價值工程下基坑支護成本控制探究

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

關(guān)鍵詞：基坑支護；功能評價；價值工程；成本控制

0引言

隨著我國城市建設(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，基坑支護工程起到了至關(guān)重要的作用?；又ёo工程是一項技術(shù)復(fù)雜、綜合性較強、風(fēng)險性較高的系統(tǒng)工程，一旦出現(xiàn)失穩(wěn)、坍塌等事故將會帶來重大的經(jīng)濟損失甚至人員傷亡，影響整個工程項目的建設(shè)，因此我國非常重視基坑工程的質(zhì)量與安全問題，基坑工程投入的成本比重也相對較高。為了避免在基坑支護工程設(shè)計與施工過程中出現(xiàn)重質(zhì)量輕成本、造成資源浪費的現(xiàn)象，很多單位和學(xué)者對基坑支護方案的比選與成本控制展開了研究。本文基于價值工程原理，結(jié)合基坑支護工程的特點，以實際基坑支護工程為例，進行功能分析與評價，從而有效的控制工程造價，節(jié)約社會資源，為基坑支護成本控制與優(yōu)化提供一定的思路與手段。

1基坑支護的功能及成本控制原則

1.1基坑支護的功能

基坑支護工程是為保護地下主體結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境安全，對基坑采用的臨時性支擋、加固、保護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，其功能是形成支護排樁或支護擋土墻阻擋基坑側(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，支撐結(jié)構(gòu)的主要功能是加強支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、抵抗支護結(jié)構(gòu)的位移。同時，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基坑支護成本控制的原則

基坑支護工程功能的實現(xiàn)需要投入相應(yīng)的成本，進行基坑支護工程的成本管控應(yīng)遵循經(jīng)濟合理、先進適用、兼顧建設(shè)與使用的原則?；又ёo結(jié)構(gòu)大多數(shù)都是臨時性結(jié)構(gòu)，基坑支護體系的建設(shè)、使用到拆除即為它的全壽命周期?；又ёo方案既要方便施工，又要滿足使用功能，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，使用功能難以達到要求，從而增加使用周期的維護成本或重新建造的費用，全壽命周期費用則無法得到控制，嚴重的甚至有可能會帶來重大的質(zhì)量安全事故，給社會和人民帶來嚴重的危害。若只追求建設(shè)的質(zhì)量和過高的功能要求，會造成資源浪費、建設(shè)成本增加，雖然使用周期的維護成本會有所降低，但全壽命期總費用也依然會偏高。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用實現(xiàn)基坑支護工程的必要功能是最理想的狀態(tài)。價值工程原理正是力求以最低的壽命周期成本實現(xiàn)產(chǎn)品必要功能的一種技術(shù)與經(jīng)濟相結(jié)合的管理辦法。通過價值工程，在滿足基坑支護工程功能要求的前提下，盡可能的降低造價，或者在資金限制的范圍內(nèi)，盡可能的提高基坑支護的功能水平。

2價值工程原理及運用方法

2.1價值工程原理

價值工程，是通過研究產(chǎn)品或系統(tǒng)的功能與成本之間的關(guān)系，來改進產(chǎn)品或系統(tǒng)，以提高產(chǎn)品或系統(tǒng)價值的現(xiàn)代管理技術(shù)與方法。價值工程包括價值、功能和成本三個基本要素，分別用字母V、F和C來表示，且價值（V）=功能（F）/成本（C），通過計算得出的價值（V）的大小來判斷分析需要優(yōu)化和改進的對象。若價值（V）=1，說明功能現(xiàn)實成本與功能評價值相匹配，屬于理想狀態(tài)，一般無需改進。若價值（V）<1，說明功能現(xiàn)實成本大于功能評價值，評價對象的現(xiàn)實成本偏高，而功能要求不高，原因可能有以下兩種：①實現(xiàn)該功能的條件或方法不佳，導(dǎo)致實現(xiàn)該功能的成本過高，應(yīng)當(dāng)作為改進對象；②可能存在功能過剩，附加了過多的不必要功能或剩余功能，導(dǎo)致現(xiàn)實成本偏高，應(yīng)當(dāng)作為改進對象，降低現(xiàn)實成本，去掉不必要的或過剩功能，使成本與功能比例趨于合理。若價值（V）>1，說明功能比較重要，但分配的成本較少，功能現(xiàn)實成本低于功能評價值，是否作為改進對象，視具體情況而定：①評價對象在技術(shù)、經(jīng)濟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值系數(shù)，可不作為價值工程的改進對象；②評價對象目前具有過剩功能，應(yīng)作為價值改進對象，改進方向為降低功能水平；③評價對象目前成本偏低，不能滿足評價對象實現(xiàn)相應(yīng)的功能要求，應(yīng)作為價值工程的改進對象，改進方向為增加相應(yīng)的成本。

