对降低建筑施工资源消耗的思考与探索

转自：中国建筑业协会网站

文/ 中建一局集团建设发展有限公司总工程师 高俊峰
 

　　众所周知，建筑施工过程资源消耗很大，除实体结构中的钢材、水泥等之外，非实体性周转材料的消耗也很惊人，尤以结构施工用的木方、多层板、架料为主。一个大中型项目结构施工通常消耗数千立方米的木方，特大型项目甚至达到一万立方米以上，成堆的木方成为工地最常见的“风景”。周转次数仅3～5次的劣质多层板同样堆积如山，其使用寿命非常短，2～3个月后就成为垃圾，被廉价地处理掉，而且很有可能成为后续不合格产品的原材料。另外，基本上主导结构施工支撑体系的“碗扣式脚手架”，其单位面积耗钢量大、搭设用工多、作业面工作条件差，搭设完毕后非常不便于检查验收。

　　施工中采用落后的施工工艺和施工料具，消耗大量的木材和钢材，用去更多的人工，与采用先进工艺、施工料具相比，其成本却不低。分析多年来沿用这些落后的施工工艺和料具的原因，一方面是由于我们对先进施工工艺、料具不了解，管理人员和工人都习惯了，另一方面由目前国内大多数建筑公司的项目经营模式决定，项目实施所需的料具投入基本上由项目自身解决，公司层面没有从长期经营的角度进行投入，而先进的模板和支撑体系的投入需要在多个项目中进行摊销。

　　曾有从法国SAE公司学习归来的同事感慨地说起，国外2万多平方米的项目所用工人不到20人，休息时，工人回办公室和项目经理一起喝咖啡，聊天。发达国家人工费成本高，这促使他们必须采用先进施工工艺和料具，提高功效，以减少用工投入。国外所采用的先进施工工艺和料具，如优质水平模板周转至少30次以上，支撑体系至少使用5年以上，与国内采用的施工工艺和料具综合比较，其成本并不高，国内完全用得起。

　　因此，要改变落后施工工艺，采用先进的施工料具，首先需要改变的是观念，同时需要在公司层面进行购置投入，以略低于目前所用施工工艺和料具的价格租给项目使用，从而调动项目采用先进施工工艺和料具的积极性。

　　自2005年以来，中建一局建设发展公司对工艺和技术尤为落后的水平模板体系进行了多方面的探索和创新。如今这些探索和创新已“开花结果”，得到项目管理人员和劳务作业队伍的认可，取得了显著的经济效益。

　　一、对减少施工中木材消耗的探索

　　结构施工中使用的木方主要用于水平梁板模板的主次龙骨，在使用中木方龙骨需要反复固定和拆除。目前国内使用的木方均未经干燥防腐处理，其在使用数次后容易扭曲变形，同时劳务作业人员对与自身利益不相关的材料不珍惜，因此，施中投入的木方被逐渐切割成短木方乃至无法使用，需要不断地进行增加补充，消耗数量可观。

　　解决替代木方的方案应基于寻找耐久性好、使用周期长且满足作业人员使用习惯的替代品。我公司下属的专业模板公司（现已私营化）在2002～2003年曾借鉴国外产品开发铝合金梁（购置价格120～130元/米），租赁给项目使用。该产品最终未能大范围推广使用，一是由于产品成本高，租赁价格相应也较高，项目使用积极性不高；二是铝合金价值高，导致铝合金梁成为被盗窃的重点目标，其赔偿成本很高。

　　2004年，在中建国际承建的北京凯晨广场项目上由中建柏利模板公司开发的木方替代产品——“几字型钢木组合梁”（以下简称几字型钢梁），耐久性好、不可切割、成本较低，具有以较低租赁价格提供给项目使用的可行性。在对该产品使用中暴露出的部分设计缺陷进行完善修改，并征得中建柏利模板公司同意后，中建一局建设发展公司于2005年尝试投入5万米（2米,3米,4米）几字型钢梁在项目推广使用，租赁价格定为0.07元/米•天。在首个应用项目北京中石油大厦的推广使用进展顺利，项目积极性高，从此公司逐步加大几字型钢梁投入，租赁价格随之下降，项目使用积极性越来越高。目前公司资源调配中心拥有几字型钢梁70万米,租赁价格按照使用时间定为0.03～0.004元/米•天，几字型钢梁在公司项目上的使用基本处于供不应求的状态，更为可贵的是，2005年投入的首批几字型钢梁目前大部分仍在使用，其效益已远超出预期。

