中國建筑企業協會
您當前的位置:首頁 > 專家講壇

對降低建筑施工資源消耗的思考與探索

文章來源:中國建筑企業協會    最后更新時間:2015-11-21    閱讀次數:

文 / 中建一局集團建設發展有限公司總工程師 高俊峰
 

  眾所周知,建筑施工過程資源消耗很大,除實體結構中的鋼材、水泥等之外,非實體性周轉材料的消耗也很驚人,尤以結構施工用的木方、多層板、架料為主。一個大中型項目結構施工通常消耗數千立方米的木方,特大型項目甚至達到一萬立方米以上,成堆的木方成為工地最常見的“風景”。周轉次數僅3~5次的劣質多層板同樣堆積如山,其使用壽命非常短,2~3個月后就成為垃圾,被廉價地處理掉,而且很有可能成為后續不合格產品的原材料。另外,基本上主導結構施工支撐體系的“碗扣式腳手架”,其單位面積耗鋼量大、搭設用工多、作業面工作條件差,搭設完畢后非常不便于檢查驗收。

  施工中采用落后的施工工藝和施工料具,消耗大量的木材和鋼材,用去更多的人工,與采用先進工藝、施工料具相比,其成本卻不低。分析多年來沿用這些落后的施工工藝和料具的原因,一方面是由于我們對先進施工工藝、料具不了解,管理人員和工人都習慣了,另一方面由目前國內大多數建筑公司的項目經營模式決定,項目實施所需的料具投入基本上由項目自身解決,公司層面沒有從長期經營的角度進行投入,而先進的模板和支撐體系的投入需要在多個項目中進行攤銷。

  曾有從法國SAE公司學習歸來的同事感慨地說起,國外2萬多平方米的項目所用工人不到20人,休息時,工人回辦公室和項目經理一起喝咖啡,聊天。發達國家人工費成本高,這促使他們必須采用先進施工工藝和料具,提高功效,以減少用工投入。國外所采用的先進施工工藝和料具,如優質水平模板周轉至少30次以上,支撐體系至少使用5年以上,與國內采用的施工工藝和料具綜合比較,其成本并不高,國內完全用得起。

  因此,要改變落后施工工藝,采用先進的施工料具,首先需要改變的是觀念,同時需要在公司層面進行購置投入,以略低于目前所用施工工藝和料具的價格租給項目使用,從而調動項目采用先進施工工藝和料具的積極性。

  自2005年以來,中建一局建設發展公司對工藝和技術尤為落后的水平模板體系進行了多方面的探索和創新。如今這些探索和創新已“開花結果”,得到項目管理人員和勞務作業隊伍的認可,取得了顯著的經濟效益。

  一、對減少施工中木材消耗的探索

  結構施工中使用的木方主要用于水平梁板模板的主次龍骨,在使用中木方龍骨需要反復固定和拆除。目前國內使用的木方均未經干燥防腐處理,其在使用數次后容易扭曲變形,同時勞務作業人員對與自身利益不相關的材料不珍惜,因此,施中投入的木方被逐漸切割成短木方乃至無法使用,需要不斷地進行增加補充,消耗數量可觀。

  解決替代木方的方案應基于尋找耐久性好、使用周期長且滿足作業人員使用習慣的替代品。我公司下屬的專業模板公司(現已私營化)在2002~2003年曾借鑒國外產品開發鋁合金梁(購置價格120~130元/米),租賃給項目使用。該產品最終未能大范圍推廣使用,一是由于產品成本高,租賃價格相應也較高,項目使用積極性不高;二是鋁合金價值高,導致鋁合金梁成為被盜竊的重點目標,其賠償成本很高。

  2004年,在中建國際承建的北京凱晨廣場項目上由中建柏利模板公司開發的木方替代產品——“幾字型鋼木組合梁”(以下簡稱幾字型鋼梁),耐久性好、不可切割、成本較低,具有以較低租賃價格提供給項目使用的可行性。在對該產品使用中暴露出的部分設計缺陷進行完善修改,并征得中建柏利模板公司同意后,中建一局建設發展公司于2005年嘗試投入5萬米(2米,3米,4米)幾字型鋼梁在項目推廣使用,租賃價格定為0.07元/米•天。在首個應用項目北京中石油大廈的推廣使用進展順利,項目積極性高,從此公司逐步加大幾字型鋼梁投入,租賃價格隨之下降,項目使用積極性越來越高。目前公司資源調配中心擁有幾字型鋼梁70萬米,租賃價格按照使用時間定為0.03~0.004元/米•天,幾字型鋼梁在公司項目上的使用基本處于供不應求的狀態,更為可貴的是,2005年投入的首批幾字型鋼梁目前大部分仍在使用,其效益已遠超出預期。

