張淑鵬 陳 振 孟江紅 戴朝暉
查閱相關(guān)氣象資料了解到新疆大部分地區(qū)冬季開始于11月中下旬,止于翌年3月中下旬。由于新疆地域很大,占全國陸地面積的1/6,各個地區(qū)氣溫差異很大,無法籠統(tǒng)地說新疆冬季的平均氣溫是多少,以新疆冬季最冷地區(qū)與相對較暖地區(qū)為例,新疆北部的阿勒泰地區(qū)冬季為11月10日至翌年3月底,氣溫為-10~-30℃,最冷的富蘊縣最低溫度能到達-50℃以下;新疆南部的和田地區(qū)冬季為11月下旬至翌年2月中旬,氣溫為-5~10℃。在新疆,氣溫寒冷地區(qū)的大部分水利工程冬季停工,氣溫較高地區(qū)通過采取簡單措施仍可繼續(xù)施工,氣溫較高地區(qū)冬季實際施工期遠比寒冷地區(qū)要長。
目前冬雨季施工增加費費率在《新疆維吾爾自治區(qū)水利水電工程設(shè)計概(估)預(yù)算編制規(guī)定》中呈現(xiàn)出從冬二區(qū)到冬六區(qū)逐漸增大的趨勢,導(dǎo)致不同氣溫區(qū)按編制規(guī)定計算出的冬雨季施工增加費是偏離實際的(見表1)。新疆為溫帶大陸性干旱氣候(年降雨量小于200 mm屬于干旱地區(qū)),年平均降水量為150 mm左右,雨季對新疆的施工影響不大,采用簡單的防雨措施就能順利施工,其產(chǎn)生費用也相對較少,雨季施工費本文不作重點研究。本文通過對新疆各冬季氣溫區(qū)中典型地區(qū)的冬季施工持續(xù)時間進行分析研究,測算冬季施工增加費率。
表1 新水建管[2005]108號文冬雨季施工增加費標準表 %
在許多相關(guān)現(xiàn)行的規(guī)程規(guī)范中都明確對土石壩工程、砌筑工程、混凝土工程、鋼筋制安工程等在冬季施工的氣溫要求、采取的保溫措施等方面進行了規(guī)定。以混凝土施工為例,按SL 303—2004《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》要求,當日平均氣溫低于-10℃時,應(yīng)停止露天混凝土澆筑;當日平均氣溫低于-20℃或最低氣溫低于-30℃時,宜停工。規(guī)范中還規(guī)定在不同的冬季施工溫度下,要對混凝土從拌合、運輸、立模、澆筑、養(yǎng)護等工序采取不同的保溫措施。要滿足規(guī)范要求的混凝土保溫措施,其所投入的花費可想而知。冬季施工增加費的項目主要有混凝土原材料預(yù)熱費,混凝土拌合、運輸設(shè)備保溫費,混凝土澆筑倉面保溫費,混凝土養(yǎng)護費(采用不同方法費用不同),施工機械、運輸設(shè)備和人員勞動效率降低的附加費等,它是是否安排冬季施工的一項重要指標。如果在嚴冬施工產(chǎn)生的冬季施工增加費對于整個工程投資來說是十分不經(jīng)濟的,一般采取停工措施。
在現(xiàn)行相關(guān)規(guī)程規(guī)范中對冬季施工期進行了界定,例如:
DL/T 5144—2001《水工混凝土施工規(guī)范》中規(guī)定日平均氣溫連續(xù)5 d穩(wěn)定在5℃以下或最低氣溫連續(xù)5 d穩(wěn)定在-3℃以下時,進入低溫季節(jié)施工。
JGJ/T 104—2011《建筑工程冬期施工規(guī)程》中規(guī)定冬期施工期限劃分原則是:根據(jù)當?shù)囟嗄隁庀筚Y料統(tǒng)計,當室外日平均氣溫連續(xù)5 d穩(wěn)定低于5℃時即進入冬期施工,當室外平均氣溫連續(xù)5 d高于5℃時即解除冬期施工。
GB 50666—2011《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》中規(guī)定以“室外日平均氣溫連續(xù)5日穩(wěn)定低于5℃”為冬期劃分界限(以5℃作為進入或退出冬期施工的界限)。
GB 50203—2011《砌體結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中規(guī)定室外日平均氣溫連續(xù)5 d穩(wěn)定低于5℃時,作為劃定冬期施工的界限。
根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)范對冬季施工工期的定義,結(jié)合新疆氣候特點以及實際施工情況,我們可以規(guī)定編規(guī)中以費率形式計算的冬季施工增加費,其冬季是指日平均氣溫連續(xù)5 d穩(wěn)定在5℃以下,到日平均氣溫不低于-10℃的這段時間,即冬季施工期為氣溫在-10℃≤Y<5℃這段時間。
在現(xiàn)有條件下,通過對新疆各冬季氣溫區(qū)中典型地區(qū)的冬季施工持續(xù)時間進行分析研究,測算冬季施工增加費率。
冬二區(qū)至冬六區(qū),分別選擇和田、阿克蘇、哈密市、烏魯木齊、阿勒泰的福??h與富蘊縣為研究對象。
