淺談EPC鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目策劃精細(xì)化管理

李涵洋，張曉昭，李振遠(yuǎn)，蘇校玲，胡國(guó)濤

（中建二局第三建筑工程有限公司，北京 100071）

近兩年，隨著我國(guó)房地產(chǎn)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)一步下降，且房企在建筑行業(yè)市場(chǎng)的利潤(rùn)率又十分的透明，所以大多建筑企業(yè)將面臨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，在減少承建房建項(xiàng)目的同時(shí)，增加承建工業(yè)項(xiàng)目。工業(yè)建筑大多以鋼結(jié)構(gòu)為主，為實(shí)現(xiàn)利益最大化，鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目策劃的精細(xì)化管理尤為重要。

1 鋼結(jié)構(gòu)及承包模式現(xiàn)狀分析

鋼結(jié)構(gòu)是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)也屬于裝配式建筑中的一種。在裝配式建筑中鋼結(jié)構(gòu)建筑優(yōu)勢(shì)尤為明顯，所以未來(lái)鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)展前景較廣。

傳統(tǒng)承包模式下，一般由業(yè)主通過(guò)招標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)單位的確認(rèn)，然后進(jìn)行圖紙的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成設(shè)計(jì)圖紙之后，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)圖紙進(jìn)行施工。因圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段施工總承包單位未參與其中，未能從施工經(jīng)驗(yàn)角度為設(shè)計(jì)提供建議，所以現(xiàn)場(chǎng)施工就可能會(huì)導(dǎo)致施工成本的增加。

EPC 總承包模式下，由工程總承包單位進(jìn)行設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、試運(yùn)行服務(wù)等工作。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段在充分了解建設(shè)項(xiàng)目的用途及要求后，由設(shè)計(jì)單位進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)期間，施工單位根據(jù)其施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)圖紙的設(shè)計(jì)進(jìn)行合理化建議，在滿足業(yè)主的需求下，降低施工成本，實(shí)現(xiàn)利益最大化。

2 工程概況

某新能源廠房項(xiàng)目位于河北省保定市，項(xiàng)目為EPC 總承包項(xiàng)目，總建筑面積7 萬(wàn)余m2，項(xiàng)目結(jié)構(gòu)均為單層門(mén)式鋼架結(jié)構(gòu)。承包范圍為新建廠房工程的基礎(chǔ)及鋼結(jié)構(gòu)主體施工、動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)備采購(gòu)、機(jī)電安裝，小市政工程，門(mén)窗工程、室外道路、綠化、裝飾裝修等工程。工期總?cè)樟⑻鞌?shù)為140 天（其中設(shè)計(jì)周期15 日歷天，施工周期125 日歷天）。

本項(xiàng)目主要由201 組件車(chē)間、203 原料倉(cāng)庫(kù)、204 成品倉(cāng)庫(kù)等組成，尤為重要的為201 組件車(chē)間。201 組件車(chē)間由設(shè)備用房、3 條主生產(chǎn)流水線、倉(cāng)庫(kù)組成，主要功能為太陽(yáng)能板的生產(chǎn)、組裝以及倉(cāng)儲(chǔ)，其單體面積最大，為5 萬(wàn)余m2。根據(jù)合同要求，需在合同要求工期期限內(nèi)完成車(chē)間的主體、裝修以及機(jī)電安裝工程，否則將影響甲方投產(chǎn)計(jì)劃。

案例工程實(shí)施特點(diǎn)如下。

1）本工程施工工期十分緊迫，無(wú)論是設(shè)計(jì)周期、鋼結(jié)構(gòu)加工周期、施工周期均存在嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

2）鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量要求精細(xì)，由于本工程構(gòu)件數(shù)量大、單重大、跨度大、且構(gòu)件連接均為螺栓連接，如鋼構(gòu)件安裝過(guò)程中未控制好精度，將對(duì)工程的總體施工質(zhì)量產(chǎn)生重大影響，所以必須高質(zhì)量、嚴(yán)要求、精心施工。

