基于BIM技術的深基坑成本動態(tài)控制

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BIM技術在成本動態(tài)控制中的運用方法及經驗，同時使用BIM技術中的Revit軟件進行三維建模，利用某廠商BIM5D軟件平臺集成進度控制與資源配置，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行動態(tài)控制。

【關鍵詞】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，隨著我國經濟建設的飛速發(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據載體，通過流水段的劃分，關聯施工過程中的進度、質量、圖紙等信息，幫助管理團隊對施工方案、物資供給和勞動力調配等提供幫助，讓重要施工構件可視化。同時，在工程實體的建設過程中，對所消耗的勞動力資源、材料消耗和各項費用開支，運用PDCA循環(huán)控制原理進行指導和監(jiān)督、調整和控制各項費用，實現工程項目的成本動態(tài)化控制，將工程項目成本控制在規(guī)定的范圍內。

工程概況

該工程位于湖北省某市區(qū)，本項目施工范圍較小，施工現場周圍環(huán)境復雜，緊鄰地鐵線，破壞后果嚴重。項目包括1棟26層心血管大樓，設3層地下室，鉆孔灌注樁基礎。該項目基坑周長約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。

工程項目Revit模型

本項目土石方估計量為8萬㎡，基坑支護結構如圖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支撐進行，基坑四周采用對撐和角撐，以板撐為輔。本項目支護樁共計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米的格構柱。

旋挖成孔灌注支護樁

場地上采用4臺旋挖鉆機同時施工，根據施工場地狹小的特點，鉆機進場前，1臺旋挖鉆機先行施工西側，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進行交叉輪換作業(yè)，直到支護樁、立柱樁全部施工完成。

土方開挖

支護樁及立柱樁的施工進度，優(yōu)先開展西側的施工，剩余地塊由東側向西側延伸，與中間地塊進行銜接。土方開挖階段，靠近西側地塊將被劃分為A區(qū)，中間地塊劃分為B區(qū)，東側路地塊劃分為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)境復雜，施工出入口受限，現階段僅有2個出入口，分別位于施工場地西側及北側。考慮到場地實際情況，遵照“先支撐、后開挖、分段開挖、由內往外”的原則進行土方施工。

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，項目管理人員尤其是項目負責人，要按照自己的任務分工各負其責，財務部門也要及時審核各項費用的支出，平衡調度資金，配合項目負責人對施工過程中成本使用情況進行檢查，并及時反饋上級部門。

設計概算

1.概算編制說明

本工程概算的第一個依據是該基坑建設項目場地的地勘報告，第二個是由業(yè)主單位提供的本項目的用地規(guī)劃紅線圖、由甲方提供的地下結構圖紙，第三個是湖北省2018年費用定額、國家和湖北省相關的政策法規(guī)和基本建設收費標準、已建同類型工程的經濟指標、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工程其他費用，建設工程其他費用根據相關文件及規(guī)范計算。

2.項目投資組成

本項目概算總投資4171.19萬元。其中工程直接費用3578.57萬元，占總投資比例的85.79%；工程建設其他費用283.65萬元，占總投資的6.8%；基本預備費308.98萬元，占總投資的7.41%。

3.概算指標分析

本項目的概算總造價為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、打樁、降水來展開工序，所以基坑支護的造價費用一般不包括安裝費用及設備購置費。

施工圖預算

1.施工圖預算編制說明

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

2.預算指標分析

本項目招標控制價總計為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%；措施項目造價為115.18萬元，單方造價為319.95元/㎡，占比3.31%。施工圖預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導入兩種數據，即合同預算及成本預算。導入模型后，把清單中的清單項對應到模型的構件上，下一步導入和時間相關的進度計劃，BIM5D支持斑馬夢龍進度計劃和微軟Project兩種格式，然后進行進度和模型的關聯。

本基坑項目充分利用BIM5D平臺，將編制好的概算和預算文件導入BIM5D中，將分部分項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、泥漿護壁鉆孔灌注樁、墊層、滿堂基礎、樁承臺基礎、無梁板以及鋼筋混凝土構件拆除等清單項與模型信息進行關聯，通過關聯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，計劃工作預算費用（BCWS）為956.54萬元，已完工作預算費用（BCWP）為669.58萬元，進度偏差為669.58-956.54=-286.96萬元<0，所以進度延遲，即實際施工進度落后于計劃施工進度；進度績效指數（SPI）為669.58/956.54=0.7<1，進度績效指數也顯示實際進度比計劃進度拖后。通過關聯模型信息得到的預算價格資金曲線，2019年第20周樁基工程施工完成，在此節(jié)點處計劃預算費用（BCWS）為942.02萬元，已完預算費用（BCWP）為659.42萬元，進度偏差為659.42-942.01=-282.61萬元<0，進度滯后；進度績效指數（SPI）為659.42/942.02=0.7<1，實際進度比計劃進度延遲。

對于施工圖預算，在支護樁、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，實際的材料用量為4020m3，實際材料的投入量比計劃降低30%；在機械投入上，主要以履帶式起重機、挖掘機、卷揚機、鉆機、自卸汽車等為例，由于機械在第19周開始進場投入使用，因此在第20周的機械用量為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，即計劃預算的費用等于已完成預算的費用，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的施工模擬來實現。例如C30的商品混凝土，在上圖中利用施工圖預算的數據來分析，在第20周C30商品砼的計劃消耗量是5742.34m3，實際消耗量為4019.64m3，按照單價為417元/m3，計劃的損耗率為4%，實際損耗率只有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)計的實際物料、人工消耗量、機械使用量和費用情況的對比分析，以此來確定工程的實際施工進度和成本，及時采取糾偏措施。

成本控制措施

按照PDCA循環(huán)控制原理，實際與目標進行比對分析，及時糾偏。首先，工程計量是支付中最關鍵的環(huán)節(jié)，是成本控制最重要環(huán)節(jié)。由承包人上報，工程管理現場計量，成本部門復核，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，利潤管理費不得另計。

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

最后，造價部門只對質量合格和圖紙范圍之內的工程進行計量，如灌注樁圖紙設計為35米，但施工單位實際做了40米，只計量35米，按照35米付款。

成本偏差有三種，其中一種是用實際成本減去合同成本得到的實際偏差。計劃偏差就是利用合同成本減去計劃成本。還有就是目標偏差，目標偏差相當于實際成本減掉計劃成本。施工方應較大范圍地減少目標偏差，對于成本，往往偏差越小，說明控制得越好；而目標偏差是計劃偏差與實際偏差之和，如果目標偏差較大，應進一步分析偏差產生的原因。

結語

本文以湖北省某大樓深基坑項目為例，分析了BIM5D平臺對工程項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)，對比計劃成本和實際成本，對所消耗的人材機資源和費用的開支進行調節(jié)，以確保實現成本目標。

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

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

參考文獻：

[1]楚仲國等.BIM5D施工管理實訓[M].重慶：重慶大學出版社，2018（1）.

[2]中國計劃出版社.建設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）.

（責編：高楊）