开云 开云体育APP开云 开云体育APP针对公路工程建设项目设计文件中工程数量表形式和内容的多样性、差异性问题,首先采用工作分解结构(WBS)对公路工程组成结构进行分解;然后依据相关规范和典型的设计图纸工程量表格,将生成的WBS分解图编制为标准化的设计工程量表格,实现基于编码技术的标准化表格的快速获取和调用;最后,用实际项目进行验证。结果表明:采用标准化的工程量表格后,可以明显降低费用成本,在某些标段的成本费用降低约4%,工程合同总额降低约1%。此外,标准化的工程数量表也可以减少项目参与各方之间的沟通成本,提高编制文件的效率和准确性。
截至2020年底,我国的公路总里程数达到519.81万km, 然而与公路工程建设相适应的各种设计工程量信息在表达形式及内容上表现出形式多样、深浅不一、内容不一致等现象,导致公路工程的设计、造价管理出现了很多挑战[1],在公路工程项目管理的过程中依旧存在很多问题[2]。公路工程现行工程量表格大部分都是以纸质介质传播,这就导致人工处理工程量大、资料在各协调单位间传播较慢、工程量信息的调取比较困难等问题[3]。因此,建立公路工程全生命周期各阶段关于设计工程量的标准化表格,运用计算机等信息化技术,形成更加标准化、信息化的造价文件,是推进公路工程工程量表格资料标准化、信息化的关键。
20世纪70年代,美国率先开发了两套编码体系,即MasterFormat 和Uniformat, 实现了建设项目全生命周期各阶段的无缝衔接[4]。关于建设项目设计文件工程量标准化的问题,美国则发布了《设计图纸准备手册》供有关设计人员参考。这个手册规定了有关工程项目图纸、路权位置图、各种信息展示等各个方面的统一标准。境内许多学者对工程数量标准化也有了初步的研究。刘孟山[5]提出了一种自动识别标准化工程量表格生成概算文件的系统,该系统在铁路工程的概算中起到了关键的作用。屈文杰[6]通过对铁路工程各分解结构进行编码,实现了铁路工程概预算文件编制标准化的目标,为铁路工程造价编制标准化打下了基础。刘向阳等[7]以广东省“三级清单体系”为切入点,建立了基于三级清单体系下的标准化数量表,有力地推动了公路工程数量表形成统一的标准。唐蕾[8]提出了多种编制工程量标准化表格的方法,并且分析了公路工程标准化研究的经济和社会效益,对于标准化研究提出了明确的意见。
然而,在现阶段的研究中,公路工程数量表的格式并没有做出统一的要求,虽然初步设计阶段已有了图纸及数量表示例,但依旧缺乏施工图阶段的工程数量表示例,而且表格编制的精细化以及工程量表格不能完全匹配施工图的问题依然存在。针对这些问题,本文主要围绕设计工程量编制标准化这个主题,从标准化原理和编码体系两个关键点切入,通过研究、比选、总结,整合公路工程各阶段、各专业工程量信息,形成标准的工程数量表格。
在公路项目中,设计工程量是指根据施工图设计图纸计算出的公路工程各分部分项工程的工程量。全过程造价管理是指对项目实施的全过程造价信息进行管理,与项目中的每个环节高度相关[9]。随着计算机技术的快速发展以及BIM技术的日益完善,更有利于工程建设项目进行全过程造价管理,而实现全过程造价管理的关键是实现工程量表格文件编制的标准化。
公路工程施工图设计工程量标准化就是按照我国规范、行业标准等形成统一的工程量表格,将施工图设计阶段各个分部分项工程工程量填写入表中,形成工程量信息文件,供项目全过程管理使用。例如,将这些标准化的方法用于施工图纸的设计,就为后续的施工、监理、业主等各方的数据校对提供了极大的便利。将这些标准化的信息用于公路工程的全过程造价管理,不仅节省了造价人员大量的时间和精力,而且还提升了造价的准确度。
