倪 飛
1. 上海現代建筑設計(集團)有限公司 上海 200041;2. 上海申元巖土工程有限公司 上海 200040
中化格力二期項目占地面積8.7萬m2,建設內容為總庫容41.2萬m3的庫區及其配套的泵棚、管廊、變配電站、泡沫站和碼頭裝卸船工藝設備等設施。該項目榮獲2012年化學工業優秀工程獎以及2012~2013年度國家優質工程獎。
中化格力二期項目采用國際流行的固定總價EPC總承包管理模式,建設場地為海邊灘涂開山回填地基,但EPC總承包單位在儲罐地基詳勘及詳細設計中發現場地油罐基礎下的深層土體中存在一定厚度且分布極不均勻的軟弱土,如不進行處理,今后在油罐荷載作用下將產生較大不均勻沉降,這與基礎設計及EPC招標時的地質條件有很大差異,因此,提出了設計條件變化、增加專項地基處理內容。考慮到EPC項目的總體進度和造價控制目標,經過國內多個咨詢單位的方案咨詢,最終采取了巖土工程專項勘察設計施工一體化的管理模式,即將勘察、設計、施工和監測等方面的工作發包給一家綜合實力較強的勘察設計單位實施。通過嚴謹科學的一體化項目管理和EPC管理協調作用,項目的各項指標得以圓滿完成。
傳統的巖土工程項目管理模式通常由多家單位負責實施,可能存在著勘察、設計、施工、檢測、監測各方不協調的脫節現象。如設計單位在采用勘察單位提供的巖土參數時,為確保建筑的安全性,往往采用較為保守的巖土參數,同樣,巖土工程設計單位和施工單位也偏于保守,從而造成了不必要的浪費。此外,部分設計人員不太了解施工工藝、施工設備、施工參數及適用范圍;施工人員對設計的意圖一知半解;檢測、監測人員沒有很好地掌握場地工程地質特征,只是機械地搬用“規范”,因此不能對復雜多變的巖土工程施工進行有效的質量監控和檢測,由此造成費用、進度、質量難以控制。反之,如果巖土工程項目采用EPC(勘察、設計與施工一體化)可妥善解決以上問題,達到勘察、設計與施工的協調統一[1]。
所謂的巖土工程專項EPC管理模式,即勘察、設計采購與施工的一體化承包模式,是由一個資深的巖土工程專業承包商完成建設項目巖土工程相關的勘察、設計、施工、檢測、監測等幾項或全部業務,是巖土工程專業化、社會化發展的高度集成的產物,能夠達到縮短工期、降低投資的目的[2]。
中化格力二期地基處理項目,即采用巖土工程專項EPC總承包模式,從項目特點和工作內容方面看,有如下特點。
(a)建設方曾咨詢國內數家知名設計院,設計方案各不相同,多采用樁筏基礎,每儲罐大約需采用Φ1 200 mm灌注樁120 根,樁長25~40 m,鋼筋混凝土筏板厚80~100 cm。但本項目工期非常緊張,采用樁筏基礎將大大延長總工期,而且會增加建設投資約2 400萬元。且該油罐地基基礎處理方案涉及到勘察、設計、施工、檢測和監測等工作內容,如果采用傳統的巖土工程管理方法進行工作項目分割,將難以保證工程能在安全穩定、滿足工期要求和造價預算的前提下順利完成。
(b)從勘察角度來看,巖土工程初步勘察報告、前期工程提供的強夯地基處理檢測報告和巖土工程詳細勘察報告提供的地層相差較大,而且3 次調查的表層硬殼層厚度、淤泥質黏土層厚度、粉質黏土層厚度和黏土層厚度相差較大,巖土物理力學參數也相差較大。需要進行有針對性的補勘以及采用能夠評價油罐地基均勻性的相應的巖土勘察技術。
(c)從設計角度來看,該項目需要在工期短、費用低的情況下尋找安全、合理的設計方法。我們的技術人員在該項目首次提出了大型油罐下剛性樁疏樁勁網復合地基的技術方案,按該技術方案每罐僅需Φ1 200 mm灌注樁25 根,樁帽Φ5 m和土工加筋墊層,大大節省了工程樁數量,造價和工期。
