朱海龍，張春明

（1.中交第一航務(wù)工程局有限公司，天津 300461；2.中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇島 066002）

0 引言

DCM（Deep Cement Mixing）也可稱為 CDM（Cement Deep Mixing）。海上DCM樁是一種深層地基處理技術(shù)，在國外得到了廣泛的應(yīng)用。我國于1989年首次在天津港東突堤北側(cè)碼頭采用DCM技術(shù)加固軟基。近年來同類型工程明顯增多，正在建設(shè)中的香港機場第三跑道工程、香港綜合廢物處理設(shè)施項目和深中通道項目都采用該技術(shù)，如何有效控制海上DCM施工成本是一個重要的研究課題。掙值法（Earned Value Management）是國際上項目管理公認(rèn)的一種成本—進度聯(lián)合監(jiān)控方法，在控制成本與進度方面取得了良好的效果。本文對影響DCM樁施工成本的指標(biāo)進行分解，以香港機場擴建工程3204標(biāo)為案例，應(yīng)用掙值法對進度和成本聯(lián)合監(jiān)控分析，研究提出促進成本管控的措施，以期為后續(xù)工程提供借鑒。

1 掙值法理論

掙值法在20世紀(jì)早期由美國工業(yè)工程師提出，于1962年正式被引入費用—控制系統(tǒng)，1967年被美國國防部制訂的《系統(tǒng)準(zhǔn)則》收錄[1-2]，很快在美國能源部、交通部等部門的項目中推廣應(yīng)用，在控制投資與進度方面取得了良好的效果。掙值法的基本要素是3個基本參數(shù)和4個基本指標(biāo)[3]。3個基本參數(shù)是已完工作預(yù)算費用（BCWP）、計劃工作預(yù)算費用（BCWS）和已完工作實際費用（ACWP），4個基本指標(biāo)是費用偏差（CV）、進度偏差（SV）、費用績效指數(shù)（CPI）和進度績效指數(shù)（SPI），參數(shù)的計算方式見表1，指標(biāo)的判別方式見表2。

表1 參數(shù)計算表Table 1 Parameter calculation table

表2 指標(biāo)判別方法Table 2 Indicator discrimination method

掙值法用預(yù)算和費用衡量項目進度，通過引入中間變量“掙值”來分析項目成本和進度變動情況并給出相關(guān)控制數(shù)據(jù)[4]，能夠?qū)椖砍杀竞凸て诎l(fā)展趨勢做出科學(xué)地判斷和預(yù)測。掙值法將成本和進度統(tǒng)籌考慮，避免了當(dāng)發(fā)現(xiàn)成本超支時，不知道是由于費用超出預(yù)算，還是進度提前的緣故，也避免了當(dāng)成本低于預(yù)算時，難以辨別是由于費用節(jié)省，還是進度拖延引起的[5]。

2 海上DCM樁工藝及其成本控制關(guān)鍵指標(biāo)

2.1 工藝流程

海上DCM樁通過特種DCM船舶來實施[6]，通過定位、貫入、樁端處理、噴漿和固結(jié)等關(guān)鍵工序，將水泥漿類材料注入軟土地基內(nèi)，與軟土進行攪拌固結(jié)，達到高強穩(wěn)定的處理效果。

DCM技術(shù)起源于歐洲，在日本和韓國得到大規(guī)模應(yīng)用，具有高強、環(huán)保、穩(wěn)定等特點，目前海上最大加固深度已達到60 m[7]。從國外經(jīng)驗看，海上DCM樁的主要應(yīng)用對象主要有：海上垃圾填埋場地基處理、沉管隧道島隧結(jié)合部位地基處理、在軟弱地基上建設(shè)重力式結(jié)構(gòu)等。

2.2 施工成本控制關(guān)鍵指標(biāo)

與陸上DCM樁施工相比，海上DCM樁施工成本控制更具復(fù)雜性，主要體現(xiàn)在：海上DCM樁借助特種DCM船舶實施，受波浪水文條件、水下障礙物、地質(zhì)情況的影響大；船舶作業(yè)需要配置交通船、起錨艇等6艘輔助船舶，組織難度大，窩工成本高；船舶技術(shù)和施工技術(shù)復(fù)雜，對船舶作業(yè)人員素質(zhì)要求高，人和船的協(xié)同能力對施工影響大。

按照海上DCM樁施工成本構(gòu)成，可以將關(guān)鍵影響指標(biāo)分為“量”的指標(biāo)和“價”的指標(biāo)，見圖1。

圖1 DCM樁施工成本控制關(guān)鍵指標(biāo)Fig.1 Key indicators of DCM pile construction cost control

1）施工窗口期、單船施工效率、每天作業(yè)時間3個參數(shù)決定了DCM船每個月的施工工程量。施工窗口期受水文、氣候等條件的制約，單船施工效率受到船舶性能、地質(zhì)狀況等的影響，每天作業(yè)時間由工程所在地法規(guī)要求確定。

