價(jià)值工程下基坑支護(hù)成本控制探究

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摘要：基坑支護(hù)工程對(duì)地下空間建筑施工的安全性與便利性至關(guān)重要，支護(hù)方案的研究受到了廣泛的關(guān)注與重視?；又ёo(hù)工程的成本關(guān)乎著項(xiàng)目的投資效益，其成本管控也成為了關(guān)注的焦點(diǎn)。本文基于價(jià)值工程原理，結(jié)合基坑支護(hù)工程的特點(diǎn)，以實(shí)際基坑支護(hù)案例為例，進(jìn)行功能分析與評(píng)價(jià)，提出了相應(yīng)的優(yōu)化與改進(jìn)建議，降低了總造價(jià)，為基坑支護(hù)成本控制與優(yōu)化提供了一定的參考。

關(guān)鍵詞：基坑支護(hù)；功能評(píng)價(jià)；價(jià)值工程；成本控制

0引言

隨著我國(guó)城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市建設(shè)用地也日趨緊張，地下空間的利用和高層建筑的涌現(xiàn)是緩解城市建設(shè)用地問(wèn)題的重要途徑，而地下空間結(jié)構(gòu)能夠安全順利的施工，基坑支護(hù)工程起到了至關(guān)重要的作用?；又ёo(hù)工程是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜、綜合性較強(qiáng)、風(fēng)險(xiǎn)性較高的系統(tǒng)工程，一旦出現(xiàn)失穩(wěn)、坍塌等事故將會(huì)帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡，影響整個(gè)工程項(xiàng)目的建設(shè)，因此我國(guó)非常重視基坑工程的質(zhì)量與安全問(wèn)題，基坑工程投入的成本比重也相對(duì)較高。為了避免在基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中出現(xiàn)重質(zhì)量輕成本、造成資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，很多單位和學(xué)者對(duì)基坑支護(hù)方案的比選與成本控制展開(kāi)了研究。本文基于價(jià)值工程原理，結(jié)合基坑支護(hù)工程的特點(diǎn)，以實(shí)際基坑支護(hù)工程為例，進(jìn)行功能分析與評(píng)價(jià)，從而有效的控制工程造價(jià)，節(jié)約社會(huì)資源，為基坑支護(hù)成本控制與優(yōu)化提供一定的思路與手段。

1基坑支護(hù)的功能及成本控制原則

1.1基坑支護(hù)的功能

基坑支護(hù)工程是為保護(hù)地下主體結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境安全，對(duì)基坑采用的臨時(shí)性支擋、加固、保護(hù)與地下水控制的措施，主要包括支擋結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)。支擋結(jié)構(gòu)主要由鋼板樁、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻、深層水泥攪拌樁、土釘墻等豎向構(gòu)件構(gòu)成，其功能是形成支護(hù)排樁或支護(hù)擋土墻阻擋基坑側(cè)壁土體；支撐結(jié)構(gòu)由內(nèi)支撐和錨桿等水平構(gòu)件構(gòu)成，內(nèi)支撐通常用到的材料有鋼筋混凝土、型鋼和鋼管，錨桿常用的材料有鋼筋和鋼絞線(xiàn)，支撐結(jié)構(gòu)的主要功能是加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、抵抗支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移。同時(shí)，地下連續(xù)墻、深層水泥攪拌樁、旋噴樁、壓密注漿等具有擋水功能。

