基于Civil3D集成造价法在截渗墙投资编制中的应用★

连 祎，贾海涛，连 迪

(1.黄河勘测规划设计研究院有限公司,河南 郑州 450003; 2.河南省科学技术馆,河南 郑州 450003)

1 研究背景

在应对水利工程地基防渗加固这一常见工程难题方面,截渗墙因其施工速度快、工程成本低且效果显著,被广泛应用于水利工程地基处理。然而经项目调查研究发现,许多截渗墙工程的投资编制工作经常会出现时间超支现象,不得不采取加班、压缩工程其他分部工程的编制时间或者延长项目整体时间的措施,严重制约工程正常生产进度;或者为了保证项目计划时间节点,只能简化计量过程取主要地层算投资,这样就会导致项目投资与实际费用存有偏差,很难统筹效率与精度。究其根本原因,在于截渗墙造价编制需要区分地层、墙厚、孔深等参数,需在图上人工量取出每层地层的工程量并且在套用定额时根据地层类别进行一一对应,且工程中往往不止一道截渗墙,在不同位置截渗墙的地质情况各不相同,所设计的截渗墙规模也会相差较大,墙厚孔深地层等参数也不尽相同,人工统计对应过程耗时耗力[1]。

鉴于目前在编制造价过程中采用的常规方法效率较为低下,项目组对截渗墙造价编制进行了深入的研究及应用。

2 研究内容

2.1 现状调查

为调查现状截渗墙造价编制存在的具体问题,项目组针对选取的典型项目,对其中的编制工序进行了详细的调查,整理结果如表1所示。现状问题排列图见图1。

表1 现状问题调查表

从统计图表中可以看到,计算截渗墙工程量和选套定额是主要问题,只要有效解决了这两项问题,那么截渗墙造价编制时间超支的问题就能得到很好的控制。

2.2 原因分析

针对计算截渗墙工程量和选套定额两个关键工序,编制时间过长,项目组经过分析,得出以下几种原因:

1)识图量取方法落后。在截渗墙的算量过程中,调查之前所做的项目造价,均为人工识图,识图量取方法落后,需要在图中按照不同地层将截渗墙分成若干层分别进行量取,效率低下,并且给校核工作造成很大的负担,校核人员与设计人员量取的数值容易出现误差,返工重新量取,浪费时间[2]。

2)地质资料地层划分与定额不一致。调查之前所做的项目,发现工程勘察通过钻孔岩土取样,根据岩土性质标出每层地层,这些地层往往有很多,因为有交互式地质,存在相同地层,如粉土、粉质黏土等,而定额中将土质分为4种,地质资料地层分类与定额分类没有一一对应,需要造价人员查询相关规范,了解岩土特性,寻找匹配信息,例如地质分层中的耕土、素填土等都属于定额中的种植土,因此需要造价人员花费较长时间对地质识别分类。

3)缺乏单价模板,选套定额时间长。截渗墙计算需从墙厚、孔深、地层三个方面综合分类套用单价,经过调查发现,目前项目大多数采用部颁定额计算截渗墙造价,其人材机消耗量是一样的,但一直未形成统一的模板可以调用单价,每次都是根据参数去编制分析单价或寻找其他项目相同单价进行复制使用,这耗用大量的时间,也增加了校核工作量。

3 制定对策

3.1 Civil3D三维量取

传统截渗墙工程量采用人工识图算量,工作量大、效率低、容易出错。通过研究,将Civil3D软件中的三角网体积曲面法[3]应用到截渗墙识图量取中,改变传统的识图算量方式,提高工作效率和质量。

Civil3D软件是一款三维软件,在Civil3D中建立各地层三维曲面[4],在其中布置截渗墙,将各地层信息赋予各地层曲面,将各地层作为基础曲面,截渗墙曲面作为对照曲面,利用软件中三角网体积曲面法建立各地层与截渗墙的三角网体积曲面,可以清晰地看到截渗墙的地层情况,同时经过软件内部布尔运算,可自动统计各地层工程量并列表显示,一目了然[5]。将工程量信息复制到Excel表中,调整处理数据。该识图取量过程极大地提高了工作效率,工作质量得以加强,也大大减少了校核人员的工作量。

通过Civil3D三维量取,可以直接得出每层地质的工程量(见图2),相比人工识图量取,速度更快误差更小,而且校核也更方便,节省校核人员时间。

3.2 统一土层信息

由于截渗墙套用定额需要区分地层,而地质资料的地层划分是按岩土性质,而定额中将土质分为4类,地质资料地层分类与定额分类没有一一对应,需要造价人员查询相关规范,了解岩土特性,寻找匹配信息,因此需要造价人员花费较长时间对地质识别分类才能够满足套用定额。工程中数道截渗墙均需造价人员在统计时花费时间去进行匹配地层,工作烦琐,且不利于项目校核工作,因此项目组决定统一土层信息,方便项目使用。

