当今房地产市场瞬息万变, 开发商希望尽可能早地销售楼盘, 工期越短越好, 以便尽快回收资金, 进行再次投资;同时, 经过项目费用测算, 节省1个月工期, 施工单位可在管理费、周转料、设备租赁费、水电费及财务成本等方面降低施工成本100万~500万元。综上原因, 高效建造成为施工单位追求的目标之一。然而, 没有先进技术作支撑的盲目抢工期^[1]往往出现结构安全、渗漏、开裂、下沉等质量问题和返工费用高、维修成本高等费用问题。另外, 通过传统的快速施工———人海战术, 加班加点抢工期, 不仅效率低下、不科学、不合理、成本高、造成大量的工程质量和安全隐患, 而且也不符合和谐社会的要求。

目前, 国内尚无有关建筑工程优质高效建造的系统性研究^[1], 且类似研究多强调快速, 没有考虑高效建造对施工质量和施工成本的影响^[2,3]。为此, 本文在施工安全、施工质量、施工进度、工程成本、绿色施工、技术先进性6个性能指标的基础上提出了优质高效建造理念, 并形成优质高效建造科学的量化评价方法, 定量评价优质高效建造技术;采用“集成+创新”研究方法, 从技术和管理2个角度研究优质高效建造, 创新形成优质高效建造技术清单;通过研发优质高效建造进度管理与预警平台, 利用信息化手段, 动态实时预警, 实现优质高效建造管理。

优质高效建造是一种科学的、经济的、高标准的施工管理和作业方式, 相对于传统的施工, 具有以下特点。

质量是企业的生命, 也是工程的价值所在, 因此, 优质高效建造的前提是保证工程质量。

高效建造是目标, 高效建造可以缩短工程施工期, 减少施工期成本, 同时可以加快开发企业的资金周转, 可以尽早给使用者提供房屋, 满足多方的要求, 因此受到各方的重视和期待。

相比于以往靠“人海战术”的抢工模式, 优质高效建造强调新技术和先进管理方法的应用。

由于优质高效建造不需要大量的人力和长时间的加班, 因此, 管理人员和生产工人更能接受此种生产方式。

优质高效建造的“优质”, 不单是指工程质量上的优质, 同时也包含了现场规范化管理, 现场的安全、文明和绿色施工, 因而其对项目安全管理是有利的。同时, 由于工期短, 所有参建单位的管理成本将大幅降低, 施工过程中的返工和浪费也将减少, 因此, 此施工模式最终会降低开发企业的投资成本和施工企业的施工成本。

传统抢工或赶工的技术和管理选择往往基于定性分析, 人为因素较大, 通常忽视了质量、安全、经济合理、绿色施工和技术先进性等方面, 付出了沉重代价。为更客观公正地评价优质高效建造技术的符合性, 采用计分的方式, 从施工质量、安全、进度、经济性、绿色施工、技术先进性等6个方面对高效建造技术进行定量评价与选择。其中, 施工安全包含了安全防护用品、机械设备、安全防护、安全监测等4个指标;施工质量包含了工程材料质量、施工工艺、检查监测方法等3个指标;施工进度包含了技术实现难度、进度加快效果等2个指标;经济性因素是指新技术在工程成本中的占比大小;绿色施工是指新技术是否有利于节水、节地、节能、节材及环境保护;技术先进性是指新技术所获得的专利、工法、科技成果等。

式中:AC为优质高效建造技术总分值;S'为施工安全分项加权得分;Q'为施工质量分项加权得分;P'为施工进度分项加权得分;E'为施工经济性分项加权得分;G'为绿色施工分项加权得分;A'为技术先进性分项加权得分;C₁为施工安全分项加权系数;C₂为施工质量分项加权系数;C₃为施工进度分项加权系数;C₄为施工经济性分项加权系数;C₅为绿色施工分项加权系数;C₆为技术先进性分项加权系数;S为施工安全分项调查问卷得分;Q为施工质量分项调查问卷得分;P为施工进度分项调查问卷得分;E为施工经济性分项调查问卷得分;G为绿色施工分项调查问卷得分;A为技术先进性分项调查问卷得分;n为调查取样值, 取30个样本。

为体现优质、安全基础上的高效建造, 将施工安全与施工质量2个因素的权重系数设为24%, 施工进度因素的权重系数设为20%, 施工经济性因素的权重系数设为14%, 绿色施工因素的权重系数设为10%;技术先进性因素的权重系数设为8%。针对每项备选技术, 抽取32个业内人员进行问卷调查评分, 且去掉32份问卷调查中的最高值和最低值, 选取中间30份问卷评分的均值作为该项技术的最终分数, 其中, 总分≥70, 合格;70<总分≤80, 中等;80<总分≤90, 良好;总分>90, 优秀。选择得分在80分以上的新技术作为优质高效建造技术, 优质高效建造适用性评分如表1所示。

