高樁碼頭建設(shè)期成本計(jì)算模型

趙 艷

中交四航局第二工程有限公司，廣東 廣州 510000

1 工程概況

某工程計(jì)劃建設(shè)一座最大?？磕芰?0000DWT的干散貨駁船和30000DWT的油輪碼頭，為高樁梁板結(jié)構(gòu)。南側(cè)與一期碼頭連接，與岸邊距離為1.2km，施工規(guī)劃主要包括240萬m3港池與航道疏浚工作。碼頭擬建設(shè)計(jì)參數(shù)如下：碼頭尺寸為510m×28m；碼頭面標(biāo)高為+4.5m；總共設(shè)計(jì)了65個(gè)排架，每一排架由比值為5∶1的斜樁和直樁組成，斜樁數(shù)量為4根，直樁數(shù)量為2根，樁長度確定在42.5～43.5m；碼頭引橋及工作平臺(tái)部分采用PHC樁。

2 BIM技術(shù)建模

工作人員調(diào)研了該高樁碼頭工程各項(xiàng)資料，提供二維圖紙，明確碼頭標(biāo)高，構(gòu)建三維構(gòu)件，同時(shí)按照碼頭標(biāo)高完成構(gòu)件鋪設(shè)，在標(biāo)高0.0m處鋪設(shè)PHC樁、3.3m處設(shè)置樁帽和安裝下橫梁、4.3m處布設(shè)橫梁、5.9m位置鋪設(shè)縱梁和面板以及在8.0m位置鋪設(shè)船柱和碼頭面層，構(gòu)建了碼頭平臺(tái)三維模型。

在模擬創(chuàng)建碼頭平臺(tái)三維模型的過程中，技術(shù)人員應(yīng)將工程信息轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)參數(shù)，然后輸入設(shè)計(jì)參數(shù)。Revit軟件能夠在短時(shí)間內(nèi)完成碼頭平臺(tái)工程量收集工作，并進(jìn)行匯總，需要的勞動(dòng)力較少。基于BIM技術(shù)的碼頭工程量集成匯總作業(yè)精度高、速度快、省時(shí)省力，僅需要投入1～2名作業(yè)人員，經(jīng)濟(jì)性較高[1]。

3 基于BIM技術(shù)的高樁碼頭施工成本計(jì)算

該工程碼頭需要購置的PHC樁較多，為了更好地控制材料費(fèi)用，消除物價(jià)變動(dòng)帶來的影響，可通過BIM技術(shù)對(duì)市場(chǎng)物價(jià)實(shí)施監(jiān)控，模擬預(yù)判材料價(jià)格變化[2]。通過收集珠海市2018—2019年P(guān)HC樁市場(chǎng)價(jià)格變化情況可以發(fā)現(xiàn)，2018年5月—2019年5月市面上的PHC樁價(jià)格變化大，價(jià)格上下波動(dòng)幅度較大。根據(jù)項(xiàng)目規(guī)劃，該碼頭工程正式開工時(shí)間為2018年11月，碼頭平臺(tái)部分共需要236根PHC樁，故采用分次采購的策略，在11月和12月分2次完成采購。

3.1 管樁采購費(fèi)用

碼頭平臺(tái)三維模型能夠?yàn)楣軜堕L度的確定和采購費(fèi)用的計(jì)算提供相關(guān)參考，計(jì)算出碼頭平臺(tái)第一結(jié)構(gòu)段PHC樁的長度即可計(jì)算出管樁采購費(fèi)用，具體計(jì)算過程如下。

（1）PHC樁采購費(fèi)。第一結(jié)構(gòu)段PHC樁采購費(fèi)計(jì)算公式如下：

計(jì)算可得，∑（46+46+46+49…+47+46+46+46）×630=2588m×630元/m=1630440元。第二、三、四結(jié)構(gòu)段PHC樁采購費(fèi)用協(xié)同第一結(jié)構(gòu)段PHC樁計(jì)算。

