價值工程在解決復雜結(jié)構(gòu)體系施工方案中的應用-孫成偉

1、價值工程在解決復雜結(jié)構(gòu)體系施工方案中的應用孫成偉江蘇南通二建集團有限公司南京分公司摘 要：通過價值工程在解決復雜結(jié)構(gòu)體系施工組織方案中的應用研究，闡述了價值工程在施工組織與進度安排方向的應用價值。通過施工組織方案設計、比選及創(chuàng)新優(yōu)化，詳細介紹了通過價值管理和系統(tǒng)工程原理的應用，值得大型施工項目借鑒。關(guān)鍵詞： 價值工程 施工組織 進度計劃 1 價值工程基本原理1.1 價值工程概念價值工程又稱為價值分析，是以最低的壽命周期費用，可靠地實現(xiàn)必要的功能。價值得高低可以用價值指數(shù)（V）來反映，而價值指數(shù)(V)可以用公式V=F/C來表示，F(xiàn)表示功能，C表示成本。建設工程項目價值即以最優(yōu)的資源佩珠有效地實現(xiàn)

2、項目利益相關(guān)者的需求。許多建設項目存在價值偏低的情況，在項目施工階段造成項目價值不高的原因主要有：進度要求緊迫、人的習慣性思維、溝通不夠、對新技術(shù)缺乏了解、理念錯誤、過于追求穩(wěn)妥保守、缺少必要的專家支持、缺乏需要的信息等多方面因素造成。1.2 價值工程方法（1）組建價值工程研究小組參與價值工程活動的小組人數(shù)保持在612人范圍內(nèi)，要仔細挑選參與價值研究活動的不同專業(yè)的人員共同參與，設計、監(jiān)理、建設單位、施工單位的主要技術(shù)人員，建設領(lǐng)域各土建結(jié)構(gòu)、預應力、施工、鋼結(jié)構(gòu)等各方面的專家教授，同時還應包括造價工程師。對價值工程小組人員的安排中，一專多能型人才是最合適不過的；另外邀請外部專家的參與是非常重

3、要的，他們有助于提出新的解決方案，誘導、調(diào)動小組成員的創(chuàng)新能力。小組中的組織者，可稱為價值協(xié)調(diào)人，一個具有豐富經(jīng)驗資格的價值分析專家，應是一個強有力的組織者和協(xié)調(diào)人，具有一定的組織和控制能力，能夠引導、控制整個價值工程研究活動，以一定的程序和步驟，完成價值工程研究活動。（2）價值工程方法價值工程管理分三個階段：研究準備階段、正式研究階段和研究后階段 研究準備階段主要進行研究活動的一些準備工作，包括組織準備和技術(shù)準備，工作程序有：召開準備會議，建立費用模型，建立價值工程研究的組織。 正式研究階段可分為五個步驟：收集信息和功能分析：收集項目的概況、現(xiàn)狀、約束條件等，并對功能定義和分類，形成功能分析

4、系統(tǒng)圖，確定各功能的價值指數(shù)；方案創(chuàng)造：分析功能實現(xiàn)的途徑，并創(chuàng)造功能實現(xiàn)的方法；方案分析：分析實現(xiàn)功能的各種方法；方案發(fā)展與評價：通過分析和篩選，進一步完善方案，形成提案；最終提案：分析提案的有缺點，實施方式和方法。 研究后階段：主要任務是形成價值工程研究報告，包括所有提案的詳細介紹、實施建議。同時方案決定實施后，跟蹤、檢查、鑒定和總結(jié)也屬于研究后階段。上述過程，如圖3.1.1所示：圖1 價值工程工作流程圖1.3 價值工程在施工階段中應用的可行性和意義在施工階段選擇作為價值工程研究的對象可以重點考慮的有：投資比重大的分部項工作、“四新”應用的項目、重難點和關(guān)鍵工序環(huán)節(jié)。價值工程應用的主要內(nèi)容