分别从优化设计技术、施工技术^[4,5,6]和施工管理技术等3个方面展开对建筑工程优质高效建造技术的研究, 基于优质高效建造技术量化评价, 创新集成出地下室桩墙合一技术、喷雾式无机纳米防水技术等5项优质高效建造设计技术, 主体结构与内外装修同步施工技术、全免抹灰施工技术等7项优质高效建造施工技术, 业主快速决策机制和最优工序穿插技术等4项优质高效建造管理技术。主要的优质高效建造技术如下所述。

1) 地下室桩墙合一技术主要考虑在基坑支护桩施工后, 取消地下室结构外墙, 优化设计支护桩与地下室结构外墙合二为一。同时, 通过排桩相互咬合形成结构自防水, 运用多重防水技术形成防水体系, 在桩墙间留设排水系统解决地下室外墙少量渗水, 实现地下室外墙防水的防排结合 (见图1) 。

2) 喷雾式无机纳米防水技术研发的无机纳米防水材料CJ-390可直接喷洒或涂刷在混凝土、水泥等表面, 形成的结晶既有亲水性又有吸水性, 吸水后结晶膨胀, 形成一层网状高分子聚合物, 堵塞水分蒸发时产生的大于水分子的毛细管道及微孔;阻挡水和其他液体 (如燃油) 渗入混凝土;在混凝土面层施工, 无需找平层和保护层, 可用于背水面, 大大节省工期和成本。

3) 建筑工程主体结构与内外装修同步施工技术随主体结构施工, 插入外墙装饰、门窗、内墙装修和楼地面等分项工程施工, 实现建筑工程主体结构与装修同步施工技术, 改变传统从上往下的装修施工顺序, 大大节省工期。外墙施工可采用爬架, 也可采用悬挑脚手架, 悬挑脚手架从下往上分段拆除, 实现提前拆除, 减少了架体的使用时间。悬挑楼层施工全封闭式模板围挡, 铺设油毡布, 工字钢下面附着安装接水雨篷, 设置排水沟槽, 如图2所示。

4) 全免抹灰施工技术采用混凝土墙新型组合模板、高精度模板等新型模板体系, 使混凝土构件经过简单的打磨后平整度、垂直度等指标能达到移交精装修标准;内墙、外墙和天棚均不需再做抹灰层, 取消传统湿作业, 实现建筑工程全免抹灰, 大大节省工期和成本。

5) 业主快速决策机制通过程序设计、制度建设和总承包商优质服务, 采取业主主导下的总体进度计划、项目业主决策清单、定期召开项目高层会议、过程及时提醒和预警、延期经济索赔要求、业主决策人员驻场或授权等快速决策管理技术, 减少业主拖延决策导致的经济和工期成本, 降低业主决策难度, 最终达到快速决策的目标, 以实现工程的快速施工。

6) 最优化工序穿插技术通过施工工序的优化和合理搭接, 在主体结构施工的同时, 将各种后期施工的装修和机电工程有序提前穿插进行施工, 保证了专业工程的“提前插入”和“分批插入”。提前插入使专业工程能提前施工, 有效地延长了专业工程绝对施工时间, 又不需要大量的人力, 减少了高峰期劳动力人数。分批插入减少了同一作业面的不必要交叉, 相对安静的工作环境对工程质量有利, 同时提高劳动效率, 单专业作业也有利于成品保护 (见图3) 。

通过对近20项高效建造设计优化技术、施工技术、管理技术的创新+集成, 形成了独特的优质高效建造技术清单模式 (见表2) 。施工总承包单位可以采用类似“点菜单”的方式, 在技术清单中选择合适的高效建造技术, 从而加快工期的同时保证施工质量, 让快速 (工期) 与质量、安全、成本、绿色环保、技术先进性等多对“矛盾体”统一在工程项目中, 形成较为完善的高效建造技术体系。

为了便于优质高效建造的实现, 研发出优质高效建造信息化预警管理平台 (见图4) , 从而实现优质高效建造技术、质量、安全与信息化管理平台高度融合, 提高管理水平和效率;可基于BIM自动生成施工进度计划 (见图5) ;可从优质高效建造技术清单中选择不同的“优质高效建造工艺”, 系统自动计算优化项目进度, 并显示原计划工期、优化后工期和节省工期天数 (见图6) , 用户可使用手机或pad等移动设备, 实时更新项目的实际进度情况;平台可实时对系统内所有进度进行监控及分析, 一旦发现有里程碑节点或工期出现延迟, 将自动分级通过短信或微信向责任人发出预警消息, 并可自动上传到微信管理群。

1) 提出满足施工安全、施工质量、施工进度、工程成本、绿色施工、技术先进等6个性能指标的优质高效建造理念, 并形成优质高效建造科学的量化评价方法, 定量评价优质高效建造技术。

2) 采用“集成+创新”研究方法, 从技术和管理2个角度研究优质高效建造, 创新形成优质高效建造优化设计、施工技术、高效施工管理技术清单。

3) 通过研发优质高效建造进度管理与预警平台, 集成优质高效建造施工技术与管理体系, 利用信息化手段, 实现动态实时预警。