　　二、对改变落后支撑体系的探索

　　因具有搭设快、专业技能要求低的特点，碗扣式支撑体系一经推广使用，便取代扣件式钢管支撑体系成为结构施工水平模板支撑体系的主流。目前国内发达地区的工程施工中，碗扣式支撑体系基本上主导水平结构支撑体系，该体系承载力高、立杆间距大、不需要水平连接杆件、单位面积用钢量小、搭设速度快。与之相比，碗扣式支撑体系立杆间距小、横杆多、单位面积用钢量大（大约为独立支撑的2倍）等，更为不足的是碗扣式支撑体系反搭设完毕后不便于作业人员和管理人员进入，增加了质检、检查验收难度，在一定程度上也会影响工程质量和安全。

　　基于对碗扣式支撑体系弊端的认识及对国外先进成熟独立支撑体系的了解，公司于2005年开始探索推广应用独立支撑体系，购置国产独立支撑1万套，经测算以0.15元／根•天的价格租赁给项目使用。由于独立支撑承载力高，支撑间距可以放大到1.8～2.1米，对主龙骨承载力要求高，因此，主龙骨租用外部专业模板公司的木梁，次龙骨则采用自己的几字型钢梁，并在北京上元住宅项目中首次推广使用。此次推广取得良好预期，该体系得到管理人员的认可，作业人也由最初抵触逐渐变为接纳并喜欢使用。

　　在首个项目取得成功后，又陆续在其他项目推广使用，均得到认可。为解决租用木梁成本高和作业人员有时切割木梁的问题，2011年公司投入100毫米×45毫米×3毫米镀锌方钢管主龙骨，抗摔打，不可切割。目前在天津嘉里中心3栋63层超高层公寓楼推广应用，效果良好。

　　三、对提高多层板周转次数的探索

　　目前国内结构施工用的多层板质次价廉，周转次数仅3～5次，  其周转一次的成本并不低。究其原因是多方面的，首先加工多层板用的粘结胶多为脲醛胶，价格低，防水性能差，致使多层板遇水后逐渐分层开裂；其次，在用料材质和表面覆膜方面与国外产品差距大；再次，国内均采用1220毫米×2440毫米或915毫米×1830毫米的大规格多层板，不利于搬运和支拆，同时也影响周转次数。国外均采用小规格（如2000毫米×500毫米）多层板，便于单个人员作业。

　　针对国内劣质多层板现状和规格尺寸弊端，近年来我公司会同专业多层板加工厂家就生产优质小规格多层板进行了探索尝试，并取得了预期效果。具体做法是：①确保材质性能，选用具有防水性能的酚醛胶，上、下表皮面板均采用桦木，表面覆膜选用芬兰进口的优质酚醛树脂膜，②要求工厂将生产好的大规格板（2440毫米×1220毫米×18毫米）切割成1830毫米×610毫米和1220毫米× 610毫米两种规格的小板，封边并沿小板周边按300毫米间距预钻孔，此举可避免作业人员反复钉钉子，延长多层板使用寿命。自2006年以来，已先后在4个公寓住宅类项目推广应用上述改进后的小规格多层板，周转次数可达10～12次，其成本比采用传统劣质大规格多层板可降低40%～50％，经济效益尚可，且工人搬运方便。

　　四、经济效益对比分析

　　1.木方龙骨与几字型钢梁对比

　　近年来木材价格一直呈上升走势，目前施工用木方价格为白松2400元/立方米，澳松（速成材）2150元/立方米。以用于水平模板次龙骨的100毫米×50毫米澳松为例、每米购置价格10.75元，周转次数上限为15次，使用寿命大约100天，其成本为10.75元。如果租赁几字型钢梁，100天的租赁成本为4元，很明显，租赁几字型钢梁比购置木方可降低成本50％以上，这也是近年来我公司项目积极使用几字型钢梁的动力。
  就公司在几字型钢梁的投入来看，每米几字型钢梁购置成本30元左右，使用寿命4年以上，有效租赁时间按1120天（280天×4）考虑，其4年使用期限内收回的租赁费用为44.80元（0.04元×1120天），同时几字型钢梁回收价值高，即使按废钢处理，其每米价值8元。如此看来，公司投入的经济效益是完全可以实现的。

　 目前，我公司拥有70万米几字型钢梁，即使以较低的价格租赁给项目使用，与项目购置木方相比较，其每年节省成本可达1300万元，这对以施工为主业的建筑公司而言，其经济效益还是很可观的。

