浅谈施工组织设计中施工方案的技术经济分析

浅谈施工组织设计中施工方案的技术经济分析

摘要：阐述了对施工过程中施工方案进行技术经济分析的方法，并以东江大桥围堰方案的实例加以论证。

关键词：技术经济分析 评价指标 功效系数 总功效值 围堰

Abstract: this paper elaborates on the construction process of the construction schemes of technical and economic analysis method, and with the dongjiang bridge cofferdam scheme to argue the case.

Keywords: technical and economic analysis evaluation index efficacy coefficient total efficacy value cofferdams

施工方案的制定是施工组织设计的核心内容。在施工阶段,实施科学合理的施工方案是缩短工期、确保质量、提高劳动生产率、降低工程成本的重要基础。由于施工生产具有比工业生产更为复杂的技术经济特点,同一种施工项目往往会有不同的施工方案，而不同方案，导致的实施效果也会大相径庭。因此，如何采用技术经济的分析方法，对方案进行全面分析、综合评判，就成为编制施组的一项重要任务。笔者结合自身的工作实践，对此种分析方法进行探讨总结，供大家参考。

(一）施工方案评价的内容

在进行施工方案评价时，应从系统的角度出发，结合建设项目的性质、规模、工程特点和建设期限，以及建设地区的条件、劳动配备、机械装备程度、材料供应情况、运输、地质、气象等各项技术经济条件，进行统筹规划，拟定施工方案，并对其进行全面分析、评价，选择出技术上先进可行，所需设备可取，经济上最合理的方案。

(二） 施工方案的评价指标

反映方案特征的技术经济指标很多，在施工方案的评选中，应采用一套相互关联的技术经济指标体系对各方案进行综合分析评价。指标体系可分为如下三类：

1.技术指标：用于反映方案技术特征或适用条件。如：主要分部(项）工程量等。

2.经济指标：主要反映完成工程任务所必要的劳动消耗。它由一系列价值、

实物及劳动量指标组成，如：工程施工成本、主要机械设备需用量等。

3.效果指标：反映采用某施工方案后预期达到的效果。如：提高劳动生产率、成本降低率、缩短工期等。

(三） 施工方案的评价程序

建筑企业在完成一项工程项目时，可采用的各方案都有其优缺点，在进行方案比较时，可采用下列步骤进行分析、评价、择优。

1.确定评价指标体系

从方案的技术、经济、效果指标中选取能全面反映方案基本特征的几项主要指标进行评价。

2.计算、分析各项指标

在确定了对比方案的评价指标以后，应对各方案的指标值进行分析计算。计算时要求数据可靠，各方案间具有可比性，即计算时应采用统一的计算规则、方法和计量单位。

3.综合分析、评价、优选

在对各个方案的各项指标进行分析的基础上，再对整个指标体系进行综合分析、评价，排列出方案的优劣顺序，并优选出总体效果最好的方案。

(四）评价方法

施工方案的技术经济分析，一般可采用定性评价和定量评价相结合，综合评判的方法。

1.定性评价

当影响施工方案的某些因素无法用数量指标衡量或获取数据较困难时，可定性分析评价施工方案的优劣。首先，详细列举各方案的优缺点；分析缺点能否克服；再根据各方案的优缺点进行对比、评价、优选。

2. 定量评价

在定量评价时，可以选择几项反映方案主要特征的指标进行分析、计算、比较。但由于各方案对其评价指标各有优劣，不易取舍，为便于比较，这里给出一种简便易行的评价方法—功效系数法。该法是将多项评价指标转化为单指标进行对比、择优，其步骤如下：

(1)选择m个可行的施工方案；

(2)确定n个评价指标Ri (i = l, 2, ...， n)；

(3)确定各项指标的“功效系数”；假如第i个指标Ri的功效系数为di (0(4)计算各方案相应的评价指标值，并计算出相应的功效系数。

(5)分别计算各方案的总功效系数Dj =(j=1,2,...,m)。

(6)比较各方案的总功效值Max [Dj|j = 1， 2,…，m]，以Dj最大者对应的方案为最优方案，并可据Dj的大小排列出各方案的优劣顺序。

(五)应用举例

东江大桥为从莞高速公路工程主线中主要结构物，连接从莞高速公路惠州段终点与从莞高速公路东莞段起点，中心里程为K30+648.8，桥跨组合为50+2×75+60+85+2×138+85+7×50+48+3×75+48，桥长1377米，主桥上部结构采用预应力砼连续刚构、小箱梁。下部桥墩采用双柱式墩，盖梁采用预应力混凝土盖梁。基础采用钻孔灌注桩，桩基按嵌岩桩设计。本桥下部施工的主要难点是如何解决水中基础施工的防水问题。为此，编制施工组织设计时，对水中围堰施工方案进行了多次比选。

