价值工程在解决复杂结构体系施工方案中的应用-孙成伟

价值工程在解决复杂结构体系
施工方案中的应用
孙成伟
江苏南通二建集团有限公司南京分公司
［摘要]:通过价值工程在解决复杂结构体系施工组织方案中的应用研究，阐述了价值工程在施工组织与进度安排方向的应用价值。

通过施工组织方案设计、比选及创新优化，详细介绍了通过价值管理和系统工程原理的应用,值得大型施工项目借鉴。

[关键词］：价值工程施工组织进度计划
1 价值工程基本原理
1.1 价值工程概念
价值工程又称为价值分析,是以最低的寿命周期费用，可靠地实现必要的功能。

价值得高低可以用价值指数(V）来反映，而价值指数(V）可以用公式V=F/C来表示，F表示功能，C表示成本.建设工程项目价值即以最优的资源佩珠有效地实现项目利益相关者的需求。

许多建设项目存在价值偏低的情况，在项目施工阶段造成项目价值不高的原因主要有：进度要求紧迫、人的习惯性思维、沟通不够、对新技术缺乏了解、理念错误、过于追求稳妥保守、缺少必要的专家支持、缺乏需要的信息等多方面因素造成.
1.2 价值工程方法
(1）组建价值工程研究小组
参与价值工程活动的小组人数保持在6－12人范围内,要仔细挑选参与价值研究活动的不同专业的人员共同参与，设计、监理、建设单位、施工单位的主要技术人员，建设领域各土建结构、预应力、施工、钢结构等各方面的专家教授，同时还应包括造价工程师。

对价值工程小组人员的安排中，一专多能型人才是最合适不过的；另外邀请外部专家的参与是非常重要的，他们有助于提出新的解决方案，诱导、调动小组成员的创新能力。

小组中的组织者，可称为价值协调人,一个具有丰富经验资格的价值分析专家，应是一个强有力的组织者和协调人，具有一定的组织和控制能力，能够引导、控制整个价值工程研究活动,以一定的程序和步骤，完成价值工程研究活动。

（2）价值工程方法
价值工程管理分三个阶段：研究准备阶段、正式研究阶段和研究后阶段
①研究准备阶段主要进行研究活动的一些准备工作，包括组织准备和技术准备，工作程序有:召开准备会议，建立费用模型，建立价值工程研究的组织.
②正式研究阶段可分为五个步骤：
收集信息和功能分析:收集项目的概况、现状、约束条件等,并对功能定义和分类，形成功能
分析系统图，确定各功能的价值指数；
方案创造：分析功能实现的途径，并创造功能实现的方法；
方案分析：分析实现功能的各种方法；
方案发展与评价：通过分析和筛选，进一步完善方案,形成提案;
最终提案:分析提案的有缺点，实施方式和方法.
③研究后阶段：主要任务是形成价值工程研究报告，包括所有提案的详细介绍、实施建议.同时方案决定实施后，跟踪、检查、鉴定和总结也属于研究后阶段。

上述过程，如图3。

1。

1所示：
图1 价值工程工作流程图
1.3 价值工程在施工阶段中应用的可行性和意义
在施工阶段选择作为价值工程研究的对象可以重点考虑的有：投资比重大的分部项工作、“四新”应用的项目、重难点和关键工序环节。

价值工程应用的主要内容有：通过价值工程活动制定技术先进可行、经济合理的施工方案；在质量管理中结合运用价值工程，改善工程质量和降低质量成本；结合施工研究设计的经济性，对施工图优化，探索有无改进的可能性。

价值管理的运作主要通过分析和评价施工单位自身内部的生产要素和生产关系，进行调整和改善,充分利用各种资源的价值、挖掘创新,促进减耗增益，使施工方以尽可能少的资源消耗创造出尽可能多的有效产出。

这也是一般施工队伍能够做到的，所以价值管理在施工过程中具有很强的可行性。

不难看出,价值管理在施工项目中推广具有重要的意义：它有利于节约国家投资、提高社会经济效益；有利于质量、成本、进度三个目标管理的实现；有利于进一步分析项目利益相关者的价值需求；有利于推进施工企业技术进步和科技创新，提高企业整体素质。

以下内容主要是价值工程在施工方案选择与创新中的应用实践情况介绍：
2 准备阶段
由于工程难度大、影响大、相关约束条件多,在价值管理队伍成员的考虑上，决定采用多人员多专业构成，方案创造时采用头脑风暴法、专家打分法。

