EPC模式下裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑建造過程影響因素與對策研究

陳 兵，李 強(qiáng)，張豐川，魏宏亮，李柏生

(1.甘肅天水綠色裝配式建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司，甘肅 天水 741099；2.甘肅建投科技研發(fā)有限公司，甘肅 蘭州 730050)

0 引言

裝配式建筑是新型建筑工業(yè)化的主要代表[1]，其中鋼結(jié)構(gòu)建筑更是具有天然的預(yù)制和裝配特點(diǎn)，更適合工業(yè)化建造的發(fā)展之路[2]。大力發(fā)展裝配式建筑是我國建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，助力“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要舉措。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比，裝配式建筑的復(fù)雜性和特殊性對其項(xiàng)目建造管理方式具有一定要求。相關(guān)研究表明[3-5]EPC工程總承包模式優(yōu)點(diǎn)眾多，與裝配式建筑的建設(shè)特點(diǎn)融合性強(qiáng)，更適合于裝配式建筑，而發(fā)展設(shè)計、采購、施工一體化(EPC)工程總承包模式也正是住建部采用“一體兩翼”方針，推動裝配式建筑發(fā)展的其中“一翼”。

隨著我國裝配式建筑項(xiàng)目的逐漸增多，采用EPC工程總承包模式承攬裝配式建筑項(xiàng)目已成為未來的發(fā)展趨勢，但現(xiàn)階段我國真正采用EPC總承包模式建設(shè)的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑項(xiàng)目并不多，缺少成熟的借鑒經(jīng)驗(yàn)。為更好發(fā)揮EPC工程總承包模式的管理作用，提高裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的建造效率，避免資源和能源浪費(fèi)，本文結(jié)合已有文獻(xiàn)研究，在歸納總結(jié)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑項(xiàng)目管理現(xiàn)狀及EPC工程總承包模式應(yīng)用于該類項(xiàng)目優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，從工程總承包方角度出發(fā)，立足EPC工程總承包模式的設(shè)計策劃、采購生產(chǎn)、施工3個主要階段，對可能影響裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑項(xiàng)目建造過程的影響因素進(jìn)行了分析，并綜合提出了具體的應(yīng)對策略。通過研究以期為相關(guān)企業(yè)細(xì)化EPC工程總承包項(xiàng)目管控策劃提供參考，有效規(guī)避項(xiàng)目建造過程中的問題，推動項(xiàng)目順利建設(shè)。

1 項(xiàng)目管理現(xiàn)狀及應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑項(xiàng)目管理現(xiàn)狀

我國裝配式建筑發(fā)展相較于美國、日本等國家起步較晚。2016年，我國開始大力發(fā)展裝配式建筑，國務(wù)院辦公廳《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》(國辦發(fā)[2016]71號)明確指出了未來10年裝配式建筑的發(fā)展方向與目標(biāo)。2020年，我國新開工裝配式建筑已達(dá)6.3億m2，占新建建筑面積的比例約為20.5%(見圖1)，其中裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑1.9億m2(裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅達(dá)1 206萬m2)，裝配式鋼結(jié)構(gòu)集成模塊建筑得到了快速推廣[6]。

圖1 2020年全國新建裝配式建筑面積占比情況

雖然我國裝配式建筑發(fā)展取得了一定成就，但總體而言還處于發(fā)展階段，現(xiàn)階段裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑項(xiàng)目管理也還存在許多問題與挑戰(zhàn)。如項(xiàng)目管理思維轉(zhuǎn)變難度大，現(xiàn)有管理體制不完善，缺乏成熟的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)，專業(yè)技術(shù)人員不足；現(xiàn)場施工受構(gòu)件供應(yīng)商供應(yīng)能力、機(jī)械設(shè)備吊裝能力、構(gòu)件拆分情況等多項(xiàng)條件限制；圖紙深化設(shè)計工作不足；統(tǒng)籌協(xié)調(diào)管理難度大；受上述問題綜合影響，項(xiàng)目成本、進(jìn)度控制難度大，效益不明顯。

