裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅工程模板體系經(jīng)濟(jì)性分析與評(píng)價(jià)

劉承靈 韓鵬偉 楊 婷 李朝勃 張 娜

（中國建筑第四工程局有限公司，陜西 西安 710000）

關(guān)鍵字：高層住宅；裝配率；模板選型；鋁合金模板；木模板；成本

傳統(tǒng)純現(xiàn)澆高層住宅結(jié)構(gòu)施工時(shí)主流模板體系主要分為鋁合金模板和鋼管滿堂架木模板兩種，一般標(biāo)準(zhǔn)層層數(shù)達(dá)到16 層左右時(shí)，鋁合金模板施工成本就可以與木模板持平，但裝配式建筑工程現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)位置模板體系更為復(fù)雜，出現(xiàn)了更多因模板體系加固需要而不產(chǎn)生實(shí)際成型面積的“措施性模板”，該部分模板量往往不計(jì)入建設(shè)單位招標(biāo)價(jià)內(nèi)，卻又是實(shí)實(shí)在在發(fā)生的成本，傳統(tǒng)“16 層以上用鋁模劃算”的經(jīng)驗(yàn)是否還可靠？

現(xiàn)以某實(shí)際項(xiàng)目為例，進(jìn)行不同裝配率情況下鋁合金模板與傳統(tǒng)鋼管腳手架+木模體系經(jīng)濟(jì)性對(duì)比，進(jìn)而從經(jīng)濟(jì)型的角度對(duì)各類裝配式建筑鋁合金模板技術(shù)應(yīng)用提出建議。該項(xiàng)目代表性戶型為140戶型，標(biāo)準(zhǔn)層建筑面積592m2，層高3.15m，為剪力墻結(jié)構(gòu)。應(yīng)用140戶型的各單體、各樓層分別采取純現(xiàn)澆、僅疊合板、疊合板+少量預(yù)制墻、疊合板+大量預(yù)制墻四種形式施工。本研究所采用的各類工藝材料、人工費(fèi)以及工程量核算均基于該項(xiàng)目摘取，以確保研究對(duì)象的一致性以及研究成果的準(zhǔn)確性。

1 工程量及經(jīng)濟(jì)性分析

1.1 工程量及成本核算

1.1.1 工程量統(tǒng)計(jì)

以該項(xiàng)目140 戶型為例，根據(jù)圖紙算量核算，按照純現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)、低裝配率（僅采用疊合樓板、預(yù)制樓梯、ALC 條板，單體裝配率約30%）、中裝配率（采用預(yù)制墻、疊合樓板、預(yù)制樓梯，單體裝配率約60%）、高裝配率（采用預(yù)制墻、疊合樓板、預(yù)制樓梯，單體裝配率約75%）區(qū)分，具體模板量見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)層各種裝配率情況下配模量

表1 中“豎向成型面積”指的是豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用模板現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土?xí)r現(xiàn)澆混凝土與模板的接觸面積；“豎向配模面積”指的是除“豎向成型面積”外，部分用于便于加固、防止漏漿而配備的措施性模板；“水平成型面積”指的是水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用模板現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土?xí)r現(xiàn)澆混凝土與模板的接觸面積；“水平配模面積”指的是除“水平成型面積”外，部分用于便于加固、防止漏漿而配備的措施性模板。

1.1.2 不同裝配率情況下木模施工成本分析

鋼管滿堂架木模板支撐體系主要搭設(shè)參數(shù)及相關(guān)材料、人工費(fèi)參數(shù)設(shè)定如下：模板背楞木方間距200mm，墻柱模板設(shè)置豎向5 道雙鋼管龍骨，梁板底鋼管頂部采用頂托+雙鋼管的支撐形式；模板、木方周轉(zhuǎn)次數(shù)取為6 次，915mm×1830mm 模板單價(jià)為60 元/張，40mm×90mm 木方單價(jià)為2200 元/m3，鋼管租賃費(fèi)用為4.6元/d/t，標(biāo)準(zhǔn)層施工工期按照7d/層考慮，每建筑面積鋼管滿堂架木模板支撐體系搭設(shè)綜合人工單價(jià)為165元/m2。根據(jù)以上參數(shù)信息進(jìn)行該項(xiàng)目140戶型標(biāo)準(zhǔn)層不同裝配率情況下采用鋼管滿堂架木模板支撐體系施工成本分析見表2。

