【摘要】建筑施工企業(yè)為了可持續(xù)良性發(fā)展，就要使工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益最大化，在選擇施工方案時(shí)，在保證技術(shù)可行、安全、質(zhì)量以外，項(xiàng)目決策者更追求施工方案的低成本、高效益。文中以云南某高速公路PPP項(xiàng)目互通立交現(xiàn)澆箱梁工程作為依托，對采取不同施工工藝方法投入成本的方案比選進(jìn)行了深入研究，為選取最佳經(jīng)濟(jì)效益方案提供思路。

【關(guān)鍵詞】施工方案；經(jīng)濟(jì)比選；經(jīng)濟(jì)效益

【中圖分類號】TU723.3 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）05-0148-03

0 引言

施工方案的經(jīng)濟(jì)比選在工程項(xiàng)目管理中具有重要作用，是降低工程項(xiàng)目施工成本提高經(jīng)濟(jì)效益的科學(xué)管理方法。

施工方案是指在項(xiàng)目實(shí)施中，根據(jù)項(xiàng)目的需求和條件，為了達(dá)到施工目標(biāo)而規(guī)劃和制定的一系列技術(shù)和經(jīng)濟(jì)措施的總稱。施工方案的比選是指在項(xiàng)目實(shí)施前，通過綜合比較分析各種可行的施工方案，選取經(jīng)濟(jì)效益最佳的方案實(shí)施[1]。

1 依托工程概況

某高速公路項(xiàng)目經(jīng)理部互通A、B、C、E匝道現(xiàn)澆箱梁共設(shè)計(jì)9聯(lián)33跨，最大跨度18 m，最小跨度15 m，最小轉(zhuǎn)彎半徑50 m，最大橫坡6%，最大縱坡4%，最高現(xiàn)澆高度47 m。

該互通樁位多數(shù)位于陡峭邊坡上，最陡坡面坡度約70°，且邊坡坡面覆蓋層厚，承載力偏低，措施費(fèi)用高，施工風(fēng)險(xiǎn)大。

2 施工方案與成本比選過程

2.1 工程現(xiàn)狀分析

一是，該地區(qū)雨季時(shí)間較長，每年5―10月為雨季，年均降雨量約2 000 mm。有效作業(yè)時(shí)間少，工期特別緊張；二是，該立交橋原設(shè)計(jì)為滿堂支架和鋼管柱方案。受雨水浸泡基底存在較大的支架坍塌風(fēng)險(xiǎn)。另外，拆除支架存在較大安全隱患；三是，該地段坡面陡峭，施工場地狹小，需要對邊坡進(jìn)行大范圍挖方，導(dǎo)致成本投入大，且開挖過后減少了樁基保護(hù)層厚度。尤其是B匝道與C匝道坡面坡度約70°，若按照原方案施工，開挖地基后，已施做樁基礎(chǔ)外露長度約8 m，人為造成工程質(zhì)量隱患。

2.2 方案比選的思路

項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際地質(zhì)、地形、地貌等進(jìn)行方案比選，并積極響應(yīng)地方主管部門、業(yè)主對安全環(huán)保理念的硬性要求，按照橋梁支架施工“安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工便利”的三大原則，確定方案比選順序：安全＞工期＞經(jīng)濟(jì)，安全可行性為首要考慮因素，其次為工期因素，要充分利用旱季作業(yè)，最后還要達(dá)到能為業(yè)主節(jié)約投資，為項(xiàng)目創(chuàng)效的目標(biāo)[2]。

2.3 市場調(diào)查研究

經(jīng)過市場調(diào)查，可以滿足該項(xiàng)目現(xiàn)澆箱梁支架作業(yè)的施工方法主要有三種。

（1） 滿堂支架現(xiàn)澆箱梁作業(yè)法，簡稱支架法。主要適用于地勢平坦，且高度不高的現(xiàn)澆作業(yè)中，在山區(qū)地形起伏較大、涉河、陡坡地段有一定局限性。

（2） 鋼管柱法。該方法適用于現(xiàn)澆高度高、涉河等區(qū)段，在陡坡地段的經(jīng)濟(jì)性使用價(jià)值不高。

（3） 穿心棒+貝雷片+盤扣式支架的方案，簡稱穿心棒法。其操作要領(lǐng)就是采用墩柱上預(yù)留穿心棒孔洞，形成穿心棒+貝雷片+盤扣式支架為支撐體系的施工工法，操作簡單、便捷，穿心棒法因鋼棒材質(zhì)強(qiáng)度不滿足抗彎拉的能力，應(yīng)用相對較少[3]。