对公路工程分解结构进行编码,既方便工程信息的计算机存储、调用和传输,又有利于公路项目各参与方之间信息的传递和沟通,减少不必要的沟通成本。公路工程数量编码体系按照专业进行分类,可分为路基工程、路面工程、桥涵工程、隧道工程、交叉工程、交通工程及沿线设施、安全防护设施、绿化及环保工程等。概预算清单体系中包含了项目现场全部的工程内容,通过编码技术对以工作分解结构(WBS)为基础形成的工程实体结构和概预算体系融合的产物进行编码,做到将分类信息与工程编码一一对应,形成适合公路工程的编码体系。通过概预算编码体系可知,分项编码由部(1位数)、项(2位数)、目(2位数)、节(2位数)、细目(2位数)组成。通过对公路工程进行分解,形成以部、项、目、节、细目为基本骨架,下设清单、定额的造价管理体系。
例如,在概预算体系里,桥梁涵洞工程中小桥工程的预应力混凝土空心板的编码为104020303。其中:部,为1;项,为04;目,为02;节,为03;细目,为03。具体见图1。
对公路工程进行统一编码,不仅有助于实现施工图设计工程数量表编制标准化,而且提高了信息化、自动化水平。利用编码技术可快速定位所需目标,对于公路工程标准化、信息化发展意义重大。
工作分解结构(WBS)是一种便于专业分工和管理的物理分解结构,WBS这3个字母分别代表工作任务、分解任务、结构化组织。它按照项目到任务到工作再到日常活动的顺序,逐步分解。工作分解结构最终目的是得到可交付的成果,以此为基础按照一定的分解原则逐步细分[10]。工作分解结构如图2所示。
工作分解结构是按照一定的分解原则将公路工程项目分解为一定的结构任务。利用WBS对公路工程进行分解时,重点就是分解的颗粒度问题,即项目分解的粗细程度,这对于之后基于分解结构编制的施工图设计工程量标准化表格意义重大。工作分解结构通常可以分为以下几种方法[11]。
运用自上而下法进行工作分解时首先要求明确项目的最终目标是什么,即定义该项目的可交付成果,其次是将该项目的可交付成果细分为更低层次的元素,最后是将整个项目细分至最基本的元素,并确保这些元素都在项目所在的范围内,即符合100%原则。
运用自下而上法进行工作分解时首先要明确该项目所包含的所有最基本的工作元素,并将所有的工作包按照一定的逻辑进行分类,将同类的分为一个小组。将下层成果按一定的分类原则汇总至上一层,并且确认已包含所有任务,即必须要符合WBS分解的100%原则。最后重复以上所有步骤直至所有的细目元素都被包含在母元素之中,之后审核并完善WBS,使之能够正常实施和控制。
该法主要的核心在于一个项目的WBS有标准的格式、编码体系等,运用该法进行工作分解时,可能需要增加或者删减部分组成元素。
模板法就是通过对本项目的了解、调研,选择一个类似项目的WBS作为本项目分解的模板,在分解的过程中要根据本项目的特点、人员配置、工作环境、项目结构等情况对模板中的工作进行增加或删减,经过一系列的整合和调整最终形成本项目的工作分解结构。
根据WBS的分解方法和原则,对于公路工程量,选择自上而下的分解结构,再选择自下而上的分解结构和100%分解原则对其进行验证。在对公路建设项目进行WBS分解时可以依据编制办法的分类进行分解,分解步骤如图3所示。
根据WBS分解原则和分解步骤,以填石路基分布及其工程数量表为例进行分解。填石路基分布及其数量表可分为用地基本信息和填石路基数量两大部分。其中用地的基本信息包括:分布长度、分布桩号、填筑高度。填石路基数量包括:粗粒土上封层、碎石过渡层、石块码砌和填石几种不同材料的数量。按照分解原则得到WBS分解图见图4。
