随着上海城市建设发展的不断推进与演变,中心城区可开发利用的空闲地块已越来越少。而通过对业已衰落的部分旧工业区、商业区和住宅区进行重新规划升级,打造现代化城市居住区与服务功能区、创建宜居生态环境、提升整体生活品质的大量城市更新改造项目正在应运而生。

在对老旧建筑物进行更新改造时,为提高原结构的稳定性、安全性与可靠性,延长使用寿命,增加新的使用功能,往往需要采取大量结构加固措施。结构加固的主要方法有:(1)扩大截面加固;(2)碳纤维加固;(3)增设支点加固;(4)粘钢加固;(5)改变受力体系加固;(6)预应力加固等。

结构加固是改造项目中的核心施工内容。熟练掌握并应用结构加固工程的计量、计价规则,是合理确定与控制改造项目工程造价的关键所在。本文以位于上海市宝山区一座20万平方米的商办综合体—中外运仓储基地改造项目为例,分析结构加固工程设计、施工的特点,研究工程计量、计价的难点,提出相应的解决方案,为合理确定与控制结构加固工程造价提供案例参考。

中外运仓储基地改造项目共有三个单位工程需要进行结构加固,分别是高温库、低温库和二三分库。以结构加固工程量最大的低温库为例。根据委托的第三方机构评测报告,该建筑物存在结构不安全因素,拟采用“扩大截面加固法”对原结构部分柱、梁加大截面受力面积,局部梁、板辅以“碳纤维加固法”进行结构加固。主要的设计、施工工艺特点如下:

由于该建筑始建于上世纪80年代,混凝土结构表面出现大量破损、开裂现象。混凝土结构表面附着的砂浆抹灰层不利于新旧混凝土之间的粘结,需凿除原结构表面约20-30mm厚保护层,裸露出原结构钢筋,便于后期钢筋除锈、电焊、植筋等工艺施工。

混凝土结构表面需进行凿毛处理,保证后期混凝土灌浆料能够与原结构有较好的结合性,使整体结构达到设计要求的稳定性。施工后的效果详见图-1所示:

图-1柱表面预处理现场实样图  下载原图

柱灌浆孔点位的设置:在每层单根纵向柱的上层楼板处开凿灌浆孔。根据柱的位置不同分为两侧(角柱)、三侧(边柱)、四侧(中柱)3种情况。角柱的灌浆孔位置设在相邻两个侧面的交点处仅1个;边柱的灌浆孔位置设在相邻两个侧面的交点处共2个;中柱的灌浆孔位置设在沿柱横截面对角线各1个共2个。

梁灌浆孔点位的设置:梁的加固灌浆应采用分段施工,每段长度控制在10米以内,沿梁的走向在每段梁的中心点位置左右各设置1个灌浆孔共2个。为保证灌浆质量,不宜与柱结构共用一个灌浆孔。

灌浆孔直径以50-100mm为宜。详见图-2所示:

本项目设计采用了电焊连接与化学植筋两种方式,对扩大截面部分的结构进行钢筋加固补强。其中:

柱:纵向主筋两端需化学植入原结构中,横向箍筋和拉结筋与原箍筋进行电焊连接或化学植入原结构中(根据角柱、边柱、中柱的不同位置视情况而定)。

梁:横向主筋两端需化学植入原结构中,箍筋和拉结筋与原箍筋进行电焊连接或化学植入原结构中。

图-2 预留混凝土浇捣孔  下载原图

故对原结构裸露的钢筋表面应当进行除锈预处理,以保证电焊搭接质量。详见图-3所示:

图-3 电焊连接与化学植筋  下载原图

由于本项目原建筑为大型仓储厂房,建筑层高达到4.05米,层高超高,截面面积仅由原来的400*400扩大到500*500,且扩大截面部分新增的横向箍筋、拉结筋和纵向主筋会影响混凝土的振捣,如果使用一般的混凝土材料,因中间夹杂大小不一的骨料,既不利于长距离浇筑也不利于振捣养护,故应当采用特殊混凝土材料即C40混凝土灌浆料。