1.2 EPC工程總承包模式應(yīng)用優(yōu)勢

EPC工程總承包模式是推進(jìn)我國裝配式建筑發(fā)展的重要措施，在該模式下建設(shè)方可將項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容、費(fèi)用、需求等以《建設(shè)項(xiàng)目工程總承包合同》形式與工程總承包單位進(jìn)行確立，工程總承包方根據(jù)相應(yīng)目標(biāo)總體協(xié)調(diào)推進(jìn)從設(shè)計、施工到交付的各項(xiàng)工作，EPC模式下裝配式建筑項(xiàng)目參與方關(guān)系如圖2所示。

圖2 EPC工程總承包模式下項(xiàng)目參與方關(guān)系圖

工程總承包方是EPC模式下項(xiàng)目建造的主體，根據(jù)住建部發(fā)布的相關(guān)文件要求“工程總承包單位應(yīng)當(dāng)同時具有與工程規(guī)模相適應(yīng)的工程設(shè)計資質(zhì)和施工資質(zhì)，或者由具有相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計單位和施工單位組成聯(lián)合體”[7]，因此，作為工程總承包方應(yīng)至少承擔(dān)設(shè)計和施工兩部分任務(wù)。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，工程總承包方的主體既可以是施工方也可以是設(shè)計方，工程總承包方可依法進(jìn)行項(xiàng)目分包，但總體項(xiàng)目建造過程由工程總承包方負(fù)責(zé)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)管理。

采用EPC工程總承包模式建設(shè)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑項(xiàng)目主要有以下優(yōu)勢：①有利于項(xiàng)目統(tǒng)籌管理，實(shí)現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的有效銜接，提高管理效益。②有利于全面提高項(xiàng)目建造效率，縮短工程工期，降低建造成本。③有利于激發(fā)總承包方的管控和優(yōu)化意識，最大限度地實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，節(jié)省資源能源。④有利于總承包方實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，提升企業(yè)核心競爭力。⑤有利于總承包方承攬更大規(guī)模的建設(shè)項(xiàng)目，贏得更高的利潤。⑥有利于降低建設(shè)方項(xiàng)目管理壓力及后期索賠風(fēng)險。

以中建八局承攬建設(shè)的敦煌文博會系列場館項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目總建筑面積26.8萬m2，項(xiàng)目工程僅有240天，總承包單位采用“裝配式建造+EPC工程總承包”管理模式，應(yīng)用了多項(xiàng)新技術(shù)，將原本需要4年的建設(shè)工期壓縮至8個月，并實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成本節(jié)省65%以上、資金成本節(jié)省約35%的良好成效，較好地體現(xiàn)了裝配式建筑與EPC工程總承包模式相結(jié)合的優(yōu)勢[8]。

2 EPC模式下裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑建造過程的影響因素

從工程總承包方視角出發(fā)，EPC模式下裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑建造過程可劃分為設(shè)計策劃階段、采購生產(chǎn)、施工階段。各階段的影響因素可從管理和技術(shù)2個方面進(jìn)行分析，每個階段的每個因素會對項(xiàng)目目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生一定的影響，若管控不利，則會引發(fā)進(jìn)度風(fēng)險、質(zhì)量風(fēng)險、成本風(fēng)險、安全風(fēng)險等，進(jìn)而影響項(xiàng)目整體效益。EPC工程總承包模式下裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑各階段影響因素及風(fēng)險如表1所示。

表1 EPC工程總承包模式下裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑各階段影響因素及風(fēng)險

2.1 設(shè)計策劃階段

設(shè)計策劃階段是EPC模式下裝配式建筑項(xiàng)目的主導(dǎo)階段。設(shè)計方案和管理策劃貫穿整個項(xiàng)目周期，設(shè)計方案的合理性、適用性和經(jīng)濟(jì)性直接影響項(xiàng)目成本和后期施工、部品部件生產(chǎn)加工等，而管理策劃確定的管理方式與制度也直接關(guān)乎整個項(xiàng)目工作運(yùn)行流程，對于項(xiàng)目管控效率有著直接且重大的影響。