价值管理团队由价值工程师、设计人员、奥体总工办及施工管理处、奥体指挥部专家组、建筑师、造价工程师、施工单位项目部主要人员、工程监理部主要人员组成.这些专家具有丰富的专业知识和实践经验，同时拥有丰富的价值管理知识.尤其是奥体专家组成员全过程的参与价值管理研究活动。

具体人员构成:
1名价值管理研究领导＋2名设计人员＋1名造价工程师＋2名业主工程师＋3名奥体专家＋1名总监理工程师＋2名施工单位技术人员，共计12名成员。

3 信息收集
本工程混凝土结构体系复杂怪异，无结构层次可言。

主附馆结构由通过基础、一层平台连为一体；主馆一层地下室设备层，上设一层泳区楼面，泳区楼面内套休闲池、嬉水池及深基坑共三
个池体,深基坑内套跳水池、游泳池。

主馆屋盖系统钢拱绗架一侧落地、一侧搭在巨型人字柱顶，主馆内设二层看台、一层看台下设管理用房。

附馆一层框架结构、内设局部二层用房。

信息收集重点集中在三个方面：
3。

1、各种图纸、施工文件、合同等技术资料、目前施工方法、施工经验状况、技术水平及先进施工工艺状况等信息收集，并分析技术条件限制情况。

(1) 深基坑支护结构依赖于浅基础底板拉接，必须先进行浅基础施工并具备强度后，深基坑才具备挖土施工条件,要求基础施工先浅后深。

（2）一层泳区楼面设计为大面积无缝楼面，采用通长的无粘结预应力筋约束混凝土收缩变形；对11500m2泳区＋0。

00楼面结构施工段划分必须经过严密论证和施工计算.
(3) 7.05m楼面结构采用通长有粘结预应力梁结构，对6500m2的7。

05m楼面结构施工段划分及施工流程需考虑预应力施工要求,必须进行施工论证。

（4）①－③/M—T轴线区域的结构施工必须在深基坑土方开挖完成、机械退场后方可进行，相对其它结构施工必须推迟.
（5) 结构形式很复杂，施工组织安排思路必须活跃，要跳出常规思路、施工组织要有创造性和尝试新工艺的胆识.
（6) 大面积泳区结构、深基坑结构、泳池结构、巨型人字柱的施工属首次施工，无成熟施工经验，这些部位施工技术需研究创新，施工周期相对较长。

3.2、资金条件、材料、劳动力及机械投入状况与市场状况条件调查。

(1) 资金：工程预付款为10％，每月支付完成量的70％，成本预测后,主体结构施工期间考虑投入资金500万元。

施工期间的周转材料资金投入为成本控制重点。

(2）主材：工程所需钢材、水泥、商品混凝土为甲供材，因奥体中心工程体量相当大，甲供材（尤其商品混凝土）供应压力大，又因2003年钢材、水泥价格波动较大且供应短缺。

(3）周转材料:2002年底以来工程模板材料价格一路上涨、钢管扣件租赁价格居高不下，工程施工组织和施工周期直接关系各种周转材料的投入量和租赁材料的租赁时间.
(4）机械设备：工程选用塔吊3台（63T-M二台、125T-M一台），小型机械设备充足（部分设备租赁)，塔吊的工作量限制工程施工效率。

（5）劳动力:2003年南京地区建设项目空前壮大，劳动力组织比预想情况困难多，人工工资较往年提高较多，更重要的是突击抢攻人员组织很困难，对劳动力组织计划必须均衡考虑。

3.3、工程目标体系约束条件分析.
（1）工期目标限制:
A 附馆钢结构安装必须在8月初开始、主馆钢结构安装必须在9月初开始，钢结构安装前的混凝土养护不少于28天并达到设计混凝土强度；
B 必须在3月底前确保基础工程完成的形象进度；
C 深基坑结构必须在60天内完成,后浇带必须在120天内完成并及时封堵降水井，尽可能减少对地下水过分抽取；
（2) 质量目标限制：
A 工程总质量目标确保省优“扬子杯"、力争“鲁班奖”，目标分解到主体结构要求必须100％合格，且优良率95％以上,要求每道工序的时间、资源投入要充分;
B 人字柱、圆柱必须做到清水混凝土结构，质量要求很高；
C 泳区楼面及泳池结构抗裂抗渗质量控制为工程施工难点,施工组织、施工划分及工序安排必须考虑周全、质量管理要进行功关创新；
(3) 安全文明及环境保护目标限制：
工程必须确保“省级文明工地”标准,安全伤亡事故控制在“无事故”，安全轻伤事故控制在0.1%.而工程施工技术难度大,对新技术新工艺应用方面的安全分析评价及安全防范非常重要，在施工组织中必须将施工安全性能作为一个重要的评价因素。