（2）采購費(fèi)用。依托Revit軟件，模擬PHC樁市場(chǎng)價(jià)格變化，在避免影響施工進(jìn)度的基礎(chǔ)上，確定采用分次采購的策略，共分11月和12月2次完成采購。第一次采購費(fèi)用為6253×630=3939390元。第二次采購費(fèi)用為6252×609=3807468元。PHC樁采購費(fèi)用總計(jì)3939390+3807468=7746858元。

（3）施工費(fèi)用。依托Revit軟件，模擬碼頭平臺(tái)三維模型，確定該碼頭工程建筑安裝工程預(yù)算，BIM技術(shù)的應(yīng)用有利于對(duì)材料市場(chǎng)行情價(jià)格變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤，達(dá)到節(jié)約PHC管樁材料購置費(fèi)用的目的。在該碼頭工程PHC樁采購中總共節(jié)約了7878150-3939390-3807468=131292元。

碼頭四個(gè)結(jié)構(gòu)段的管樁長度、參數(shù)以及施工工藝等方面都存在較大差異，故各個(gè)結(jié)構(gòu)的施工費(fèi)用也不一樣。以碼頭平臺(tái)第一結(jié)構(gòu)段沉樁作業(yè)為例，采用打樁船實(shí)施作業(yè)，施工費(fèi)用為29×8021+25×8202=437659元。

（4）管樁購置費(fèi)。該碼頭平臺(tái)第一結(jié)構(gòu)段沉樁總費(fèi)用計(jì)算公式如下：

計(jì)算可得，第一結(jié)構(gòu)段沉樁總費(fèi)用為437659+1630440=2068099元。第二、三、四結(jié)構(gòu)段沉樁總費(fèi)用計(jì)算方法協(xié)同第一結(jié)構(gòu)段沉樁，整個(gè)碼頭平臺(tái)沉樁總費(fèi)用為

因此，管樁購置費(fèi)為29497+151050+392022+1074860+451123+7746858=9845410元。

3.2 原材料采購費(fèi)用

基于BIM技術(shù)開展水泥、中粗砂石等施工原材料的采購。經(jīng)計(jì)算，需要水泥3542.565m3、中粗砂石4075.183m3、碎石24105.661m3以及鋼筋1259.067t。收集水泥、砂石以及其他材料的價(jià)格信息，利用Revit軟件模擬繪制市場(chǎng)價(jià)格行情走勢(shì)圖。

（1）水泥采購費(fèi)用。根據(jù)Revit軟件模擬繪制的市場(chǎng)價(jià)格行情走勢(shì)圖可知，2018年11月前原材料市場(chǎng)上水泥價(jià)格穩(wěn)定，且呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，故分次實(shí)施水泥采購，分11月和12月2次完成。第一次水泥采購費(fèi)用為1771.283m3×290元/m3=513672.07元，第二次水泥采購費(fèi)用為1771.282m3×287元/m3=508357.93元，共計(jì)1022030元。如果直接一次性購入所需要的水泥，則需要花費(fèi)3542.565m3×290元/m3=1027343.8元。因此，分次實(shí)施水泥采購可降低工程造價(jià)，共節(jié)約5313.8元。

（2）中粗砂石和塊石費(fèi)用?；贐IM技術(shù)分析市場(chǎng)上中粗砂石和塊石的價(jià)格變化情況，最終確定在2018年11月一次性購入所需材料。中粗砂采購費(fèi)用為4075.183m3×26元/m3=105954.758元。碎石采購費(fèi)用為24105.661m3×41元/m3=988332.101元。

（3）鋼筋采購費(fèi)用。通過分析發(fā)現(xiàn)，2018年11月之后鋼筋價(jià)格波動(dòng)較小，故同樣采用分次購入的方案，分11月和12月2次購入鋼筋原料。第一次采購費(fèi)用為629.533t×2330元/t=1466811.89元，第二次采購費(fèi)用為629.534t×2160元/t=1359793.44元。如果在11月一次性采購，則總費(fèi)用為1259.067t×2330元/t=2933626.11元。因此，分次采購共節(jié)約費(fèi)用2933626.11-1466811.89-1359793.44=107020.78元。

