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预制装配式混凝土结构的成本分析与成本把控

预制装配式混凝土建筑结构是目前国内建筑业的发展趋势,拥有绿色、环保、快捷等优点,装配式建筑虽好,但是建筑成本却不少,装配式建筑在建造的过程中该如果把控建造成本呢?下面大家一起来看一下吧。

成本构成

对影响预制装配式混凝土建筑成本的因素进行分析,必须掌握混凝土建筑成本的构成。在建筑工程结构中,对于传统施工现浇混凝土结构还是预制装配式主体结构,它们的造价成本构成是一样的,其建筑消耗主要资源是混凝土、钢筋等,但是由于技术、生产、施工方式等变化引起成本造价有所改变,其各项成本费用所占比例发生很大改变。

通过传统施工和预制装配式施工成本费用组成对比,了解预制装配式建筑成本较之以前的改变。

①现浇混凝土结构成本费用组成

现浇式混凝土结构成本由直接费、间接费、利润、规费、税金组成,其中直接费在传统施工成本支出中占有较大比例,是成本支出的重要组成部分,对成本造价的有着紧密的联系及影响。间接费以及利润在可控范围内变化,规费和税金无法自由浮动。

从上述费用组成进行分析,在固定的建设标准下,要从人工、材料、机械量上大幅调整成本价格,降低成本缩减造价是相当困难的。质量、工期以及成本、是相互制约的,想要降低成本可能会影响到建筑的质量以及工期。

②预制装配式结构成本费用组成

预制装配式建筑结构的土建造价组成与上述传统方式一样,但预制式建筑主体结构成本组成不仅仅包括现浇式混凝土结构直接费中的人工费、材料费、机械费和措施费,还包括预制式部件产品的制作费、搬运费和现场装配费等过程成本,这些过程成本高低对工程造价起决定性作用。

通过预制构件工厂的调查研究,预制构件成本费用是由人材机三费、预制工厂利润、税金、部件产品模形工具费用、预制材料费等因素构成;预制产品的运输费主要是预制构件从生产现场搬运到施工现场的成本、临时存放费和施工现场的两次搬运成本;现场装配费包括预制产品竖直搬运费、装配人工成本费、专项用具摊销费(包括部分现浇结构现场的人材机成本);措施费指的是模板、脚手架成本,若建筑产业化水平较高,可大大缩减脚手架和模板造成的成本费用。

通过对比两种不同施工方式的成本,由于施工工艺的不同,组成直接费的因素大不相同,经以上分析比较得出,两种不同的施工工艺对两种方式的直接费影响不同。要想降低预制式建筑结构工程的成本,需要从PC构件成本组成因素着手,如降低PC构件制作费、搬运费和现场安装费等,若要使装配式建筑的直接费低于现浇结构成本的直接费,就要从预制建筑结构的用途分类、施工方法、搬运方法和装配费用角度考虑,可以通过改善施工方法、节约材料、增强效率等措施,从而减少预制式建筑建造费用。

设计阶段

①设计阶段内容分析

设计阶段应完成所有部品、构件的深化设计,可以针对所采用多种部品进行经济性比较和选择,使设计完整度、可控度提高。装配式建筑的预制构件以设计图纸为制作、生产依据,设计的合理性直接影响项目的成本。

在遵从建筑标准的前提下,要对设计阶段中影响成本的问题进行考虑,如墙体结构的选择、预制的百分比以及装配率等。

在现浇式混凝土结构上来看,设计人员水平熟练、精湛,图纸数量少,建筑、结构、机电、装饰等专业图纸内容准确。在设计施工图纸时,各专业的图纸由各个专业的设计人员负责其不同专业的设计内容。在结构专业上,结构特征信息的表示都是采用平法方式,各设计院用统一标准。现场现浇结构不同专业不同人员交叉进行施工,易出现错误、漏项的情况。设计费用一般在30元/m2左右。

