建筑工程中钢筋技术创新应用研究

楚加庆 刘英俊 谢敏 卢文华 彭镇东 贺方圆

摘    要：建筑工程的总成本构成中，钢筋工程占据了较大比例，在保证建筑工程质量前提下，若通过技术手段降低钢筋成本，便能达到节约工程总造价的目的。针对目前建筑工程中钢筋利用效率低的问题，结合武汉一在建工程，从技术角度出发，通过不同途径对钢筋工程进行进行技术创新，替代传统钢筋做法，以利于对施工成本进一步进行精细化管理，对于同类建筑工程有一定的参考价值。

关键词：建筑工程;钢筋;成本;技术创效

1  前言

建筑工程中，钢筋工程一般体量较大，占据了工程总造价的较大比例，且钢筋工程一般是隐蔽工程，具有不可逆性，对施工企业来说，若钢筋精细创效方面未引起足够的重视，则会造成不可估量的浪费。同时建筑市场萎靡、产能过剩、竞争激烈无不困扰着建筑企业，所以施工企业对成本进行精细化管理与创新创效的必要性不言而喻。

建筑工程中创新创效是指在确保工程安全、质量、进度的条件下，通过技术方案优化、工艺及设备更新、技术手段创新等手段，从而使工期缩短、减少损耗、能够直接降低工程成本等，达到有效降低综合施工成本的目的。其中，通过技术手段为企业创新创效和成本精细化管理提供了一个重要的可选途径。技术创新创效是指在满足工程结构安全性的前提下，采取技术创新手段以替代传统做法，从而达到成本创效的目的，钢筋的创新创效一直被业内人士所持續关注。

杨林虎[1]等从对钢筋混凝土构件裂缝宽度控制的角度出发，研究了不同设计裂缝控制宽度对钢筋混凝土构件维护成本的影响;王辉[2]等研发了钢筋BIM翻样智能辅助系统，优化了钢筋BIM翻样断料功能不足的问题;薛建英[3]等通过Revit API，利用遗传-爬山混合算法将钢筋总用量进行求解，使得钢筋利用率达到最高，为施工中钢筋下料提供最优解;漏家俊[4]列举了单根钢筋原料分割的所有可行解，最后运用MATLAB软件求解钢筋下料最优方案，指出运用MATLAB提高了工作效率，同时节约了材料成本;张红标[5]以钢筋的设计工程量作为变量，以建筑成本作为目标函数，基于数学规划，优化了结构构件的量化配置。

目前，尽管基于钢筋成本创效开展了较多的研究工作，但都从宏观成本控制和工程设计的角度出发，能直接用于现场的技术性创效案例并不多见，鲜见通过技术创新达到钢筋成本创效的方法。本文首先对建筑工程中钢筋创新创效进行简单概述，再以武汉一在建的建筑工程，列举了应用于工程中的创新创效措施，通过对该工程中的钢筋分项工程采取措施前后所耗费成本进行对比，验证了施工企业采取技术创新创效的必要性和必然性，为同类工程提供了可借鉴的实际经验。

2  钢筋工程技术创新创效应用措施

2.1  工程概况

武汉江夏区在建的中医医院整体迁建项目为一大型中医院新建工程，该工程建筑物为417层的连体建筑，其中住院部最高17层，建筑面积为24052m2;门诊医技楼位于场地西侧和南侧为45层，其中门急诊部建筑面积为13112m2、医技部建筑面积为10732m2，另外其它附属配套建筑物面积合计为4304m2，并配有两层地下室，建筑面积为35886m2，总建筑面积达88086m2。该工程采用筏板基础，持力层为第（4）-2层中风化泥岩。结构框架结构抗震等级均为二级，框架柱和剪力墙边缘构件采用机械连接或者焊接。

2.2  主筋优化

2.2.1  梁底筋通长

按照以往做法，梁下部钢筋普遍对中间支座采取互锚的做法，但是这种做法降低了施工难度，但是增加了钢筋损耗，该工程将梁底通长筋能通则通，不做连接加工。通过采用该措施，仅地下室部分，节省钢筋0.5t。

2.2.2  竖向筋一次通顶

该工程地下室外墙高度为9m10m，减少纵筋搭接（每根竖向筋节约2处搭接），加快绑扎进度，大大节省了钢筋的用量0.1吨。

2.3 构造筋优化

2.3.1  马镫筋优化

该工程设计有抗浮锚杆以提供抗拔力，马镫筋虽作为一种构造措施，但是该工程筏板基础面积较大，故技术人员考虑将抗浮锚杆统一预留出一定的长度，筏板钢筋施工时以临时代替马凳筋使用，同时不会影响抗浮锚杆的后期正常使用功能，该措施完全代替了马镫筋，为工程大大节省了钢筋用量。

2.3.2  架立筋优化

深基坑采用钢管与型钢支架代替深基坑架立筋，基础坑中坑采用钢管和工字钢支架，经过安全荷载验算，在确保施工安全的前提下，减少了钢材用量。

2.3.3  钢筋支撑优化

模板通常需要设置支撑，按照通常做法，现场工人通常会采用钢筋支撑方式，在保证截面的情况下，采用混凝土尾料制作的成品混凝土块代替以前钢筋支撑的做法，板内马镫同样可采用混凝土块支撑。采用砼块的做法节约了钢筋用量的同时，混凝土支撑对模板造成的损坏更小，经过效果对比，采用混凝土尾料作支撑，代替钢筋支撑，效果更好。

2.4  BIM协助翻样

BIM技术运用到钢筋节点用于翻样，尤其钢筋聚集位置，钢筋布置较大程度上取决于工人的经验，由于工人识图能力参差不齐，经常导致现场钢筋排布错误，甚至导致返工等增加工程成本和工期的影响。

2.5  控制余料，减少损耗

本工程钢筋体量大，若余料不充分控制和利用，则将产生钢筋成本浪费，故本工程要求现场采用当天的预料当天用完的做法，不得堆料;同时限制现场工人随意对柱、墙纵筋收头。

3  结束语

钢筋工程占据了建筑工程总成本构成中的较大比例，若能在保证建筑工程质量前提下，通过技术手段降低钢筋成本，便能达到节约工程总造价的目的。借助武汉一在建医院工程，提出钢筋创新创效措施，并将其应用到工程实际中，结果显示：施工中技术创新创效手段的合理适度运用，对于施工企业的成本精细化管理不容忽视，为同类建筑工程钢筋的做法提供了一定的参考价值。

参考文献：

[1] 杨林虎，李克非，李全旺.裂缝控制宽度对氯盐侵蚀环境中钢筋混凝土受弯构件劣化及维护成本的影响[J].土木工程学报，2013（11）：17.

[2] 王辉，明磊，付俊，胡正欢，邵凌，田府洪.房建项目钢筋BIM智能翻样技术创新与实践[J].施工技术，2019（4）：7072.

[3] 薛建英，阎超，孟繁敏，宁澎.基于BIM的建筑工程钢筋用量优化及可视化施工的研究[J].中北大学学报（自然科学版），2020（1）：6065.

[4] 漏家俊.基于MATLAB的钢筋下料优化算法[J].建筑施工，2018（2）：292294.

[5] 张红标.钢筋混凝土建筑结构设计成本优化研究[J].工程造价管理，2016（2）：4651.