設(shè)計咨詢管理在新技術(shù)、新工藝應(yīng)用中的作用—某項目無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化咨詢管理實踐

吳忠利，錢錚（浙江江南工程管理股份有限公司，浙江杭州310013）

0 引言

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋是用輕質(zhì)材料以一定規(guī)則排列，替代實心樓蓋中部分的混凝土而形成空腔，并形成空腔與暗肋梁構(gòu)成的中空受力結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)澆混凝土空心樓蓋技術(shù)的力學(xué)思路是清晰的，它減掉了冗余部分的混凝土，在減輕樓蓋自重的同時還能保證樓蓋體系的承載力和剛度幾乎未被削弱。建筑正在向大空間、大跨度、大平板、大層高、分隔靈活多樣化發(fā)展，結(jié)構(gòu)樓蓋形式也經(jīng)歷了傳統(tǒng)主次梁、單雙向密肋樓蓋、實心無梁板、預(yù)應(yīng)力樓蓋、現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋等發(fā)展階段?？招臉巧w有很多優(yōu)點，文獻(xiàn)[1-4]把現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋與傳統(tǒng)的實心樓蓋作了技術(shù)經(jīng)濟性對比；文獻(xiàn)[5]以試驗的方法得出結(jié)論，蜂巢芯空心樓蓋裂縫出現(xiàn)和分布情況與一般的實心板無梁樓蓋基本相同，變形能力也與實心板樓蓋類似；文獻(xiàn)[6]從施工的角度論證空心樓蓋能確保結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，且施工便捷，安全有效；文獻(xiàn)[7-8]從設(shè)計的角度研究空心樓蓋的實用性?？招臉巧w在澆筑混凝土前的施工現(xiàn)狀如圖1和圖2所示。

圖1 薄壁波紋管模盒空心樓蓋

圖2 蜂巢芯模盒空心樓蓋

一般認(rèn)為，采用空心樓蓋技術(shù)可降低混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件高度，從而減小層高或增加室內(nèi)凈空，減少梁側(cè)模及抹灰，同時保證空間寬敞明亮，又可以靈活分隔空間，能同步實現(xiàn)建筑功能優(yōu)化和工程造價節(jié)約的雙重目標(biāo)，適用于辦公樓宇、倉庫廠房、大型商場、學(xué)校教學(xué)樓以及圖書館等大跨度的建筑和需靈活間隔或經(jīng)常改變使用用途的建筑。但是，上述研究結(jié)論和觀點的著眼點都是單一個體—空心樓蓋，縱然有多種多樣的優(yōu)勢，對具體項目是否合適卻必須有針對性地進(jìn)行具體分析。因為針對具體項目，需要考慮的因素更為復(fù)雜，法律風(fēng)險、決策風(fēng)險、建設(shè)風(fēng)險、運營風(fēng)險、成本超支風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險等等都是重要的影響因素，這也是從事技術(shù)工作(設(shè)計)與管理工作(設(shè)計咨詢管理)最大的區(qū)別。

設(shè)計咨詢管理是項目管理中十分重要的一個環(huán)節(jié)，需要在全過程工程咨詢管理合同的約束下，本著對業(yè)主負(fù)責(zé)的態(tài)度，具備統(tǒng)觀全局的大局意識，積極主動地履行其崗位職責(zé)。文獻(xiàn)[9]指出設(shè)計咨詢管理的責(zé)任是“全面協(xié)助建設(shè)單位落實項目建設(shè)全過程中各項甲方設(shè)計咨詢管理工作，協(xié)助建設(shè)單位全面實現(xiàn)項目設(shè)計咨詢管理目標(biāo)，負(fù)責(zé)組織、監(jiān)督、檢查設(shè)計單位合同履行等”，說明設(shè)計咨詢管理不僅要對單一事件進(jìn)行專業(yè)判斷，還應(yīng)該基于整個項目進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，從而協(xié)助業(yè)主做出最有利于項目實施的決策。本文基于某工程實踐，通過論證空心樓蓋體系在該工程建設(shè)實施過程中的適用性，指出設(shè)計咨詢管理具備整體意識的重要性。

1 工程概況

工程占地面積22333m2，總建筑面積 117 285.48m2，其中地上建筑面積 80 162.32m2、地下建筑面積 37 123.16m2，建筑高度 75.35m。本項目包括4棟18層的塔樓和1棟4層的多層裙樓，其中3棟塔樓為銀行總部大樓，1 棟為酒店及公寓，主要層高為 3.9m。地下為2層地下停車庫，地下二層設(shè)有2個人防分區(qū)，面積5982.02m2。工程效果圖如圖3 所示。

