占征杰 徐書平 葉楚锜

【摘要】深基坑場地土層、周邊環(huán)境及施工變更等因素，容易導(dǎo)致深基坑的造價失控。本文以湖北省某大樓的深基坑為例，探討總結(jié)BIM技術(shù)在成本動態(tài)控制中的運(yùn)用方法及經(jīng)驗(yàn)，同時使用BIM技術(shù)中的Revit軟件進(jìn)行三維建模，利用某廠商BIM5D軟件平臺集成進(jìn)度控制與資源配置，模擬施工過程，遵循PDCA循環(huán)控制原理對不同時期的造價進(jìn)行動態(tài)控制。

【關(guān)鍵詞】BIM；深基坑；成本控制；施工模擬

近些年來尤其是改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，高層建筑拔地而起。這些建筑的基坑深度已逐漸向10米、15米以上發(fā)展?；邮┕んw量大，施工困難多，可以利用5D平臺以土建算量模型和鋼筋算量模型為數(shù)據(jù)載體，通過流水段的劃分，關(guān)聯(lián)施工過程中的進(jìn)度、質(zhì)量、圖紙等信息，幫助管理團(tuán)隊對施工方案、物資供給和勞動力調(diào)配等提供幫助，讓重要施工構(gòu)件可視化。同時，在工程實(shí)體的建設(shè)過程中，對所消耗的勞動力資源、材料消耗和各項(xiàng)費(fèi)用開支，運(yùn)用PDCA循環(huán)控制原理進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督、調(diào)整和控制各項(xiàng)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的成本動態(tài)化控制，將工程項(xiàng)目成本控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。

工程概況

該工程位于湖北省某市區(qū)，本項(xiàng)目施工范圍較小，施工現(xiàn)場周圍環(huán)境復(fù)雜，緊鄰地鐵線，破壞后果嚴(yán)重。項(xiàng)目包括1棟26層心血管大樓，設(shè)3層地下室，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。該項(xiàng)目基坑周長約249米，基坑面積約3600平方米，開挖深度約13.10至17.20米，屬于深基坑工程。

工程項(xiàng)目Revit模型

本項(xiàng)目土石方估計量為8萬㎡，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要為密排鉆孔灌注樁加三軸水泥攪拌樁加上兩道內(nèi)支撐進(jìn)行，基坑四周采用對撐和角撐，以板撐為輔。本項(xiàng)目支護(hù)樁共計178根，樁徑分別為1米和1.4米，立柱樁為鉆孔灌注樁，共計24根，樁口直徑約為1米，有效樁長約為32米，立柱樁里面布有0.5米×0.5米的格構(gòu)柱。

旋挖成孔灌注支護(hù)樁

場地上采用4臺旋挖鉆機(jī)同時施工，根據(jù)施工場地狹小的特點(diǎn)，鉆機(jī)進(jìn)場前，1臺旋挖鉆機(jī)先行施工西側(cè)，后面3臺用于施工立柱樁及剩下的地塊，充分利用場地狹小的特點(diǎn)進(jìn)行交叉輪換作業(yè)，直到支護(hù)樁、立柱樁全部施工完成。

土方開挖

支護(hù)樁及立柱樁的施工進(jìn)度，優(yōu)先開展西側(cè)的施工，剩余地塊由東側(cè)向西側(cè)延伸，與中間地塊進(jìn)行銜接。土方開挖階段，靠近西側(cè)地塊將被劃分為A區(qū)，中間地塊劃分為B區(qū)，東側(cè)路地塊劃分為C區(qū)，整個基坑共劃分3個施工區(qū)段，共計3個施工順序。由于基坑周邊施工道路環(huán)境復(fù)雜，施工出入口受限，現(xiàn)階段僅有2個出入口，分別位于施工場地西側(cè)及北側(cè)?？紤]到場地實(shí)際情況，遵照“先支撐、后開挖、分段開挖、由內(nèi)往外”的原則進(jìn)行土方施工。

成本動態(tài)控制

成本控制核算貫穿于工程施工的整個過程。在工程施工過程中，項(xiàng)目管理人員尤其是項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，要按照自己的任務(wù)分工各負(fù)其責(zé)，財務(wù)部門也要及時審核各項(xiàng)費(fèi)用的支出，平衡調(diào)度資金，配合項(xiàng)目負(fù)責(zé)人對施工過程中成本使用情況進(jìn)行檢查，并及時反饋上級部門。

設(shè)計概算

1.概算編制說明

本工程概算的第一個依據(jù)是該基坑建設(shè)項(xiàng)目場地的地勘報告，第二個是由業(yè)主單位提供的本項(xiàng)目的用地規(guī)劃紅線圖、由甲方提供的地下結(jié)構(gòu)圖紙，第三個是湖北省2018年費(fèi)用定額、國家和湖北省相關(guān)的政策法規(guī)和基本建設(shè)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、已建同類型工程的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、2019年4月武漢市信息價以及部分材料參考市場價格。