5、有：通過價值工程活動制定技術(shù)先進可行、經(jīng)濟合理的施工方案；在質(zhì)量管理中結(jié)合運用價值工程，改善工程質(zhì)量和降低質(zhì)量成本；結(jié)合施工研究設計的經(jīng)濟性，對施工圖優(yōu)化，探索有無改進的可能性。價值管理的運作主要通過分析和評價施工單位自身內(nèi)部的生產(chǎn)要素和生產(chǎn)關(guān)系，進行調(diào)整和改善，充分利用各種資源的價值、挖掘創(chuàng)新，促進減耗增益，使施工方以盡可能少的資源消耗創(chuàng)造出盡可能多的有效產(chǎn)出。這也是一般施工隊伍能夠做到的，所以價值管理在施工過程中具有很強的可行性。不難看出，價值管理在施工項目中推廣具有重要的意義：它有利于節(jié)約國家投資、提高社會經(jīng)濟效益；有利于質(zhì)量、成本、進度三個目標管理的實現(xiàn)；有利于進一步分析項目利益相關(guān)者

6、的價值需求；有利于推進施工企業(yè)技術(shù)進步和科技創(chuàng)新，提高企業(yè)整體素質(zhì)。以下內(nèi)容主要是價值工程在施工方案選擇與創(chuàng)新中的應用實踐情況介紹：2 準備階段由于工程難度大、影響大、相關(guān)約束條件多，在價值管理隊伍成員的考慮上，決定采用多人員多專業(yè)構(gòu)成，方案創(chuàng)造時采用頭腦風暴法、專家打分法。價值管理團隊由價值工程師、設計人員、奧體總工辦及施工管理處、奧體指揮部專家組、建筑師、造價工程師、施工單位項目部主要人員、工程監(jiān)理部主要人員組成。這些專家具有豐富的專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗，同時擁有豐富的價值管理知識。尤其是奧體專家組成員全過程的參與價值管理研究活動。具體人員構(gòu)成：1名價值管理研究領(lǐng)導2名設計人員1名造價工程師2

7、名業(yè)主工程師3名奧體專家1名總監(jiān)理工程師2名施工單位技術(shù)人員，共計12名成員。3 信息收集本工程混凝土結(jié)構(gòu)體系復雜怪異，無結(jié)構(gòu)層次可言。主附館結(jié)構(gòu)由通過基礎、一層平臺連為一體；主館一層地下室設備層，上設一層泳區(qū)樓面，泳區(qū)樓面內(nèi)套休閑池、嬉水池及深基坑共三個池體，深基坑內(nèi)套跳水池、游泳池。主館屋蓋系統(tǒng)鋼拱絎架一側(cè)落地、一側(cè)搭在巨型人字柱頂，主館內(nèi)設二層看臺、一層看臺下設管理用房。附館一層框架結(jié)構(gòu)、內(nèi)設局部二層用房。信息收集重點集中在三個方面：3.1、各種圖紙、施工文件、合同等技術(shù)資料、目前施工方法、施工經(jīng)驗狀況、技術(shù)水平及先進施工工藝狀況等信息收集，并分析技術(shù)條件限制情況。(1) 深基坑支護結(jié)構(gòu)

8、依賴于淺基礎底板拉接，必須先進行淺基礎施工并具備強度后，深基坑才具備挖土施工條件，要求基礎施工先淺后深。(2) 一層泳區(qū)樓面設計為大面積無縫樓面，采用通長的無粘結(jié)預應力筋約束混凝土收縮變形；對11500m2泳區(qū)0.00樓面結(jié)構(gòu)施工段劃分必須經(jīng)過嚴密論證和施工計算。(3) 7.05m樓面結(jié)構(gòu)采用通長有粘結(jié)預應力梁結(jié)構(gòu)，對6500m2的7.05m樓面結(jié)構(gòu)施工段劃分及施工流程需考慮預應力施工要求，必須進行施工論證。(4) /M-T軸線區(qū)域的結(jié)構(gòu)施工必須在深基坑土方開挖完成、機械退場后方可進行，相對其它結(jié)構(gòu)施工必須推遲。(5) 結(jié)構(gòu)形式很復雜，施工組織安排思路必須活躍，要跳出常規(guī)思路、施工組織要有創(chuàng)造