对比现浇式混凝土结构,预制式整体混凝土结构设计水平暂时不健全,图纸数量多,每个预制式构件都需要其具体的生产图纸,其中涉及多个交叉专业,如建筑、结构、水电等。各专业图纸在进行设计时不仅要设计本专业的设计内容,每个构件的模板、配筋以及门窗、保温构造、埋件、装饰面层、留洞、水电管线等内容都要在预制构件的拆解图上表现出来。每个构件的三视图和剖切图,以及必要的构件三维立体图和现浇连接整体时的构造节点大样图都是需要综合各专业后完成在拆分图上的。设计费一般增加20-40元/m2。由于预制构件的图纸内容相当完善,构件生产不需要多专业配合就可以进行生产,可以避免现浇设计出现的问题。

现浇式结构和预制式结构设计费不同是预制式结构需要相关预制构件生产图纸,若个部件尺寸相同较多,则模板模型相同,设计费比例较少,要合理优化设计要求,提高模板模型反复使用次数,是降低成本的有效方式。

通过对比现浇结构,装配式建筑设计费用明显增高,考虑其原因主要是其设计内容增多,设计深度增加,设计更加繁琐。然而对于预制装配式混凝土建筑的设计各方面要求是比现浇式要高。

设计阶段成本控制

对现有设计人员进行预制装配式建筑设计的培训,培养专业的预制装配式建筑设计人才,从主要的设计费用中进行成本控制。解放设计者,真正实现设计创造性,减少劳动强度,增加效率。

深化设计,增加同模数模具的重复利用水平,提升装配预制程度。提高模具周转次数、减少模具种类,这样从源头降低成本。现在预制化建筑生产部件主要借鉴香港“工厂化、产业化”模式经验,为了解决模具重量大和组合模具、拆除模具时间长的缺点,应该创新模具结构工艺并成为流水线生产方式,混凝土下料、振捣、养护在固定位置,不仅使生产和施工速度加快而且管理更加便捷。边模用具有磁性的模板,模具使用时间会提高数几倍乃至十倍,在很大程度上缩减模具的费用。

充分考虑预制构件的生产和安装问题,优化构件的拆解设计,减少构件的规格和种类,降低预制构件模具多规格的投入。为减少现场施工难度,根据构件装配施工的特点,进行连接节点的标准化。为了减少装修费用,可以结合预制构件的特性,在构件生产时进行表面装饰,形成一个整体,降低工程造价。

生产制作阶段

生产制作过程分析

①两种生产方式的差异对比分析

装配式部件生产在工厂里需要模板模型和机械,在工厂里可以进行流水线式各分部分项工程交叉进行,构件质量、工程时间、工程造价因天气和季节影响小。普遍质量问题在预制构件生产中加以解决,可以得到有效的控制,这样材料成本浪费减少,质量有保障,经济效益提高。

对比预制装配式建筑方式,现浇式结构构件原材料、周转材料和施工措施是主要影响现浇构件价格的因素。施工条件差,现浇工程的措施费增高是由现浇方式的施工特点决定的,受天气的影响,现浇结构质量存在普遍的质量通病,不易把持质量问题,容易返工、费工费料,影响工期和质量,进而导致施工效率低下,现浇工程造价也会随之增加。

2、构件生产费用分析

通过调研工厂预制构件3000-3500元/m3m,其构件生产成本费用比现浇式构件高。预制构件的生产成本包括:

①构件生产人工费;②构件生产材料费;③用于构件生产的模具费;

④模具摊销费;⑤预制构件内需放入的管线与预埋件设置费用;⑥水电费;

⑦构件存放及管理费用;⑧预制构件运输费用等。

构件生产人工费方面:由于大量预制构件进入工厂生产,虽然利用先进的机械设备进行生产,人工用量相对减少,但是由于从事预制装配式构件生产的工人操作技术不够熟练,需要有专业技术的生产工人,所以工人的薪资较高,造成人工费偏高。

构件生产材料费方面:现浇式建筑中构件是现场完成,装配式建筑在工厂制作生产,两者所用建筑材料没有多大变化,但是工厂生产减少了材料的浪费,所以构件生产材料费用有所减少。

构件生产的模具费用方面:与传统现浇模式相比较,装配式混凝土结构构件在工厂内遵循严谨的工艺进行生产,从台模安装到钢筋绑扎,再到混凝土浇筑、养护,最后预制构件形成成品,整个构件生产过程,需要大量的模具,预制构件的种类越多、形式越复杂,造成模具的成本也会增加。