2）人工費由單船人員配置和人員工資單價確定。DCM施工船舶是特種船舶，需要技術(shù)人員、操作手、機艙和泥漿罐監(jiān)控人員、甲板水手、電工、焊工和管理人員等崗位，人員工資需要考慮夜班、超時工作、上下碼頭等因素。

3）船機費中船機折舊方式由企業(yè)財務(wù)制度決定，船舶維修和具體的施工強度和作業(yè)條件相關(guān)，如鉆桿保持架、鉆頭絞刀葉片、鉆桿導(dǎo)管等為日常維修項目，而船舶二級帷幕、處理機等為大修項目；船舶燃油消耗與施工效率和作業(yè)工況相關(guān)，輔助船舶通?？紤]交通船和起錨艇等配套。

4）材料費中水泥計量損失是船方到水泥罐中的數(shù)量計量損失，和計量方式與管理水平有關(guān)，而水泥消耗量需要根據(jù)地質(zhì)情況和施工工藝進行試驗確定，需要考慮一定的材料施工損失。

5）管理費包括管理人員薪酬、差旅交通費、辦公費用等，當(dāng)項目運轉(zhuǎn)正常時，這些費用基本上每月固定。

6）價的指標(biāo)中，人工費、材料費和機械費（除輔助船舶費）隨著產(chǎn)量的變化而變化，可以看作變動成本，而管理費用和輔助船舶費用可以看作固定成本。當(dāng)施工效率高時，單根樁攤銷的固定成本降低，從而形成規(guī)模效應(yīng)，降低成本。

3 基于掙值法的海上DCM樁成本控制案例

3.1 案例介紹

1）工程概況

中交一航局參建香港機場擴建工程3204標(biāo)，DCM樁工程量約3 300根，共32.4萬m3，為DCM群樁結(jié)構(gòu)，荷載為800 kN/m2和1 000 kN/m2，平均樁長20 m，單樁截面4.627 7 m2，如圖2所示。工期自2017年1月至2018年5月。

圖2 DCM單樁截面圖Fig.2 DCM single pile sectional view

該工程的實施有如下特點：處于機場航空高度管制區(qū)域，施工區(qū)存在多種極端天氣狀況，部分施工水域水深較淺，開敞水域船舶定位和保持穩(wěn)定性難，水下障礙物較多，環(huán)保要求嚴(yán)格。

2）項目實施情況

該項目砂樁2號DCM船于2017年4月進場后，受到環(huán)保和船機改造影響，自9月份開始逐步步入正規(guī)，為便于計算，選取2017年11月至2018年2月的實施數(shù)據(jù)進行分析，如表3所示。

表3 項目實際進度和成本情況Table 3 Project actual progress and cost statistics

3.2 案例分析

1）確定目標(biāo)成本BCWS

根據(jù)工程現(xiàn)場的地質(zhì)、水文、氣候、波浪和DCM船的特性以及現(xiàn)場組織條件，確定砂樁2號的各項成本控制指標(biāo)如表4所示。

表4 砂樁2號成本控制指標(biāo)Table 4 The cost control index of sand pile 2

根據(jù)上述16個控制指標(biāo)，計算出砂樁2號的月進度指標(biāo)360根/月，月成本指標(biāo)為355元/m3，月度目標(biāo)成本BCWS為1 183萬元。

2）計算BCWP、ACWP及CPI和SPI

根據(jù)表1、表2的計算方法，計算各月的已完工作預(yù)算費用BCWP、已完工作實際費用ACWP、費用績效指數(shù)CPI和進度績效指數(shù)SPI，如表5所示。

表5 成本績效和進度績效計算表Table 5 Cost performance and schedule performance calculation

3）成本績效判別

從計算結(jié)果來看，2017年12月和2018年1月的CPI和SPI均大于1，表明同時完成了進度考核目標(biāo)和成本考核目標(biāo)；2017年11月和2018年的2月的CPI和SPI均小于1，說明沒有完成考核目標(biāo)，但2月份的情況比11月份的稍好。

4）影響績效的原因追蹤

以2017年11月份為分析對象，深層次地發(fā)掘影響成本超支和進度滯后的事件如下：淤業(yè)主供應(yīng)水泥不及時導(dǎo)致停工等待8 d。于DCM船水泥螺旋輸送機故障等使處理機不能滿負荷工作15 d。

盂11月香港地區(qū)雷暴、臺風(fēng)等惡劣天氣頻發(fā)，期間砂樁2號抵御了1次臺風(fēng)侵襲，共3 d。

事件淤和盂共減少了砂樁2號有效作業(yè)天11 d，事件于造成砂樁2號有效作業(yè)天內(nèi)未達到額定生產(chǎn)率，三者共同造成進度滯后，僅完成目標(biāo)值的63%，是進度滯后導(dǎo)致的成本超支；事件盂造成砂樁2號額外增加拖航費用和防臺碼頭停靠費用60萬元，屬于額外費用增加造成的成本超支。因此，11月份成本超支既有進度滯后的原因，也有成本增加的原因。