公路工程建设项目建设过程可以划分为策划、评估、决策、设计、施工和竣工验收阶段等。建设过程各个阶段所产生的各种工程量表格需要统一规范,形成一套标准化的模板,从而方便造价工作和满足管理需要。公路工程施工图设计工程量的格式表格由行表头、列表头和表区域元素组成,对工程数量表进行标准化有利于计算机的识别和读取,有利于提高项目工作的信息化水平,提升工作效率。
根据公路工程设计的特点,设计工程量表格由路基路面等带状工程量表和结构物工程量表两种类型组成。在根据WBS分解原则对各类工程进行分解时,应根据每类项目工程的特点采取合适和符合逻辑的分解结构,并按照分解图编制成相应表格。
路基路面等带状工程类数量表的表达形式如下:表格中行项包括的内容为分部工程、分项工程和构件信息等,表格中列项包括的内容有序号、起讫点桩号等内容,设计工程量标准化表格中其他元素的填写内容为路基路面等带状工程的各个分部分项清单子目的工程量。结构物类数量表的表达形式如下:表格中行项需要分类别列出分部工程、分项工程、构件信息等,表格中列项需包括材料、构件等名称,表格中其余部分填写材料或者构件的工程数量。
例如,对于填石路基工程数量表,列出起讫点桩号、长度、填筑高度及工程数量,根据图4填石路基WBS分解图进行EXCEL表格化处理再补充相关数据得表1。
施工图设计工程量表格不仅要符合相关技术标准的规定和要求,而且还要能反映出项目的全部工程量信息。此外,表格的信息要格式化、结构化,以方便计算机的识别与读取。建立标准化设计工程量表格应遵循的原则如下。
依据编制办法和其他规范编制设计文件工程数量表时,要本着系统、全面的原则,要能全面反映出工程项目所包含的工作内容,同时还要各个元素之间具有逻辑性。
表格中工程分类、工程名称应与相关的技术规范和标准保持一致,规范中没有明确规定的,应尽量采用设计惯例。表格的内容和格式要适用于大多数行业从业者,要便于理解和操作。表格的编制还应尽可能与三级清单相适应,最大程度地达到标准化、格式化的要求。
在编制施工图设计工程量表时,要将相关编制办法中设计工程量的表格囊括其中。在参考相关编制办法的基础上,结合各大设计院的典型图纸,对工程数量表进行完善和整合,形成新的工程数量表。
传统人工绘制的工程量数据表和人工计价的方式工作量大,容易出错。随着信息化、数字化的推进,工程数据表的编制也应实现信息化和现代化。比如,采用BIM技术,将各种与工程有关的信息数据放入BIM平台,动态监控工程的进度以及自动化生成工程量数据表。
近年来,广东省大力推行三级清单计价体系。三级清单包括工程量清单、工程项目清单和分项工程量清单。它在招标阶段、工程实施阶段、工程结算阶段都发挥了巨大的作用。三级清单可快速形成预算项目节与工程量清单子目的对应关系,打通了工程项目各阶段的造价壁垒,建立全过程造价控制管理理念[12],进而提升造价管理水平。三级清单管理体系以公路工程概预算项目节为主要框架,以清单和定额为下设内容。通过三级清单体系可以有效融合概预算编码和工程量清单编码体系,解决了多个编码体系不对应问题,有助于实现数据互联互通和单一数据源多目标管理的目标。将施工图设计工程数量标准化表格与三级清单进行整合,形成以标准化工程数量表为基础的三级清单体系,继而从造价软件中得到三级清单体系下的标准工程数量表格,有利于造价工作人员提高准确率和工作效率,减少核算时间。
随着BIM技术在建筑行业的快速发展、建筑业信息化程度的普及,基于BIM技术以设计、施工、管理为一体的建造模式渐渐形成。BIM编码技术是以BIM信息模型为基础,通过一定的分解原则,将BIM信息模型分解为一个个构件,再对分解得到的构件进行编码,方便建筑信息的存储和管理。通过将BIM编码体系与标准化工程数量表融合,可以实现基于BIM的全生命周期管理。基于BIM三维模型计算出工程量,然后将工程量信息自动填入标准化工程数量表中,最后在BIM平台系统中使项目各参与方可以直接得到关于项目的各种工程量信息和标准化工程量表格。将BIM技术和标准化工程数量表融合,可大幅缩短工程量的计算以及项目各参与方的时间成本,提高工作效率。