本概算的編制范圍為地下室基坑的建筑工程和建設(shè)工程其他費(fèi)用，建設(shè)工程其他費(fèi)用根據(jù)相關(guān)文件及規(guī)范計算。

2.項(xiàng)目投資組成

本項(xiàng)目概算總投資4171.19萬元。其中工程直接費(fèi)用3578.57萬元，占總投資比例的85.79%；工程建設(shè)其他費(fèi)用283.65萬元，占總投資的6.8%；基本預(yù)備費(fèi)308.98萬元，占總投資的7.41%。

3.概算指標(biāo)分析

本項(xiàng)目的概算總造價為3578.57萬元，單方造價為9940.46元/㎡。其中，土石方工程綜合合價為159.51萬元，單方造價為443.08元/㎡，占總造價比例為4.46%；樁基工程綜合合價為1963.43萬元，單方造價5453.97元/㎡，占總比例為54.87%；基坑圍護(hù)工程造價為381.21萬元，單方造價為1058.93元/㎡，占總比例為10.65%；鋼筋混凝土工程造價為1032.42萬元，單方造價為2867.84元/㎡，占基坑總造價比例為28.85%；截水溝造價為7.54萬元，單方造價20.94元/㎡，占基坑總造價比例為0.21%；措施項(xiàng)目造價為34.45萬元，單方造價為95.71元/㎡，占比0.96%?；邮┕ぶ粐@土方開挖、土方回填、邊坡支護(hù)、打樁、降水來展開工序，所以基坑支護(hù)的造價費(fèi)用一般不包括安裝費(fèi)用及設(shè)備購置費(fèi)。

施工圖預(yù)算

1.施工圖預(yù)算編制說明

根據(jù)本工程施工圖、費(fèi)用定額、施工現(xiàn)場情況、工程特點(diǎn)及常規(guī)施工方案編制清單定額，并依據(jù)該市2019年4月建設(shè)工程材料信息價確定工程費(fèi)用。本次預(yù)算的計算范圍為圖紙所涵蓋范圍，不含總平面布置圖。

2.預(yù)算指標(biāo)分析

本項(xiàng)目招標(biāo)控制價總計為3483.07萬元，單方造價為9675.2元/㎡，其中樁基工程造價1608.27萬元，單方造價4467.42元/㎡，占總造價的46.17%；土石方工程綜合合價為127.87萬元，單方造價為355.19元/㎡，占總造價比例為3.67%；基坑圍護(hù)工程造價為280.62萬元，單方造價為779.49元/㎡，占總比例為8.06%；鋼筋混凝土工程造價為897.13萬元，單方造價為2492.02元/㎡，占總造價比例為25.76%；截水溝造價6.57萬元，單方造價為18.26元/㎡，占比例為0.19%；措施項(xiàng)目造價為115.18萬元，單方造價為319.95元/㎡，占比3.31%。施工圖預(yù)算的鋼材的消耗量為2406.8噸，水泥的消耗量為2886.2噸，木材的消耗量為18.05㎡，商品混凝土的消耗量為15697.07㎡，商品砂漿的消耗量為14.64㎡。

成本分析

在施工階段可以通過BIM5D導(dǎo)入兩種數(shù)據(jù)，即合同預(yù)算及成本預(yù)算。導(dǎo)入模型后，把清單中的清單項(xiàng)對應(yīng)到模型的構(gòu)件上，下一步導(dǎo)入和時間相關(guān)的進(jìn)度計劃，BIM5D支持斑馬夢龍進(jìn)度計劃和微軟Project兩種格式，然后進(jìn)行進(jìn)度和模型的關(guān)聯(lián)。

本基坑項(xiàng)目充分利用BIM5D平臺，將編制好的概算和預(yù)算文件導(dǎo)入BIM5D中，將分部分項(xiàng)工程中的挖一般土方、挖溝槽土方、鋼筋混凝土支撐、地下連續(xù)墻、泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁、墊層、滿堂基礎(chǔ)、樁承臺基礎(chǔ)、無梁板以及鋼筋混凝土構(gòu)件拆除等清單項(xiàng)與模型信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，通過關(guān)聯(lián)得到的按周計算的概算資金曲線，可以樁基得出施工完成后，即2019年第20周，計劃工作預(yù)算費(fèi)用（BCWS）為956.54萬元，已完工作預(yù)算費(fèi)用（BCWP）為669.58萬元，進(jìn)度偏差為669.58-956.54=-286.96萬元<0，所以進(jìn)度延遲，即實(shí)際施工進(jìn)度落后于計劃施工進(jìn)度；進(jìn)度績效指數(shù)（SPI）為669.58/956.54=0.7<1，進(jìn)度績效指數(shù)也顯示實(shí)際進(jìn)度比計劃進(jìn)度拖后。通過關(guān)聯(lián)模型信息得到的預(yù)算價格資金曲線，2019年第20周樁基工程施工完成，在此節(jié)點(diǎn)處計劃預(yù)算費(fèi)用（BCWS）為942.02萬元，已完預(yù)算費(fèi)用（BCWP）為659.42萬元，進(jìn)度偏差為659.42-942.01=-282.61萬元<0，進(jìn)度滯后；進(jìn)度績效指數(shù)（SPI）為659.42/942.02=0.7<1，實(shí)際進(jìn)度比計劃進(jìn)度延遲。