3.3 海上DCM樁施工成本管控措施

1）細致調(diào)研，深度策劃，構(gòu)建成本目標(biāo)。對涉及該項目的工作程序、法律法規(guī)、勞工資源、船機資源、材料資源以及船舶維修資源等信息進行充分的調(diào)研，形成數(shù)據(jù)庫，作為項目成本策劃的基礎(chǔ)。全面研讀技術(shù)和商務(wù)文件，組織專家策劃會，深度策劃。按照實物量成本和費用成本等多維度分解成本指標(biāo)，編制成本預(yù)控方案，下達目標(biāo)責(zé)任書，明確全員的成本控制職責(zé)。

2）建立基于目標(biāo)成本的績效薪酬機制。將員工的薪酬分解為基本工資+完成目標(biāo)獎金+超額獎金，按照完成DCM樁的根數(shù)，建立階梯式的超額獎勵機制，使得員工能夠清晰掌握自己的薪酬和目標(biāo)成本的關(guān)系。實際作業(yè)中實施日出成本制度，將進度和成本利用掙值法聯(lián)合監(jiān)控，對比計劃成本和實際成本的差異，實時預(yù)警提示，督促現(xiàn)場采取干預(yù)措施。

3）構(gòu)建風(fēng)險檢查清單和措施，降低風(fēng)險成本。在項目前期調(diào)研和策劃的基礎(chǔ)上，構(gòu)建項目風(fēng)險對照檢查清單，制定相應(yīng)的預(yù)防措施。項目實施過程中動態(tài)監(jiān)控風(fēng)險因素的變化情況，預(yù)警并啟動預(yù)案，減少風(fēng)險成本。重點關(guān)注屬地化用工風(fēng)險、安全環(huán)保風(fēng)險、極端氣候條件風(fēng)險、資源保障風(fēng)險、船舶和施工技術(shù)風(fēng)險、管理風(fēng)險等對項目成本的影響。

4）加快DCM船舶軟件和硬件的國產(chǎn)化改造。針對DCM船舶施工過程中發(fā)現(xiàn)軟件、硬件、性能等方面的不足和不匹配問題，如水泥漿U形管堵塞、鉆桿堵塞、制漿系統(tǒng)堵罐和質(zhì)量不穩(wěn)定、鉆頭結(jié)構(gòu)改進、易損件壽命延長進行方案優(yōu)化和改進；對施工管理系統(tǒng)軟件進行適時改進邏輯、優(yōu)化參數(shù)配置、改進保護方案；對非國產(chǎn)電氣系統(tǒng)進行國產(chǎn)化選型，適應(yīng)性改進，逐漸更替。

5）提高自修能力，減少船舶故障率。除緊急修理外，盡量采用自修?，F(xiàn)場盡量將精通船舶施工設(shè)備，對柴油機、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及船體相關(guān)知識的專業(yè)人員集中使用，能夠應(yīng)急作業(yè)；對施工管理系統(tǒng)進行自修，充分掌握韓方系統(tǒng)，除大范圍曲線改動外，盡量不使用外方人員；船舶備件盡量充足，對易損件做好使用周期測算，滿足現(xiàn)場施工生產(chǎn)需要，杜絕因為備件問題耽誤施工生產(chǎn)；合理安排檢修時間，進行預(yù)防性保養(yǎng)維修，減少甚至杜絕應(yīng)急維修。

6）加強參數(shù)設(shè)計和曲線匹配，提高成樁效率。根據(jù)非黏性土地質(zhì)和黏性土地質(zhì)情況研究設(shè)計不同的施工曲線，處理好貫入提升速度、噴漿噴水流量和旋轉(zhuǎn)速度3大主要參數(shù)的關(guān)系[8]。非黏性土重點控制噴漿期間的攪拌質(zhì)量，在噴漿階段，適當(dāng)降低攪拌速度和移動速度，讓加固土與水泥漿充分結(jié)合，減少攪拌回路，提高施工效率。黏性土在典型曲線基礎(chǔ)上進行優(yōu)化和改善，提高黏土層中噴水量，提高含水率，軟化土層；增加攪拌切土次數(shù)，尤其是在持力層交界區(qū)域反復(fù)進行攪拌，將加固土充分?jǐn)囁椋⒆屻@頭上依附土塊在噴漿前充分脫落。

4 結(jié)語

海上DCM施工技術(shù)在國內(nèi)大型深海地基處理應(yīng)用的趨勢明顯增多。通過對影響DCM施工成本的關(guān)鍵指標(biāo)體系進行分解，不僅可以確定目標(biāo)成本，還有利于成本控制目標(biāo)的分解?；趻曛捣▽⒊杀竞瓦M度情況進行聯(lián)合監(jiān)控，為成本控制預(yù)警提供了方法和手段。通過確立目標(biāo)、目標(biāo)與績效掛鉤、軟硬件國產(chǎn)化、提高維修能力等組織和技術(shù)手段，可達到有效降低DCM施工成本的目的。