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隨著上海城市建設發展的不斷推進與演變,中心城區可開發利用的空閑地塊已越來越少。而通過對業已衰落的部分舊工業區、商業區和住宅區進行重新規劃升級,打造現代化城市居住區與服務功能區、創建宜居生態環境、提升整體生活品質的大量城市更新改造項目正在應運而生。

在對老舊建筑物進行更新改造時,為提高原結構的穩定性、安全性與可靠性,延長使用壽命,增加新的使用功能,往往需要采取大量結構加固措施。結構加固的主要方法有:(1)擴大截面加固;(2)碳纖維加固;(3)增設支點加固;(4)粘鋼加固;(5)改變受力體系加固;(6)預應力加固等。

結構加固是改造項目中的核心施工內容。熟練掌握并應用結構加固工程的計量、計價規則,是合理確定與控制改造項目工程造價的關鍵所在。本文以位于上海市寶山區一座20萬平方米的商辦綜合體—中外運倉儲基地改造項目為例,分析結構加固工程設計、施工的特點,研究工程計量、計價的難點,提出相應的解決方案,為合理確定與控制結構加固工程造價提供案例參考。

中外運倉儲基地改造項目共有三個單位工程需要進行結構加固,分別是高溫庫、低溫庫和二三分庫。以結構加固工程量最大的低溫庫為例。根據委托的第三方機構評測報告,該建筑物存在結構不安全因素,擬采用“擴大截面加固法”對原結構部分柱、梁加大截面受力面積,局部梁、板輔以“碳纖維加固法”進行結構加固。主要的設計、施工工藝特點如下:

由于該建筑始建于上世紀80年代,混凝土結構表面出現大量破損、開裂現象。混凝土結構表面附著的砂漿抹灰層不利于新舊混凝土之間的粘結,需鑿除原結構表面約20-30mm厚保護層,裸露出原結構鋼筋,便于后期鋼筋除銹、電焊、植筋等工藝施工。

混凝土結構表面需進行鑿毛處理,保證后期混凝土灌漿料能夠與原結構有較好的結合性,使整體結構達到設計要求的穩定性。施工后的效果詳見圖-1所示:

圖-1柱表面預處理現場實樣圖  下載原圖

柱灌漿孔點位的設置:在每層單根縱向柱的上層樓板處開鑿灌漿孔。根據柱的位置不同分為兩側(角柱)、三側(邊柱)、四側(中柱)3種情況。角柱的灌漿孔位置設在相鄰兩個側面的交點處僅1個;邊柱的灌漿孔位置設在相鄰兩個側面的交點處共2個;中柱的灌漿孔位置設在沿柱橫截面對角線各1個共2個。

梁灌漿孔點位的設置:梁的加固灌漿應采用分段施工,每段長度控制在10米以內,沿梁的走向在每段梁的中心點位置左右各設置1個灌漿孔共2個。為保證灌漿質量,不宜與柱結構共用一個灌漿孔。

灌漿孔直徑以50-100mm為宜。詳見圖-2所示:

本項目設計采用了電焊連接與化學植筋兩種方式,對擴大截面部分的結構進行鋼筋加固補強。其中:

柱:縱向主筋兩端需化學植入原結構中,橫向箍筋和拉結筋與原箍筋進行電焊連接或化學植入原結構中(根據角柱、邊柱、中柱的不同位置視情況而定)。

梁:橫向主筋兩端需化學植入原結構中,箍筋和拉結筋與原箍筋進行電焊連接或化學植入原結構中。

圖-2 預留混凝土澆搗孔  下載原圖

故對原結構裸露的鋼筋表面應當進行除銹預處理,以保證電焊搭接質量。詳見圖-3所示:

圖-3 電焊連接與化學植筋  下載原圖

由于本項目原建筑為大型倉儲廠房,建筑層高達到4.05米,層高超高,截面面積僅由原來的400*400擴大到500*500,且擴大截面部分新增的橫向箍筋、拉結筋和縱向主筋會影響混凝土的振搗,如果使用一般的混凝土材料,因中間夾雜大小不一的骨料,既不利于長距離澆筑也不利于振搗養護,故應當采用特殊混凝土材料即C40混凝土灌漿料。