2.2價值工程在造價控制中的應(yīng)用方法

價值工程對工程造價的控制主要通過對象選擇、功能分析、功能評價、確定改進對象和方案以及實施評價結(jié)果這幾個環(huán)節(jié)來實現(xiàn)：①確定研究對象：以成本比重大、品種數(shù)量少的對象作為實施價值工程的重點。②功能分析：分析研究對象具有哪些功能，并對功能進行定義和整理，明確各項功能之間的關(guān)系以及各項功能的構(gòu)成要素，并編制功能系統(tǒng)。③功能評價：評價各項功能，確定功能重要性系數(shù)、成本系數(shù)，計算價值系數(shù)。④確定改進對象：根據(jù)價值系數(shù)和研究對象具體情況，確定改進對象和改進方案。⑤實施評價結(jié)果：檢查實施情況并評價活動成果。

3價值工程在基坑支護成本管控中的應(yīng)用

3.1確定研究對象

本文以某深基坑支護工程為例，作為本次價值工程的研究對象。本基坑面積約2.187萬m2，基坑周長約792m，基坑開挖深度為5.5~5.85m，有效使用期為12個月，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，制定了本工程的基坑支護方案，擬采用懸臂樁+混凝土支撐的組合支護型式，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、噴錨支護工程、冠梁及支撐梁工程、基坑排水截水工程等7個分項工程構(gòu)成，各分項工程造價及百分比如表1所示。

3.2功能分析與評價

3.2.1功能劃分及重要度評分。基坑支護工程要求具有安全可靠、施工可行以及滿足環(huán)境保護等方面的性能，此基坑支護工程邀請了建設(shè)、勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理等不同單位具有代表性的專家進行功能分析，根據(jù)此基坑支護工程的特點，經(jīng)專家集體討論分析，將此基坑支護工程的主要功能劃分為滿足強度要求功能（F1）、滿足整體穩(wěn)定性功能（F2）、滿足變形要求功能（F3）、滿足阻水要求功能（F4）、滿足周邊環(huán)境影響要求功能（F5）、滿足施工便利性要求功能（F6），且各專家分別對這六項功能在此工程中的重要程度進行了比較，并采用“0~4評分法”分別對各項功能進行了評分，通過匯總整理各專家的評分結(jié)果，得到各項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)成要素重要度評分?；又ёo各分項工程是實現(xiàn)基坑支護各功能的構(gòu)成要素，專家采用“0~4評分法”對各分項工程在整個支護工程不同功能中發(fā)揮的作用分別進行量化評分，并將各專家的評分結(jié)果進行匯總整理，計算各分項工程在基坑支護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中各分項工程功能評分分別乘以對應(yīng)功能的重要性系數(shù)，計算修正后的各分項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功能價值系數(shù)的確定。本基坑支護工程總造價為13128651.64元，各分項工程的造價及成本系數(shù)如表5所示，其中，成本系數(shù)=分項工程造價/總造價。通過上述功能分析計算得到表4中各分項工程的功能系數(shù)和表5中各分項工程的成本系數(shù)，按照價值系數(shù)的計算公式“價值（V）=功能（F）/成本（C）”，計算得到各分項工程的價值系數(shù)如表6所示。