项目组将地质资料中常用的地层与定额分别列表(见表2),通过查阅相关规范,根据特性匹配附属关系,将地质的常用土层与定额土层一一匹配,归属于定额分类中的一类土层用统一颜色标注,并将土层所属的定额土层分类用同色加重,由于选套定额时主要依据的是定额土层分类,因此在表格中将所属的定额土层分类用深色重点标出,另外不同的分类标注不同颜色以示区分。采用Excel建立两个土层分类汇总计算表,包含墙厚、孔深、地质等分类信息,利用“vlookup”多表格查找函数把对策1的地质输出表和对策2的地质分类表进行智能匹配[6],自动填充截渗墙每层地质地层的定额分类信息。再利用“sumif”函数,汇总计算截渗墙的不同定额层厚度。

表2 常用地层与定额分类列表

按对策实施后,土层信息分类明了,地质资料中每层地层都能快速找到定额对应土层[7],并分层累加得到汇总工程量,这样可快速套取定额,提高造价工作效率,同时方便工程量的计算和校核。

3.3 编制单价模板

在地层统一后,截渗墙选套定额还需考虑墙厚、孔深等参数。在工程中往往布置数道截渗墙,不同部位截渗墙设计有差异,墙厚、孔深等会有差别,在编制造价时每次都要编制相应的单价,较为麻烦,因此项目组采用预先编制单价形成模板,利用函数自动匹配相应单价。

由于目前项目大多数采用部颁定额计算截渗墙造价,其人材机消耗量是一样的,因此项目组根据定额情况将不同参数的截渗墙单价进行预先编制,在实践中仅需根据当地情况修改材料价格即可。然后项目组采用Excel建立工程量表与单价表的联系,利用“IF”函数进行判别,将符合参数的项目自动匹配单价,完成造价工作。

按对策实施后,大大提高了选套截渗墙定额的效率,节约截渗墙造价编制时间。

4 结论

4.1 成果的先进性与创新性

通过调查,常规截渗墙造价编制要么详细算地层占用大量时间,导致造价编制时长严重超出,要么准确性不够,统计地层后取主要地层计算投资,导致投资与最终会有偏差,效率与精度很难同时得到保证。

本次为了解决这个问题,将基于Civil3D集成造价的方法在本工程中进行应用:

1)引入Civil3D软件,通过三维算量,将各个地层的工程量直接导出至Excel,相比CAD中按不同地层将截渗墙分成若干层分别进行量取的传统做法,计算工程量更方便快捷,且准确性也有更好的保证[8]。

2)统一土层信息制作土层信息表,并在工程量计算表中通过函数方式建立与地层的从属关系,汇总计算截渗墙的不同定额层厚度,节省选套定额时间[9]。

3)通过参数判别自动匹配单价模板(在实践中根据当地情况修改材料价格),从而使截渗墙造价工作时间大大缩短,提高了精确性。

通过实践证明,所做的工作确实在相当程度上提高了截渗墙造价的编制效率,提升了产品质量,实现了截渗墙造价工作的突破:

1)形成一套多覆盖层截渗墙投资计算标准化成果。该标准化成果使得多覆盖层截渗墙的造价编制高效有序,可以用于指导和规范后续工作。

2)将三维算量与地层信息结合起来,使得工程量带地层信息输出,方便快捷。

3)实现三维与造价的融合,提高造价成果质量,提升工作效率。

4.2 推广及应用

开封A河道总长约16 km,在河道中布置了数道截渗墙。将基于Civil3D集成造价的方法在本工程中进行应用,通过引入Civil3D软件三维算量得出各地层工程量,然后根据地层信息进行分类,在单价模板中按当地价格修改相应单价后,进行参数匹配得到相应的截渗墙单价,计算工程投资准确高效,在有限的时间内高效完成工作,缩短了编制时间,校核更加便捷省时,极大提高了工作效率。另外由于统计地层全面,也提高了投资的准确度,目前工程已经完工,在工程后期的结算中发现投资较常规方法更贴合实际。基于Civil3D集成造价的方法在该工程中的应用缩短了造价编制时间保证了工期,投资准确性也有提高[10],这为基于Civil3D集成造价的计算方法的推广使用打下了坚实的基础,同时可为其他类似工程提供借鉴意义。