碳纖維加固作為一種新型的結構加固技術,既可以提高結構整體承載力,又可以用來修補裂縫。且由于其材質輕,可以任意彎折、裁剪,施工便捷,尤其適合在板底、梁底等頂部大面積、不規則形狀結構表面的結構加固應用。在本項目中,主要應用于局部樓層的梁、板結構天棚底部。

基于以上結構加固設計、施工的工藝要求,在進行工程計量、計價時,還應考慮現場已有施工條件而產生的相關技術方案措施費用,主要包括:水平垂直運輸費、腳手架使用費、建筑垃圾清運費等。

由于結構加固施工具有點多、面廣、工效低、工藝復雜等特點,容易出現項目遺漏或工程量漏算等情況,這是結構加固工程計量、計價工作的難點之一。所以,在開展結構加固工程計量、計價工作之前,建議首先需要對整個結構加固工程按加固的部位、形式進行綜合歸類統計,以避免出現漏項情況,并保證對同樣的施工工藝、工序能夠在統一的計量、計價規則下進行。結合本項目具體情況,進行歸類統計,形成工程列項計量匯總表如下(詳見圖-4):

圖-4結構加固工程列項計量匯總表  下載原圖

在進行列項匯總時,應注意以下兩個要點:

(1)建筑物層高應以室內凈高為統計口徑。該數據會影響表中多個項目的工程量準確計算,故造價人員應當通過現場實際丈量來獲取相關數據。

(2)表中柱、梁鋼筋是指結構補強部分新增的縱筋主筋和橫向箍筋,注意不要與柱、梁部分的拉結筋(植筋)重復計算工程量。

根據2010年新的《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)規定:室內正常環境下板、墻保護層15mm,梁、柱保護層25mm-30mm。考慮到鋼筋需要裸露在外進行電焊搭接,故在進行工程計量時,以35mm厚度計算鋼筋混凝土人工鑿除量較為合理。混凝土表面處理一般以人工為主,采用震動較小的電鎬對需擴大截面的加固結構表面進行鑿毛處理,按人工鑿除鋼筋混凝土結構計價,計量單位按立方米計取。參照《上海市房屋建筑工程養護維修預算定額(2016)》,詳見圖-5所示:

圖-5人工鑿除鋼筋混凝土定額  下載原圖

灌漿孔按開孔數量以“個”為單位計量。需注意的原結構樓板的實際厚度,選用正確的規格尺寸。參照《上海市房屋建筑工程養護維修預算定額(2016)》,本項目樓板厚度為150mm,故選用厚100以外的規格計價,詳見圖-6所示:

圖-6灌漿口樓板開孔定額  下載原圖

化學植筋的計量、計價工作是結構加固工程中一個難點內容。尤其在統計、計算鋼筋的植筋規格、長度、深度時,需要進行大量繁瑣的計算,極容易出現錯誤。建議用EXECL編制一個植筋工程量計算統計表,如下圖-7所示:

圖-7植筋工程量計算統計表  下載原圖

以本項目為例,該加固工程共采用3種規格種植鋼筋,分別為:柱拉結筋8mm(15d)、梁拉結筋16mm(15d)、柱縱向筋18mm(20d)。其中,長度代表采用擴大截面法增加的結構圍套厚度,本項目擴大截面每邊為100mm,綜合考慮保護層厚度及彎鉤的增加長度;植入深度按設計圖紙要求按實計算;單價按該項目原投標報價的鋼筋價格計取。

由于在上海的工程計量、計價規范中,植筋定額項目以根為計量、計價單位。所以,務必計算出每根種植鋼筋的單價,方能進行人、材、機的組價計算。故準確計算不同規格鋼筋的每根種植筋主材單價是進行準確計價的關鍵所在。參照《上海市房屋建筑工程養護維修預算定額(2016)》,詳見圖-8所示:

