李渊
(华陆工程科技有限责任公司,西安 710065)
随着施工技术的不断发展, 施工措施技术也朝着安全可靠、技术先进、工艺合理、经济适用等方向进步,施工措施对建筑工程的质量、安全、工期、造价都有着直接的影响,其中,脚手架作为最重要的措施, 值得关注。 脚手架经历了竹木脚手架、门式脚手架、扣件式钢管脚手架、碗扣式脚手架以及承插型盘扣式脚手架这几个阶段[1]。本文通过对某项目不同主项应用盘扣式支架和扣件式支架的费用分析, 测算出单位容积的材料租赁指标及施工费指标, 利用数据分析选择最经济的施工方法,并完成盘扣式支架自购与租赁的方案比选。
竹木脚手架,灵活轻便,因其木质特性,耐火性较差,有安全隐患,已逐渐被市场淘汰;门式脚手架结构合理、受力性好,但构架尺寸无任何灵活性;钢管扣件式脚手架,具有较耐用、受力性好、结构合理、承载力高,因较低的租赁价格和相对成熟的技术,作为一种传统模板支撑体系,应用非常广泛,缺点是钢管笨重、安装拆卸较麻烦,钢管壁厚尺寸负偏差较大,有一定的安全隐患,对现场施工要求较高;碗扣式脚手架多用于内模架、高功效、安全可靠,缺点是价格较昂贵;盘扣式支架安拆方便、稳定性好、节点受力也比较均衡、安全可靠,目前逐步在推广[2]。
目前,市场上盘扣式和扣件式是应用最广泛的脚手架,这两种方式对费用和工期也有较大的影响。 盘扣式支架由立杆、斜杆、水平杆、盘扣接头、托座等组成。 基本构造和搭设要求与扣件式钢管支架相似,不同之处在于盘扣接头、斜杆、立杆。 盘扣接头是焊接于立杆上,连接圆盘水平对称布置8 个插销孔,支架立杆采用套管承插连接,支架水平杆、斜杆采用杆端扣接头卡进连接圆盘,楔形插销锁紧,形成几何结构不变体。
3.1.1 盘扣式材料租赁费
1)冷却塔盘扣式材料
冷却塔为混凝土框架结构,共4 层,平面尺寸38 m×19 m,支撑高度达17.60 m,支撑内架采用盘扣式满堂脚手架,外架采用落地扣件式双排脚手架。 盘扣式满堂脚手架立杆直径48.3 mm,壁厚3.2 mm,立杆横向间距0.9 m,立杆纵向间距0.9 m,水平杆步距1.5 m,施工周期100 d。 经现场统计,冷却塔盘扣式脚手架质量191 t,租赁费用187 068 元,单位容积租赁费为14.72 元/m3,14.72/100=0.147 2 元/(d·m3)。
2)机柜间A 盘扣材料
机柜间A 为混凝土框架-剪力墙结构,共1 层,平面尺寸27.75 m×18.4 m,搭设高度为6.3 m,支撑内架采用盘扣式满堂脚手架,外架采用落地扣件式双排脚手架。 盘扣式脚手架立杆直径48.3 mm,壁厚3.2 mm;立杆横向间距1.2 m,立杆纵向间距1.2 m,水平杆步距1.5 m,施工周期60 d。 经现场统计,机柜间A 盘扣式脚手架共需38.89 t,租赁费用27 034 元,单位容积租赁费为8.15 元/m3,8.15/60=0.135 8 元/(d·m3)。
3)小结
按照施工周期为1 d 计算, 盘扣式满堂脚手架租赁费为0.135~0.147 元/(d·m3),取中间值0.14 元/(d·m3)。
3.1.2 扣件式材料租赁费
扣件式脚手架规格相对单一,材料的通用性较强,根据构筑物的搭设空间和连接方式计算冷却塔和机柜间按照与盘扣式相同的步距及间距钢管和扣件的工程量。
1)冷却塔扣件式材料费
钢管租赁费0.015 元/(m·d),扣件租赁费0.01 元/(个·d),根据现场统计钢管共需37 975.89 m,扣件30 731 套,租赁费合计87 695 元,经计算单位容积租赁费6.9 元/m3。
2)机柜间A 扣件式材料费