（4) 各专业工种插入及配合：
主体施工过程中，其它专业的预留预埋工作穿插其中，部分需深化设计(如钢结构、幕墙、屋面结构等）的预留预埋可能会造成停工等待，机电安装工作在主体施工至60％时,地下结构内的管道制作安装就已经展开，机电安装施工对主体施工会造成一定的影响。

(5）外部环境：
工程作为江苏省“十五”期间的重点建设项目，影响范围大、涉及面广,被全社会各方面关注多。

政府、相关职能部门、社会、媒体等外部环境对工程给与很大支持和关心的同时,项目所受的外部环境压力亦很大。

要求工程建设期间的每项决策、每项工作实施都不能出现重大失误，项目实施前的计划安排必须周密、细致。

（6) 项目成本目标：
项目制定的施工成本节约率控制在5%（一般的常规公建项目控制在3％），如此高的成本节约率不得不要求施工必须广泛使用新技术、新工艺,并进行必要的技术创新和质量攻关。

项目施工组织的科学合理是降低成本的直接因素。

4 选择研究对象
工程项目复杂、涉及面广、施工难度大，项目建设期间价值管理小组研究内容较多,如土建结构的施工重点环节的施工方案确定，钢结构安装施工方案的确定等等。

由于工程混凝土主体结构占用施工时间占全部工期的35％,实物量及产值占总成本的50％，投入的施工机具及劳动力最多的环节，且施工难度最大.对混凝土结构工程施工组织是否可以开展价值工程研究的问题，价值小组展开讨论：
4.1、原施工单位投标报施工组织部署与进度安排思路与业主、监理的总体规划思路不同；
4.2、在土建结构施工中，工程结构复杂、难点较多，施工采用的不同流程对各环节的约束和影响较大，若施工组织优化不足，将造成较多的窝工及成本增加；
4。

3、在施工组织方面,各相关方的见解较多，思路不够统一；
4。

4、土建结构施工是工程最重要的一个环节，小组成员一致认为如何组织部署是值得分析研究和优化的.
4.5、施工部署与总进度安排必须尽快确定并统一思想，否则将影响工程开工实施.
针对价值小组讨论的以上因素，小组成员认为,可将解决负责结构体系施工组织与进度计划方案作为价值工程的研究对象.
5 方案创造
方案创造采取头脑风暴法，先有施工单位内部进行施工组织及进度计划方案设计，动员项目经理部全体管理技术人员参与研究。

在初步形成施工组织思路的基础上，由项目价值管理小组进行方案分析创造.
价值管理团队广泛参考国内外游泳馆工程的施工经验,借鉴各类游泳场馆的施工方案，征询多位施工经验丰富的专家之后，采取头脑风暴法进行方案创新，并由建设方、监理方、施工方分别提出施工组织计划方案，剔除一些技术上明显不合理的方案后，再放弃明显没有经济效益和超出目标限制条件的方案后，最后初步决定三个施工组织方案及计划进行讨论评价。

5.1、方案A特点
(1) 施工分6大块组织实施，4、5、6三个月中有4块工作均衡实施，工作面广。

（2）施工从低到高顺序进行，思路传统，施工段划分细.
（3）施工在4、5、6三个月中周转材料量大且分散，劳动力量大分散,周转率低,机械设备使用繁重，且可能会出现机械利用制约瓶颈。

5.2、方案B特点
(1) 2—3月完成基础，4-5月完成主体结构，6-8月份完成深基坑，目标鲜明。

（2）主体结构周转材料相对A、C方案周转率高,机械利用合理科学.
(3) 工期最长，每段工作的自由时差相对较多，便于应对突发事件，但工期无余地.
5。

3、方案C特点
(1) 每块工作紧扣,每道工作的自由时差很小,关键线路多.
(2）主体结构占用大量周转材料且周转率低，周转材料投入量大于A方案，机械利用率高。

（3) 施工段划分粗，工期最短，有充分时间余地，便于工期风险防范。

6 施工组织方案评价
对上述筛选的三个方案进行评价，目的在于发展优势，克服和消除劣势，作出正确的选择。

价值管理团队再次广泛征询意见,包括设计方、业主方、监理方及专家组，汇集征询意见之后，团队综合各方面的提议，确认方案评价指标体系.方案评价指标体系的确定很重要，正确或者是全面的评价体系能客观反映各方案的优缺点,有利于选择正确的方案;不足的指标体系，有可能导致选错方案.本次团队确定的评价指标内容为:总体施工时间、工程质量、建造成本、预计窝工损失、施工组织稳定性、安全风险、施工过程其他控制、业主意愿。