圖-8鋼筋種植定額  下載原圖

支模工程計量、計價按圍套模板與混凝土接觸面按實計算即可。值得注意的是,由于大多數結構加固工程都是在室內進行的,受自然環境氣候(日曬雨淋)的影響小,模板損耗少,周轉次數高。所以,為了節約成本,一般采用膠合板作為加固工程模板施工的主要材料,其攤銷系數也要小于一般模板施工的攤銷系數,即周轉使用次數更多。在進行計價工作時,一定要特別關注現場實際使用模板的情況,需要對模板的主材以及損耗系數根據實際情況進行換算。模板攤銷換算系數按下表進行:

混凝土灌漿料的工程量除應計算擴大界面加固法增加的混凝土結構體積外,還應計算原結構表面鑿毛處理后的缺損部分的體積。

碳纖維加固材料由于其優異的抗拉強度、彈性模量以及良好的延展性,且因為其重量輕、可隨意裁剪粘附,施工簡便快捷,對施工作業空間要求較低,故尤其適合于復雜結構構件的表面補強加固。但碳纖維加固的施工成本較高,價格昂貴,每平米的綜合價格要達到300-500元/平方米,對工程造價影響較大。因此,在進行工程計量、計價時,應注意以下四個方面:

(1)當碳纖維粘貼于梁的受拉區域時,只需貼于梁底部以及梁底兩側向上至梁高的1/4范圍即可,不用滿鋪。對側面的碳纖面積應按梁高乘以0.25折減系數。

(2)當碳纖維布互相銜接時,應作搭接處理。搭接部分長度應按100mm計算。當用在柱結構抗震加固時,搭接長度應按150mm計算。

(3)碳纖維布的單位面積碳纖維含量一般在150g/㎡-450g/㎡之間,市場中常用的規格是200g/㎡和300g/㎡兩種。碳纖維布的主材價格與碳纖維含量的高低密切相關。因此,在進行主材定價時,除了按照設計圖紙要求進行確定以外,還應結合現場實地勘察,務求準確計價。

(4)碳纖維加固施工工藝中,除自身包含的涂底膠、找平、粘貼、表層防護等基本工序外,還需要對施工前的原結構構件表面進行構建表面預處理,主要包括:清理基底、銹蝕鋼筋處理、裂縫修補、表層打磨去污等工序,以滿足碳纖維施工前的基本要求。以《上海市房屋建筑工程養護維修預算定額(2016)》為例,如下圖-9所示:

圖-9碳纖維加固定額  下載原圖

該項目已包括了對原結構表面的基底處理相關內容。因此,在計價過程中,尤其注意不能重復計算。

施工措施是指為完成工程項目施工而采取的不構成工程實體但卻必然會發生的實體項目費用。在結構加固項目施工中,對水平垂直運輸、腳手架搭拆使用、以及建筑垃圾清運等內容,由于沒有統一的執行標準,甲乙雙方經常會產生較大分歧和爭議,是結構加固工程計量、計價工作的難點之一。合理確定與控制結構加固工程施工措施費應遵循以下原則:

(1)水平垂直運輸:在項目施工招標階段,即將此項內容納入到整個項目的招標措施清單項目內,以總價閉口包干的形式一次性包死;

(2)腳手架使用:應綜合考慮除結構加固施工內容以外的其它改造施工內容(如拆除工程、二次裝修)。可根據整個項目建設周期,按腳手架市場攤銷、租賃價格商談下浮率。除發生非乙方原因導致的工程延期可以追加使用費以外,一般以總價閉口包干的形式一次性包死,不宜用工程量清單的形式進行結算;

(3)建筑垃圾清運:屬于安全防護、文明施工措施項目,已包含在整個項目的投標費率中,不得單獨列項計算;

本文結合中外運倉儲基地改造項目結構加固設計、施工的工藝特點,對結構加固工程計量、計價難點問題進行解析,并提出了一些有針對性的解決方案,以合理確定與控制結構加固工程造價。同時,希望能為造價同行在處理此類問題時提供一些參考依據。