在設(shè)計策劃階段，工程總承包方不僅要考慮項(xiàng)目的合同管理、分包商的確定、整體設(shè)計、實(shí)施方案等，而且要制定項(xiàng)目整個階段的管理策劃，明確具體管理責(zé)任制度。工程總承包方應(yīng)根據(jù)建設(shè)方的建設(shè)要求，統(tǒng)籌設(shè)計、采購與施工階段的資源和能力進(jìn)行設(shè)計方案的綜合考量，避免因自身設(shè)計與施工、構(gòu)件生產(chǎn)能力不匹配而導(dǎo)致因設(shè)計增加的施工和構(gòu)件生產(chǎn)難度，在項(xiàng)目過程中反復(fù)出現(xiàn)設(shè)計變更，從而影響項(xiàng)目進(jìn)度，造成成本增加。

2.2 采購生產(chǎn)階段

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的部品部件采購與生產(chǎn)能力制約著項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)度與工程質(zhì)量。EPC模式下，工程總承包方若在當(dāng)?shù)匾呀⑾鄳?yīng)的生產(chǎn)工廠(一般為地方大型建筑企業(yè))，則可直接選擇其自有的生產(chǎn)工廠進(jìn)行部品部件加工生產(chǎn)，能夠較好地確保產(chǎn)品供應(yīng)和產(chǎn)品質(zhì)量，且有利于統(tǒng)一調(diào)度生產(chǎn)、溝通協(xié)調(diào)和質(zhì)量追溯。若通過當(dāng)?shù)仄髽I(yè)進(jìn)行部品部件采購，則應(yīng)事先做好當(dāng)?shù)厥袌龅恼{(diào)研工作，了解當(dāng)?shù)夭科凡考庸どa(chǎn)能力和質(zhì)量，擇優(yōu)選擇合作供應(yīng)商。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑不僅涉及到其主體鋼結(jié)構(gòu)部品部件的采購生產(chǎn)，與其配套形成整體的外墻板、內(nèi)墻板、樓承板等也需要同步進(jìn)行采購和生產(chǎn)，各部品部件間的采購量要相互匹配，實(shí)現(xiàn)采購成本的有效控制。

2.3 施工階段

裝配式建筑不同于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑施工方式，施工現(xiàn)場吊裝作業(yè)多，對構(gòu)件加工精度要求較高，尤其是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑涉及的節(jié)點(diǎn)連接多采用螺栓連接或者栓焊連接，若構(gòu)件的加工精度及施工安裝精度不能很好地控制，則產(chǎn)生的誤差疊加后會導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)螺栓孔和焊縫錯位(見圖3)，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的質(zhì)量和安全問題。

圖3 某鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)螺栓孔和焊縫錯位

工程總承包方在施工階段對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑項(xiàng)目現(xiàn)場管理及施工方與設(shè)計方、供應(yīng)(生產(chǎn))方的信息溝通具有重要的統(tǒng)籌聯(lián)系和銜接作用，工程參與各方信息不能有效對稱會導(dǎo)致管理過程脫節(jié)，進(jìn)而引發(fā)工程返工、成本增加、推諉扯皮等不良后果。另外，目前我國裝配式建筑施工經(jīng)驗(yàn)還不充足，整體缺乏成熟的施工經(jīng)驗(yàn)?；诖耍袑?shí)可靠的技術(shù)培訓(xùn)對施工隊(duì)伍的素質(zhì)提升就具有重要影響，通過組織學(xué)習(xí)有關(guān)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及先進(jìn)做法，建立相應(yīng)的樣板間能夠很大程度上提高施工效率，有助于降低各類風(fēng)險。