對于施工圖預(yù)算，在支護(hù)樁、立柱樁延遲完成的情況下，2019年第20周計劃的人工用量為11967個工日，實(shí)際的人工用量為8377個工日，人工投入比計劃減少了30%；對于材料的用量，以商品混凝土的使用量為例，計劃混凝土用量為5742m3，實(shí)際的材料用量為4020m3，實(shí)際材料的投入量比計劃降低30%；在機(jī)械投入上，主要以履帶式起重機(jī)、挖掘機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、鉆機(jī)、自卸汽車等為例，由于機(jī)械在第19周開始進(jìn)場投入使用，因此在第20周的機(jī)械用量為0臺。計劃如果為了縮短樁基施工的工期，把樁基施工工期從13天縮短到10天，那么樁基工程能按時完成，即計劃預(yù)算的費(fèi)用等于已完成預(yù)算的費(fèi)用，此時增加的成本為942.02-659.42=282.61萬元。

若從施工方的角度考慮，要計算出某一材料的產(chǎn)量、單價和損耗率分別對成本影響多大，也可以通過5D的施工模擬來實(shí)現(xiàn)。例如C30的商品混凝土，在上圖中利用施工圖預(yù)算的數(shù)據(jù)來分析，在第20周C30商品砼的計劃消耗量是5742.34m3，實(shí)際消耗量為4019.64m3，按照單價為417元/m3，計劃的損耗率為4%，實(shí)際損耗率只有3%。通過計算得知C30商品砼的計劃成本為5742.34×417×（1+4%）=249.03萬元，實(shí)際成本為4019.64×417×（1+3%）=172.65萬元，比計劃成本減少了76.38萬元，通過分析可知如果只有商品混凝土的消耗量發(fā)生變化，那么消耗量發(fā)生的變化會對商品砼的成本影響4019.64×417×（1+4%）=174.32萬元。通過以周為周期統(tǒng)計的實(shí)際物料、人工消耗量、機(jī)械使用量和費(fèi)用情況的對比分析，以此來確定工程的實(shí)際施工進(jìn)度和成本，及時采取糾偏措施。

成本控制措施

按照PDCA循環(huán)控制原理，實(shí)際與目標(biāo)進(jìn)行比對分析，及時糾偏。首先，工程計量是支付中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是成本控制最重要環(huán)節(jié)。由承包人上報，工程管理現(xiàn)場計量，成本部門復(fù)核，計算方法按照合同約定的規(guī)則，如混凝土量的計算不計損耗、不扣除鋼筋含量，利潤管理費(fèi)不得另計。

其次，加強(qiáng)隱蔽工程的驗(yàn)收，比較容易出現(xiàn)問題的部分要由多個部門簽收確認(rèn)。對合同中的暫估項(xiàng)目和存在變更的分部分項(xiàng)，要及時申報，合理增加工程收入，減少開支。

最后，造價部門只對質(zhì)量合格和圖紙范圍之內(nèi)的工程進(jìn)行計量，如灌注樁圖紙設(shè)計為35米，但施工單位實(shí)際做了40米，只計量35米，按照35米付款。

成本偏差有三種，其中一種是用實(shí)際成本減去合同成本得到的實(shí)際偏差。計劃偏差就是利用合同成本減去計劃成本。還有就是目標(biāo)偏差，目標(biāo)偏差相當(dāng)于實(shí)際成本減掉計劃成本。施工方應(yīng)較大范圍地減少目標(biāo)偏差，對于成本，往往偏差越小，說明控制得越好；而目標(biāo)偏差是計劃偏差與實(shí)際偏差之和，如果目標(biāo)偏差較大，應(yīng)進(jìn)一步分析偏差產(chǎn)生的原因。

結(jié)語

本文以湖北省某大樓深基坑項(xiàng)目為例，分析了BIM5D平臺對工程項(xiàng)目全過程管理的意義，即可在施工過程中隨時掌握成本動態(tài)，對比計劃成本和實(shí)際成本，對所消耗的人材機(jī)資源和費(fèi)用的開支進(jìn)行調(diào)節(jié)，以確保實(shí)現(xiàn)成本目標(biāo)。

基金項(xiàng)目：湖北省武漢市城鄉(xiāng)建設(shè)局科技計劃項(xiàng)目（201949）；湖北省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳建設(shè)科技計劃項(xiàng)目（2020171185-25）

（作者單位：占征杰、葉楚锜，湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院；徐書平，武漢輕工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院）

參考文獻(xiàn)：

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[2]中國計劃出版社.建設(shè)工程工程量清單計價規(guī)范GB 50500-2013[M].北京：中國計劃出版社，2013（4）.

（責(zé)編：高楊）