（4）節(jié)約費(fèi)用?？梢?，基于BIM技術(shù)加強(qiáng)對(duì)材料價(jià)格行情的監(jiān)督能夠有效控制工程造價(jià)。該碼頭工程中材料采購費(fèi)用共節(jié)約了5313.8+107020.78=112334.58元。

3.3 總成本計(jì)算

根據(jù)該碼頭工程施工方案，規(guī)劃的打樁時(shí)間為40d，而在實(shí)際施工中，在保證施工設(shè)備充足和人員配置合理的基礎(chǔ)上，一天能夠完成6根樁基的打樁作業(yè)，即施工打樁作業(yè)僅需要36d。在打樁作業(yè)中利用BIM技術(shù)對(duì)施工過程實(shí)施全過程動(dòng)態(tài)監(jiān)督，能夠方便管理人員了解施工情況，以便出現(xiàn)異常情況時(shí)能及時(shí)變更施工安排，保證施工質(zhì)量和效率，統(tǒng)籌各項(xiàng)資源，從而實(shí)現(xiàn)控制施工時(shí)間、降低施工及管理費(fèi)用的目標(biāo)[3]。

根據(jù)該碼頭工程施工安排和預(yù)算，工程基價(jià)定額直接費(fèi)為22713266.53元，企業(yè)管理費(fèi)率為8.741%，財(cái)務(wù)費(fèi)率為O.679%，利潤率為7%，稅率為3.41%，計(jì)算得到其他直接管理費(fèi)用為967585.15元，計(jì)劃施工天數(shù)為255d。

依托BIM技術(shù)實(shí)施全過程動(dòng)態(tài)管理，在保證施工設(shè)備和施工人員配置的基礎(chǔ)上，第一結(jié)構(gòu)段沉樁作業(yè)施工需要36d，可在原來基礎(chǔ)上節(jié)省4d，進(jìn)而可以計(jì)算出該碼頭工程第一結(jié)構(gòu)段沉樁施工節(jié)約的其他直接管理費(fèi)用，具體為3794.45×4=15177.8元。

在不增加施工設(shè)備和施工人員的前提下，該碼頭平臺(tái)施工作業(yè)需要255d，而參考第一結(jié)構(gòu)段施工安排和發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)各個(gè)施工工序的監(jiān)督和優(yōu)化，能夠縮短實(shí)際施工時(shí)間，200d即可完成碼頭平臺(tái)施工，節(jié)約時(shí)間55d。因此，該碼頭工程其他直接費(fèi)用（人工、機(jī)械、分包費(fèi)用）節(jié)約3794.45×55=208694.75元。

在該碼頭平臺(tái)施工中應(yīng)用BIM技術(shù)，對(duì)材料價(jià)格變化、施工工藝選擇以及施工監(jiān)督進(jìn)行優(yōu)化和安排，可以在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上降低工程造價(jià)，比較基于BIM技術(shù)的建筑安裝工程費(fèi)與原項(xiàng)目建筑安裝工程費(fèi)可知，工程成本降低了22.5%。

4 結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)突出，不僅能夠構(gòu)建高樁碼頭三維模型，還能在材料物價(jià)管理以及施工實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)督中發(fā)揮作業(yè)，統(tǒng)籌各項(xiàng)資源，實(shí)現(xiàn)控制高樁碼頭總體施工成本的目標(biāo)。文章基于BIM技術(shù)應(yīng)用的高樁碼頭施工成本控制方法，利用Revit建立三維模型，對(duì)高樁碼頭建設(shè)期成本計(jì)算進(jìn)行了分析，希望能為相關(guān)工作人員提供參考。