表2 不同裝配率情況下滿堂架木模板施工成本

1.1.3 不同裝配率情況下鋁模施工成本分析

與鋼管滿堂架木模板支撐體系不同的是，鋁合金模板因其一次加工成本高、周轉(zhuǎn)次數(shù)高的特點(diǎn)，按模板配模面積每平方米租賃單價(jià)費(fèi)用與使用層數(shù)密切相關(guān)，因此需要按不同樓層應(yīng)用情況進(jìn)行分析。首先，盤點(diǎn)單標(biāo)準(zhǔn)層鋁合金模板用量以及對(duì)應(yīng)的人工費(fèi)，見表3；然后按照經(jīng)驗(yàn)選取15～25 層進(jìn)行分別核算鋁合金模板綜合成本，計(jì)算結(jié)果見表4。

表3 鋁合金模板用量及人工費(fèi)分析

表4 不同層數(shù)、不同裝配率情況下鋁模施工成本/元

1.2 經(jīng)濟(jì)性分析與評(píng)價(jià)

1.2.1 措施性模板成本含量

根據(jù)市場(chǎng)差異化情況，因模板方案深化設(shè)計(jì)方一般為施工單位，一般建設(shè)單位招標(biāo)時(shí)為便于成本管控，往往明確工程量計(jì)價(jià)原則為“按照現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件成型面積計(jì)算”，在裝配式建筑工程實(shí)際施工時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)墻柱、梁板與預(yù)制構(gòu)件有效銜接及加固，且為了避免連接節(jié)點(diǎn)位置漏漿，模板實(shí)際配模量往往需大于“按照現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件成型面積計(jì)算”計(jì)價(jià)量，此處將該部分模板稱為“措施性模板”，施工單位在實(shí)際施工或?qū)ο掠畏职止挝徽袠?biāo)時(shí)，不得不考慮該部分“措施性模板”成本支出。此處對(duì)不同裝配率情況下模板工程“措施性模板”占比進(jìn)行分析，為后續(xù)施工單位進(jìn)行成本核算提供依據(jù)，見表5。

表5 不同裝配率情況下“措施性模板”占比分析

1.2.2 鋁合金模板與木模板選型分析

通過鋁合金模板與鋼管滿堂架木模板施工成本分析與對(duì)比，發(fā)現(xiàn)因鋁合金模板周轉(zhuǎn)次數(shù)較高，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)層層數(shù)達(dá)到某個(gè)數(shù)值時(shí)，鋁合金模板與鋼管滿堂架木模板施工成本持平，往后標(biāo)準(zhǔn)層層數(shù)越多，鋁合金模板施工的成本優(yōu)勢(shì)就越加明顯。對(duì)于裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅項(xiàng)目，不同層數(shù)情況下鋁合金模板與鋼管滿堂架木模板成本曲線如圖1所示。

圖1 不同裝配率情況下鋁合金模板模經(jīng)濟(jì)型分析曲線

根據(jù)以上曲線，可以得知，對(duì)于純現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)層層數(shù)為15～16 層時(shí)，鋁合金模板與鋼管滿堂架木模板施工成本持平；對(duì)于僅采用疊合板及預(yù)制樓梯，其他構(gòu)件純現(xiàn)澆施工的剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)層層數(shù)為14～15 層時(shí)，鋁合金模板與鋼管滿堂架木模板施工成本持平；對(duì)于采用疊合板和部分預(yù)制剪力墻，單體裝配率達(dá)到陜西省標(biāo)60%的剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)層層數(shù)為13～14 層時(shí)，鋁合金模板與鋼管滿堂架木模板施工成本持平；對(duì)于采用疊合板和較多預(yù)制剪力墻，單體裝配率達(dá)到陜西省標(biāo)75%的剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)層層數(shù)為12～13 層時(shí)，鋁合金模板與鋼管滿堂架木模板施工成本持平。