經(jīng)過細(xì)致調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)在市場上有一種新型材料——高強(qiáng)度的鉻鉬實(shí)心鋼棒，具有比常規(guī)Q235、Q335成倍高的抗彎拉強(qiáng)度，彎拉強(qiáng)度1 080MPa，屈服強(qiáng)度960 MPa，具有較高的抗彎拉能力，荷載受力后不易屈服變形。在特定條件下，采用穿心棒法可以替代支架法及鋼管柱法支架施工工法。這種新型材料的市場價(jià)為5 160元/t，單根4 m，重量在600 kg左右，可長期周轉(zhuǎn)使用，周轉(zhuǎn)次數(shù)可達(dá)上千次。

2.4 成本方案比選

考慮到現(xiàn)澆箱梁高度較高，支架法比鋼管柱法還要增加更大的投入，在方案比選時(shí)，僅對鋼管柱法和穿心棒法進(jìn)行了對比。

2.4.1 方案一：采用鋼管柱法的成本計(jì)算

（1） 地基處理費(fèi)用。大水溝互通共計(jì)現(xiàn)澆9聯(lián)33跨，按照單個(gè)墩柱兩側(cè)8根鋼管柱計(jì)列，需要施作264個(gè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)，空心墩段落可利用承臺施工4根鋼管，現(xiàn)澆共計(jì)涉及承臺9個(gè)，扣除可利用承臺基礎(chǔ)36個(gè)，實(shí)際需要施作鋼筋混凝土基礎(chǔ)228個(gè)，單個(gè)基礎(chǔ)體積為1 m3，單個(gè)基礎(chǔ)單價(jià)為460 元/m3；單個(gè)基礎(chǔ)需要使用鋼筋108 kg，鋼筋單價(jià)為3 800 元/t，處理基礎(chǔ)費(fèi)用為19.8萬元。

（2） 鋼管柱及其他租賃費(fèi)用?，F(xiàn)場按照2聯(lián)交替施工，需租賃鋼管柱592 t，市場價(jià)180元/t/月，月租價(jià)為319.68萬元。鋼管柱為租賃費(fèi)用，每天均需固定投入成本，時(shí)間越久投入越大。租貝雷片300.4 t，市場價(jià)180 元/t/月，月租價(jià)為162.02萬元。租賃盤扣式支架154.4t，市場價(jià)180 元/t/月，月租價(jià)為83.4萬元。按照工期12個(gè)月計(jì)算，需要租賃支架費(fèi)用6783.4萬元。

（3） 鋼管柱安拆人工費(fèi)。每聯(lián)搭設(shè)鋼管柱需要5人，每人300元/d，每聯(lián)搭設(shè)及拆除時(shí)間15 d，共計(jì)9聯(lián)，計(jì)列費(fèi)用按9個(gè)月計(jì)算。則鋼管柱安拆費(fèi)用為5×300×15×9/10 000＝20.25萬元。

（4） 施工工期。根據(jù)多方面調(diào)查及現(xiàn)場實(shí)際，采用鋼管柱法的單聯(lián)工期在45 d左右，包括地基處理5 d，鋼管柱安拆15 d，貝雷片安設(shè)3 d，盤扣式支架搭設(shè)3 d，底模安裝2 d，支架預(yù)壓4 d，鋼筋綁扎到澆筑完成需要13 d，合計(jì)單聯(lián)需要45 d。

上述計(jì)算不考慮基礎(chǔ)處理機(jī)械臺班費(fèi)、挖裝運(yùn)費(fèi)、基礎(chǔ)破除費(fèi)，不考慮鋼管柱人員的重復(fù)作業(yè)費(fèi)。

2.4.2 方案二：采用穿心棒法成本計(jì)算

（1） 地基處理費(fèi)用。大水溝互通共計(jì)現(xiàn)澆9聯(lián)33跨，不需對地基進(jìn)行單獨(dú)處理，僅對圓柱墩預(yù)留穿心棒位置進(jìn)行鋼筋網(wǎng)片補(bǔ)強(qiáng)，每個(gè)穿心棒位置上下各設(shè)置1層鋼筋網(wǎng)片，直徑采用20﹟螺紋鋼筋，則每個(gè)圓柱墩需要設(shè)置4片鋼筋網(wǎng)片，單片重量為18 kg，則單個(gè)墩柱需要72 kg，共計(jì)24個(gè)圓柱墩，鋼筋單價(jià)3 800元/t，需鋼筋費(fèi)用總計(jì)為0.66萬元。

（2） 穿心棒購置及其他租賃費(fèi)用。現(xiàn)場按照2聯(lián)交替施工，需要購置穿心棒20根，φ130 mm，單根長4 m，重量626 kg/根，單價(jià)5 160元/t，則費(fèi)用總計(jì)為6.46萬元，租賃貝雷片300.4 t，市場價(jià) 180元/t/月，月租價(jià)為162.2萬元。租賃盤扣式支架154.4 t，市場價(jià)180元/t/月，月租價(jià)為83.4萬元。按照工期12個(gè)月計(jì)算，需要租賃支架費(fèi)用2 953.7萬元。穿心棒可持續(xù)周轉(zhuǎn)使用，可長期周轉(zhuǎn)使用，后期不再增加費(fèi)用.