(d)從施工角度來看,由于本項目在油罐地基下采用了新的地基基礎和地基處理工藝,因此,強化施工單位對設計意圖的理解、施工工藝的選擇和施工質量的控制尤其關鍵;此外該項目施工條件較差,填石地層在5 年前曾強夯施工過,沖孔樁施工難度大,且項目周期跨越春節,施工人員、設備組織調度難度大,受材料供應和天氣影響也較大。
(e)從檢測和監測角度看,由于該項目采用新技術且工程重要性等級高,為保證工程的安全穩定,需要專門制定針對性的施工質量控制方案和全方位、全過程的監測方案。
以往,巖土工程在建筑工程領域常常作為工程總承包的組成部分(地基基礎工程)一同發包,很少采用專項總承包模式。但由于其在工程項目中的重要性,在一些工業項目中,如國內石油、化工等大型項目已經率先開展巖土工程設計施工專項總承包業務。由于進行巖土工程專項總承包業務需要大量的技術人才和管理人才,且往往需要擁有專項或專有技術,需要對項目進行高質量以及高效率的管理[2]。在未來數十年我國仍處于快速發展階段,但不難看出:巖土工程設計施工專項業務總承包將是專業化分工、社會化發展和巖土集成化發展的大趨勢。
中化格力二期地基處理項目選擇巖土勘察設計院作為專項EPC管理的主體,擁有諸多方面的優勢。
從工程立項開始,針對原勘察資料的不足,我公司設計人員立即制定了補勘方案,采用了多種新型的原位測試技術,進一步為設計人員完善了地質資料;由于該油罐基礎采用了新的技術方案,運用勘察、設計與施工一體化模式開展該項工程,可以避免施工單位由于技術力量薄弱和對設計意圖理解的偏差,導致工程質量的不足;其次,在設計階段就積極應用新技術、新工藝,考慮到施工的操作性,可以最大限度地在施工前就發現圖紙存在的問題,有利于保證工程質量和縮短建設周期[3]。
在該項目的實施過程中,借助勘察、設計與施工一體化的優勢,在設計階段實行限額設計、優化設計,通過采用新技術,優化方案降低工程造價,節省投資,縮短工期。設計和施工過程的深度交叉,能夠在保證工程質量的前提下,最大幅度地降低成本,為自身和業主創造了更多效益。
與傳統的油罐地基基礎形式不同,本項目通過技術創新,采用疏樁勁網復合地基的技術方案,通過科學合理的施工組織優化布置,地基處理施工時間僅76 d,為項目早日投產節約了近6 個月的時間。
由于該項目疏樁勁網復合地基技術方案在國內油罐地基中為首次運用,“單一責任制”使得該項工程如果出現質量事故時責任明確,避免互相推諉,便于事故的調查分析及妥善處理,減輕了業主采用新技術的風險與責任。同時,由于該項工程覆蓋內容較為全面,在工期緊張的情況下,可以有效地減少業主的管理負擔,特別是大大降低了勘察、設計、施工、檢測、監測等涉及各專業的協調難度和工作量。
在該項目進行施工時,現場管理團隊包含設計人員對業主的要求和技術方案的溝通,容易實現設計與現場的順利搭接。由于該技術方案為新技術的運用,現場施工問題較多,施工單位對設計理念和意圖存在較多問題,設計人員即進駐施工現場有效處理現場突發技術問題、控制設計變更,防止任何因不合理的設計變更或施工質量引起的工程投資失效,保證了工程的順利開展。
在該項工程中,創新地采用了國內油罐地基尚未采用的疏樁勁網復合地基技術方案,不僅進行了巖土工程勘察、設計與施工一體化的項目管理體制創新,而且同時對勘察技術、設計方案、施工技術和監測檢測等進行了技術革新。該項目的成功應用填補了樁網復合地基處理方法在儲罐基礎中的應用空白,其成果對疏樁勁網復合地基處理方法在石油、石化領域的應用亦具有指導和借鑒意義。