3 對策研究

3.1 提高統(tǒng)籌能力，做好全過程策劃

EPC模式下裝配式建筑項(xiàng)目建造是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，工程總承包方作為項(xiàng)目管理的核心，應(yīng)做好項(xiàng)目全過程策劃，建立健全的管理制度和清晰的組織架構(gòu)，明確各參與方在各階段的職能與責(zé)任。全面且實(shí)用的管理策劃有助于提高項(xiàng)目建造效率，發(fā)揮裝配式建筑優(yōu)勢。項(xiàng)目前期，工程總承包方可針對本項(xiàng)目建設(shè)特點(diǎn)，自行或委托專人制定詳細(xì)的項(xiàng)目實(shí)施全過程策劃，策劃內(nèi)容可涵蓋項(xiàng)目定位、建設(shè)目標(biāo)、組織架構(gòu)、全過程進(jìn)度管理、資金管理、信息管理、設(shè)計管理、采購(生產(chǎn))管理、施工管理、分包管理、項(xiàng)目驗(yàn)收、科技創(chuàng)新、風(fēng)險管控等方面內(nèi)容。對于其中風(fēng)險管控部分，可進(jìn)行項(xiàng)目建造全過程的具體風(fēng)險細(xì)化，并針對重大風(fēng)險制定相應(yīng)的管控措施，避免出現(xiàn)重大風(fēng)險事件，提高項(xiàng)目風(fēng)險管控能力。

3.2 采用信息化技術(shù)，提高信息傳遞效率

裝配式建筑項(xiàng)目建造過程中存在大量信息傳遞，信息傳遞的真實(shí)性和及時性對于項(xiàng)目執(zhí)行工作有著很大影響。工程總承包方是項(xiàng)目所有信息匯集與傳遞的中心，應(yīng)對項(xiàng)目信息進(jìn)行統(tǒng)籌管理。工程總承包可通過引入BIM技術(shù)，搭建基于BIM的項(xiàng)目信息化平臺，建立信息管理制度，為各參與方建立各自的信息登錄端口，統(tǒng)籌各參與方信息管理和信息交互。項(xiàng)目建造過程中，各方基于信息管理平臺進(jìn)行線上交流，重要文件、過程資料也按要求上傳至平臺，各參與方可派專人進(jìn)行項(xiàng)目信息管理，各參與方及時收發(fā)相關(guān)信息，確保信息傳遞的及時性，提高傳遞效率，有效避免各參與方間信息不對稱問題。此外，工程總承包方可引入智慧建造技術(shù)，提高相應(yīng)的決策能力和管理效率。

3.3 應(yīng)用一體化設(shè)計，綜合考慮項(xiàng)目效益

設(shè)計在EPC模式下裝配式建筑項(xiàng)目建造過程中發(fā)揮著主導(dǎo)作用，設(shè)計方應(yīng)改變原有傳統(tǒng)設(shè)計思維，應(yīng)用一體化集成設(shè)計方法進(jìn)行裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計。EPC項(xiàng)目的效益是各建造階段的效益總和，需要工程總承包方綜合進(jìn)行考慮。對于工程總承包方而言，各建造階段對于項(xiàng)目效益都是不可或缺的，降低每個階段的成本，減少參與方相互之間的不利影響，對于提高項(xiàng)目效益有著重要意義。因此，在方案階段，工程總承包方應(yīng)將生產(chǎn)方和施工方納入進(jìn)來共同參與設(shè)計策劃。設(shè)計方應(yīng)考慮生產(chǎn)方和施工方實(shí)際情況，以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計為先導(dǎo)，各方協(xié)同完成包含深化設(shè)計在內(nèi)的設(shè)計任務(wù)，并協(xié)助相關(guān)方制定切實(shí)可行的實(shí)施技術(shù)方案，以提高工程總承包方的整體建造效率及項(xiàng)目效益。

4 結(jié)語

發(fā)展裝配式建筑是建造方式的重大變革，在“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的助推下，我國裝配式建筑將會獲得更大的發(fā)展空間。通過采用EPC工程總承包模式能夠更好地發(fā)揮出裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢，但EPC下項(xiàng)目建造過程的各個階段也存在著制約建造目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的影響因素。工程總承包方作為項(xiàng)目管理的核心，應(yīng)對項(xiàng)目建造全過程進(jìn)行管控，通過制定健全的管理制度和清晰的組織架構(gòu)、采用信息化技術(shù)、一體化設(shè)計等方法統(tǒng)籌各建造階段，避免或降低各種不利因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目綜合效益最大化，推動裝配式建筑發(fā)展，實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級。