  二、對改變落后支撐體系的探索

  因具有搭設快、專業技能要求低的特點,碗扣式支撐體系一經推廣使用,便取代扣件式鋼管支撐體系成為結構施工水平模板支撐體系的主流。目前國內發達地區的工程施工中,碗扣式支撐體系基本上主導水平結構支撐體系,該體系承載力高、立桿間距大、不需要水平連接桿件、單位面積用鋼量小、搭設速度快。與之相比,碗扣式支撐體系立桿間距小、橫桿多、單位面積用鋼量大(大約為獨立支撐的2倍)等,更為不足的是碗扣式支撐體系反搭設完畢后不便于作業人員和管理人員進入,增加了質檢、檢查驗收難度,在一定程度上也會影響工程質量和安全。

  基于對碗扣式支撐體系弊端的認識及對國外先進成熟獨立支撐體系的了解,公司于2005年開始探索推廣應用獨立支撐體系,購置國產獨立支撐1萬套,經測算以0.15元/根•天的價格租賃給項目使用。由于獨立支撐承載力高,支撐間距可以放大到1.8~2.1米,對主龍骨承載力要求高,因此,主龍骨租用外部專業模板公司的木梁,次龍骨則采用自己的幾字型鋼梁,并在北京上元住宅項目中首次推廣使用。此次推廣取得良好預期,該體系得到管理人員的認可,作業人也由最初抵觸逐漸變為接納并喜歡使用。

  在首個項目取得成功后,又陸續在其他項目推廣使用,均得到認可。為解決租用木梁成本高和作業人員有時切割木梁的問題,2011年公司投入100毫米×45毫米×3毫米鍍鋅方鋼管主龍骨,抗摔打,不可切割。目前在天津嘉里中心3棟63層超高層公寓樓推廣應用,效果良好。

  三、對提高多層板周轉次數的探索

  目前國內結構施工用的多層板質次價廉,周轉次數僅3~5次,  其周轉一次的成本并不低。究其原因是多方面的,首先加工多層板用的粘結膠多為脲醛膠,價格低,防水性能差,致使多層板遇水后逐漸分層開裂;其次,在用料材質和表面覆膜方面與國外產品差距大;再次,國內均采用1220毫米×2440毫米或915毫米×1830毫米的大規格多層板,不利于搬運和支拆,同時也影響周轉次數。國外均采用小規格(如2000毫米×500毫米)多層板,便于單個人員作業。

  針對國內劣質多層板現狀和規格尺寸弊端,近年來我公司會同專業多層板加工廠家就生產優質小規格多層板進行了探索嘗試,并取得了預期效果。具體做法是:①確保材質性能,選用具有防水性能的酚醛膠,上、下表皮面板均采用樺木,表面覆膜選用芬蘭進口的優質酚醛樹脂膜,②要求工廠將生產好的大規格板(2440毫米×1220毫米×18毫米)切割成1830毫米×610毫米和1220毫米× 610毫米兩種規格的小板,封邊并沿小板周邊按300毫米間距預鉆孔,此舉可避免作業人員反復釘釘子,延長多層板使用壽命。自2006年以來,已先后在4個公寓住宅類項目推廣應用上述改進后的小規格多層板,周轉次數可達10~12次,其成本比采用傳統劣質大規格多層板可降低40%~50%,經濟效益尚可,且工人搬運方便。

  四、經濟效益對比分析 

  1.木方龍骨與幾字型鋼梁對比

  近年來木材價格一直呈上升走勢,目前施工用木方價格為白松2400元/立方米,澳松(速成材)2150元/立方米。以用于水平模板次龍骨的100毫米×50毫米澳松為例、每米購置價格10.75元,周轉次數上限為15次,使用壽命大約100天,其成本為10.75元。如果租賃幾字型鋼梁,100天的租賃成本為4元,很明顯,租賃幾字型鋼梁比購置木方可降低成本50%以上,這也是近年來我公司項目積極使用幾字型鋼梁的動力。
  就公司在幾字型鋼梁的投入來看,每米幾字型鋼梁購置成本30元左右,使用壽命4年以上,有效租賃時間按1120天(280天×4)考慮,其4年使用期限內收回的租賃費用為44.80元(0.04元×1120天),同時幾字型鋼梁回收價值高,即使按廢鋼處理,其每米價值8元。如此看來,公司投入的經濟效益是完全可以實現的。

  目前,我公司擁有70萬米幾字型鋼梁,即使以較低的價格租賃給項目使用,與項目購置木方相比較,其每年節省成本可達1300萬元,這對以施工為主業的建筑公司而言,其經濟效益還是很可觀的。