　　2．碗扣式支撑体系与独立钢支撑体系对比

　　与碗扣式支撑体系相比，独立钢支撑体系具有用钢量少（约为碗扣式支撑体系的40%～50％）、搭设速度快、用工少、作业条件好等优点，中建一局建设发展公司2005年购置的独立钢支撑以0.15元／根•天的价格租赁给项目使用，统计使用独立支撑体系的住宅、公寓类项目，其成本仅为碗扣式支撑体系成本的70%。

　　3.劣质大规格多层板与优质小规格多层板的对比

　　目前占据结构施工水平模板主流的劣质大规格多层板周转次数为3～5次，价格为35～40元/平方米,折合使用一次的成本8～10元／平方米。近年来探索推广的优质小规格多层板周转次数为10～12次，价格为48～52元/平方米,折合使用一次的成本5元/平方米左右。使用优质小规格多层板的效益明显，可降低直接成本40%左右。

　　五、推广应用中的注意事项

　　1．推广应用新技术新工艺的料具投入应在公司层面投入，以合理的价格租赁给项目使用

　　推广新技术新工艺的资金投入，如几字型钢梁、独立钢支撑其使用寿命可达落4～5年以上，从现行的项目核算机制来看，如由项目投入则没有积极性，如从社会专业公司租赁则成本偏高，因此，最佳解决办法就是从长远角度考虑，公司统筹投入，以合理的价格租赁给项目使用，项目有效益，应用积极性高，同时公司成为最终受益者。

　　2．选择适宜项目推广应用

　　任何工艺、技术均有其理想的适用范围，因此要选择适宜的项目进行推广应用才能取得预期效果。如独立钢支撑最适宜用于无梁板类的住宅、公寓、酒店或梁间距相对较大的结构类型，建筑层高以不超过3.6米为宜。小规格优质多层板则适宜周转次数不少于10次的同一个项目，这样可以最大限度地发挥其使用价值。几字型钢梁是我公司推广应用创效最好的产品，应用范围广泛，完全可以等同代替项目按传统工艺投入木方的70%。几字型钢梁投入应以2～4米不同规格、按照一定比例投入，以适应项目施工需求。此外，几字型钢梁一定要用热镀锌钢板加工，才可确保其不少于5年的使用寿命。

　　3．耐心、细致地做好思想工作和具体技术指导工作

　　根据我们在推广应用新技术新工艺中的切身体会，有些工程技术人员，尤其是直接管理劳务队伍的现场管理人员已习惯传统施工工艺，这就需要公司总部耐心细致地做好解释工作。如详细说明采用新工艺的施工作业优势和成本优势，带其观摩正在实施中的项目，聆听正在实施中项目管理人员和劳务作业人员的亲身感受，可消除其对新工艺、新技术的疑虑，其中项目经理和项目技术负责人的观念和态度至关重要。

　　劳务作业队伍也是推广应用新技术新工艺阻碍因素，特别是目前劳务队伍普遍紧张的情况下，由于作业方式改变，新技术新工艺应用之初其搭设效率尚未明显提高，甚至还会出现一定程度降低时，劳务人员最易抵触。此时项目主要管理人员如不坚持，就会半途而废，因此，在推广应用新工艺、新技术过程中，坚持、耐心、细致至关重要。

　　六、社会责任与经济效益

　　我国城市化建设如火如荼，每年要完成数十亿平方米建筑，其所消耗的资源巨大，施工中消耗的非实体周转性材料同样数量惊人。就国内目前的施工工艺和技术而言，在减少周转性材料消耗方面，可以挖掘的潜力巨大。

　　中国建筑作为国内建筑业排头兵，承建了诸多有影响的“高、大、精、尖”工程，也因此掌握了不少关键施工技术，提升了我们在这类工程的投标竞争技术优势。我们同样也承建了面积可观的住宅、公寓及办公楼等常规性建筑工程，在这些量大面广的常规性工程建设中，采用的水平结构模板施工工艺与欧美先进施工工艺相比，差距甚大。这些落后的施工工艺和施工料具，消耗了大量木材、钢材和人工。作为国内建筑业排头兵，我们有责任有义务引领整个建筑业改进施工工艺，提升施工效率，减少对资源粗放式的消耗，为建筑行业进步做出贡献。

　　中建一局建设发展公司的实践表明，技术创新和先进施工料具的投入会带来可观的经济效益。目前我们每年获益1000万元以上，如果兄弟公司每年都有同样的收益，累加起来就是一笔数目可观的利润。更为重要的是我们引领行业进步，减少对木材、钢材资源的消耗，为改善我们赖以生存的环境做出了贡献。