3.3確定改進對象與方案

根據(jù)價值工程原理及各分項工程的價值系數(shù)可知，此基坑支護工程中鉆孔灌注樁工程、冠梁及支撐梁工程價值系數(shù)小于1，應(yīng)當(dāng)列為改進對象，高壓旋噴樁工程、單軸攪拌樁工程、鋼格構(gòu)立柱工程、噴錨支護工程、冠梁及支撐梁工程以及基坑排水截水工程價值系數(shù)均大于1，是否列為改進對象，需要進一步分析。通過對原方案進一步的分析，提出了如下優(yōu)化和改進建議：①鉆孔灌注樁工程價值系數(shù)明顯偏低，表明該項工程功能與現(xiàn)實成本不匹配，灌注樁在此基坑支護工程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，但其實現(xiàn)成本較高，應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)慕档统杀?。改進方法為在保證支護結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下，合理的調(diào)整支護樁樁長、樁徑或樁間距。通過專家組和設(shè)計人員論證分析，得到此基坑支護工程西面GA段距已有建筑較遠，土壓力不大，對變形要求不高，原設(shè)計較為保守，可以適當(dāng)調(diào)整此部分支護樁樁徑和間距，將原支護樁樁徑由900mm調(diào)整為800mm，間距由1300mm調(diào)整為1400mm，通過設(shè)計驗算，調(diào)整后的方案對水平位移、整體穩(wěn)定性有一定影響，但仍能滿足強度、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。②冠梁及支撐梁工程價值系數(shù)小于1，說明其成本比重偏高，功能與現(xiàn)實成本不匹配，應(yīng)降低相應(yīng)的成本。改進方法為在保證支護結(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寬比、截面面積或支撐數(shù)量。通過設(shè)計人員對該方案重新進行優(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)的鋼筋混凝土的費用，調(diào)整之后，支護結(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)計與施工規(guī)范的要求，兼顧了安全與經(jīng)濟的原則。③此基坑支護工程采用了“鉆孔灌注樁+高壓旋噴樁”組合止水支護以及“鉆孔灌注樁+單軸攪拌樁”組合止水支護兩種方式，其中高壓旋噴樁工程價值系數(shù)和單軸攪拌樁工程價值均大于1，說明二者功能比較重要，實現(xiàn)成本較低，且高壓旋噴樁工程價值系數(shù)明顯高于單軸攪拌樁工程價值系數(shù)，因此，為了進一步提高整個基坑支護工程的價值，經(jīng)過計算分析，在保證功能要求的前提下，將基坑?xùn)|面支護樁Ø1000@1400之間的2根單軸攪拌樁Ø500換成Ø700的高壓旋噴樁，能夠降低造價約20萬元。④鋼格構(gòu)立柱工程、基坑排水截水工程、噴錨支護工程價值系數(shù)均大于1，通過分析發(fā)現(xiàn)，這三項工程的成本比重并不高，但功能對此基坑支護工程相當(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，噴錨支護工程對于樁間支護和邊坡起到了重要的保護作用，因而均具有較高的價值系數(shù)，無需改進。最后通過功能成本優(yōu)化，該基坑支護工程共節(jié)約投資約102萬，且項目在實施過程中，嚴格按照規(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，很好的滿足了工程建設(shè)的需要，并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

4結(jié)語

基坑支護工程是一項系統(tǒng)而復(fù)雜的工程，對房屋建設(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工程管理的重要任務(wù)，同時也要處理好安全可靠、環(huán)境保護、施工便利與經(jīng)濟合理之間的關(guān)系，力求實現(xiàn)項目價值最大化，促進建設(shè)工程領(lǐng)域良性發(fā)展。本文通過運用價值工程原理對實際基坑支護工程的功能與成本進行分析，根據(jù)分析結(jié)果，有針對性的對方案進行了優(yōu)化與改進，在確保必要功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)上合理的降低了工程成本，提高了項目的價值，對合理控制和確定基坑支護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有限公司