巖土工程勘察、設計與施工一體化定位為以含施工的地基處理類、地基基礎類、基坑圍護類等總承包類型的巖土工程項目為主,其中項目中的設計及檢測、監測業務板塊,傳統勘察設計企業較為熟悉,組織實施不會出現大問題,但項目中涉及到的施工項目屬于較新的業務板塊,如在中化格力二期地基處理項目中,也就暴露出了許多新的問題和風險,需要在今后的實踐中應對和化解。
在中化格力二期項目中采用了勞務分包和設備租賃等部分分包,關鍵工序自己實施、自己管理的模式,而建設單位多采用“里程碑式”的付款方式或支付工程進度款,使得承建單位在項目實施過程中需要有一定額度的前期墊資(包括材料費、勞務費等)。由于項目涉及地基基礎施工,管理者必須統籌考慮市場經濟下的價格機制、價格運行規律、價格風險、匯率風險、合同風險等,認識與把握對項目的運營會帶來潛在的經濟風險。在中化格力二期地基處理項目中,我公司打破常規,充分考慮了中化格力二期項目的具體情況及建設方的支付能力,在工程實施上進行了一部分墊支(數額在合同額的20%左右),同時通過對現有項目財務制度的革新,允許項目中的一些小額費用通過材料費和勞務費等在公司財務制度允許的范圍內進行墊支沖賬。這樣不但對控制項目實施過程中的安全、質量、進度起到關鍵作用,項目的利潤率也進一步提高。
傳統的勘察設計單位,缺少自己的施工隊伍以及在施工管理經驗上較為匱乏[4]。如果承包商選擇不善,不但不能發揮總承包合同的優勢,控制造價,相反工程質量和施工安全都不能得到保證。在中化格力二期地基處理項目上,我們為嚴格遵守設計意圖、保證施工質量和控制造價,對分包商嚴格篩選,采用勞務分包和設備租賃等部分分包、關鍵工序自己實施、自己管理的模式,項目管理團隊除日常管理之外,著重了對分包商的監督、檢查工作,監督其農民工工資發放,并要求其完善用工手續。在嚴厲監督的同時,及時支付工程款,堅持按制度辦事,按規定程序撥付工程款,做到不拖欠分包工程款。由于本工程工期跨越春節假期,項目部遂對現場人員采取了一些激勵措施,同時項目部加強了對分包商施工人員的培訓、技術交底工作,通過現場經驗交流、關鍵施工技術研討和監督等方式,對分包商人員進行施工技術和質量安全教育培訓,提高其素質,打造利益共同體。
對于傳統的勘察設計單位而言,原有的項目管理制度、項目治理結構、組織體系和激勵機制往往不太適應勘察、設計與施工一體化的項目實施。因為以往以設計為主業的勘察設計單位,傳統的項目激勵機制建立在設計質量和設計產值的基礎上,而非以施工利潤為考核目標。如果在專項總承包項目中采用這樣的激勵機制,設計方案和管理人員忽略成本管理,容易造成過于保守的設計方案,造成工程的浪費;且因缺乏相應的激勵機制,不利于技術方案的創新和優化設計[5]。
在中化格力二期地基處理項目中,為了提高項目部和項目經理的積極性,公司對專項總承包項目采用了新的激勵機制,即對項目的基本利潤率進行考核(根據項目具體承包核算情況報公司批準)以項目保證安全、質量上不出問題為根本標準,如利潤率高于基本利潤率,高出基本利潤率的部分由項目部和項目經理進行合理分配,公司只需要加強項目實施過程中的監督檢查,做到全過程控制,發現問題并及時溝通解決,確保進度、質量、安全處于可控狀態。
從中化格力二期地基處理項目的巖土工程專項總承包的工程實踐來看,專項EPC管理有利于開展巖土工程優化設計、限額設計和創新設計,在項目實施過程中,做好風險管理,建立健全風險防范機制,可以大大節省建設投資、工期,提升工程質量,為建設單位創造效益和促進承建單位發展。同時,我們也客觀地認識到,巖土工程專項EPC管理的發展模式在目前的體制、法律法規和傳統企業發展思維模式下,還存在著諸多困難,關鍵問題尚未解決。但是,我們有理由相信,隨著巖土工程專業化分工、社會化發展,開展巖土工程專項總承包是實現各方共贏,是巖土工程高度專業化發展的趨勢。