然后通过论证确定各项评价指标的权重,每个成员给每个方案的指标独立进行打分，将分数汇总后测算平均值，其中3、4指标有造价工程师通过成本预算进行测算。

方案评价表表1
从方案评价表3.1.6的计算结构来看，施工单位组织方案得分最高，其次是监理单位提供方案，得分最低的是业主方提供的方案。

7 方案发展与改进
从上述三个方案得分情况看，虽然B方案相对较优，但并不是完全占有优势，价值管理团队通过对其分析研究的过程中，认为其存在一些问题，如果能够作出改进，效果则应该更好。

因此正对B方案中存在总体施工时间过长和业主意愿的问题，运用价值工程中的一些方法进行进一步优化。

经过分析,B方案与A、C方案的差别主要为第五大块(即深基坑施工阶段）的工期相差30天，B方案推迟至03年6月1日开工的原因主要是考虑模板及钢管扣件周转材料的使用方面保证节约为前提。

而本工程周转材料投入量需求大的工作主要有：
第三块：主馆—2。

10m地下室结构施工，建筑面积达7400m2，模板需求量达12500m2；
第四块：＋3。

45m与＋7。

05m梁板结构施工，建筑面积达13500m2，模板需求量达17800m2，同时人字柱结构、2－3层看台施工的模板需求量很少;
第五块：深基坑结构施工,模板需求量达9800m2。

主体结构施工时间为03年3月至03年7月之间，一般此季节的温度在20－35℃，混凝土浇筑后的拆模时间最快在14天混凝土强度就可达到80％，除大跨度梁板外基本可以拆除模板。

通过上述分析，若将B方案的第五块施工工作提前一个月后，第四块拆除后的模板依旧可以在第5块投入使用，无需另行购置木方、模板等周转材料；同时为防止03年5月份施工出现高峰，
可以将人字柱结构、2－3层看台结构施工适当后推，平衡各月的工作量，解决劳动力投入不均衡导致的窝工损失.
根据上述情况分析，我们对施工组织与进度计划重新调整后,仅在建造成本提高10万元的情况下（周转材料投入)，就达到业主意愿的工期要求，按照上述方案评审计算，得分可达到95分。

经过价值管理的研究，使得如此复杂工程的施工组织一步步优化，保证施工进度,对施工企业而言，产值也大幅度提高，利润增加，工程质量也得到了保证。

且通过价值研究后业主承诺，如能按业主要求的节点顺利完成主体封顶，我们将能得到20万元的工期奖励，因此对于我们非常振奋人心。

我们在价值管理的研究过程中，对每个方案的评价都采用了打分法，因此每个指标的分数确定都是一个比较严谨的过程，不能在主观赏偏向任何一个方案。

同时我们可以看出施工单位、业主方、监理方所站的位置不同，提出的方案均围绕各自的利益考虑，我们价值管理的过程就是通过知识的汇集、创新方案，尽可能满足各个相关利益群体的目标利益，去通过方案创新寻找各方的共赢.可知价值管理在项目施工组织中起到很大的作用。

从上述优化后的施工组织和进度计划安排看,通过价值管理活动,使得施工活动合理化、科学化,提高施工质量、降低消耗、加快施工进度，保证客户的需求.本人正是此次价值管理团队的领导者、组织者。

工程实施过程中,我们依据施工组织安排和进度计划认真履行，但实际的工程进度延迟40日历天，从上述实际进度我们可以看出,5、6、7三个月的工程进度严重滞后，主要导致进度滞后的原因只有一个方面:2003年4月底至2003年6月出现的蔓延全国的重大灾害－“非典”疫情影响，导致工程施工人员严重匮乏，施工基本处于半停工状态，且延迟达接近2个月时间.这也给我们项目管理者一个深刻的教训：如何去防范突发事件的风险，如何做好大型公共项目施工中特殊重大灾害的应急预案.。