裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件運輸費淺析

李新春,何世兵,張超

(重慶市建筑科學研究院,重慶 400016)

0 引言

文獻研究結(jié)果表明,與傳統(tǒng)建造方式相比,裝配式建筑可節(jié)約人工40%,節(jié)水70%以上,節(jié)能35%,節(jié)材20%,節(jié)地20%[1],且裝配施工進度快,施工易于管理,對周邊環(huán)境影響小,故近年來國家、地方政府出臺了一系列政策來鼓勵和推廣裝配式建筑.發(fā)展裝配式建筑勢在必行,但受規(guī)模、經(jīng)濟、技術(shù)等因素的影響,裝配式建筑成本較現(xiàn)澆要高出200~400元/m2[2],必須從根本上降低裝配式建筑的成本,使其經(jīng)濟性更優(yōu),利潤空間更大,才能真正得以發(fā)展普及.

裝配式建筑工程的建造成本與傳統(tǒng)建造方式的成本構(gòu)成相似,主要包括分部分項工程費、措施項目費、規(guī)費和稅金.裝配式建筑的特點是建筑物的大量構(gòu)件是在工廠預(yù)制而成,其成本主要考慮模具制作費、攤銷費、構(gòu)件運輸費、倉儲費、現(xiàn)場安裝費等,其中,構(gòu)件的運輸成本是重要的影響因素[3],因此裝配式建筑的成本項目與現(xiàn)澆式建筑的成本項目存在較大差異.以預(yù)制夾芯保溫外墻板為例,目前大部分地區(qū)的預(yù)制構(gòu)件價格在2500~3500元/m3之間,以預(yù)制率40%的項目為例,折合建筑平米的價格約為500元/m2,預(yù)制構(gòu)件從生產(chǎn)工廠運到施工現(xiàn)場的費用(水平運輸費)約占總價的8%.此外,以預(yù)制率50%的項目為例,預(yù)制構(gòu)件的吊裝費用約為300元/m2左右(主要是構(gòu)件垂直運輸費、構(gòu)件安裝費).因此,裝配式建筑工程運輸費(含運輸機械費、人工費)直接影響著工程的整體成本投入,減少預(yù)制構(gòu)件的運輸費,在降低總成本方面有著較大的挖掘空間[4].

文獻[5]通過結(jié)合實例就裝配式構(gòu)件和部品的制作成本、運輸成本以及現(xiàn)場安裝成本對建造成本進行核算,得到裝配式建筑的單位面積造價,并與現(xiàn)澆建造方式單位面積造價進行了對比.結(jié)果表明,雖然裝配式建筑能夠減少現(xiàn)場混凝土的澆筑量、內(nèi)墻抹灰工程量以及砌筑工程量,但是預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)和安裝成本卻大大增加,導致裝配式建筑的建造成本高于現(xiàn)澆方式的建造成本.

1 預(yù)制構(gòu)件運輸費剖析

從運輸?shù)目臻g性及所使用的機械設(shè)備來劃分,裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的運輸可以劃分為預(yù)制場到擬建場地的水平運輸和從地面提升至安裝標高的垂直運輸,無論哪種方式,影響裝配式建筑構(gòu)建的運輸費用主要有運輸距離、人工費、運輸設(shè)備價格、裝配效率等費用要素組成[6],因而,本文將對此展開討論.

1.1 水平運輸費影響因素及現(xiàn)狀

預(yù)制構(gòu)件的水平運輸費主要包括預(yù)制構(gòu)件從工廠運輸至工地的運費和施工場地內(nèi)的二次搬運費,水平運輸費占構(gòu)件總銷售價格的3.87%~8.40%[7]. 運輸費中主要是運輸機械費,人工費所占比例較小,目前水平運輸常用的機械為現(xiàn)有普通貨車,水平運輸費現(xiàn)狀水平及影響因素分述如下:

(1)運輸車輛售價或租賃價格

目前,重慶地區(qū)常見運輸車輛的基本參數(shù)及價格如表1所示.

(2)運輸距離

根據(jù)第(1)節(jié)可知,運輸車輛計費單位通常與距離有關(guān),距離越遠,則所花費的運輸費總額就會越多.從運距來看,50~100km可半天往返,100~300km可一天往返,300~500km需要一天半往返.預(yù)制構(gòu)件經(jīng)濟的運輸半徑是半天往返.目前由于裝配式建筑尚未形成較大規(guī)模,預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠較少,加之沒有使得構(gòu)件標準化,大家分工協(xié)作不足,裝配式建筑所需要的預(yù)制構(gòu)件普遍分散較遠.雖然大型企業(yè)已經(jīng)形成自己的PC構(gòu)件生產(chǎn)場地,但是由于項目的單件性、固定性,還是很難確保施工現(xiàn)場與構(gòu)件制作現(xiàn)場保持比較經(jīng)濟的距離.