模具摊销费方面:模具的种类及周转次数都与构件生产过程中成本增量有较大的关系,对于预制构件的不同种类选择,生产过程中的模具数量也相应的变化。预制构件的种类越多、形式越复杂,造成的模具的成本也会增加。

预设管线与预埋件设置费用方面:在预制构件制作的同时,附在构件内的管线也进行安装布置,此项费用占据了预制构件生产成本的很大比例,其它预埋件也增加了部分费用,但影响不大。

水电费方面:构件在工厂集中生产,电量消耗比传统手工方式偏低,混凝土构件的养护改变,水耗比传统方式减少,实现了养护用水的循环使用。

构件存放与管理费用方面:现浇式建筑中混凝土构件振捣养护之后直接构成建筑实体,不需要进行构件的存放与管理。在预制装配式建筑中,构件生产养护之后,要进行专业合理的存放和管理,此项费用相比现浇式建筑中为额外增加费用。

预制构件运输费用方面:运输费用在预制构件生产成本方面占有很大比例。预制装配式混凝土构件,结构形式多样、尺寸较大不易运输,车辆运输要求较高,运输路线需根据工厂和施工地选择。

3、降低构件生产成本的方法和途径

①提高预制构件的生产技术。使用流水线生产不仅能够降低工人的劳动强度,而且能够优化产品质量、提高生产效率。而使用无损连接装置来生产模板可以延长平台使用寿命、提高生产率、减少摊销、降低成本。

②高效的清洁生产技术。与固定的工厂合作生产构件,可以减少建筑垃圾及废弃物的分散排放,响应了国家走可持续发展及环保道路的号召。

③提高预制构件节能生产技术。使用温控养护可以节省能源、增加模板周转次数、缩短工期,从而降低构件成本。在工厂制作构配件,实行的是标准化工厂生产,“量体裁衣”,人力、原材料、时间、工序方面的费用都可以节省,减少浪费。

④深化构件生产工艺。对预制构件进行更加深入的研究,提高构件本身各方面的性能。

运输阶段

从建筑的建造过程中对构件的运输进行分析,可以制定一个能够高效配合现场施工的运输方案。在施工现场进行首层的安装前将第一批预制构件运至施工现场,根据其实际情况选择最优运输方案,使施工现场尽量零堆放或少量堆放,争取减少其工厂存放及现场堆放,在首层安装的同时进行下一批的构件制作,当首层完成安装进入下层安装时能够顺利供其使用。

1、运输过程成本分析

从构件出厂到现场,提前做好线路规划,根据路况选择最优的运输路线和运输工具,及时与现场进行沟通配合,对PC构件进行简单明了的编号和有序的摆放,提高构件的运输效率,节省不必要的运费开支。

传统现浇结构建筑材料的购买和搬运较为离散,从而每次购买费用成本较大。装配式混凝土结构建筑材料的购买和搬运较为集中,却需要两次搬运。但如果选择预制式工厂离施工现场近的地址,就会大大减少两次搬运的成本。

装配式混凝土结构构件要由构件工厂运输到施工现场建设地,从而产生的构件运输费用与运输的效率有较大关系,这还受到运输距离及构件自重和大小形状的影响。

为了保证构件能高效的运输,设计初期对构件重量和大小形状进行充分的考虑,将构件自重控制在5t之内,其长度控制在5m以内。构件厂选址与工程所在地的距离是非常重要的,距离越近、运输效率越高,就会降低运输成本。

2、降低运输过程费用的方法和途径

①制定运输方案:根据运输部品的重量、外形、数量,以及装卸车现场和运输道路情况,选择合适的运输车辆、起重机械(装卸部品用)。同时考虑各方所能提供的装备供应条件以及经济效益等,拟定合理的运输方法。

②察看运输路线

对运输道路情况,公路桥的允许负荷量,沿途上空有无障碍物情况,以及途经的涵洞净空尺寸等进行查看记录。为车辆顺利通行,做好应急措施。还应注意沿途的各种铁路情况,避免交通事故。