圖3 本工程效果圖

該工程所處地理位置優(yōu)越，距高鐵站僅5km，緊鄰迎賓大道，距市政府大樓僅一兩百米，是該地級市重要的形象工程、地標(biāo)建筑、重點工程。采用 PPP 模式建設(shè)，具有很強的政府背景，要求爭創(chuàng)國優(yōu)，最低限度必須保創(chuàng)省優(yōu)。在這樣的大背景下做全過程工程咨詢服務(wù)工作，就不能孤立片面地看待問題。設(shè)計咨詢管理是管理技術(shù)工作的重要環(huán)節(jié)，必須順應(yīng)全過程工程咨詢管理的總體思路，不能把技術(shù)問題單純地作為技術(shù)問題來解決。

當(dāng)該工程完成全部施工圖設(shè)計、地下室基坑已大部分挖至設(shè)計標(biāo)高時，施工單位提出優(yōu)化建議，認(rèn)為將原設(shè)計的傳統(tǒng)混凝土樓蓋體系改為現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋利大于弊。此項結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的理由是，通過空心樓蓋技術(shù)可以產(chǎn)生的直接效益是減少建安成本，更大的是間接效益，如降低層高從而降低建筑物高度(建筑物高度對結(jié)構(gòu)設(shè)計影響巨大，低一些能使位移比、剪重比、剛重比等重要的技術(shù)指標(biāo)相對容易滿足要求，并能節(jié)約造價)，或建筑物高度不變但增加樓層數(shù)(增加可售商業(yè)面積)，但是增加的投入僅僅是對設(shè)計變更的勞務(wù)補償，以及重新進(jìn)行各種手續(xù)審批所付出的人力、物力、財力成本。若確實如此，則從價值工程來說，屬于成本稍有增加但功能大幅提高，應(yīng)當(dāng)予以實施。

2 設(shè)計咨詢管理實踐

接到結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化申請后，雖然其規(guī)劃的優(yōu)勢比較吸引人，但是設(shè)計咨詢管理者不能簡單處置，應(yīng)當(dāng)以專業(yè)的、流程化的手段從技術(shù)、經(jīng)濟兩方面進(jìn)行評估和分析，從而選擇對本工程最有利的方案向業(yè)主建議，由業(yè)主做出最終決策。為此按以下步驟執(zhí)行。

(1)將變更設(shè)計的意向告知前期報批報建部門，并會同業(yè)主研究重走審批流程的風(fēng)險和難易程度?；诒竟こ虨槭兄攸c工程的特殊身份，以及業(yè)主本身所具有的政府背景，業(yè)主愿意承擔(dān)這一風(fēng)險，表示若確實能降低層高而在樓高不變的前提下增加樓層數(shù)，并且其他風(fēng)險(如融資、材料設(shè)備、質(zhì)量、進(jìn)度、安全、成本、環(huán)境等)都可控，他們有能力與政府各職能部門進(jìn)行溝通，并通過審查。

(2)將變更設(shè)計的意向通知設(shè)計院。由于變更的主要勞動成本是設(shè)計院支出的，所以設(shè)計院從自身利益出發(fā)可能有兩種選擇：一是業(yè)務(wù)量不飽滿時極力贊成，借變更之機再收一次設(shè)計費；二是業(yè)務(wù)量飽滿時極力反對，以免人力資源負(fù)荷過重。不管哪種選擇，都不是本著對業(yè)主負(fù)責(zé)的原則所做的，都不是客觀的，因此都是簡單草率的。為防止這樣的事發(fā)生，通知設(shè)計院時并不要求其對變更的利弊發(fā)表意見，而是要求其提出變更設(shè)計所需的時間，并做出進(jìn)度計劃表。設(shè)計院據(jù)此提出了一個月的進(jìn)度計劃，經(jīng)設(shè)計咨詢管理單位審查后認(rèn)為合理。

(3)將設(shè)計院提出的進(jìn)度計劃按當(dāng)下的時間點植入總控計劃進(jìn)行審查對比，評估對項目建設(shè)總工期的影響。由于項目施工正處于基坑開挖階段，若能在土方工程結(jié)束前優(yōu)先提供基礎(chǔ)、地下室底板的修改圖紙，則總工期不受影響。

(4)經(jīng)過上述三個步驟以后，初步確定設(shè)計變更文件完成進(jìn)度具有可行性。于是通知造價管理部門，對本變更產(chǎn)生的費用進(jìn)行變更前后對比。

原設(shè)計如圖4所示，樓板混凝土強度等級為 C30，板厚 120 mm。修改后設(shè)計如圖5所示，混凝土強度不變，空心樓蓋板厚 320 mm。

由表1可見，不考慮降低層高產(chǎn)生的間接效益，單從樓蓋本身來說，普通樓蓋比空心樓蓋節(jié)省造價 10% 以上?？招臉巧w的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在模板和天棚裝飾上，節(jié)約率達(dá) 54%，但劣勢是芯模成本太高，其絕對值與梁板鋼筋相當(dāng)，若能降下來則對節(jié)約樓蓋成本效果明顯。在本例中，芯模價格若降至 20.6 元/m，則兩種樓蓋成本相當(dāng)。