(3)運輸效率

從目前施工方式來看,現(xiàn)在的項目都是一層一層吊裝的,為此運輸時是將墻板、樓板、樓梯等一起運.我國裝配式建筑發(fā)展起步較晚,目前尚未形成完善的配套體系,在運輸預(yù)制構(gòu)件時尚無專用運輸車輛,而是使用現(xiàn)有的運輸車輛.為避免損壞,單車裝運構(gòu)件數(shù)量少,且裝卸時需匹配其他吊運設(shè)備,效率較低,造成總運輸費及運輸時間增加,進而將影響工程成本和工期.

表1 常見運輸貨車基本參數(shù)匯總表

對預(yù)制構(gòu)件水平運輸費用進行簡單綜合分析.假定:運輸車輛采用普通的半掛車,車輛購置費用取45萬元,報廢公里數(shù)取50萬km;車輛自重6t,額定載重量30t;車輛油耗為40 L/100km,現(xiàn)行柴油價格約為6.5元/L;車輛日常維護保養(yǎng)費用為50元/km;過路費按0.06元/噸/km,考慮收費隧道調(diào)整系數(shù)取1.05.如單次運輸構(gòu)件種類為25t,運輸距離為50km的水平運輸費用為307.3元/m3,預(yù)制構(gòu)件平均價格取3000元/m3,預(yù)制構(gòu)件運輸費用占比為10.24%;運輸距離為100km的水平運輸費用為584.5元/m3,占預(yù)制構(gòu)件綜合價格的比例為19.5%.

1.2 垂直運輸費影響因素及現(xiàn)狀

與傳統(tǒng)建造方式相比,裝配式建筑需要垂直運輸?shù)目傊亓恳鄶?shù)倍,垂直運輸使用較為普遍的機械是塔機和汽車吊.垂直運輸費同樣以機械費為主,其現(xiàn)狀水平及主要影響因素如下:

(1)機械售價或租賃價格

結(jié)合重慶地區(qū)市場情況進行調(diào)研,獲知目前塔機和汽車吊的相關(guān)技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟參數(shù)如表2、表3所示.

(2)吊裝機械選擇

根據(jù)前文可知,不同規(guī)格的機械售價及租賃費用相差較大,現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)場地情況及單個預(yù)制構(gòu)件的最大重量等因素,通過綜合分析選擇剛好能夠滿足吊裝要求的機械.比如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系,預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件重量一般在3.5~5t,5~10t也比較常見,甚至有10t以上重量的構(gòu)件,所以一般需要選用200~400tm(噸米)的大中型塔機,要求40m工作幅度處至少能夠吊載8t.

(3)吊裝效率

與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比,裝配式結(jié)構(gòu)垂直運輸工作量大幅增加,由于垂直運輸與現(xiàn)場安裝工作直接配合使用,所以裝配式結(jié)構(gòu)施工不僅要求運輸機械起重能力大,還要求吊裝精度高,制動可靠并具有良好的慢就位功能,操作更加靈敏,吊物防搖擺,智能化,這些都會直接影響到垂直運輸?shù)男?進而影響運輸成本.除此之外,還受吊裝工人熟練程度影響,人員待遇較高,安裝時間延遲通常會導致工期延長.

表2 塔機基本參數(shù)匯總表

表3 汽車吊基本參數(shù)匯總表

2 降低預(yù)制構(gòu)件運輸費的措施

根據(jù)上述水平運輸費和垂直運輸費的影響因素,結(jié)合當前裝配式建筑發(fā)展狀況及行業(yè)發(fā)展規(guī)模,對于降低裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件運輸提出以下幾點措施.

(1)合理布置預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠,推行標準化預(yù)制構(gòu)件

施工場地距離預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠越近,相應(yīng)的運輸費用就會越低,但考慮到社會總體經(jīng)濟效益和資源配置,預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠不會無限增加,新建裝配建筑的數(shù)量會遠大于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠的建設(shè)數(shù)量.研究表明,一座標準的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠其功能可輻射周圍30km的范圍,這樣既能使水平運輸費保持在較低水平又能使預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠獲得較好的收益.