1.2基坑支護(hù)成本控制的原則

基坑支護(hù)工程功能的實(shí)現(xiàn)需要投入相應(yīng)的成本，進(jìn)行基坑支護(hù)工程的成本管控應(yīng)遵循經(jīng)濟(jì)合理、先進(jìn)適用、兼顧建設(shè)與使用的原則?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)大多數(shù)都是臨時(shí)性結(jié)構(gòu)，基坑支護(hù)體系的建設(shè)、使用到拆除即為它的全壽命周期?；又ёo(hù)方案既要方便施工，又要滿(mǎn)足使用功能，若單純的只考慮降低建設(shè)成本，就很難保證建設(shè)質(zhì)量，使用功能難以達(dá)到要求，從而增加使用周期的維護(hù)成本或重新建造的費(fèi)用，全壽命周期費(fèi)用則無(wú)法得到控制，嚴(yán)重的甚至有可能會(huì)帶來(lái)重大的質(zhì)量安全事故，給社會(huì)和人民帶來(lái)嚴(yán)重的危害。若只追求建設(shè)的質(zhì)量和過(guò)高的功能要求，會(huì)造成資源浪費(fèi)、建設(shè)成本增加，雖然使用周期的維護(hù)成本會(huì)有所降低，但全壽命期總費(fèi)用也依然會(huì)偏高。因此，兼顧建設(shè)與使用，考慮全壽命周期成本，選擇合理的功能水平，以最低的全壽命周期費(fèi)用實(shí)現(xiàn)基坑支護(hù)工程的必要功能是最理想的狀態(tài)。價(jià)值工程原理正是力求以最低的壽命周期成本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品必要功能的一種技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的管理辦法。通過(guò)價(jià)值工程，在滿(mǎn)足基坑支護(hù)工程功能要求的前提下，盡可能的降低造價(jià)，或者在資金限制的范圍內(nèi)，盡可能的提高基坑支護(hù)的功能水平。

2價(jià)值工程原理及運(yùn)用方法

2.1價(jià)值工程原理

價(jià)值工程，是通過(guò)研究產(chǎn)品或系統(tǒng)的功能與成本之間的關(guān)系，來(lái)改進(jìn)產(chǎn)品或系統(tǒng)，以提高產(chǎn)品或系統(tǒng)價(jià)值的現(xiàn)代管理技術(shù)與方法。價(jià)值工程包括價(jià)值、功能和成本三個(gè)基本要素，分別用字母V、F和C來(lái)表示，且價(jià)值（V）=功能（F）/成本（C），通過(guò)計(jì)算得出的價(jià)值（V）的大小來(lái)判斷分析需要優(yōu)化和改進(jìn)的對(duì)象。若價(jià)值（V）=1，說(shuō)明功能現(xiàn)實(shí)成本與功能評(píng)價(jià)值相匹配，屬于理想狀態(tài)，一般無(wú)需改進(jìn)。若價(jià)值（V）<1，說(shuō)明功能現(xiàn)實(shí)成本大于功能評(píng)價(jià)值，評(píng)價(jià)對(duì)象的現(xiàn)實(shí)成本偏高，而功能要求不高，原因可能有以下兩種：①實(shí)現(xiàn)該功能的條件或方法不佳，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)該功能的成本過(guò)高，應(yīng)當(dāng)作為改進(jìn)對(duì)象；②可能存在功能過(guò)剩，附加了過(guò)多的不必要功能或剩余功能，導(dǎo)致現(xiàn)實(shí)成本偏高，應(yīng)當(dāng)作為改進(jìn)對(duì)象，降低現(xiàn)實(shí)成本，去掉不必要的或過(guò)剩功能，使成本與功能比例趨于合理。若價(jià)值（V）>1，說(shuō)明功能比較重要，但分配的成本較少，功能現(xiàn)實(shí)成本低于功能評(píng)價(jià)值，是否作為改進(jìn)對(duì)象，視具體情況而定：①評(píng)價(jià)對(duì)象在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面存在某些特殊性，在客觀上存在功能很重要但需要消耗的成本卻較低的情況，從而使其具有較高的價(jià)值系數(shù)，可不作為價(jià)值工程的改進(jìn)對(duì)象；②評(píng)價(jià)對(duì)象目前具有過(guò)剩功能，應(yīng)作為價(jià)值改進(jìn)對(duì)象，改進(jìn)方向?yàn)榻档凸δ芩?；③評(píng)價(jià)對(duì)象目前成本偏低，不能滿(mǎn)足評(píng)價(jià)對(duì)象實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能要求，應(yīng)作為價(jià)值工程的改進(jìn)對(duì)象，改進(jìn)方向?yàn)樵黾酉鄳?yīng)的成本。

