高桩码头建设期成本计算模型

赵 艳

中交四航局第二工程有限公司，广东 广州 510000

1 工程概况

某工程计划建设一座最大停靠能力为40000DWT的干散货驳船和30000DWT的油轮码头，为高桩梁板结构。南侧与一期码头连接，与岸边距离为1.2km，施工规划主要包括240万m3港池与航道疏浚工作。码头拟建设计参数如下：码头尺寸为510m×28m；码头面标高为+4.5m；总共设计了65个排架，每一排架由比值为5∶1的斜桩和直桩组成，斜桩数量为4根，直桩数量为2根，桩长度确定在42.5～43.5m；码头引桥及工作平台部分采用PHC桩。

2 BIM技术建模

工作人员调研了该高桩码头工程各项资料，提供二维图纸，明确码头标高，构建三维构件，同时按照码头标高完成构件铺设，在标高0.0m处铺设PHC桩、3.3m处设置桩帽和安装下横梁、4.3m处布设横梁、5.9m位置铺设纵梁和面板以及在8.0m位置铺设船柱和码头面层，构建了码头平台三维模型。

在模拟创建码头平台三维模型的过程中，技术人员应将工程信息转化为设计参数，然后输入设计参数。Revit软件能够在短时间内完成码头平台工程量收集工作，并进行汇总，需要的劳动力较少。基于BIM技术的码头工程量集成汇总作业精度高、速度快、省时省力，仅需要投入1～2名作业人员，经济性较高[1]。

3 基于BIM技术的高桩码头施工成本计算

该工程码头需要购置的PHC桩较多，为了更好地控制材料费用，消除物价变动带来的影响，可通过BIM技术对市场物价实施监控，模拟预判材料价格变化[2]。通过收集珠海市2018—2019年PHC桩市场价格变化情况可以发现，2018年5月—2019年5月市面上的PHC桩价格变化大，价格上下波动幅度较大。根据项目规划，该码头工程正式开工时间为2018年11月，码头平台部分共需要236根PHC桩，故采用分次采购的策略，在11月和12月分2次完成采购。

3.1 管桩采购费用

码头平台三维模型能够为管桩长度的确定和采购费用的计算提供相关参考，计算出码头平台第一结构段PHC桩的长度即可计算出管桩采购费用，具体计算过程如下。

（1）PHC桩采购费。第一结构段PHC桩采购费计算公式如下：

计算可得，∑（46+46+46+49…+47+46+46+46）×630=2588m×630元/m=1630440元。第二、三、四结构段PHC桩采购费用协同第一结构段PHC桩计算。

（2）采购费用。依托Revit软件，模拟PHC桩市场价格变化，在避免影响施工进度的基础上，确定采用分次采购的策略，共分11月和12月2次完成采购。第一次采购费用为6253×630=3939390元。第二次采购费用为6252×609=3807468元。PHC桩采购费用总计3939390+3807468=7746858元。

（3）施工费用。依托Revit软件，模拟码头平台三维模型，确定该码头工程建筑安装工程预算，BIM技术的应用有利于对材料市场行情价格变化进行动态追踪，达到节约PHC管桩材料购置费用的目的。在该码头工程PHC桩采购中总共节约了7878150-3939390-3807468=131292元。

码头四个结构段的管桩长度、参数以及施工工艺等方面都存在较大差异，故各个结构的施工费用也不一样。以码头平台第一结构段沉桩作业为例，采用打桩船实施作业，施工费用为29×8021+25×8202=437659元。

（4）管桩购置费。该码头平台第一结构段沉桩总费用计算公式如下：

计算可得，第一结构段沉桩总费用为437659+1630440=2068099元。第二、三、四结构段沉桩总费用计算方法协同第一结构段沉桩，整个码头平台沉桩总费用为

因此，管桩购置费为29497+151050+392022+1074860+451123+7746858=9845410元。

3.2 原材料采购费用

基于BIM技术开展水泥、中粗砂石等施工原材料的采购。经计算，需要水泥3542.565m3、中粗砂石4075.183m3、碎石24105.661m3以及钢筋1259.067t。收集水泥、砂石以及其他材料的价格信息，利用Revit软件模拟绘制市场价格行情走势图。