3）超概風(fēng)險(xiǎn)高，項(xiàng)目取費(fèi)按照工程建設(shè)造價(jià)信息下調(diào)5%取費(fèi)，造價(jià)信息中沒(méi)有價(jià)格的材料由承包人詢價(jià)后經(jīng)發(fā)包人確認(rèn)后執(zhí)行，項(xiàng)目成本控制要求高。

3 項(xiàng)目策劃管理

3.1 策劃方向及目標(biāo)

根據(jù)案例工程實(shí)施特點(diǎn)可知，本項(xiàng)目建設(shè)周期短，施工內(nèi)容煩瑣，成本壓力大，所以必須做好項(xiàng)目策劃的精細(xì)化管理，才能使得項(xiàng)目在合同約定工期內(nèi)保質(zhì)保量完工，并實(shí)現(xiàn)利益最大化。

3.2 策劃實(shí)施

根據(jù)項(xiàng)目特性以及甲方對(duì)廠房的建設(shè)需求，首先進(jìn)行項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)，待初步設(shè)計(jì)取得甲方認(rèn)可后，進(jìn)行施工藍(lán)圖的設(shè)計(jì)。在施工藍(lán)圖設(shè)計(jì)階段，項(xiàng)目部對(duì)初步設(shè)計(jì)圖紙與初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行校核，根據(jù)項(xiàng)目總進(jìn)度計(jì)劃以及流水段劃分等施工因素，以設(shè)計(jì)單位為主，施工單位為輔，針對(duì)初步設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，在保證滿足質(zhì)量以及甲方使用需求的前提下，加快施工進(jìn)度，節(jié)約項(xiàng)目成本。

優(yōu)化前期將項(xiàng)目清單按分部分項(xiàng)工程進(jìn)行劃分，逐條進(jìn)行對(duì)比分析，按利潤(rùn)率進(jìn)行排序，將利潤(rùn)率高的項(xiàng)目按最高含量限額進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整，將必要的虧損項(xiàng)按最低含量限額進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整，針對(duì)虧損項(xiàng)找出虧損原因，通過(guò)改變施工工藝或施工組織等扭轉(zhuǎn)盈虧情況，就不能扭虧為盈的項(xiàng)目做法進(jìn)行變更，反復(fù)優(yōu)化將最大利潤(rùn)率情況下的設(shè)計(jì)方案作為最優(yōu)方案。

3.3 策劃效果檢查

3.3.1 施工道路以及小市政工程永臨結(jié)合

根據(jù)甲方使用需求，廠房道路需沿廠房設(shè)計(jì)環(huán)狀重型道路，外網(wǎng)小市政需設(shè)計(jì)雨水、污水、消防水等環(huán)狀管線。施工階段，現(xiàn)場(chǎng)也需布置臨時(shí)施工道路、給水、雨水、消防水管線用于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。經(jīng)計(jì)算，廠房正式道路及外網(wǎng)小市政管線可滿足現(xiàn)場(chǎng)施工階段需求，所以在施工藍(lán)圖深化設(shè)計(jì)階段，優(yōu)先確定室外道路及室外小市政管線圖紙，同時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)避免將小市政管線設(shè)計(jì)在道路下側(cè)，盡可能地設(shè)計(jì)在道路兩側(cè)綠化帶內(nèi)，以免施工階段造成破壞，且破壞后維修較為繁瑣，同時(shí)較影響室外道路施工進(jìn)度。

施工藍(lán)圖深化設(shè)計(jì)階段，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)始進(jìn)行施工道路灰土基礎(chǔ)施工，待圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成后，局部小市政管線過(guò)路管施工，完成后即開(kāi)始室外正式道路施工，施工完成后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可允許通車(chē)。在使用過(guò)程中嚴(yán)格管控，嚴(yán)禁超載使用。

消防管道、雨水、污水、給水管道設(shè)計(jì)在道路兩側(cè)綠化帶范圍內(nèi)，所以在室外道路施工階段，分段分區(qū)域?qū)⑾拦艿?、雨水、污水、給水管道施工完畢，并做現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)，合格后進(jìn)行回填隱蔽，工程施工時(shí)，消防用水、生活用水及施工用水均采用正式管道進(jìn)行輸送。

