基于BIM技术的深基坑成本动态控制

2022-04-29 23:35占征杰徐书平叶楚锜
中国招标 2022年7期
关键词:深基坑成本控制

占征杰 徐书平 叶楚锜

【摘要】深基坑场地土层、周边环境及施工变更等因素,容易导致深基坑的造价失控。本文以湖北省某大楼的深基坑为例,探讨总结BIM技术在成本动态控制中的运用方法及经验,同时使用BIM技术中的Revit软件进行三维建模,利用某厂商BIM5D软件平台集成进度控制与资源配置,模拟施工过程,遵循PDCA循环控制原理对不同时期的造价进行动态控制。

【关键词】BIM;深基坑;成本控制;施工模拟

近些年来尤其是改革开放以来,随着我国经济建设的飞速发展,高层建筑拔地而起。这些建筑的基坑深度已逐渐向10米、15米以上发展。基坑施工体量大,施工困难多,可以利用5D平台以土建算量模型和钢筋算量模型为数据载体,通过流水段的划分,关联施工过程中的进度、质量、图纸等信息,幫助管理团队对施工方案、物资供给和劳动力调配等提供帮助,让重要施工构件可视化。同时,在工程实体的建设过程中,对所消耗的劳动力资源、材料消耗和各项费用开支,运用PDCA循环控制原理进行指导和监督、调整和控制各项费用,实现工程项目的成本动态化控制,将工程项目成本控制在规定的范围内。

工程概况

该工程位于湖北省某市区,本项目施工范围较小,施工现场周围环境复杂,紧邻地铁线,破坏后果严重。项目包括1栋26层心血管大楼,设3层地下室,钻孔灌注桩基础。该项目基坑周长约249米,基坑面积约3600平方米,开挖深度约13.10至17.20米,属于深基坑工程。

工程项目Revit模型

本项目土石方估计量为8万㎡,基坑支护结构如图1所示,主要为密排钻孔灌注桩加三轴水泥搅拌桩加上两道内支撑进行,基坑四周采用对撑和角撑,以板撑为辅。本项目支护桩共计178根,桩径分别为1米和1.4米,立柱桩为钻孔灌注桩,共计24根,桩口直径约为1米,有效桩长约为32米,立柱桩里面布有0.5米×0.5米的格构柱。

旋挖成孔灌注支护桩

场地上采用4台旋挖钻机同时施工,根据施工场地狭小的特点,钻机进场前,1台旋挖钻机先行施工西侧,后面3台用于施工立柱桩及剩下的地块,充分利用场地狭小的特点进行交叉轮换作业,直到支护桩、立柱桩全部施工完成。

土方开挖

支护桩及立柱桩的施工进度,优先开展西侧的施工,剩余地块由东侧向西侧延伸,与中间地块进行衔接。土方开挖阶段,靠近西侧地块将被划分为A区,中间地块划分为B区,东侧路地块划分为C区,整个基坑共划分3个施工区段,共计3个施工顺序。由于基坑周边施工道路环境复杂,施工出入口受限,现阶段仅有2个出入口,分别位于施工场地西侧及北侧。考虑到场地实际情况,遵照“先支撑、后开挖、分段开挖、由内往外”的原则进行土方施工。

成本动态控制

成本控制核算贯穿于工程施工的整个过程。在工程施工过程中,项目管理人员尤其是项目负责人,要按照自己的任务分工各负其责,财务部门也要及时审核各项费用的支出,平衡调度资金,配合项目负责人对施工过程中成本使用情况进行检查,并及时反馈上级部门。

设计概算

1.概算编制说明

本工程概算的第一个依据是该基坑建设项目场地的地勘报告,第二个是由业主单位提供的本项目的用地规划红线图、由甲方提供的地下结构图纸,第三个是湖北省2018年费用定额、国家和湖北省相关的政策法规和基本建设收费标准、已建同类型工程的经济指标、2019年4月武汉市信息价以及部分材料参考市场价格。