（1）水泥采购费用。根据Revit软件模拟绘制的市场价格行情走势图可知，2018年11月前原材料市场上水泥价格稳定，且呈现下降趋势，故分次实施水泥采购，分11月和12月2次完成。第一次水泥采购费用为1771.283m3×290元/m3=513672.07元，第二次水泥采购费用为1771.282m3×287元/m3=508357.93元，共计1022030元。如果直接一次性购入所需要的水泥，则需要花费3542.565m3×290元/m3=1027343.8元。因此，分次实施水泥采购可降低工程造价，共节约5313.8元。

（2）中粗砂石和块石费用。基于BIM技术分析市场上中粗砂石和块石的价格变化情况，最终确定在2018年11月一次性购入所需材料。中粗砂采购费用为4075.183m3×26元/m3=105954.758元。碎石采购费用为24105.661m3×41元/m3=988332.101元。

（3）钢筋采购费用。通过分析发现，2018年11月之后钢筋价格波动较小，故同样采用分次购入的方案，分11月和12月2次购入钢筋原料。第一次采购费用为629.533t×2330元/t=1466811.89元，第二次采购费用为629.534t×2160元/t=1359793.44元。如果在11月一次性采购，则总费用为1259.067t×2330元/t=2933626.11元。因此，分次采购共节约费用2933626.11-1466811.89-1359793.44=107020.78元。

（4）节约费用。可见，基于BIM技术加强对材料价格行情的监督能够有效控制工程造价。该码头工程中材料采购费用共节约了5313.8+107020.78=112334.58元。

3.3 总成本计算

根据该码头工程施工方案，规划的打桩时间为40d，而在实际施工中，在保证施工设备充足和人员配置合理的基础上，一天能够完成6根桩基的打桩作业，即施工打桩作业仅需要36d。在打桩作业中利用BIM技术对施工过程实施全过程动态监督，能够方便管理人员了解施工情况，以便出现异常情况时能及时变更施工安排，保证施工质量和效率，统筹各项资源，从而实现控制施工时间、降低施工及管理费用的目标[3]。

根据该码头工程施工安排和预算，工程基价定额直接费为22713266.53元，企业管理费率为8.741%，财务费率为O.679%，利润率为7%，税率为3.41%，计算得到其他直接管理费用为967585.15元，计划施工天数为255d。

依托BIM技术实施全过程动态管理，在保证施工设备和施工人员配置的基础上，第一结构段沉桩作业施工需要36d，可在原来基础上节省4d，进而可以计算出该码头工程第一结构段沉桩施工节约的其他直接管理费用，具体为3794.45×4=15177.8元。

在不增加施工设备和施工人员的前提下，该码头平台施工作业需要255d，而参考第一结构段施工安排和发挥BIM技术的优势，加强对各个施工工序的监督和优化，能够缩短实际施工时间，200d即可完成码头平台施工，节约时间55d。因此，该码头工程其他直接费用（人工、机械、分包费用）节约3794.45×55=208694.75元。

在该码头平台施工中应用BIM技术，对材料价格变化、施工工艺选择以及施工监督进行优化和安排，可以在保证施工质量的基础上降低工程造价，比较基于BIM技术的建筑安装工程费与原项目建筑安装工程费可知，工程成本降低了22.5%。

4 结束语

综上所述，BIM技术优势突出，不仅能够构建高桩码头三维模型，还能在材料物价管理以及施工实时动态监督中发挥作业，统筹各项资源，实现控制高桩码头总体施工成本的目标。文章基于BIM技术应用的高桩码头施工成本控制方法，利用Revit建立三维模型，对高桩码头建设期成本计算进行了分析，希望能为相关工作人员提供参考。