公路工程量信息标准格式分析包括总体设计、路线设计、路基路面、隧道、路线交叉、其他工程、筑路材料等的工程量信息标准格式的分析。公路工程量信息标准化的主要思路如下:首先根据公路工程的分部分项工程特点、行业内典型数量表的格式和三级清单体系,按照WBS分解原则和公路工程数量的特点,建立基本的WBS模板,然后将WBS分解图按照一定的指标规则编制成工程量标准格式表格。
(2)工程量标准化表格的编制工作应与广东省三级清单体系对接,构建标准化数量表;
(4)依据我国标准、行业规范,采用WBS分解结构对公路工程项目进行分解,然后根据分解结构按一定的规则编制成工程数量标准表格。
如此,根据WBS分解原则、方法和编码原理,将公路工程按专业进行分解,得到工程数量表的基本形式,然后进行工程数量表与三级清单体系和BIM构建编码的整合,得到公路工程数量标准表格。以下仅列出其中桥面边部排水工程数量表,见表2。
采用标准化工程数量表的编制原则,规范了公路工程施工图设计阶段工程数量表的编制方法,提高了工程人员对设计工程数量表格的编制效率和准确率,同时减少了因为设计工程量不明确而导致的变更等问题。
沈阳至海口高速公路阳江至茂名段,东起阳江市江城区,西至茂名市电白区,按高速公路标准建设,路基宽度为42 m, 设计速度为120 km/h。主线采用双向八车道标准,全长79.76 km。本文选取其中7个标段,赋予编号1~7,将标准化工程数量表格转化为三级清单体系中所需要的基础数据,最后得到该项目采用标准化工程数量表格前后的合同金额分析对比表,见表3。
从表3可以看出,将标准化工程数量表运用于施工管理和造价管理后,与未采取标准化工程数量表相比,1、3、5号标段较之前增加越1%左右的费用,而2、6、7号标段较之前费用有所降低。其中6、7号标段费用减低明显,达到4%~5%。修编后的合同总额和原合同总额相比,降低明显。施工项目各方采用标准化工程量表格,会大幅减少后期的变更费用,减少各阶段沟通成本,节约了大量资金,提高了社会经济效益。
从图5可以得知,该项目运用工程量标准表格后,工程合同总额较之前有所增加或减少,修编后的合同总额与原先的合同总额比值范围在0.9~1.15之间,相对比较合理。
公路工程设计工程数量表标准化成果的应用,可以简化项目全过程管理中各种工程数量表格,实现统一管理。利用标准化工程数量表可以提高工作人员的工作效率,同时也保证了公路工程高质量完成施工管理任务。通过项目实地验证,发现采用标准化工程数量表编制后,工程数量表的编制效率提高了20%以上,而且可以缩短施工单位、建设单位、设计单位、监理单位的核对时间,节约时间成本。此外,基于标准化工程数量表格的造价编制软件也大大提高了工作效率,信息化的加入让工程数量表的标准化研究更进一步。
本文首先总结了公路工程造价方面存在的问题,引出公路工程施工图工程数量表编制标准化、信息化的概念,得出要想提高造价的准确度和效率必须要标准化设计工程量表格的结论,然后分别从WBS分解结构、编码原理以及与三级清单体系的整合等方面进行讨论,最终得到了标准化工程数量表格。BIM技术的出现,也使得人们开始探索基于BIM技术的工程量清单表格的标准化与信息化问题[13]13]。但公路工程各编码体系间存在较大差异,每种编码体系对于实体组成划分的颗粒度也不同。如何使不同编码体系相互对应、各工程阶段数据互联互通,编制一套适用于各种编码体系下的标准工程数量表格,是未来要解决的重点。
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