钢管租赁费0.015 元/(m·d),扣件租赁费0.01 元/(个·d),根据现场统计钢管共需8 219.5 m,扣件共需7 220 套,租赁费合计11 729 元,单位容积租赁费3.53 元/m3。
3.1.3 小结
由上述计算可知冷却塔盘扣脚手架租赁费为187 068 元,单位容积租赁费为14.72 元/m3; 扣件式脚手架租赁费为87 695 元,单位容积租赁费为6.9 元/m3;租赁费节省了约1倍,费用减少了约100 万元,单位容积租赁费比例为14.2/6.9=2.1。可得指标, 若施工周期为1 d, 扣件式满堂脚手架租赁费为6.9/100=0.069 元/(d·m3)。
机柜间A 盘扣脚手架租赁费为27 034 元,单位容积租赁费为8.15 元/m3;扣件式手架租赁费为11 729 元,单位容积租赁费为3.53 元/m3;租赁费节省了约1 倍,费用减少了约15 304 元,单位容积租赁费比例为8.15/3.53=2.3。 可得,若施工周期为1 d,扣件式满堂脚手架租赁费为3.53/60=0.058 元/(d·m3)。
盘扣式脚手架为装配式搭设, 速度快、 能够缩短搭设时间,为上部结构工作能争取时间,且安装要求低,木工或普工只要能区分规格就可搭设盘扣架, 也能解决现场人力调配问题,缺点是拆卸后整理比较麻烦,需要按照相同类型规整到托盘内,但拆卸后的工作已经不影响主体施工,扣件式脚手架相比盘扣式脚手架,安装要求高,需要专业的架子工搭设[3]。
3.2.1 相同装置不同搭设方法人工费测算
根据现场实测法, 统计了两套同规模机柜间B 和机柜间C 的人工消耗,机柜间B 和C 的建筑面积及高度相同,搭设方法不同,相同装置不同搭设方法人工费测算:
1)使用盘扣式满堂脚手架,班组20 人,架子工和普工的占比为7∶3,搭设3 d,拆除3 d,清理运输2 d,共消耗工时160个,单位容积人工费10.8 元/m3。
2)使用扣件式满堂脚手架,班组20 人,架子工和普工的占比为7∶3,搭设7 d,拆除3 d,清理运输5 d,共消耗工时300 个,单位容积人工费19.7 元/m3。
可知,扣件式比盘扣式人工费高,人工费比例约在1.8。
3.2.2 不同装置相同搭设方法人工费测算
高度不同对脚手架施工费影响较大, 选取了冷却塔及机柜间B 作为比较对象,冷却塔高度17.6 m,机柜间B 高度6 m。根据现场实测法,统计了冷却塔和机柜间B 的人工消耗,搭设方法都为盘扣式。 不同装置相同搭设方法人工费测算。
1)机柜间B 使用盘扣式满堂脚手架,班组20 人,架子工和普工的占比为7∶3,搭设3 d,拆除3 d,清理运输2 d,共消耗工日160 个,单位容积人工费10.8 元/m3。
2)冷却塔使用扣件式满堂脚手架,架子工搭拆共消耗工日440 个,普工共消耗118 个,共消耗工时558 个,单位容积人工费20.1 元/m3。
施工高度差异对脚手架的施工费有直接影响,高度增加2倍,施工费增加1 倍。
脚手架搭拆费用与建筑物是否封闭有直接关系, 如水池等封闭构筑物内,拆卸只能从预留的孔洞处将构件拿出,还要考虑水池内的导流墙等影响,拆除工作耗费工时较多,如机柜间只能从门的出入口处将扣件移出[4]。
3.2.3 小结
通过对盘扣式和扣件式脚手架材料租赁费和施工费分析,盘扣式材料租赁费是扣件式的2.1~2.3 倍,盘扣式施工费是扣件式施工费的1.8 倍,高度不同的装置,施工费差异较大。