  2.碗扣式支撐體系與獨立鋼支撐體系對比

  與碗扣式支撐體系相比,獨立鋼支撐體系具有用鋼量少(約為碗扣式支撐體系的40%~50%)、搭設速度快、用工少、作業條件好等優點,中建一局建設發展公司2005年購置的獨立鋼支撐以0.15元/根•天的價格租賃給項目使用,統計使用獨立支撐體系的住宅、公寓類項目,其成本僅為碗扣式支撐體系成本的70%。

  3.劣質大規格多層板與優質小規格多層板的對比

  目前占據結構施工水平模板主流的劣質大規格多層板周轉次數為3~5次,價格為35~40元/平方米,折合使用一次的成本8~10元/平方米。近年來探索推廣的優質小規格多層板周轉次數為10~12次,價格為48~52元/平方米,折合使用一次的成本5元/平方米左右。使用優質小規格多層板的效益明顯,可降低直接成本40%左右。

  五、推廣應用中的注意事項

  1.推廣應用新技術新工藝的料具投入應在公司層面投入,以合理的價格租賃給項目使用

  推廣新技術新工藝的資金投入,如幾字型鋼梁、獨立鋼支撐其使用壽命可達落4~5年以上,從現行的項目核算機制來看,如由項目投入則沒有積極性,如從社會專業公司租賃則成本偏高,因此,最佳解決辦法就是從長遠角度考慮,公司統籌投入,以合理的價格租賃給項目使用,項目有效益,應用積極性高,同時公司成為最終受益者。

  2.選擇適宜項目推廣應用

  任何工藝、技術均有其理想的適用范圍,因此要選擇適宜的項目進行推廣應用才能取得預期效果。如獨立鋼支撐最適宜用于無梁板類的住宅、公寓、酒店或梁間距相對較大的結構類型,建筑層高以不超過3.6米為宜。小規格優質多層板則適宜周轉次數不少于10次的同一個項目,這樣可以最大限度地發揮其使用價值。幾字型鋼梁是我公司推廣應用創效最好的產品,應用范圍廣泛,完全可以等同代替項目按傳統工藝投入木方的70%。幾字型鋼梁投入應以2~4米不同規格、按照一定比例投入,以適應項目施工需求。此外,幾字型鋼梁一定要用熱鍍鋅鋼板加工,才可確保其不少于5年的使用壽命。

  3.耐心、細致地做好思想工作和具體技術指導工作

  根據我們在推廣應用新技術新工藝中的切身體會,有些工程技術人員,尤其是直接管理勞務隊伍的現場管理人員已習慣傳統施工工藝,這就需要公司總部耐心細致地做好解釋工作。如詳細說明采用新工藝的施工作業優勢和成本優勢,帶其觀摩正在實施中的項目,聆聽正在實施中項目管理人員和勞務作業人員的親身感受,可消除其對新工藝、新技術的疑慮,其中項目經理和項目技術負責人的觀念和態度至關重要。

  勞務作業隊伍也是推廣應用新技術新工藝阻礙因素,特別是目前勞務隊伍普遍緊張的情況下,由于作業方式改變,新技術新工藝應用之初其搭設效率尚未明顯提高,甚至還會出現一定程度降低時,勞務人員最易抵觸。此時項目主要管理人員如不堅持,就會半途而廢,因此,在推廣應用新工藝、新技術過程中,堅持、耐心、細致至關重要。

  六、社會責任與經濟效益

  我國城市化建設如火如荼,每年要完成數十億平方米建筑,其所消耗的資源巨大,施工中消耗的非實體周轉性材料同樣數量驚人。就國內目前的施工工藝和技術而言,在減少周轉性材料消耗方面,可以挖掘的潛力巨大。

  中國建筑作為國內建筑業排頭兵,承建了諸多有影響的“高、大、精、尖”工程,也因此掌握了不少關鍵施工技術,提升了我們在這類工程的投標競爭技術優勢。我們同樣也承建了面積可觀的住宅、公寓及辦公樓等常規性建筑工程,在這些量大面廣的常規性工程建設中,采用的水平結構模板施工工藝與歐美先進施工工藝相比,差距甚大。這些落后的施工工藝和施工料具,消耗了大量木材、鋼材和人工。作為國內建筑業排頭兵,我們有責任有義務引領整個建筑業改進施工工藝,提升施工效率,減少對資源粗放式的消耗,為建筑行業進步做出貢獻。

  中建一局建設發展公司的實踐表明,技術創新和先進施工料具的投入會帶來可觀的經濟效益。目前我們每年獲益1000萬元以上,如果兄弟公司每年都有同樣的收益,累加起來就是一筆數目可觀的利潤。更為重要的是我們引領行業進步,減少對木材、鋼材資源的消耗,為改善我們賴以生存的環境做出了貢獻。

工程人物
最后更新
熱門點擊
優秀會員
工程人物

版權所有:中國建筑企業協會

網站維護:中國建筑企業協會信息傳媒部

您是第位訪問本站的用戶