通過在天氣網(wǎng)獲得的各研究對象的日平均氣溫(見表2),假設(shè)每月均30 d,全年360 d,日平均氣溫出現(xiàn)在每月15 d,利用Microsoft Office Excel工作表繪制折線圖(見圖1),并用多項式對其進行擬正,得出溫度與月份數(shù)學關(guān)系的公式,測得各研究對象氣溫分別在不低于5℃時,低于5℃且不低于-10℃時(冬季施工期),低于-10℃時的持續(xù)天數(shù)。以冬三區(qū)的哈密市為例,計算出日氣溫不低于5℃全年有229 d(見表3),占全年總天數(shù)的63.61%,日氣溫低于-10℃全年有21 d,占全年總天數(shù)的5.83%,日氣溫低于5℃且不低于-10℃全年有110 d,占全年總天數(shù)的30.56%,結(jié)合對以費率計算的冬季施工增加費中的冬季施工期的定義,日氣溫不低于-10℃為全年可施工工期,共339 d(229+110=339),那么冬季施工工期占全年可施工工期的32.45%。
表2 冬三區(qū)哈密市各月日平均氣溫 ℃
圖1 哈密各月平均氣溫表
據(jù)了解水利水電混凝土大壩工程施工占工程總投資的50%~70%,混凝土單價對工程投資影響較大?,F(xiàn)以混凝土養(yǎng)護為例,在氣溫高于-10℃的冬季施工期施工時,一般采用蓄熱法施工。蓄熱法是通過在混凝土外表面用適當?shù)牟牧媳?,使混凝土溫度緩慢冷卻,在受凍前達到所要求的混凝土強度的一種保溫法。采用蓄熱法施工的混凝土模板,要加設(shè)保溫材料,混凝土澆筑完畢,其表面也應(yīng)覆蓋保溫材料。據(jù)資料顯示,低溫季節(jié)采用蓄熱法施工,混凝土施工費用將增加5%~10%。根據(jù)某工程在外界氣溫-10℃時采用的蓄熱法施工實例,估算一下每方混凝土冬季養(yǎng)護費用如下:
表3 各研究對象全年可施工天數(shù)
參照施工組織手冊,保溫模板面積為低溫季節(jié)混凝土澆筑量的1 m2/(25 m3),覆蓋保護層面積為低溫季節(jié)混凝土澆筑量的1 m2/(5 m3)。作者經(jīng)測算推斷保溫模板面積是根據(jù)重力壩立模系數(shù)的中值0.2 m2/m3(0.15~0.24 m2/m3),并經(jīng)5次(木模板一般按4~6次攤銷)攤銷計算得出的,這一數(shù)值在實際模板用量計算中是偏低的,現(xiàn)選取常用壩型與廠房的綜合立模系數(shù)0.41 m2/m3,經(jīng)4次保守攤銷計算得出保溫模板面積為低溫季節(jié)混凝土澆筑量的1 m2/(10 m3),將這一數(shù)值用來測算混凝土冬季養(yǎng)護費是比較合適與保守的。
本工程實例采用模板上增加木絲板(5 cm)、粗毛氈、油氈紙作為防風保溫措施,估算模板費用增加約為234元/m2,則養(yǎng)護混凝土需要投入234×1/10=23元/m3?;炷翝仓戤?,混凝土養(yǎng)護需要覆蓋2層棉被保溫,1層棉被價格為22元/m2,則養(yǎng)護混凝土需要投入22×2×1/5=9元/m3?;炷涟韬纤訜豳M用為5元/m3。
目前水利工程混凝土價格平均在500元左右,每方混凝土冬季養(yǎng)護費用為混凝土工程單價的7.4%((5+23+9)÷500=7.4%)。那么混凝土冬季養(yǎng)護費用作為冬季施工增加費中的主要費用,以哈密市為例,利用先前推導(dǎo)出的哈密市冬季施工工期占全年可施工工期比例(32.45%),測算出混凝土養(yǎng)護的冬季施工增加費費率為2.4%(7.4%×32.45%=2.4%)。
同理測得結(jié)果見表4。
表4 測算結(jié)果 %
從上述數(shù)據(jù)可以看出,在限定冬季施工工期以后,混凝土工程冬季施工費費率的大小與冬季施工天數(shù)成正比關(guān)系,冬季施工可施工工期越長,其產(chǎn)生費用越高。
根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求并結(jié)合實際,在冬季施工期(-10℃≤Y<5℃)期間對土方工程、砌筑工程、鋼筋工程等產(chǎn)生的影響是很小的,需要采取的施工措施也十分有限。受氣溫影響最大的就是混凝土工程,從混凝土拌合、運輸、立模、澆筑都需要有相應(yīng)的施工措施,其中混凝土冬季養(yǎng)護的費用相對花費較多。而且在對混凝土冬季養(yǎng)護施工增加費費率進行假設(shè)測算時,采用的混凝土保溫材料費用較高、模板攤銷次數(shù)較低等因素,造成測算結(jié)果其實是偏大的、保守的。
冬季施工期中在其他工程對投資影響投資不大的前提下,可以用測得的冬季混凝土養(yǎng)護施工增加費費率作為綜合的冬季施工增加費率。如果在冬季施工期以外,即日平均氣溫低于-10℃時,如按設(shè)計工期要求連續(xù)施工的工程,可按設(shè)計提供的冬季施工工程量額外計算增加的費用,并在施工臨時工程的其他施工臨時工程中單獨計列投資。
根據(jù)以上分析測算,各冬季施工氣溫區(qū)冬季施工增加費費率為見表5。
表5 冬季施工增加費標準表 %
通過上表數(shù)據(jù)可以看出,各冬季施工氣溫區(qū)的冬季施工增加費率是基本接近的,那么作者建議是否可以把新疆冬雨季施工增加費率統(tǒng)一按照一個標準考慮。