水中基础施工的防水措施很多，有草袋围堰、吊箱围堰、双壁钢围堰、木笼铁丝围堰、钢板桩围堰、套箱围堰等等。其中草袋围堰适用于浅水工程；双壁钢围堰适用于深水复杂桥梁，且施工期有渡汛要求的工程；吊箱围堰适用高桩承台。结合到本桥承台顶面低于河床，水深但水位变化不大等具体特点，拟定围堰方案时，只对钢板桩围堰、木笼铁丝围堰和套箱围堰做比较。

1.定性评价

围堰方案技术经济比较表

序号 施工方案 施工方法 施工机械 工程数量 工期（月） 造价

（万元） 技术经济比较

1 木笼铁丝围堰 制造搭建、浮运定位、抛填土石

止水堵漏 工程驳船

吊机

自卸车 圆木2252m3、铁丝网24t、封底混凝土4520m3、

填土石48242m3 3.5 980 1.消耗大量木材，造价高。2.水下部分拆除困难，不易于回收和恢复航道。3.施工难度小，工期短

2 钢板桩围堰 船舶定位、下沉钢围囹、插打钢板桩、堵漏防水 工程驳船大吨位吊机

打桩船 钢板桩989t、钢围囹43t、封底混凝土3061m3 4 870 1.利用已有钢板桩，成本低。2.下沉精度高，施工难度大，工期长。 3.拔除困难，易损坏钢板桩。4.插打钢板桩噪声大

3 套箱围堰 制造拼装下沉钢套箱、自重下沉、射水吸泥下沉、反顶下沉 工程驳船

吊机

千斤顶

空压机 钢板等钢料743t、封底混凝土

19419m3 3 910 1.施工方便，工期短。2.防水性好，能保证主体工程质量。3.整体性能好。4.底节不能倒用，造价略高

由于围堰方案各有优缺点，考虑到木笼围堰消耗木材和土石量大，而本地区木料缺乏，单价高，大量使用木材既不经济也不符合本行业提倡生态环保的趋势。加之施工完成后水下结构拆除困难，同时会对通航安全构成威胁。而钢板桩围堰中钢板桩经常倒用，锁口破裂，弯扭现象严重，现场整理困难，加之钢板桩下沉深度较深，封底混凝土又厚，拔除困难，进行水下切割的可能性大；而钢套箱围堰可根据承台大小和埋置深度现场制作，整体性能好，本施工单位又有很多类似套箱施工经验，虽然造价略高，但如果钢板桩进行水下切割，损失严重，费用将与套箱围堰的费用相当，所以从定性分析来看推荐使用套箱围堰。

2.定量分析

将木笼铁丝围堰、钢板桩围堰、套箱围堰分别列为方案A1、A2、A3，确定了四项指标作为评价标准。

第一评价指标：R1-施工成本；估计完成该工程最低成本不会低于800万，最高不超过1100万元。设在800-1100万元之间成本的功效系数成直线变化，当成本为800万元时，功效系数取1；成本为1100万时，功效系数为0.3；超过1100万元，为不可行方案。

第二指标：R2-施工期；估算工期至少为12周，最长为18周，超过18周的方案不可行。工期为12周和18周时，功效系数分别取1和0.3；中间为直线变化。

第三指标：R3-达到设计标准的程度；用百分比表示，当达标程度为70%和100%时，功效系数分别为0.3和1，中间成直线变化，70%以下不接受。

第四指标：R4-材料的回收利用率。用百分比表示，利用率为50%和100%时功效系数为0.3和1,50%-100%之间成直线变化，50%以下不可行。

三个方案的评价指标经分析计算后列于下表。

评价指标 评价因素 可接受区间 各方案评价指标值 A1 A2 A3

R1 施工成本（万） [8001100] 980 870 910

R2 施工工期（周） [1218] 14 16 13

R3 达标程度（%） [70100] 92 94 98

R4 材料回收利用率（%） [50100] 60 80 83

绘制出以评价指标为横坐标，以功率系数为纵坐标的关系曲线（见图1）

利用图1，计算各方案对应的功效系数值及总功效值，进行方案比较。

A1；d1=0.58 d2=0.77 d3=0.81 d4=0.44

D1==0.63

A2；d1=0.84 d2=0.53 d3=0.86 d4=0.72

D2==0.73

A3；d1=0.74 d2=0.88 d3=0.95 d4=0.76

D3==0.83

Maxj[D1,D2,D3]=max[0.63,0.73,0.83]=0.83

方案A3的总功效系数值最大，所以方案A3为最佳方案。三个方案的优劣顺序依次为：A3-A2-A1。

综合定量分析和定性分析，选定套箱围堰为最佳方案。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。