2.2價(jià)值工程在造價(jià)控制中的應(yīng)用方法

價(jià)值工程對(duì)工程造價(jià)的控制主要通過(guò)對(duì)象選擇、功能分析、功能評(píng)價(jià)、確定改進(jìn)對(duì)象和方案以及實(shí)施評(píng)價(jià)結(jié)果這幾個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)：①確定研究對(duì)象：以成本比重大、品種數(shù)量少的對(duì)象作為實(shí)施價(jià)值工程的重點(diǎn)。②功能分析：分析研究對(duì)象具有哪些功能，并對(duì)功能進(jìn)行定義和整理，明確各項(xiàng)功能之間的關(guān)系以及各項(xiàng)功能的構(gòu)成要素，并編制功能系統(tǒng)。③功能評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)各項(xiàng)功能，確定功能重要性系數(shù)、成本系數(shù)，計(jì)算價(jià)值系數(shù)。④確定改進(jìn)對(duì)象：根據(jù)價(jià)值系數(shù)和研究對(duì)象具體情況，確定改進(jìn)對(duì)象和改進(jìn)方案。⑤實(shí)施評(píng)價(jià)結(jié)果：檢查實(shí)施情況并評(píng)價(jià)活動(dòng)成果。

3價(jià)值工程在基坑支護(hù)成本管控中的應(yīng)用

3.1確定研究對(duì)象

本文以某深基坑支護(hù)工程為例，作為本次價(jià)值工程的研究對(duì)象。本基坑面積約2.187萬(wàn)m2，基坑周長(zhǎng)約792m，基坑開(kāi)挖深度為5.5~5.85m，有效使用期為12個(gè)月，根據(jù)本工程的水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、基坑挖深等因素結(jié)合工程自身特點(diǎn)，制定了本工程的基坑支護(hù)方案，擬采用懸臂樁+混凝土支撐的組合支護(hù)型式，主要由鉆孔灌注樁工程、高壓旋噴樁工程、單軸攪拌樁工程、鋼格構(gòu)立柱工程、噴錨支護(hù)工程、冠梁及支撐梁工程、基坑排水截水工程等7個(gè)分項(xiàng)工程構(gòu)成，各分項(xiàng)工程造價(jià)及百分比如表1所示。

3.2功能分析與評(píng)價(jià)