9、性和嘗試新工藝的膽識。(6) 大面積泳區(qū)結(jié)構(gòu)、深基坑結(jié)構(gòu)、泳池結(jié)構(gòu)、巨型人字柱的施工屬首次施工，無成熟施工經(jīng)驗，這些部位施工技術(shù)需研究創(chuàng)新，施工周期相對較長。3.2、資金條件、材料、勞動力及機械投入狀況與市場狀況條件調(diào)查。(1) 資金：工程預付款為10，每月支付完成量的70，成本預測后，主體結(jié)構(gòu)施工期間考慮投入資金500萬元。施工期間的周轉(zhuǎn)材料資金投入為成本控制重點。(2) 主材：工程所需鋼材、水泥、商品混凝土為甲供材，因奧體中心工程體量相當大，甲供材（尤其商品混凝土）供應壓力大，又因2003年鋼材、水泥價格波動較大且供應短缺。(3) 周轉(zhuǎn)材料：2002年底以來工程模板材料價格一路上漲、鋼管扣

10、件租賃價格居高不下，工程施工組織和施工周期直接關(guān)系各種周轉(zhuǎn)材料的投入量和租賃材料的租賃時間。(4) 機械設備：工程選用塔吊3臺（63T-M二臺、125T-M一臺），小型機械設備充足（部分設備租賃），塔吊的工作量限制工程施工效率。(5) 勞動力：2003年南京地區(qū)建設項目空前壯大，勞動力組織比預想情況困難多，人工工資較往年提高較多，更重要的是突擊搶攻人員組織很困難，對勞動力組織計劃必須均衡考慮。3.3、工程目標體系約束條件分析。(1) 工期目標限制：A 附館鋼結(jié)構(gòu)安裝必須在8月初開始、主館鋼結(jié)構(gòu)安裝必須在9月初開始，鋼結(jié)構(gòu)安裝前的混凝土養(yǎng)護不少于28天并達到設計混凝土強度；B 必須在3月底前確保

11、基礎工程完成的形象進度；C 深基坑結(jié)構(gòu)必須在60天內(nèi)完成，后澆帶必須在120天內(nèi)完成并及時封堵降水井，盡可能減少對地下水過分抽取；(2) 質(zhì)量目標限制：A 工程總質(zhì)量目標確保省優(yōu)“揚子杯”、力爭“魯班獎”，目標分解到主體結(jié)構(gòu)要求必須100合格，且優(yōu)良率95以上，要求每道工序的時間、資源投入要充分；B 人字柱、圓柱必須做到清水混凝土結(jié)構(gòu)，質(zhì)量要求很高；C 泳區(qū)樓面及泳池結(jié)構(gòu)抗裂抗?jié)B質(zhì)量控制為工程施工難點，施工組織、施工劃分及工序安排必須考慮周全、質(zhì)量管理要進行功關(guān)創(chuàng)新；(3) 安全文明及環(huán)境保護目標限制：工程必須確?！笆〖壩拿鞴さ亍睒藴剩踩珎鍪鹿士刂圃凇盁o事故”，安全輕傷事故控制在0.1%。

12、而工程施工技術(shù)難度大，對新技術(shù)新工藝應用方面的安全分析評價及安全防范非常重要，在施工組織中必須將施工安全性能作為一個重要的評價因素。(4) 各專業(yè)工種插入及配合：主體施工過程中，其它專業(yè)的預留預埋工作穿插其中，部分需深化設計（如鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、屋面結(jié)構(gòu)等）的預留預埋可能會造成停工等待，機電安裝工作在主體施工至60時，地下結(jié)構(gòu)內(nèi)的管道制作安裝就已經(jīng)展開，機電安裝施工對主體施工會造成一定的影響。(5) 外部環(huán)境：工程作為江蘇省“十五”期間的重點建設項目，影響范圍大、涉及面廣，被全社會各方面關(guān)注多。政府、相關(guān)職能部門、社會、媒體等外部環(huán)境對工程給與很大支持和關(guān)心的同時，項目所受的外部環(huán)境壓力亦很大。要