本概算的编制范围为地下室基坑的建筑工程和建设工程其他费用,建设工程其他费用根据相关文件及规范计算。

2.项目投资组成

本项目概算总投资4171.19万元。其中工程直接费用3578.57万元,占总投资比例的85.79%;工程建设其他费用283.65万元,占总投资的6.8%;基本预备费308.98万元,占总投资的7.41%。

3.概算指标分析

本项目的概算总造价为3578.57万元,单方造价为9940.46元/㎡。其中,土石方工程综合合价为159.51万元,单方造价为443.08元/㎡,占总造价比例为4.46%;桩基工程综合合价为1963.43万元,单方造价5453.97元/㎡,占总比例为54.87%;基坑围护工程造价为381.21万元,单方造价为1058.93元/㎡,占总比例为10.65%;钢筋混凝土工程造价为1032.42万元,单方造价为2867.84元/㎡,占基坑总造价比例为28.85%;截水沟造价为7.54万元,单方造价20.94元/㎡,占基坑总造价比例为0.21%;措施项目造价为34.45万元,单方造价为95.71元/㎡,占比0.96%。基坑施工只围绕土方开挖、土方回填、边坡支护、打桩、降水来展开工序,所以基坑支护的造价费用一般不包括安装费用及设备购置费。

施工图预算

1.施工图预算编制说明

根据本工程施工图、费用定额、施工现场情况、工程特点及常规施工方案编制清单定额,并依据该市2019年4月建设工程材料信息价确定工程费用。本次预算的计算范围为图纸所涵盖范围,不含总平面布置图。

2.预算指标分析

本项目招标控制价总计为3483.07万元,单方造价为9675.2元/㎡,其中桩基工程造价1608.27万元,单方造价4467.42元/㎡,占总造价的46.17%;土石方工程综合合价为127.87万元,单方造价为355.19元/㎡,占总造价比例为3.67%;基坑围护工程造价为280.62万元,单方造价为779.49元/㎡,占总比例为8.06%;钢筋混凝土工程造价为897.13万元,单方造价为2492.02元/㎡,占总造价比例为25.76%;截水沟造价6.57万元,单方造价为18.26元/㎡,占比例为0.19%;措施项目造价为115.18万元,单方造价为319.95元/㎡,占比3.31%。施工图预算的钢材的消耗量为2406.8吨,水泥的消耗量为2886.2吨,木材的消耗量为18.05㎡,商品混凝土的消耗量为15697.07㎡,商品砂浆的消耗量为14.64㎡。

成本分析

在施工阶段可以通过BIM5D导入两种数据,即合同预算及成本预算。导入模型后,把清单中的清单项对应到模型的构件上,下一步导入和时间相关的进度计划,BIM5D支持斑马梦龙进度计划和微软Project两种格式,然后进行进度和模型的关联。

本基坑项目充分利用BIM5D平台,将编制好的概算和预算文件导入BIM5D中,将分部分项工程中的挖一般土方、挖沟槽土方、钢筋混凝土支撑、地下连续墙、泥浆护壁钻孔灌注桩、垫层、满堂基础、桩承台基础、无梁板以及钢筋混凝土构件拆除等清单项与模型信息进行关联,通过关联得到的按周计算的概算资金曲线,可以桩基得出施工完成后,即2019年第20周,计划工作预算费用(BCWS)为956.54万元,已完工作预算费用(BCWP)为669.58万元,进度偏差为669.58-956.54=-286.96万元<0,所以进度延迟,即实际施工进度落后于计划施工进度;进度绩效指数(SPI)为669.58/956.54=0.7<1,进度绩效指数也显示实际进度比计划进度拖后。通过关联模型信息得到的预算价格资金曲线,2019年第20周桩基工程施工完成,在此节点处计划预算费用(BCWS)为942.02万元,已完预算费用(BCWP)为659.42万元,进度偏差为659.42-942.01=-282.61万元<0,进度滞后;进度绩效指数(SPI)为659.42/942.02=0.7<1,实际进度比计划进度延迟。

