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价值工程在EPC项目中的运用

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一、初步设计和施工图设计中的价值工程分析

该项目是一个非常典型的EPC总承包模式工程。在这个项目的实施过程中,业主与承包商签订合同时设计阶段的工作还处在初步设计阶段,由于工期比较紧张,经业主与总承包商的商议,原先与业主直接签订合同的设计公司,转为总承包商的设计分包继续完成其设计阶段工作,至此,相应的建筑设计工作的责任和义务就转移到了总承包商身上,在设计过程中进行价值工程的分析也从此时正式开始。在初步设计和施工图设计阶段,设计分包公司将其完成的设计图纸呈递给总承包单位进行审查,总承包商根据多年的施工经验会同第三方优化设计公司一起对建筑结构的设计工作进行价值工程分析,寻找价值工程关键点,然后反馈给原设计公司进行修改,最终完成了整个项目的设计工作。

1项目价值工程实现的具体实例

现介绍一些在本项目的初步设计和施工图设计阶段,如何进行结构设计优化以及价值工程分析的具体实例。1)筏板基础项目的5栋塔楼及其裙房均采用桩承台和钢筋混凝土筏板基础,筏板基础厚3.5m,经过对筏板基础设计图纸优化设计分析,提出两套优化设计方案:①方案1保持筏板的原有设计厚度,钢筋用量减少10%;②方案2将筏板厚度减小0.5m,整个筏板基础的混凝土用量可减少15%,同时钢筋用量也可以减少5%。将两套方案进行经济效果分析,方案2的经济效果较好,但由于总承包商承接此项目之前,业主委托给基础分包公司的桩基础部分工作已经先期完成,从而筏板基础的底部标高已经确定。所以最终选择方案1。2)地下室挡土墙由于在设计过程并没有充分考虑建筑的混凝土桩对土体水平荷载的抵挡作用,地下室挡土墙设计过厚,经过与设计公司会商后,将550mm和500mm的挡土墙优化为400,300,250mm3种厚度,既节省了混凝土用量又节省了钢筋用量。3)地下室水箱墙在地下室水箱墙最初设计图纸中,靠近挡土墙的一侧也有水箱墙,其中,挡土墙和水箱墙之间有50mm的间距。为便于现场施工,经优化分析,此处的水箱墙完全可以由挡土墙代替,并且挡土墙的水平侧向荷载可以由垂直方向的水箱墙抵抗,对挡土墙也是有利的,因此取消了该处的水箱墙。4)桩帽和柱帽在设计分包提供的设计方案中,在桩帽及柱帽顶部钢筋与筏板及楼板顶部钢筋存在重复配筋现象,不仅导致钢筋的大量浪费,而且由于该处钢筋过于密集,给现场混凝土的浇筑及振捣工作带来极大困难。经过与设计分包协商和重新计算,用板的顶部钢筋代替桩帽的顶部钢筋同样能够满足结构受力要求,此项优化措施使得桩帽的配筋量降低30%。由于整个裙房部分的结构采用的是无梁预应力板体系,所以桩帽的数量很大,因此节省了大量钢筋。5)地下室墙内钢筋马凳的分布项目的结构设计是根据美标ACI标准进行设计的,根据美标ACI-318-05,地下室墙体部分内外钢筋网片间是不需要钢筋马凳的,但是原始设计中给了12@250钢筋马凳的分布标准。由于需要的数量巨大,所以存在明显的钢筋浪费现象。经过与设计公司进行设计会商,在满足施工要求的基础上,最终选取了10@500钢筋马凳分布标准。6)塔楼的竖向结构在设计公司提供的设计图纸中,部分塔楼的剪力墙存在厚度和选配钢筋直径不合理现象,剪力墙内选配的钢筋采用的是最小配筋率,与剪力墙的过大设计厚度形成鲜明反差,存在明显的材料浪费现象。在结构优化设计过程中可以选择增加配筋率,同时减小墙体的厚度,考虑到后期模板的运输使用问题,也减小了剪力墙长度。7)预应力混凝土板在最初的设计方案中,绝大多数的楼板是普通的钢筋混凝土楼板,经过比较分析,预应力楼板不管是从经济方面考虑还是从施工方面考虑,都是最划算的,当然在这一优化设计过程中,也少不了专业分包商的支持。