（3） 穿心棒安拆人工費(fèi)。穿心棒每次安裝僅需要一人配合施工即可，且每天可完成1聯(lián)的安裝任務(wù)，按照300元/（天·聯(lián)），則穿心棒安拆費(fèi)用總計(jì)為0.54萬元。

（4） 施工工期。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工周期，采用穿心棒+貝雷片+盤口支架法的單聯(lián)工期在25 d左右，僅包括貝雷片安設(shè)3 d，盤扣式支架搭設(shè)3 d，底模安裝2 d，支架預(yù)壓4 d，鋼筋綁扎到澆筑完成需要13 d，合計(jì)單聯(lián)需要25 d。安裝穿心棒時(shí)間忽略不計(jì)。

2.4.3 投入的資源成本

投入的資源成本匯總情況見表1。

計(jì)算說明：①材料費(fèi)，單聯(lián)租賃總數(shù)150t鋼管柱，單價(jià)180元/（t·月），按照工期12月計(jì)算；穿心鋼棒按照20根購置，直徑130 mm，單根長4 m，單根重量626 kg，每噸單價(jià)5 160元。 ②支撐安拆人工費(fèi)包含以下內(nèi)容：每次搭設(shè)需要5人，每人每天300元，每次搭設(shè)及拆除時(shí)間30天，共計(jì)9聯(lián)；鋼棒施工1人/次，共計(jì)18次，單次費(fèi)用300元。③施工時(shí)間差主要采用鋼管柱法，每聯(lián)平均需要45 d，需要人數(shù)58人，每人每月費(fèi)用9 000元，共計(jì)9聯(lián)。④上述對比中，材料投入按照單聯(lián)計(jì)算，實(shí)際施工按照兩聯(lián)交錯(cuò)施工，材料的投入按照低于2倍投入。

2.4.4 安全專項(xiàng)分析

（1） 穿心棒法現(xiàn)澆支架無需對基礎(chǔ)進(jìn)行處理，僅需要對穿心棒位置鋼筋網(wǎng)片補(bǔ)強(qiáng)即可，不需對原橋位的土地進(jìn)行擾動(dòng)，保證了樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定。穿心棒法支架的變形量主要為架體本身的變形，無需考慮基礎(chǔ)沉降，受力明確，計(jì)算簡便，特別適用于對跨徑≤25 m現(xiàn)澆箱梁施工[4]。

（2） 穿心棒承受荷載較大，需對截面尺寸進(jìn)行驗(yàn)算設(shè)計(jì)，可能需要聯(lián)系廠家進(jìn)行特制；橋墩上預(yù)埋孔洞尺寸太小時(shí)，穿心棒安裝難度大；雙拼工字鋼橫梁挑臂較大，對橫梁的強(qiáng)度和剛度要求較高。

（3） 鋼棒法施工現(xiàn)澆箱梁的安全風(fēng)險(xiǎn)主要為高空作業(yè)安裝穿心棒的過程風(fēng)險(xiǎn)，無其他明顯施工風(fēng)險(xiǎn)。而采用鋼管柱施工風(fēng)險(xiǎn)需要考慮基礎(chǔ)承載力、地基下沉、鋼管柱之間連接、高空作業(yè)焊接風(fēng)險(xiǎn)、豎直度影響風(fēng)險(xiǎn)、起重吊裝風(fēng)險(xiǎn)、接頭連接質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)等，

從安全角度考慮，穿心棒法施工大大降低了施工過程的風(fēng)險(xiǎn)，降低了管理強(qiáng)度。通過技術(shù)方案，成功將安全隱患處理中“預(yù)防與減災(zāi)并重治理”落在了實(shí)處。同時(shí)在受力計(jì)算方面，更為便捷。

比選結(jié)論：綜上對比，采用穿心棒法不論是在工期、安全、效益、質(zhì)量等方面均具有優(yōu)越性，不僅適用于地形復(fù)雜地段，也適用于地勢平坦的高支架作業(yè)地段。