为了明确盘扣式与扣件式的费用平衡点,以冷却塔为例,脚手架容积为5 982 m3,脚手架施工费只与空间有关系。 假设在开始搭设时,施工费一次投入,施工费是一个定量,采用盘扣式脚手架时施工费为12 707×20.1=255 410 元,采用扣件式时施工费为12 707×20.1×1.8=459 739 元; 因材料租赁费与时间有直接关系,盘扣式满堂脚手架租赁费为0.14 元/(d·m3),扣件式满堂脚手架租赁费为0.069 元/(d·m3),将时间作为变量,拟曲线在226 d 时达到平衡点,在226 d 之前,扣件式的费用是高于盘扣式的,在226 d 之后,盘扣式的费用是高于扣件式的。 曲线如图1 所示,Y1 为扣件式,Y2 位盘扣式。
图1 盘扣式与扣件式费用平衡点
考虑到部分项目工期可能会长达几年, 有必要对脚手架材料从租赁与自购两个方面在经济效益层面对比分析, 这也对企业的经营决策有重要意义。 本次只针对冷却塔装置盘扣式满堂脚手架做数据分析。
4.1.1 脚手架直接采购费
根据现场实际统计,并进行市场询价,见表1 采购费。
表1 采购费
由表1 可知,冷却塔盘扣式脚手架材料用量约191 t,直接采购费费合计约163 万元。
4.1.2 脚手架摊销费用
脚手架一般使用寿命为10 年,残值率按20%计取,采购的脚手架材料按贷款考虑,年贷款利率4.44%,已知现值求年金A,A=1 629 753×(1-20%)×4.44%×(1+4.44%)10/[(1+4.44%)10-1]=164 302 元,每年的摊销费用约为16.4 万元。
4.1.3 脚手架存储、保管及日常维护费
采购的脚手架需要用专门的托盘集中储存, 按照盘扣架类型不同,需要托盘约50 个,需要存储脚手架的厂房面积约300 m2,场地费用按照0.05 元/(d·m2),相关的场地费用约5.4万元。
4.1.4 支架材料损耗
因盘扣式支架材料采用镀锌钢管,材料尺寸较小,重量较轻,盘扣接头与立杆横杆相连接,接头不会发生丢失,材料在使用过程中的损耗也较低,根据以往的施工经验,盘扣式支架的损耗率在2%,费用约为163 万元×2%=3.2 万元。
综合以上4 个方面,每年发生的固定成本需要25 万元。
按照目前市场行情,每吨租赁费用在8 元/d,按照全年脚手架一直在使用,一年的租赁费为8×191×365=55.77 万元,脚手架实际使用率按照一个项目一年60%计算(60%使用率考虑了不同项目之间的运输、同一项目内的周转等因素),则一年的租赁费为8×191×365×0.6=33.46 万元。
脚手架自购或租赁的决定性因素在于两个方面, 一是在未来10 年是否一直有中标项目、二是中标项目规模的大小。 按照现在建筑行业综合工期,一个项目建筑工程大约需要1 年时间,综合计算脚手架一年周转率按照60%计算,若未来10 年,能中标10 个项目,且中标项目规模较大,工期超过1 年,则10 年期租赁费为33.46×10=334.6 万元,而10 年固定成本为255 万元,租赁费高于固定成本,所以自购更加经济,若未来10 年,只能中标7 个项目,且中标项目规模较大,工期超过1 年,则10 年期租赁费为33.46×7=234.22 万元,而10 年固定成本为255 万元,固定成本高于租赁费,所以租赁更经济。 考虑到目前建筑行业竞争激烈,准入门槛较低等特点,项目中标的难度加大等因素,建议选择脚手架材料租赁会更经济。
通过对盘扣式脚手架和扣件式脚手架在材料费及施工费的分析, 盘扣式脚手架租赁费约为扣件式脚手架的2.1~2.3倍,而扣件式脚手架施工费约为盘扣式脚手架的1.8 倍,以冷却塔为例,分析了两种方案的费用平衡点,并对盘扣式脚手架材料费租赁及自购做方案比选,综合考虑盘扣式脚手架更加经济、高效。