合理的安排和布置預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠的地理位置,盡量使用標準化構(gòu)件,各生產(chǎn)廠間能互通有無,提升規(guī)模效應(yīng),充分發(fā)揮市場調(diào)節(jié)機制,大家分工配合,提升大家整體的規(guī)模效應(yīng),還能降低材料的生產(chǎn)成本,帶動相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,讓裝配式建筑工程所需要的資源都能聚集到一起[8],從而最大化地減少成本投入.

(2)研發(fā)專用運輸機械,改善配置結(jié)構(gòu)

針對裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件大型、易破損的特點,應(yīng)對傳統(tǒng)運輸車輛進行改進,研發(fā)配套的構(gòu)件和方法,增加車輛裝載量,在車輛上增設(shè)隔振減振及其他保護設(shè)施,避免構(gòu)件在運輸裝卸過程中的破損,根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的不同種類及尺寸和質(zhì)量,選擇合適的運輸車輛.比如,"三一筑工"研制的三一預(yù)制件專用運輸車,具有運輸能力強,安全可靠等優(yōu)點,而且經(jīng)濟效益好,成本投入相同的情況下,專用運輸車利潤可達傳統(tǒng)普通平板車的3~5倍.

同時,吊裝設(shè)備的精度、操作靈密度、防搖擺等均應(yīng)逐步進行技術(shù)改進,減少安裝所用人工及時間,提高運輸安裝效率.

此外,裝配式建筑推動了運輸車輛和塔機需求結(jié)構(gòu)的改變,中大型車輛、起重機的需求明顯增加.對于塔機,這種趨勢2017年已經(jīng)形成,進入2018年,200tm至 400tm級別塔機更是需求大增.適用于裝配式建筑施工的塔機目前市場保有量大約在2萬臺,按照2020年全國裝配式建筑占新建建筑的比例達到15%以上的要求,預(yù)計到2020年國內(nèi)大型塔式起重機需求量至少要增加到5萬臺左右,平均每年需新增塔機10000臺左右[9].而125tm以下的小塔機將會出現(xiàn)過剩,只是不同區(qū)域裝配式建筑發(fā)展程度不同,使得這種情況出現(xiàn)的時間早晚有差異,機械租賃公司和自有公司可逐步進行調(diào)整,改善配置結(jié)構(gòu),順應(yīng)市場需求,盡快適應(yīng)裝配式建筑的發(fā)展.

(3)做好組織工作,提高技術(shù)水平

預(yù)制構(gòu)件運輸前應(yīng)規(guī)劃運輸線路,對運輸路線進行實地考察,重點調(diào)查道路、橋梁、限高、限寬、限載等情況,并與當?shù)亟还懿块T溝通,確定運輸路線.針對構(gòu)件在運輸過程中可能發(fā)生交通安全、機械傷害事故,材料堆放不穩(wěn)可能導致坍塌、物體打擊事故,施工總承包單位應(yīng)編制運輸方案及應(yīng)急預(yù)案.做好現(xiàn)場堆放布局,與現(xiàn)場充分溝通、互相良好配合,同時對預(yù)制構(gòu)件進行科學編號和擺放,在節(jié)約使用堆場的同時要方便使用,盡量將構(gòu)件平放或立放,減少二次搬運.

預(yù)制構(gòu)件安裝是裝配式建筑施工過程中非常重要的一環(huán),安裝需與垂直吊運配合完成,該步驟對成本造成的影響較大.采取分段流水施工方法實現(xiàn)多條線路同時工作,有針對地對吊裝技術(shù)進行改進和優(yōu)化,在構(gòu)件安裝過程中確?？焖贉蚀_地將構(gòu)件固定在預(yù)定位置,提高安裝效率,將使成本大大降低.

3 結(jié)語

通過前述對裝配式建筑運輸費用構(gòu)成及現(xiàn)狀影響因素進行剖析,提出了降低裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件運輸成本的相應(yīng)措施.分析發(fā)現(xiàn)在降低裝配式建筑建造成本方面,采取措施減少預(yù)制構(gòu)件運輸費將是切實可行的路徑,為此我們提出如下建議:

(1)政府發(fā)揮宏觀調(diào)控作用,在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠選址方面給予合理規(guī)劃布局,積極在行業(yè)內(nèi)推行構(gòu)件標準化、模數(shù)化;

(2)企業(yè)根據(jù)市場需求,積極調(diào)整自有設(shè)備配置結(jié)構(gòu),并根據(jù)預(yù)制構(gòu)件運輸特點,對現(xiàn)有設(shè)備進行改造或研發(fā),提高運輸、裝配的效率;

(3)總承包單位或業(yè)主單位培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才,做好組織協(xié)調(diào)工作;積累工程經(jīng)驗,編寫先進工法,提高施工總體水平.