对于施工图预算,在支护桩、立柱桩延迟完成的情况下,2019年第20周计划的人工用量为11967个工日,实际的人工用量为8377个工日,人工投入比计划减少了30%;对于材料的用量,以商品混凝土的使用量为例,计划混凝土用量为5742m3,实际的材料用量为4020m3,实际材料的投入量比计划降低30%;在机械投入上,主要以履带式起重机、挖掘机、卷扬机、钻机、自卸汽车等为例,由于机械在第19周开始进场投入使用,因此在第20周的机械用量为0台。计划如果为了缩短桩基施工的工期,把桩基施工工期从13天缩短到10天,那么桩基工程能按时完成,即计划预算的费用等于已完成预算的费用,此时增加的成本为942.02-659.42=282.61万元。

若从施工方的角度考虑,要计算出某一材料的产量、单价和损耗率分别对成本影响多大,也可以通过5D的施工模拟来实现。例如C30的商品混凝土,在上图中利用施工图预算的数据来分析,在第20周C30商品砼的计划消耗量是5742.34m3,实际消耗量为4019.64m3,按照单价为417元/m3,计划的损耗率为4%,实际损耗率只有3%。通过计算得知C30商品砼的计划成本为5742.34×417×(1+4%)=249.03万元,实际成本为4019.64×417×(1+3%)=172.65万元,比计划成本减少了76.38万元,通过分析可知如果只有商品混凝土的消耗量发生变化,那么消耗量发生的变化会对商品砼的成本影响4019.64×417×(1+4%)=174.32万元。通过以周为周期统计的实际物料、人工消耗量、机械使用量和费用情况的对比分析,以此来确定工程的实际施工进度和成本,及时采取纠偏措施。

成本控制措施

按照PDCA循环控制原理,实际与目标进行比对分析,及时纠偏。首先,工程计量是支付中最关键的环节,是成本控制最重要环节。由承包人上报,工程管理现场计量,成本部门复核,计算方法按照合同约定的规则,如混凝土量的计算不计损耗、不扣除钢筋含量,利润管理费不得另计。

其次,加强隐蔽工程的验收,比较容易出现问题的部分要由多个部门签收确认。对合同中的暂估项目和存在变更的分部分项,要及时申报,合理增加工程收入,减少开支。

最后,造价部门只对质量合格和图纸范围之内的工程进行计量,如灌注桩图纸设计为35米,但施工单位实际做了40米,只计量35米,按照35米付款。

成本偏差有三种,其中一种是用实际成本减去合同成本得到的实际偏差。计划偏差就是利用合同成本减去计划成本。还有就是目标偏差,目标偏差相当于实际成本减掉计划成本。施工方应较大范围地减少目标偏差,对于成本,往往偏差越小,说明控制得越好;而目标偏差是计划偏差与实际偏差之和,如果目标偏差较大,应进一步分析偏差产生的原因。

结语

本文以湖北省某大楼深基坑项目为例,分析了BIM5D平台对工程项目全过程管理的意义,即可在施工过程中随时掌握成本动态,对比计划成本和实际成本,对所消耗的人材机资源和费用的开支进行调节,以确保实现成本目标。

基金项目:湖北省武汉市城乡建设局科技计划项目(201949);湖北省住房和城乡建设厅建设科技计划项目(2020171185-25)

(作者单位:占征杰、叶楚锜,湖北工业大学工程技术学院;徐书平,武汉轻工大学土木工程与建筑学院)

参考文献:

[1]楚仲国等.BIM5D施工管理实训[M].重庆:重庆大学出版社,2018(1).

[2]中国计划出版社.建设工程工程量清单计价规范GB 50500-2013[M].北京:中国计划出版社,2013(4).

(责编:高杨)

猜你喜欢
深基坑成本控制
基于FLAC3D的深基坑开挖模拟分析
建筑施工中深基坑支护技术的应用
建筑施工中深基坑支护技术的应用浅述
深基坑施工技术在高层建筑的应用
机械制造企业成本控制管理研究
新时期的医院成本控制问题及对策
企业成本控制策略研究
浅谈制造业企业成本控制有效性