進(jìn)一步還可以得出，當(dāng)高層住宅建筑單體裝配率越高時(shí)，應(yīng)用鋁合金模板的優(yōu)勢(shì)也將越加明顯。究其原因，主要為裝配式高層住宅建筑采用鋼管滿堂架木模板施工時(shí)，單體裝配率對(duì)滿堂架架體搭設(shè)所需鋼管及人工費(fèi)降幅受限，采用鋁合金模板時(shí)，可以大大降低模板用量。

同時(shí)，鋁合金模板隨標(biāo)準(zhǔn)層層數(shù)的增加損耗幾乎可以忽略不計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜節(jié)點(diǎn)、弧線造型的高質(zhì)量成型；但當(dāng)采用鋼管滿堂架木模板施工時(shí)，尤其是外立面結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜的單體，木模損耗率受施工管理水平影響較大，尤其是對(duì)于高裝配率建筑工程施工時(shí)，經(jīng)常需要將大量整張模板裁剪為非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的零碎模塊進(jìn)行現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)部位支設(shè)，往往很難全面達(dá)到6次的周轉(zhuǎn)率。

1.2.3 人工費(fèi)占比分析

隨著中國人口紅利逐漸消失以及預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)技術(shù)不斷成熟，建筑工業(yè)化的優(yōu)勢(shì)也會(huì)越發(fā)明顯，此環(huán)境下，施工單位成本控制核心也將逐漸從材料費(fèi)向人工費(fèi)傾斜，采用高成本的新材料、新技術(shù)、新工藝取代傳統(tǒng)低水平的、低效率的手工作業(yè)的意愿也會(huì)越來越強(qiáng)。不同裝配率情況下模板工程施工成本人工費(fèi)占比如圖2所示。

圖2 不同裝配率情況下模板工程施工本人工費(fèi)占比

由圖2可以看出不同裝配率情況下，單體標(biāo)準(zhǔn)層模板工程施工成本中鋁合金模板技術(shù)人工費(fèi)占比均遠(yuǎn)低于鋼管滿堂架木模板技術(shù)。雖然隨著標(biāo)準(zhǔn)層層數(shù)增加，鋁合金模板技術(shù)人工費(fèi)占比逐漸趨向與鋼管滿堂架木模板技術(shù)一致，但當(dāng)兩種方案人工費(fèi)占比保持一致時(shí)，結(jié)合圖1 可以看出，鋁合金模板因其自身高周轉(zhuǎn)率的特點(diǎn)施工成本已遠(yuǎn)低于鋼管滿堂架木模板技術(shù)。因此，從人工費(fèi)占比以及人工費(fèi)單價(jià)逐漸提高的角度來看，鋁合金模板與裝配式建筑施工更有優(yōu)勢(shì)，且隨著人口紅利的遞減以及施工技術(shù)的成熟，該優(yōu)勢(shì)會(huì)越來越明顯。

2 結(jié)語

本研究主要基于傳統(tǒng)清單計(jì)價(jià)的施工總承包模式下成本分析，該模式下模板方案的選型受建設(shè)單位意向影響因素較大，且采用鋁合金模板達(dá)到免抹灰效果產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益往往由建設(shè)單位在招標(biāo)價(jià)中予以扣件，引申到固定總價(jià)合同或經(jīng)協(xié)商優(yōu)化工藝產(chǎn)生的免抹灰經(jīng)濟(jì)效益納入施工單位成本時(shí)，鋁合金模板與裝配式結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件的有效結(jié)合，可以大幅提高主體結(jié)構(gòu)成型效果，實(shí)現(xiàn)免抹灰或薄抹灰，由此可以產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。