此項(xiàng)工作將施工道路及小市政工程進(jìn)行永臨結(jié)合，項(xiàng)目節(jié)省了修建臨時(shí)道路以及后期臨時(shí)道路破除外運(yùn)的費(fèi)用，節(jié)省了臨時(shí)給水、臨時(shí)雨水、臨時(shí)消防水管線的安裝及拆除費(fèi)用，將修建臨時(shí)道路及臨時(shí)小市政工程的時(shí)間用于修建正式道路以及正式小市政工程，大大節(jié)省了施工工期、降低了建造成本、同時(shí)為后期甲方投產(chǎn)后使用奠定了基礎(chǔ)。

3.3.2 鋼結(jié)構(gòu)變形縫劃分

本項(xiàng)目201 組件車(chē)間為本項(xiàng)目的重要組成，包括設(shè)備用房、3 條主生產(chǎn)流水線及倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房，根據(jù)生產(chǎn)需求以及場(chǎng)地情況，每條流水線南北設(shè)置，在每條流水線的南側(cè)設(shè)計(jì)其倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房，201組件車(chē)間長(zhǎng)270m，寬190m，廠房單體面積約5 萬(wàn)m2，按照規(guī)范要求，可不設(shè)置變形縫，間隔設(shè)置柱間支撐。施工藍(lán)圖深化設(shè)計(jì)階段，結(jié)合流水線布置情況、施工部署、施工總進(jìn)度計(jì)劃以及工序穿插情況，將201 組件車(chē)間沿寬度方向設(shè)置伸縮縫，分隔為4 個(gè)小的單元，設(shè)備用房部位為1 個(gè)小單元，每條主生產(chǎn)流水線部位為1 個(gè)小單元。

項(xiàng)目科學(xué)利用工作面，爭(zhēng)取時(shí)間，每個(gè)單元制定其單獨(dú)的施工計(jì)劃，每個(gè)單元內(nèi)的基礎(chǔ)工程、鋼結(jié)構(gòu)安裝工程、地面工程、機(jī)電管線安裝工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行穿插流水施工，具體穿插流水施工如下：①每個(gè)單元先行施工獨(dú)立基礎(chǔ)工程，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行獨(dú)立基礎(chǔ)基坑回填，并同步施工完成地面灰土基礎(chǔ)；②每個(gè)單元鋼結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行構(gòu)件生產(chǎn)及加工，單元內(nèi)地面灰土基礎(chǔ)完成一部分后即進(jìn)行此部分鋼結(jié)構(gòu)框架安裝；③鋼結(jié)構(gòu)框架、拉桿及檁條等安裝完成后，即進(jìn)行此單元的地面鋼筋綁扎，地面澆筑施工采用跳倉(cāng)施工，地面澆筑完成后進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)；④地面達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后即進(jìn)行機(jī)電管線安裝；⑤每一單元內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后即進(jìn)行此單元屋面維護(hù)結(jié)構(gòu)施工，屋面板采用高空壓瓦機(jī)施工。

通過(guò)對(duì)每單元施工進(jìn)度計(jì)劃關(guān)鍵線路的梳理，鋼結(jié)構(gòu)的安裝為關(guān)鍵線路上的關(guān)鍵工作，所以鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工的精確度以及鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件生產(chǎn)計(jì)劃安排工作尤為重要，應(yīng)保持現(xiàn)場(chǎng)與鋼結(jié)構(gòu)廠家排產(chǎn)相統(tǒng)一，如果鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件未按照施工進(jìn)度計(jì)劃對(duì)應(yīng)加工，進(jìn)場(chǎng)的鋼構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法安裝（例：施工進(jìn)度計(jì)劃中應(yīng)先排產(chǎn)單元內(nèi)第一榀的鋼柱、鋼梁及柱間支撐，現(xiàn)場(chǎng)也具備了安裝條件，但是鋼結(jié)構(gòu)廠家卻先排產(chǎn)的第二榀或者第三榀的鋼柱、鋼梁及柱間支撐，進(jìn)場(chǎng)后此部分還未具備安裝條件），將導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)施工出現(xiàn)停、窩工現(xiàn)象，嚴(yán)重影響項(xiàng)目整體工期。