3.2.1功能劃分及重要度評(píng)分。基坑支護(hù)工程要求具有安全可靠、施工可行以及滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)等方面的性能，此基坑支護(hù)工程邀請(qǐng)了建設(shè)、勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等不同單位具有代表性的專(zhuān)家進(jìn)行功能分析，根據(jù)此基坑支護(hù)工程的特點(diǎn)，經(jīng)專(zhuān)家集體討論分析，將此基坑支護(hù)工程的主要功能劃分為滿(mǎn)足強(qiáng)度要求功能（F1）、滿(mǎn)足整體穩(wěn)定性功能（F2）、滿(mǎn)足變形要求功能（F3）、滿(mǎn)足阻水要求功能（F4）、滿(mǎn)足周邊環(huán)境影響要求功能（F5）、滿(mǎn)足施工便利性要求功能（F6），且各專(zhuān)家分別對(duì)這六項(xiàng)功能在此工程中的重要程度進(jìn)行了比較，并采用“0~4評(píng)分法”分別對(duì)各項(xiàng)功能進(jìn)行了評(píng)分，通過(guò)匯總整理各專(zhuān)家的評(píng)分結(jié)果，得到各項(xiàng)功能的平均得分和重要系數(shù)如表2所示。3.2.2各功能構(gòu)成要素重要度評(píng)分。基坑支護(hù)各分項(xiàng)工程是實(shí)現(xiàn)基坑支護(hù)各功能的構(gòu)成要素，專(zhuān)家采用“0~4評(píng)分法”對(duì)各分項(xiàng)工程在整個(gè)支護(hù)工程不同功能中發(fā)揮的作用分別進(jìn)行量化評(píng)分，并將各專(zhuān)家的評(píng)分結(jié)果進(jìn)行匯總整理，計(jì)算各分項(xiàng)工程在基坑支護(hù)工程不同功能中的平均得分，如表3所示。由表2可知，F(xiàn)1~F6各功能的重要性系數(shù)分別為0.217、0.204、0.169、0.156、0.144、0.110，將表3中各分項(xiàng)工程功能評(píng)分分別乘以對(duì)應(yīng)功能的重要性系數(shù)，計(jì)算修正后的各分項(xiàng)工程最終功能得分及功能重要性系數(shù)如表4所示。3.2.3功能價(jià)值系數(shù)的確定。本基坑支護(hù)工程總造價(jià)為13128651.64元，各分項(xiàng)工程的造價(jià)及成本系數(shù)如表5所示，其中，成本系數(shù)=分項(xiàng)工程造價(jià)/總造價(jià)。通過(guò)上述功能分析計(jì)算得到表4中各分項(xiàng)工程的功能系數(shù)和表5中各分項(xiàng)工程的成本系數(shù)，按照價(jià)值系數(shù)的計(jì)算公式“價(jià)值（V）=功能（F）/成本（C）”，計(jì)算得到各分項(xiàng)工程的價(jià)值系數(shù)如表6所示。

