裝配式建筑預制構件運輸費淺析

李新春,何世兵,張超

(重慶市建筑科學研究院,重慶 400016)

0 引言

文獻研究結果表明,與傳統建造方式相比,裝配式建筑可節約人工40%,節水70%以上,節能35%,節材20%,節地20%[1],且裝配施工進度快,施工易于管理,對周邊環境影響小,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.發展裝配式建筑勢在必行,但受規模、經濟、技術等因素的影響,裝配式建筑成本較現澆要高出200~400元/m2[2],必須從根本上降低裝配式建筑的成本,使其經濟性更優,利潤空間更大,才能真正得以發展普及.

裝配式建筑工程的建造成本與傳統建造方式的成本構成相似,主要包括分部分項工程費、措施項目費、規費和稅金.裝配式建筑的特點是建筑物的大量構件是在工廠預制而成,其成本主要考慮模具制作費、攤銷費、構件運輸費、倉儲費、現場安裝費等,其中,構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澆式建筑的成本項目存在較大差異.以預制夾芯保溫外墻板為例,目前大部分地區的預制構件價格在2500~3500元/m3之間,以預制率40%的項目為例,折合建筑平米的價格約為500元/m2,預制構件從生產工廠運到施工現場的費用(水平運輸費)約占總價的8%.此外,以預制率50%的項目為例,預制構件的吊裝費用約為300元/m2左右(主要是構件垂直運輸費、構件安裝費).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,減少預制構件的運輸費,在降低總成本方面有著較大的挖掘空間[4].

文獻[5]通過結合實例就裝配式構件和部品的制作成本、運輸成本以及現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,并與現澆建造方式單位面積造價進行了對比.結果表明,雖然裝配式建筑能夠減少現場混凝土的澆筑量、內墻抹灰工程量以及砌筑工程量,但是預制構件的生產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澆方式的建造成本.

1 預制構件運輸費剖析

從運輸的空間性及所使用的機械設備來劃分,裝配式建筑預制構件的運輸可以劃分為預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,影響裝配式建筑構建的運輸費用主要有運輸距離、人工費、運輸設備價格、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狀

預制構件的水平運輸費主要包括預制構件從工廠運輸至工地的運費和施工場地內的二次搬運費,水平運輸費占構件總銷售價格的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有普通貨車,水平運輸費現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,重慶地區常見運輸車輛的基本參數及價格如表1所示.

(2)運輸距離

根據第(1)節可知,運輸車輛計費單位通常與距離有關,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.預制構件經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模,預制構件生產廠較少,加之沒有使得構件標準化,大家分工協作不足,裝配式建筑所需要的預制構件普遍分散較遠.雖然大型企業已經形成自己的PC構件生產場地,但是由于項目的單件性、固定性,還是很難確保施工現場與構件制作現場保持比較經濟的距離.

(3)運輸效率

從目前施工方式來看,現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.我國裝配式建筑發展起步較晚,目前尚未形成完善的配套體系,在運輸預制構件時尚無專用運輸車輛,而是使用現有的運輸車輛.為避免損壞,單車裝運構件數量少,且裝卸時需匹配其他吊運設備,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匯總表

對預制構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,報廢公里數取50萬km;車輛自重6t,額定載重量30t;車輛油耗為40 L/100km,現行柴油價格約為6.5元/L;車輛日常維護保養費用為50元/km;過路費按0.06元/噸/km,考慮收費隧道調整系數取1.05.如單次運輸構件種類為25t,運輸距離為50km的水平運輸費用為307.3元/m3,預制構件平均價格取3000元/m3,預制構件運輸費用占比為10.24%;運輸距離為100km的水平運輸費用為584.5元/m3,占預制構件綜合價格的比例為19.5%.

1.2 垂直運輸費影響因素及現狀

與傳統建造方式相比,裝配式建筑需要垂直運輸的總重量要多數倍,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,其現狀水平及主要影響因素如下:

(1)機械售價或租賃價格

結合重慶地區市場情況進行調研,獲知目前塔機和汽車吊的相關技術參數和經濟參數如表2、表3所示.

(2)吊裝機械選擇

根據前文可知,不同規格的機械售價及租賃費用相差較大,現場應根據場地情況及單個預制構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.比如鋼筋混凝土結構體系,預制鋼筋混凝土構件重量一般在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

與現澆結構相比,裝配式結構垂直運輸工作量大幅增加,由于垂直運輸與現場安裝工作直接配合使用,所以裝配式結構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的效率,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 塔機基本參數匯總表

表3 汽車吊基本參數匯總表

2 降低預制構件運輸費的措施

根據上述水平運輸費和垂直運輸費的影響因素,結合當前裝配式建筑發展狀況及行業發展規模,對于降低裝配式建筑預制構件運輸提出以下幾點措施.

(1)合理布置預制構件生產廠,推行標準化預制構件

施工場地距離預制構件生產廠越近,相應的運輸費用就會越低,但考慮到社會總體經濟效益和資源配置,預制構件生產廠不會無限增加,新建裝配建筑的數量會遠大于預制構件生產廠的建設數量.研究表明,一座標準的預制構件生產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制構件生產廠獲得較好的收益.

合理的安排和布置預制構件生產廠的地理位置,盡量使用標準化構件,各生產廠間能互通有無,提升規模效應,充分發揮市場調節機制,大家分工配合,提升大家整體的規模效應,還能降低材料的生產成本,帶動相關配套產業的發展,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)研發專用運輸機械,改善配置結構

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

同時,吊裝設備的精度、操作靈密度、防搖擺等均應逐步進行技術改進,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構的改變,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,預計到2020年國內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過剩,只是不同區域裝配式建筑發展程度不同,使得這種情況出現的時間早晚有差異,機械租賃公司和自有公司可逐步進行調整,改善配置結構,順應市場需求,盡快適應裝配式建筑的發展.

(3)做好組織工作,提高技術水平

預制構件運輸前應規劃運輸線路,對運輸路線進行實地考察,重點調查道路、橋梁、限高、限寬、限載等情況,并與當地交管部門溝通,確定運輸路線.針對構件在運輸過程中可能發生交通安全、機械傷害事故,材料堆放不穩可能導致坍塌、物體打擊事故,施工總承包單位應編制運輸方案及應急預案.做好現場堆放布局,與現場充分溝通、互相良好配合,同時對預制構件進行科學編號和擺放,在節約使用堆場的同時要方便使用,盡量將構件平放或立放,減少二次搬運.

預制構件安裝是裝配式建筑施工過程中非常重要的一環,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多條線路同時工作,有針對地對吊裝技術進行改進和優化,在構件安裝過程中確保快速準確地將構件固定在預定位置,提高安裝效率,將使成本大大降低.

3 結語

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

(1)政府發揮宏觀調控作用,在預制構件生產廠選址方面給予合理規劃布局,積極在行業內推行構件標準化、模數化;

(2)企業根據市場需求,積極調整自有設備配置結構,并根據預制構件運輸特點,對現有設備進行改造或研發,提高運輸、裝配的效率;

(3)總承包單位或業主單位培養專業技術人才,做好組織協調工作;積累工程經驗,編寫先進工法,提高施工總體水平.