2项目价值工程的经济效益分析

通过在本项目的结构设计优化过程中应用价值工程分析,取得了较好的经济效益,节约了大量材料,降低劳动力的使用量,保证了项目工期,赢得了业主的口碑,为中建中东有限责任公司在阿布扎比承包市场的不断开拓打下了扎实的基础。经计算C2,C3塔楼及裙房混凝土节约用量10271m3,钢筋节约用量321687kg,合计990万元。C10,C10a,C11塔楼及裙房混凝土节约用量16755m3,钢筋节约用量1105852kg,合计1887万元。以上可以看出,通过在项目初步设计以及施工图设计阶段,对整个工程项目进行结构优化设计和价值工程分析,仅就混凝土和钢筋这两项施工材料的用量就节省了2877万元(人民币),创造了相当可观的经济效益,而且为现场钢筋的绑扎和混凝土的浇筑工作提供了便利条件,因此节省了大量劳动力,也加快了建筑项目的施工速度。根据帕累托图法(也叫主次因素分析图法),处在0~80%的因素为A类因素,为重点控制对象;处在80%~90%的因素为B类因素;为次重点控制对象,处在90%~100%的因素为C类因素,为一般控制对象。从图3可知,对混凝土这一主要建筑材料进行结构优化设计和价值工程分析,剪力墙和挡土墙为A类因素,进行重点控制;裙房筏板为B类因素,进行次重点控制;水箱为C类因素,应进行一般控制。而对于钢筋这一主要建筑材料进行结构优化设计和价值工程分析,挡土墙、塔楼筏板、桩帽及水箱为A类因素,进行重点控制;裙房筏板为B类因素,进行次重点控制;剪力墙为C类因素,应进行一般控制。

二、现场装配图深化设计中的价值工程分析

在初步设计和施工图设计阶段所做的价值工程分析效果相当显著,在接下来的现场装配图的深化设计阶段进行优化设计和价值工程分析虽然不会像初步设计和施工图设计阶段那样效果显著,但也不应忽视。以下是一些施工图深化设计过程中进行的价值工程分析具体实例,主要体现在钢筋选材和搭接的控制上。

1筏板基础现场配筋的设计优化

塔楼C2筏板,建筑面积约为1940m2,平均厚度3.45m。根据设计公司的筏板配筋施工图纸,同一标高处的板顶及板底配筋存在3~9m范围内长度不等的钢筋,而现场整料钢筋的长度为12m,如果严格按照施工图纸中钢筋的长度进行下料,会产生大量短钢筋,这类短钢筋由于尺寸过小,无法应用在工程其他部位,不仅会造成大量材料浪费,也给现场的钢筋加工工作增加不必要的工作量。经过与设计公司技术协商,在充分满足美标ACI和设计公司设计说明的前提下,重新对C2筏板钢筋施工图进行进一步深化设计,重新设计了钢筋下料长度和搭接位置,尽量使用12m的整料钢筋长度,减少钢筋搭接数目,同时使钢筋余料长度控制在3m以上,以便能够在建筑结构的其他部位使用。经过这一钢筋优化措施,最终塔楼C2筏板钢筋的实际用量为508t,比原设计施工图减少钢筋用量约20t。由于塔楼C2筏板钢筋是先期施工项目,此后将这一优化措施扩张到其他4栋塔楼筏板基础配筋及裙房的浅筏板基础部位,包括C2塔楼在内,共节省钢筋用量约150t,折合70.5万元(人民币)。

2弧形连续梁现场配筋的设计优化

如图4所示,34,35,36,37和38号梁为一道弧形连续梁。位于轴线○R7和○R8之间,与44号梁相接的34和35号这两道梁之间的钢筋连接,配筋表要求其在各自跨度1/3处分别进行顶部纵筋搭接,由于各道梁的顶部及底部钢筋较多,在34,35和44号这3道梁的交汇处,搭接锚固钢筋错综复杂,钢筋间的净距离已无法满足浇筑混凝土的要求;除此之外,还要考虑此处梁的大角度走向及大直径钢筋,如果在此将钢筋做搭接连接,一是大直径钢筋刚度大不易弯曲,二是此处的模板是由若干个小单元的木板拼装而来,要保证钢筋牢固地固定在指定位置就需要对此处的模板进行特别加强。如若严格按照设计公司出具的结构施工图进行钢筋搭接,势必会给现场钢筋和模板的安装工作带来相当大麻烦。鉴于上述情况,经与设计公司相关技术人员会商,最终达成统一,不在此处分别进行钢筋搭接,而是使用通长钢筋代替搭接的方法。此项措施不仅减少了两处搭接长度,同时也给施工现场的钢筋加工和模板安装工作带来极大方便。

三、结语

采用EPC总承包模式的国际工程项目,工期相对较长,承包商承担的风险也大,对承包商的项目分析能力和成本控制能力要求较高,如何在项目的设计阶段进行优化设计和价值工程分析显得尤为重要。因此,在实施建设项目过程中,应重点加强项目前期结构优化设计力度和进度,强化项目决策层和各部门管理技术人员对结构优化设计和价值工程分析的重视。通过组建优秀的结构优化设计和价值工程分析团队,将工程技术和工程经济有机结合,在先进、高效的项目管理制度和措施前提下,通过结构优化设计和价值分析,实现项目的运营和管理的经济效益目标。在经济合理的基础上,力争做到技术先进,在技术先进基础上,努力做到结构设计和价值工程分析最优,将结构优化设计和价值工程分析的理念贯彻到项目的各个职能部门以及每位工作岗位人员,真正实现项目管理全过程价值工程分析的终极目标。(本文作者:谌伟、靖立秋、王力尚、宋力强单位:中建中东有限责任公司、山东恒信建设监理有限公司)

价值工程在EPC项目中的运用责任编辑:陈老师    阅读:人次