；粗骨料级配根据设计最大骨料粒径，按规范要求[1]控制。

4）外加剂

目前不同种类混凝土根据其工作性能要求采用的外加剂品种规格多样[8]。为统一定额消耗量数值，便于工程计价，对可以使用固态粉剂的外加剂全部换算为粉剂计量，对必须采用水剂的外加剂，则按照其品种统一试验规格，并标其含固量，保证定额计价的需要。

4.3 确定各种混凝土坍落度参数

为保证试验的准确性、代表性，在满足混凝土质量要求和施工性能的前提下，经过专家讨论确定试验采用的坍落度参数：普通塑性混凝土坍落度为70 mm，普通流动性混凝土坍落度为140 mm，高性能流动性混凝土坍落度为（140±20）mm，干硬性混凝土维勃稠度为20 s等。

4.4 胶凝材料用量的控制

混凝土中胶凝材料用量在一定程度上对混凝土的质量、价格都具有重要影响，特别是当前水泥价格居高不下，胶凝材料的用量在很大程度上决定了混凝土的价格，因此定额试验需要严格把握胶凝材料用量。在保证实际工程混凝土配制总成本的条件下，除满足混凝土的强度、耐久性、抗冻性能、抗渗性能及施工性能等要求外，应严格控制混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量。

4.5 试验工作组织及混凝土配合比定额用量推算

配合比试验工作委托专业混凝土试验研究机构进行，按照试验工作大纲确定的试验内容和工作程序，由专业人员进行试验，完成配合比设计，材料检测计量，试件制作养护，试验及数据记录，数据分析计算整理等，最终提交试验数据等全部工作。试验的过程中按照大纲要求，安排技术管理人员进行实时监控和抽查检测，保证数据真实准确。

《配合比定额》试验共完成各品种、各强度等级混凝土2 489组，收集了全部试验数据。根据形成的试验成果，研究人员对所有消耗量数据进行统计学分析，包括对混凝土组成材料消耗量和相应试验的混凝土性能指标进行排列分析、离散性分析等，对试验数据做出归一性调整，得出符合规律的消耗量数据。由于试验获取的消耗量数据不包括实际工程中混凝土配制过程发生的必要损耗，因此在试验数据的基础上，根据工程实际情况，按照不同材料的施工配制损耗率，分别对各种混凝土的组成材料数据进行换算调整，形成了混凝土配合比定额用量数据。

5 定额造价水平分析

5.1 新定额水平验证

为保证新定额符合工程实际，在配合比定额初步形成后，研究人员根据调查获取的实际工程资料应用定额数据进行验算，复核定额与实际工程间的差异情况。经过对30余项工程（例如：董家口港区原油码头工程、山船重工西区造船坞工程、长江南京以下12.5 m深水航道二期工程）中的2 000组配合比进行验算，新定额94%以上可以覆盖实际工程消耗，同时定额偏差率普遍小于10%，其精度已经满足工程计价需要，达到了预期的效果。

5.2 新老定额造价水平分析

在新定额验证分析的基础上，进一步使用原定额和新定额进行价格水平分析。由于新老定额适用的规范标准不同，具有可比性的混凝土品种很少，只能对原定额的普通半干硬性混凝土和新定额的塑性混凝土进行定额造价对比分析。对比分析采用目前市场实际的材料价格水平，并根据不同地区价格差异情况，分别选取高价格水平（南方地区）和低价格水平（北方地区）两种情况测算新老定额的混凝土配合比价格，以求反映不同原材料价格水平下，定额的水平差异情况。相关测算结果见表3。

从测算成果可以看出新定额塑性混凝土在掺入了掺合料的情况下，新定额与原定额价格比例在97.84%～87.66%之间，特别是水泥价格在高位运行时，延用原定额将导致混凝土费用虚高近10%。随着时间推移和国家对环保的重视，原材料特别是水泥等材料价格将持续走高，使用原定额对于工程计价的不利影响会越加明显，而新修订的《配合比定额》可以更准确的反映混凝土价格水平，满足工程计价的需要和工程造价的控制。

6 修订成果和结论

《配合比定额》修订形成的主要成果包括《水运工程混凝土和砂浆材料用量定额》（2019版），混凝土定额试验报告和附件资料，定额水平测算报告等内容。通过《配合比定额》的全面修订得出以下主要结论：

1）定额全面修订中采用试验分析加推算调整的定额修订方式，经检验是可行的，其成果可以满足修订工作需要，是值得借鉴的定额修订方法。

2）进行定额试验研究重要的是要确定合理试验研究方法、试验参数和分析方法，本次研究工作对此积累了一定经验，可为今后类似工作提供指引。

3）重新修订的《配合比定额》解决了20多年来工程技术规范与定额间存在的不协调问题，有效的提高了定额的计价精度和适用性，满足了实际工程计价的需要，提高了混凝土工程造价控制水平，将在今后水运工程计价工作中发挥重要的作用。