此項(xiàng)工作通過(guò)合理的增加分隔變形縫，將5 萬(wàn)m2的整體流水施工通過(guò)策劃分為4 個(gè)獨(dú)立的1 萬(wàn)余m2的單元施工，每個(gè)獨(dú)立的單元再單獨(dú)組織穿插施工，大大節(jié)省了施工工期，同時(shí)也滿足了設(shè)備用房、3 條主生產(chǎn)流水線及倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房同時(shí)施工完畢，為項(xiàng)目能夠在合同約定工期內(nèi)完工起到了尤為重要的影響。

3.3.3 坡形獨(dú)基優(yōu)化為直角獨(dú)基

圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段將坡形獨(dú)立基礎(chǔ)優(yōu)化為直角獨(dú)立基礎(chǔ)（圖1），坡形獨(dú)立基礎(chǔ)在施工過(guò)程中斜面模板體系不易加固，且混凝土澆筑時(shí)無(wú)法一次澆筑完成，需二次采用坍落度較小的混凝土進(jìn)行拍坡，收面，柱子模板吊模施工困難，只能在承臺(tái)澆筑完成后重新支設(shè)柱子模板，然后澆筑混凝土，所以坡形獨(dú)立基礎(chǔ)施工煩瑣，施工進(jìn)度慢，不易一次成型，影響施工工期嚴(yán)重。通過(guò)將坡形基礎(chǔ)更改為直角基礎(chǔ)，承臺(tái)支設(shè)模板時(shí)可將柱子模板采用吊模的形式同時(shí)進(jìn)行模板支設(shè)，混凝土澆筑時(shí)可同時(shí)將承臺(tái)與柱子澆筑完成，節(jié)省了承臺(tái)二次拍坡、收面以及柱子單獨(dú)支設(shè)模板與澆筑混凝土的時(shí)間。

圖1 獨(dú)立基礎(chǔ)優(yōu)化前后

經(jīng)對(duì)比，每個(gè)坡形獨(dú)立基礎(chǔ)的施工比直角獨(dú)立基礎(chǔ)的施工多了一道二次拍坡、收面以及柱子重新支設(shè)模板澆筑的時(shí)間，且柱子重新支設(shè)需在承臺(tái)達(dá)到一定強(qiáng)度后方可進(jìn)行，所以還有1 天的間隔時(shí)間；每個(gè)坡形獨(dú)立基礎(chǔ)比直角獨(dú)立基礎(chǔ)僅多用0.1m3混凝土，但是坡形獨(dú)立基礎(chǔ)收面增加的人工費(fèi)用即可抵消此部分混凝土的材料費(fèi)，所以基本可以忽略不計(jì)。本項(xiàng)目均為單層建筑，且體量較大，所以獨(dú)立基礎(chǔ)數(shù)量較多，通過(guò)將坡形獨(dú)立基礎(chǔ)優(yōu)化為直角獨(dú)立基礎(chǔ)，項(xiàng)目可縮短基礎(chǔ)工程施工工期，基礎(chǔ)工程工期縮短后，后續(xù)工作的開(kāi)始時(shí)間均可提前。

3.3.4 地面回填土材料優(yōu)化

項(xiàng)目地勢(shì)較低，室內(nèi)地面回填材料為3：7 灰土夯實(shí)，回填高度為500mm，3：7 灰土回填厚度較厚，所以需分為兩步進(jìn)行夯實(shí)，每步施工需先將土與白灰按照比例進(jìn)行鋪攤，然后采用機(jī)械攪拌均勻，整平，再通過(guò)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)夯實(shí)，工序較為煩瑣，且揚(yáng)塵嚴(yán)重，施工周期長(zhǎng)，通過(guò)調(diào)研，項(xiàng)目周邊可用于回填的回填土較少，單價(jià)較高，所以通過(guò)更改回填土材料，將3：7 灰土更換為級(jí)配砂石，簡(jiǎn)化施工步驟，提高效率，經(jīng)調(diào)研，項(xiàng)目周邊存在多家級(jí)配砂石供應(yīng)商，500mm厚級(jí)配砂石可直接一次鋪攤到位，整平，然后進(jìn)行壓實(shí)即可，工序簡(jiǎn)單且無(wú)揚(yáng)塵，通過(guò)回填土材料的優(yōu)化，既解決了買(mǎi)土困難的問(wèn)題又加快施工進(jìn)度，縮短施工工期。

