高樁碼頭建設期成本計算模型

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

某工程計劃建設一座最大停靠能力為40000DWT的干散貨駁船和30000DWT的油輪碼頭，為高樁梁板結構。南側與一期碼頭連接，與岸邊距離為1.2km，施工規劃主要包括240萬m3港池與航道疏浚工作。碼頭擬建設計參數如下：碼頭尺寸為510m×28m；碼頭面標高為+4.5m；總共設計了65個排架，每一排架由比值為5∶1的斜樁和直樁組成，斜樁數量為4根，直樁數量為2根，樁長度確定在42.5～43.5m；碼頭引橋及工作平臺部分采用PHC樁。

2 BIM技術建模

工作人員調研了該高樁碼頭工程各項資料，提供二維圖紙，明確碼頭標高，構建三維構件，同時按照碼頭標高完成構件鋪設，在標高0.0m處鋪設PHC樁、3.3m處設置樁帽和安裝下橫梁、4.3m處布設橫梁、5.9m位置鋪設縱梁和面板以及在8.0m位置鋪設船柱和碼頭面層，構建了碼頭平臺三維模型。

在模擬創建碼頭平臺三維模型的過程中，技術人員應將工程信息轉化為設計參數，然后輸入設計參數。Revit軟件能夠在短時間內完成碼頭平臺工程量收集工作，并進行匯總，需要的勞動力較少。基于BIM技術的碼頭工程量集成匯總作業精度高、速度快、省時省力，僅需要投入1～2名作業人員，經濟性較高[1]。

3 基于BIM技術的高樁碼頭施工成本計算

該工程碼頭需要購置的PHC樁較多，為了更好地控制材料費用，消除物價變動帶來的影響，可通過BIM技術對市場物價實施監控，模擬預判材料價格變化[2]。通過收集珠海市2018—2019年PHC樁市場價格變化情況可以發現，2018年5月—2019年5月市面上的PHC樁價格變化大，價格上下波動幅度較大。根據項目規劃，該碼頭工程正式開工時間為2018年11月，碼頭平臺部分共需要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 管樁采購費用

碼頭平臺三維模型能夠為管樁長度的確定和采購費用的計算提供相關參考，計算出碼頭平臺第一結構段PHC樁的長度即可計算出管樁采購費用，具體計算過程如下。

（1）PHC樁采購費。第一結構段PHC樁采購費計算公式如下：

計算可得，∑（46+46+46+49…+47+46+46+46）×630=2588m×630元/m=1630440元。第二、三、四結構段PHC樁采購費用協同第一結構段PHC樁計算。

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

（3）施工費用。依托Revit軟件，模擬碼頭平臺三維模型，確定該碼頭工程建筑安裝工程預算，BIM技術的應用有利于對材料市場行情價格變化進行動態追蹤，達到節約PHC管樁材料購置費用的目的。在該碼頭工程PHC樁采購中總共節約了7878150-3939390-3807468=131292元。

碼頭四個結構段的管樁長度、參數以及施工工藝等方面都存在較大差異，故各個結構的施工費用也不一樣。以碼頭平臺第一結構段沉樁作業為例，采用打樁船實施作業，施工費用為29×8021+25×8202=437659元。

（4）管樁購置費。該碼頭平臺第一結構段沉樁總費用計算公式如下：

計算可得，第一結構段沉樁總費用為437659+1630440=2068099元。第二、三、四結構段沉樁總費用計算方法協同第一結構段沉樁，整個碼頭平臺沉樁總費用為

因此，管樁購置費為29497+151050+392022+1074860+451123+7746858=9845410元。

3.2 原材料采購費用

基于BIM技術開展水泥、中粗砂石等施工原材料的采購。經計算，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格信息，利用Revit軟件模擬繪制市場價格行情走勢圖。

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

（2）中粗砂石和塊石費用。基于BIM技術分析市場上中粗砂石和塊石的價格變化情況，最終確定在2018年11月一次性購入所需材料。中粗砂采購費用為4075.183m3×26元/m3=105954.758元。碎石采購費用為24105.661m3×41元/m3=988332.101元。

（3）鋼筋采購費用。通過分析發現，2018年11月之后鋼筋價格波動較小，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。第一次采購費用為629.533t×2330元/t=1466811.89元，第二次采購費用為629.534t×2160元/t=1359793.44元。如果在11月一次性采購，則總費用為1259.067t×2330元/t=2933626.11元。因此，分次采購共節約費用2933626.11-1466811.89-1359793.44=107020.78元。

（4）節約費用。可見，基于BIM技術加強對材料價格行情的監督能夠有效控制工程造價。該碼頭工程中材料采購費用共節約了5313.8+107020.78=112334.58元。

3.3 總成本計算

根據該碼頭工程施工方案，規劃的打樁時間為40d，而在實際施工中，在保證施工設備充足和人員配置合理的基礎上，一天能夠完成6根樁基的打樁作業，即施工打樁作業僅需要36d。在打樁作業中利用BIM技術對施工過程實施全過程動態監督，能夠方便管理人員了解施工情況，以便出現異常情況時能及時變更施工安排，保證施工質量和效率，統籌各項資源，從而實現控制施工時間、降低施工及管理費用的目標[3]。

根據該碼頭工程施工安排和預算，工程基價定額直接費為22713266.53元，企業管理費率為8.741%，財務費率為O.679%，利潤率為7%，稅率為3.41%，計算得到其他直接管理費用為967585.15元，計劃施工天數為255d。

依托BIM技術實施全過程動態管理，在保證施工設備和施工人員配置的基礎上，第一結構段沉樁作業施工需要36d，可在原來基礎上節省4d，進而可以計算出該碼頭工程第一結構段沉樁施工節約的其他直接管理費用，具體為3794.45×4=15177.8元。

在不增加施工設備和施工人員的前提下，該碼頭平臺施工作業需要255d，而參考第一結構段施工安排和發揮BIM技術的優勢，加強對各個施工工序的監督和優化，能夠縮短實際施工時間，200d即可完成碼頭平臺施工，節約時間55d。因此，該碼頭工程其他直接費用（人工、機械、分包費用）節約3794.45×55=208694.75元。

在該碼頭平臺施工中應用BIM技術，對材料價格變化、施工工藝選擇以及施工監督進行優化和安排，可以在保證施工質量的基礎上降低工程造價，比較基于BIM技術的建筑安裝工程費與原項目建筑安裝工程費可知，工程成本降低了22.5%。

4 結束語

綜上所述，BIM技術優勢突出，不僅能夠構建高樁碼頭三維模型，還能在材料物價管理以及施工實時動態監督中發揮作業，統籌各項資源，實現控制高樁碼頭總體施工成本的目標。文章基于BIM技術應用的高樁碼頭施工成本控制方法，利用Revit建立三維模型，對高樁碼頭建設期成本計算進行了分析，希望能為相關工作人員提供參考。