圖4 原設(shè)計傳統(tǒng)主次梁式樓蓋(單位：mm)

圖5 修改后設(shè)計的空心樓蓋(單位：mm)

表1 普通有梁樓蓋與空心樓蓋指標(biāo)對比

(5)直接成本比較以后，還應(yīng)進(jìn)行間接效益分析，最主要的間接效益是降低層高以增加層數(shù)，這也是優(yōu)化建議中最吸引業(yè)主的。一般說來，高層建筑尤其框架—核心筒結(jié)構(gòu)的邊框架側(cè)向剛度非常重要，因此邊梁高度不能減小，那么雖然中梁高度從 700 mm 降至 320 mm，但是每層層高最多只能減少 200 mm，相應(yīng)地在整樓高度不變的前提下，原18層能增至19層，即增加1層商業(yè)面積。為了能更透徹地闡明其中利弊，特組織專家論證會(5 位專家)，他們分別來自設(shè)計、施工、質(zhì)監(jiān)部門，且對當(dāng)?shù)毓こ探ㄔO(shè)十分了解。論證后，專家們形成了如下的一致的意見。

第一，空心樓蓋技術(shù)可降低地下室層高，從而減少基坑深度和土方工程量，降低基坑支護(hù)成本以及抗浮成本。但本項目現(xiàn)場土方工程已開挖至基底標(biāo)高，故即使使用空心樓蓋，這部分的節(jié)約效應(yīng)也無從體現(xiàn)?？招臉巧w還有靈活隔斷的優(yōu)勢，但地下室功能是停車場，無靈活隔斷的需求。所以地下室不建議改為空心樓蓋。

第二，空心樓蓋是個泛稱，不同廠家均有自己的技術(shù)專利，所采用的芯材也各不相同，設(shè)計單位只能按某一種廠家規(guī)格進(jìn)行設(shè)計，無形中造成了隱性的指定材料，屬重大設(shè)計缺陷。即便改由業(yè)主指定，也會使施工總包單位在與廠家的價格談判中處于劣勢地位，可能對節(jié)約造價不利。

第三，增加層數(shù)會增加建筑物自重，可能需增加樁數(shù)，而在樁基已經(jīng)施工完畢、基坑已經(jīng)基本開挖完畢的情況下，加樁的難度很大。而且增加自重還會增加墻、柱等豎向構(gòu)件的體量，其對抗震設(shè)計的不利影響更不容忽視。其相互影響的關(guān)系非常復(fù)雜，需設(shè)計人員投入大量的工作量后才能進(jìn)行量化分析，而那時設(shè)計的工作量已經(jīng)發(fā)生必須給予足額補償，但得出的結(jié)論卻仍有極大可能是原方案更優(yōu)。即使修改方案更優(yōu)，其優(yōu)勢也不會特別明顯，與業(yè)主承擔(dān)的重新審批所帶來的風(fēng)險相比，是不值得的。

第四，本項目是市重點工程，接受當(dāng)?shù)胤椒矫婷娴年P(guān)注和監(jiān)督，必須創(chuàng)省優(yōu)甚至爭國優(yōu)，因此以采用成熟技術(shù)為宜，若貿(mào)然采用參建各方都欠缺經(jīng)驗的技術(shù)，容易給施工管理及投資控制工作帶來難度。

綜合考慮后，全過程工程咨詢單位將設(shè)計咨詢管理意見形成書面匯報材料，報送建設(shè)業(yè)主，由業(yè)主對本工程改用空心樓蓋的設(shè)計優(yōu)化變更方案予以否決。

3 結(jié)語

空心樓蓋是一項很有市場前景的先進(jìn)技術(shù)，具有相當(dāng)多吸引人的優(yōu)點。但是即使是再好的新技術(shù)在投入使用前也必須經(jīng)過具體問題具體分析論證，確保決策與具體工程的個性化特點是完全匹配的。在這一點上，設(shè)計咨詢管理起到了非常重要的作用。本文通過具體案例，介紹了設(shè)計咨詢管理的流程、方法和措施，表明設(shè)計咨詢管理與其他管理部門相互配合的重要性。從這個案例中也可以看出在特定情況下，最合理的設(shè)計方案未必是技術(shù)性最好的，而應(yīng)該是綜合效益最好的。從這個案例中還能得出一個經(jīng)驗，即設(shè)計咨詢管理工作的提前介入非常重要，本案例若在建筑方案設(shè)計階段就能提出空心樓蓋的建議，那么結(jié)果可能會大不一樣。