③设计并制作运输架

在考虑多种部品能够通用的情况下,查看统计构件外形尺寸和重量,制作各种类型部品的运输架。

④改善预制构件搬运方法,提高搬运效率。预制部品搬运形式可以为平放、斜放或者立放,极大的改善预制部品的效率,降低成本。

施工安装阶段

1、现场施工阶段成本分析

①施工安装分析成本组成

在预制构件的施工;装过程中,会产生以下费用:

①构件垂直运输费;②构件安装人工费;③构件安装机械费;

④为安装构件需要使用的连接件、后置预埋件等材料;

⑤现浇部分的人工费、材料费和机械费等;

⑥工具摊销费;

2、降低现场施工阶段成本的方法和途径

同步施工,在预制化施工中,可以分成多个流线形式多个工序一起施工,减少费用。具有时效性的流水施工需要人员的合作、交流,分工能够更加明确,从而缩短工期,来降低成本。

采用适当的工法,对预留构件间的对缝隙进行修复,来降低建筑渗漏风险,使得建筑增加维护成本;利用使用混合露骨料混凝土并结合先装法,使新浇筑的混凝土与原有的形成整体,可以减少建筑施工成本和后期维护成本。

优化建筑方案及结构体系。提高建筑部品的预制率,合理的对建筑部品进行拆分,提高部品制作效率,减小安装难度,优化建筑方案可以降低措施费等,建筑物造型规范化,构件模数统一化可以提高生产率;构件预制率过高会增加人工费以及连接件的费用,使得安装成本、材料费增加,故比起单一地提高预制率,整体考虑来提高装配率是更好的选择;

对于现场难施工,难支模或者不能有效控制表面质量的构件,耗时、费工、使用材料多是构件都可以选择在工厂生产,这样可以减少现场施工、材料及其他的费用消耗;同时对于建筑物的主体结构不好施工或者容易损坏的部位,都可以在工厂进行生产,这样既节约又环保。

工期一一隐形成本分析

施工阶段是根据设计的图纸开始投入原材料、人力、机械设备、半成品、及周转材料,通过具体实施成为工程实体的过程。除了计算出来的成本,还有很多也是影响成本的隐形成本。施工方案不同,工程进度、工程质量、工程成本也会不同。根据不同工程特点及现场实际情况,通过考察调研、专家论证、方案比选,实施过程进行动态控制调整,以确保最后采用的施工方案的精益求精,在工期、质量上达到控制施工成本的目的。

1、工期分析

传统现浇式结构一层楼施工需要4天左右,电气、装饰、土建等专业不能同时施工,实际一层楼施工时间需要6-8天,有基础到楼层到结构封顶,有下而上,占总工程量的一半。而预制式部件在施工现场的不同楼层可以同时施工,各不同专业可同时进行施工,在施工现场预制式部件一层只需一天,加上不同专业一层施工需要3天左右,再到结构封顶占总工程量4/5。装配式程度比较高,施工时间由预制化结构决定,施工时间减少施工费用降低。

2.工期控制措施

制定符合工程实际的施工进度计划图,分割好相应的施工计划,协调施工生产,保证总计划的完成。

①建立一支强有力的、管理一流的领导管理者。配备完善的组织机构和较强的技术力量,选用一支总体素质高,操作水平娴熟的劳务队伍。按工期要求严格按照进度计划要求,确定预制部品到场时间。加大机械化作业水平和机械的投入,对施工班组进行有效的培训,组织好流水作业。根据各施工工序的衔接顺序组织流水施工,采取切实可行的措施连续不间断的施工,避免工期滞后或窝工等现象。

②选用科学、先进、切实可行的施工方法和施工手段进行结构安装。为保证施工计划安排,在保证各工序协调进行的同时,多个施工工序的工作面同时进行,并使安装时间满足土建单位。合理安排施工段及流水线,使各分项工程交叉进行可

提高施工作业平台。在工程量一定的前提下,提前工期的保证是合理安排各工序之间的衔接。规划好工序交接,缩短间隙时间。

③采用成品保护措施。安排好各工种保护成品的工作,己安装好的工程采取有效的保护措施,在工序交叉时不得对其他工种成品进行破坏,保护成品减少重复修理次数,缩短工期来降低成本。

④依据计划工期,跟踪工程进度,保证工程规定的计划要求,对出现的不同问题进行原因分析,并通过对分析提出相应措施进行补救,保证按时完成计划。

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