13、求工程建設期間的每項決策、每項工作實施都不能出現(xiàn)重大失誤，項目實施前的計劃安排必須周密、細致。(6) 項目成本目標：項目制定的施工成本節(jié)約率控制在5（一般的常規(guī)公建項目控制在3），如此高的成本節(jié)約率不得不要求施工必須廣泛使用新技術(shù)、新工藝，并進行必要的技術(shù)創(chuàng)新和質(zhì)量攻關(guān)。項目施工組織的科學合理是降低成本的直接因素。4 選擇研究對象工程項目復雜、涉及面廣、施工難度大，項目建設期間價值管理小組研究內(nèi)容較多，如土建結(jié)構(gòu)的施工重點環(huán)節(jié)的施工方案確定，鋼結(jié)構(gòu)安裝施工方案的確定等等。由于工程混凝土主體結(jié)構(gòu)占用施工時間占全部工期的35，實物量及產(chǎn)值占總成本的50，投入的施工機具及勞動力最多的環(huán)節(jié)，且施工難度

14、最大。對混凝土結(jié)構(gòu)工程施工組織是否可以開展價值工程研究的問題，價值小組展開討論：4.1、原施工單位投標報施工組織部署與進度安排思路與業(yè)主、監(jiān)理的總體規(guī)劃思路不同；4.2、在土建結(jié)構(gòu)施工中，工程結(jié)構(gòu)復雜、難點較多，施工采用的不同流程對各環(huán)節(jié)的約束和影響較大，若施工組織優(yōu)化不足，將造成較多的窩工及成本增加；4.3、在施工組織方面，各相關(guān)方的見解較多，思路不夠統(tǒng)一；4.4、土建結(jié)構(gòu)施工是工程最重要的一個環(huán)節(jié)，小組成員一致認為如何組織部署是值得分析研究和優(yōu)化的。4.5、施工部署與總進度安排必須盡快確定并統(tǒng)一思想，否則將影響工程開工實施。針對價值小組討論的以上因素，小組成員認為，可將解決負責結(jié)構(gòu)體系施工

15、組織與進度計劃方案作為價值工程的研究對象。5 方案創(chuàng)造方案創(chuàng)造采取頭腦風暴法，先有施工單位內(nèi)部進行施工組織及進度計劃方案設計，動員項目經(jīng)理部全體管理技術(shù)人員參與研究。在初步形成施工組織思路的基礎上，由項目價值管理小組進行方案分析創(chuàng)造。價值管理團隊廣泛參考國內(nèi)外游泳館工程的施工經(jīng)驗，借鑒各類游泳場館的施工方案，征詢多位施工經(jīng)驗豐富的專家之后，采取頭腦風暴法進行方案創(chuàng)新，并由建設方、監(jiān)理方、施工方分別提出施工組織計劃方案，剔除一些技術(shù)上明顯不合理的方案后，再放棄明顯沒有經(jīng)濟效益和超出目標限制條件的方案后，最后初步?jīng)Q定三個施工組織方案及計劃進行討論評價。 5.1、方案A特點(1) 施工分6大塊組織實

16、施，4、5、6三個月中有4塊工作均衡實施，工作面廣。(2) 施工從低到高順序進行，思路傳統(tǒng)，施工段劃分細。(3) 施工在4、5、6三個月中周轉(zhuǎn)材料量大且分散，勞動力量大分散，周轉(zhuǎn)率低，機械設備使用繁重，且可能會出現(xiàn)機械利用制約瓶頸。 5.2、方案B特點(1) 2-3月完成基礎，4-5月完成主體結(jié)構(gòu)，6-8月份完成深基坑，目標鮮明。(2) 主體結(jié)構(gòu)周轉(zhuǎn)材料相對A、C方案周轉(zhuǎn)率高，機械利用合理科學。(3) 工期最長，每段工作的自由時差相對較多，便于應對突發(fā)事件，但工期無余地。5.3、方案C特點(1) 每塊工作緊扣，每道工作的自由時差很小，關(guān)鍵線路多。(2) 主體結(jié)構(gòu)占用大量周轉(zhuǎn)材料且周轉(zhuǎn)率低，周轉(zhuǎn)