3.3確定改進(jìn)對(duì)象與方案

根據(jù)價(jià)值工程原理及各分項(xiàng)工程的價(jià)值系數(shù)可知，此基坑支護(hù)工程中鉆孔灌注樁工程、冠梁及支撐梁工程價(jià)值系數(shù)小于1，應(yīng)當(dāng)列為改進(jìn)對(duì)象，高壓旋噴樁工程、單軸攪拌樁工程、鋼格構(gòu)立柱工程、噴錨支護(hù)工程、冠梁及支撐梁工程以及基坑排水截水工程價(jià)值系數(shù)均大于1，是否列為改進(jìn)對(duì)象，需要進(jìn)一步分析。通過(guò)對(duì)原方案進(jìn)一步的分析，提出了如下優(yōu)化和改進(jìn)建議：①鉆孔灌注樁工程價(jià)值系數(shù)明顯偏低，表明該項(xiàng)工程功能與現(xiàn)實(shí)成本不匹配，灌注樁在此基坑支護(hù)工程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，但其實(shí)現(xiàn)成本較高，應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)慕档统杀尽８倪M(jìn)方法為在保證支護(hù)結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下，合理的調(diào)整支護(hù)樁樁長(zhǎng)、樁徑或樁間距。通過(guò)專(zhuān)家組和設(shè)計(jì)人員論證分析，得到此基坑支護(hù)工程西面GA段距已有建筑較遠(yuǎn)，土壓力不大，對(duì)變形要求不高，原設(shè)計(jì)較為保守，可以適當(dāng)調(diào)整此部分支護(hù)樁樁徑和間距，將原支護(hù)樁樁徑由900mm調(diào)整為800mm，間距由1300mm調(diào)整為1400mm，通過(guò)設(shè)計(jì)驗(yàn)算，調(diào)整后的方案對(duì)水平位移、整體穩(wěn)定性有一定影響，但仍能滿(mǎn)足強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性、變形等方面的功能要求，且較大程度的降低了造價(jià)。②冠梁及支撐梁工程價(jià)值系數(shù)小于1，說(shuō)明其成本比重偏高，功能與現(xiàn)實(shí)成本不匹配，應(yīng)降低相應(yīng)的成本。改進(jìn)方法為在保證支護(hù)結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下，考慮合理的調(diào)整冠梁及支撐梁的橫截面長(zhǎng)寬比、截面面積或支撐數(shù)量。通過(guò)設(shè)計(jì)人員對(duì)該方案重新進(jìn)行優(yōu)化，將基坑北面和西面冠梁截面尺寸由1.2×0.8調(diào)整為1.0×0.6，將主撐截面尺寸由1×0.8調(diào)整為0.8×0.7，降低了相應(yīng)的鋼筋混凝土的費(fèi)用，調(diào)整之后，支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度有所降低，側(cè)向水平位移有一定的增加，但符合設(shè)計(jì)與施工規(guī)范的要求，兼顧了安全與經(jīng)濟(jì)的原則。③此基坑支護(hù)工程采用了“鉆孔灌注樁+高壓旋噴樁”組合止水支護(hù)以及“鉆孔灌注樁+單軸攪拌樁”組合止水支護(hù)兩種方式，其中高壓旋噴樁工程價(jià)值系數(shù)和單軸攪拌樁工程價(jià)值均大于1，說(shuō)明二者功能比較重要，實(shí)現(xiàn)成本較低，且高壓旋噴樁工程價(jià)值系數(shù)明顯高于單軸攪拌樁工程價(jià)值系數(shù)，因此，為了進(jìn)一步提高整個(gè)基坑支護(hù)工程的價(jià)值，經(jīng)過(guò)計(jì)算分析，在保證功能要求的前提下，將基坑?xùn)|面支護(hù)樁Ø1000@1400之間的2根單軸攪拌樁Ø500換成Ø700的高壓旋噴樁，能夠降低造價(jià)約20萬(wàn)元。④鋼格構(gòu)立柱工程、基坑排水截水工程、噴錨支護(hù)工程價(jià)值系數(shù)均大于1，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，這三項(xiàng)工程的成本比重并不高，但功能對(duì)此基坑支護(hù)工程相當(dāng)重要，例如鋼格構(gòu)立柱工程具備有效的支撐、固定和穩(wěn)定的作用，基坑排水截水工程能夠有效的防止地表水流入基坑、沖刷邊坡并排除基坑內(nèi)的積水，噴錨支護(hù)工程對(duì)于樁間支護(hù)和邊坡起到了重要的保護(hù)作用，因而均具有較高的價(jià)值系數(shù)，無(wú)需改進(jìn)。最后通過(guò)功能成本優(yōu)化，該基坑支護(hù)工程共節(jié)約投資約102萬(wàn)，且項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中，嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)程操作，質(zhì)量、安全、工期、成本目標(biāo)均得到了較好的控制，未出現(xiàn)質(zhì)量安全事故，很好的滿(mǎn)足了工程建設(shè)的需要，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4結(jié)語(yǔ)

基坑支護(hù)工程是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的工程，對(duì)房屋建設(shè)工作起著非常重要的作用，追求質(zhì)量、安全可靠是基坑支護(hù)工程管理的重要任務(wù)，同時(shí)也要處理好安全可靠、環(huán)境保護(hù)、施工便利與經(jīng)濟(jì)合理之間的關(guān)系，力求實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目?jī)r(jià)值最大化，促進(jìn)建設(shè)工程領(lǐng)域良性發(fā)展。本文通過(guò)運(yùn)用價(jià)值工程原理對(duì)實(shí)際基坑支護(hù)工程的功能與成本進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果，有針對(duì)性的對(duì)方案進(jìn)行了優(yōu)化與改進(jìn)，在確保必要功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上合理的降低了工程成本，提高了項(xiàng)目的價(jià)值，對(duì)合理控制和確定基坑支護(hù)工程成本具有一定的借鑒意義。

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作者:李倩 占征杰 柯偉 單位:湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院武漢泰捷工程咨詢(xún)有限公司