3.3.5 BIM技術(shù)的綜合排布技術(shù)和三維桿件碰撞校核技術(shù)

本項(xiàng)目為流水線生產(chǎn)性廠房，且單體面積大，機(jī)電管線設(shè)計(jì)復(fù)雜，機(jī)電管線均生根于屋面檁條或鋼梁上，上下排布，最多重合部位為6 層管線，所以廠房機(jī)電管線的布置、管線所在位置鋼構(gòu)件的設(shè)計(jì)以及管道支架的設(shè)置需在設(shè)計(jì)時(shí)即考慮到位，避免后期因管線荷載較重，影響結(jié)構(gòu)安全，更改管線走向又會(huì)出現(xiàn)碰撞的問(wèn)題。項(xiàng)目利用BIM 技術(shù)在前期進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及機(jī)電管線建模整合模擬，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及機(jī)電管線碰撞進(jìn)行檢查，減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤損失和返工的可能性，在機(jī)電管線荷載較重的部位，提高鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，機(jī)電管線荷載較小的部位，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足其荷載要求即可，同時(shí)可將機(jī)電管線支架或者吊桿位置進(jìn)行定位，并將其位置及尺寸在鋼結(jié)構(gòu)圖紙上進(jìn)行設(shè)計(jì)，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)可一次將管線支架或吊桿預(yù)留洞生產(chǎn)出來(lái)，鋼構(gòu)件做好標(biāo)記，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)不可隨意挪動(dòng)其位置，在后期機(jī)電管線安裝時(shí)，可快速的安裝吊桿或支架，加快機(jī)電安裝進(jìn)度，預(yù)留洞在廠家預(yù)留出來(lái)，避免了現(xiàn)場(chǎng)打孔、焊接，保證了工程質(zhì)量。

此項(xiàng)工作通過(guò)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，解決了局部鋼構(gòu)件鋼含量過(guò)大、鋼構(gòu)件以及機(jī)電管線碰撞、機(jī)電管線支架或吊桿現(xiàn)場(chǎng)安裝慢且不易保證質(zhì)量的問(wèn)題，通過(guò)精細(xì)化的策劃及管理，節(jié)省了鋼結(jié)構(gòu)鋼含量過(guò)大的無(wú)效成本，節(jié)省了鋼構(gòu)件以及機(jī)電管線碰撞后拆改費(fèi)用，節(jié)省了機(jī)電安裝支架或吊桿安裝時(shí)開(kāi)洞時(shí)間，避免了機(jī)電管線支架或吊桿現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)在鋼構(gòu)件上打孔、焊接的質(zhì)量問(wèn)題，大大提高了機(jī)電安裝的效率，縮短了機(jī)電安裝工期。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展，會(huì)有越來(lái)越多的工業(yè)建筑隨之建設(shè)，通過(guò)采用EPC 總承包模式的鋼結(jié)構(gòu)廠房將是重要的發(fā)展線路，在EPC 總承包模式下，鋼結(jié)構(gòu)廠房的工廠化制造、施工周期短、投資回收快、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)顯著增強(qiáng)，更加凸顯，從而使工程建設(shè)各方均能達(dá)到利益最大化，確保施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)合作共贏。

在實(shí)際工程案例實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)項(xiàng)目前期的施工策劃、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施、效果檢查等一系列管理動(dòng)作，進(jìn)一步驗(yàn)證了EPC 模式下鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目策劃對(duì)于項(xiàng)目整體實(shí)施的重要性，實(shí)現(xiàn)了EPC 總承包模式下鋼結(jié)構(gòu)工程的精益建造、高效建造和經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大化。