3 方案確定過程

結(jié)合該項(xiàng)目工期特殊的地理位置和環(huán)保安全要求，項(xiàng)目部認(rèn)為選取高強(qiáng)度鉻鉬實(shí)心鋼棒施工方法，可以節(jié)約直接投資280萬元，節(jié)約工期超過70 d，由于新材料的應(yīng)用，對施工理念與安全環(huán)保都帶來的正向影響[5]，也符合集團(tuán)公司大商務(wù)理念。項(xiàng)目部積極落實(shí)“方案比選”落地工作，經(jīng)過與業(yè)主充分溝通，該方案比選后能滿足方案優(yōu)化的安全、質(zhì)量、進(jìn)度、效益等指標(biāo)，得到了相關(guān)方的高度認(rèn)可，最終該方案獲得批準(zhǔn)通過[6]。

4 應(yīng)用實(shí)例展示

該項(xiàng)目互通B匝道橋現(xiàn)澆箱梁于9月中旬開始組織施工，歷經(jīng)50 d，于11月初完成2聯(lián)現(xiàn)澆施工任務(wù)。項(xiàng)目從現(xiàn)場地形地貌、成本投入、安全把控、質(zhì)量控制、施工效率等方面綜合考慮，采用穿心棒+貝雷片+腳手架施工工法，將原計(jì)劃3個(gè)月工期提升至一個(gè)半月完工，工期縮短一個(gè)半月，工期效益明顯。施工所需的支架材料由原來的388 t降至238 t，節(jié)約了材料投入的周轉(zhuǎn)和租賃費(fèi)用，直接節(jié)約金額約126萬元。施工所需的人員由原來的58人，降低至38人，減少了資源投入。

5 相關(guān)注意事項(xiàng)

（1） 貝雷梁采用加強(qiáng)型貝雷梁，即在普通貝雷梁的基礎(chǔ)上，上、下弦桿均增加加強(qiáng)弦桿。

（2） 如果某一孔箱梁兩端的墩身都是箱形墩，貝雷梁長度將沒有調(diào)整空間，需要提前計(jì)算好貝雷梁的長度，避免過短或過長無法安裝。

（3） 鋼棒抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，假定雙拼56﹟工字鋼主橫梁緊貼墩身布置，此時(shí)抗彎強(qiáng)度滿足要求，但富余量不太大。施工中應(yīng)使雙拼56﹟工字鋼主橫梁緊貼墩身，如果與墩身存在較大間隙，將導(dǎo)致鋼棒承受的彎矩急劇增大，從而導(dǎo)致抗彎強(qiáng)度不滿足要求。

（4） 因穿心棒與分配梁的接觸面較小，為防止出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，墩柱兩側(cè)分配梁應(yīng)采用拉桿或者型鋼連接牢固[7]。

6 結(jié)語

在項(xiàng)目施工過程中，不僅要關(guān)注施工現(xiàn)場，更要關(guān)注新材料和新技術(shù)的應(yīng)用，牢固樹立“方案決定成本”的理念，實(shí)現(xiàn)施工效率、工程質(zhì)量、水土環(huán)保、企業(yè)效益多個(gè)目標(biāo)，本案例中雖是一個(gè)小的成本優(yōu)化方案，卻達(dá)到了為業(yè)主減少投資，為企業(yè)創(chuàng)效的雙贏局面，對類似項(xiàng)目的成本控制和推廣應(yīng)用有著重要的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 于振華.施工方案的經(jīng)濟(jì)比選在建筑工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用[J].四川水泥，2015（5）：24-25.

[2] 梁建平.雙層貝雷梁支架現(xiàn)澆簡支梁施工技術(shù)研究[J].葛洲壩集團(tuán)科技，2014（2）：70-71.

[3] 張林鵬.高速公路橋梁滿堂支架現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)[J].交通世界，2022（3）：125-126.

[4] 付立寧，付秀艷.技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方法在施工方案優(yōu)選中的應(yīng)用[J].山西建筑，2008（16）：244-245.

[5] 王軍.高速公路橋梁工程中滿堂支架現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)[J]工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（17）：223-225.

[6] 馮鵬飛.基于滿堂支架的高速公路橋梁現(xiàn)澆箱梁施工探討[J].建材與裝飾，2013（60）：150-152.

[7] 鄧勛.技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方法在施工方案優(yōu)選中的應(yīng)用[J].廣東科技，2006（3）：155-157.

[作者簡介]張貴昌（1974—），男，河南新鄉(xiāng)人，碩士研究生，研究方向：財(cái)務(wù)、投資、成本管理。