17、材料投入量大于A方案，機械利用率高。(3) 施工段劃分粗，工期最短，有充分時間余地，便于工期風險防范。6 施工組織方案評價對上述篩選的三個方案進行評價，目的在于發(fā)展優(yōu)勢，克服和消除劣勢，作出正確的選擇。價值管理團隊再次廣泛征詢意見，包括設計方、業(yè)主方、監(jiān)理方及專家組，匯集征詢意見之后，團隊綜合各方面的提議，確認方案評價指標體系。方案評價指標體系的確定很重要，正確或者是全面的評價體系能客觀反映各方案的優(yōu)缺點，有利于選擇正確的方案；不足的指標體系，有可能導致選錯方案。本次團隊確定的評價指標內(nèi)容為：總體施工時間、工程質(zhì)量、建造成本、預計窩工損失、施工組織穩(wěn)定性、安全風險、施工過程其他控制、業(yè)主意愿。

18、然后通過論證確定各項評價指標的權(quán)重，每個成員給每個方案的指標獨立進行打分，將分數(shù)匯總后測算平均值，其中3、4指標有造價工程師通過成本預算進行測算。方案評價表 表1序號方案評價方案指標體系權(quán)重評分等級評分標準ABC1總體施工時間15進度后備時間長進度后備時間中進度后備時間程質(zhì)量5保證質(zhì)量難以保證、有風險505553建造成本（主要為周轉(zhuǎn)材料及人工費差別）50成本最低方案為50分，每增加2萬元，方案扣1分504250374預計窩工損失5每窩工損失2萬元，方案扣1分52505施工組織穩(wěn)定性5施工組織控制容易施工組織控制困難505506安全風險5安全風險低安全風險高505557

19、施工過程其他控制5容易控制難于控制505508業(yè)主意愿10同意勉強同意1055510總 分100得 分798572從方案評價表3.1.6的計算結(jié)構(gòu)來看，施工單位組織方案得分最高，其次是監(jiān)理單位提供方案，得分最低的是業(yè)主方提供的方案。7 方案發(fā)展與改進從上述三個方案得分情況看，雖然B方案相對較優(yōu)，但并不是完全占有優(yōu)勢，價值管理團隊通過對其分析研究的過程中，認為其存在一些問題，如果能夠作出改進，效果則應該更好。因此正對B方案中存在總體施工時間過長和業(yè)主意愿的問題，運用價值工程中的一些方法進行進一步優(yōu)化。經(jīng)過分析，B方案與A、C方案的差別主要為第五大塊（即深基坑施工階段）的工期相差30天，B方案推遲

20、至03年6月1日開工的原因主要是考慮模板及鋼管扣件周轉(zhuǎn)材料的使用方面保證節(jié)約為前提。而本工程周轉(zhuǎn)材料投入量需求大的工作主要有：第三塊：主館-2.10m地下室結(jié)構(gòu)施工，建筑面積達7400m2，模板需求量達12500m2；第四塊：3.45m與7.05m梁板結(jié)構(gòu)施工,建筑面積達13500m2，模板需求量達17800m2，同時人字柱結(jié)構(gòu)、23層看臺施工的模板需求量很少；第五塊：深基坑結(jié)構(gòu)施工，模板需求量達9800m2。主體結(jié)構(gòu)施工時間為03年3月至03年7月之間，一般此季節(jié)的溫度在2035，混凝土澆筑后的拆模時間最快在14天混凝土強度就可達到80，除大跨度梁板外基本可以拆除模板。通過上述分析，若將B方案的第五塊施工工作提前一個月后，第四塊拆除后的模板依舊可以在第5塊投入使用，無需另行購置木方、模板等周轉(zhuǎn)材料；同時為防止03年5月份施工出現(xiàn)高峰，可以將人字柱結(jié)構(gòu)、23層看臺結(jié)構(gòu)施工適當后推，平衡各月的工作量，解決勞動力投入不均衡導致的窩工損失。 根據(jù)上述情況分析，我們對施工組織與進度計劃重新調(diào)整后，僅在建造成本提高10萬元的