碳纤维加固作为一种新型的结构加固技术,既可以提高结构整体承载力,又可以用来修补裂缝。且由于其材质轻,可以任意弯折、裁剪,施工便捷,尤其适合在板底、梁底等顶部大面积、不规则形状结构表面的结构加固应用。在本项目中,主要应用于局部楼层的梁、板结构天棚底部。

基于以上结构加固设计、施工的工艺要求,在进行工程计量、计价时,还应考虑现场已有施工条件而产生的相关技术方案措施费用,主要包括:水平垂直运输费、脚手架使用费、建筑垃圾清运费等。

由于结构加固施工具有点多、面广、工效低、工艺复杂等特点,容易出现项目遗漏或工程量漏算等情况,这是结构加固工程计量、计价工作的难点之一。所以,在开展结构加固工程计量、计价工作之前,建议首先需要对整个结构加固工程按加固的部位、形式进行综合归类统计,以避免出现漏项情况,并保证对同样的施工工艺、工序能够在统一的计量、计价规则下进行。结合本项目具体情况,进行归类统计,形成工程列项计量汇总表如下(详见图-4):

图-4结构加固工程列项计量汇总表  下载原图

在进行列项汇总时,应注意以下两个要点:

(1)建筑物层高应以室内净高为统计口径。该数据会影响表中多个项目的工程量准确计算,故造价人员应当通过现场实际丈量来获取相关数据。

(2)表中柱、梁钢筋是指结构补强部分新增的纵筋主筋和横向箍筋,注意不要与柱、梁部分的拉结筋(植筋)重复计算工程量。

根据2010年新的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)规定:室内正常环境下板、墙保护层15mm,梁、柱保护层25mm-30mm。考虑到钢筋需要裸露在外进行电焊搭接,故在进行工程计量时,以35mm厚度计算钢筋混凝土人工凿除量较为合理。混凝土表面处理一般以人工为主,采用震动较小的电镐对需扩大截面的加固结构表面进行凿毛处理,按人工凿除钢筋混凝土结构计价,计量单位按立方米计取。参照《上海市房屋建筑工程养护维修预算定额(2016)》,详见图-5所示:

图-5人工凿除钢筋混凝土定额  下载原图

灌浆孔按开孔数量以“个”为单位计量。需注意的原结构楼板的实际厚度,选用正确的规格尺寸。参照《上海市房屋建筑工程养护维修预算定额(2016)》,本项目楼板厚度为150mm,故选用厚100以外的规格计价,详见图-6所示:

图-6灌浆口楼板开孔定额  下载原图

化学植筋的计量、计价工作是结构加固工程中一个难点内容。尤其在统计、计算钢筋的植筋规格、长度、深度时,需要进行大量繁琐的计算,极容易出现错误。建议用EXECL编制一个植筋工程量计算统计表,如下图-7所示:

图-7植筋工程量计算统计表  下载原图

以本项目为例,该加固工程共采用3种规格种植钢筋,分别为:柱拉结筋8mm(15d)、梁拉结筋16mm(15d)、柱纵向筋18mm(20d)。其中,长度代表采用扩大截面法增加的结构围套厚度,本项目扩大截面每边为100mm,综合考虑保护层厚度及弯钩的增加长度;植入深度按设计图纸要求按实计算;单价按该项目原投标报价的钢筋价格计取。

由于在上海的工程计量、计价规范中,植筋定额项目以根为计量、计价单位。所以,务必计算出每根种植钢筋的单价,方能进行人、材、机的组价计算。故准确计算不同规格钢筋的每根种植筋主材单价是进行准确计价的关键所在。参照《上海市房屋建筑工程养护维修预算定额(2016)》,详见图-8所示:

图-8钢筋种植定额  下载原图

支模工程计量、计价按围套模板与混凝土接触面按实计算即可。值得注意的是,由于大多数结构加固工程都是在室内进行的,受自然环境气候(日晒雨淋)的影响小,模板损耗少,周转次数高。所以,为了节约成本,一般采用胶合板作为加固工程模板施工的主要材料,其摊销系数也要小于一般模板施工的摊销系数,即周转使用次数更多。在进行计价工作时,一定要特别关注现场实际使用模板的情况,需要对模板的主材以及损耗系数根据实际情况进行换算。模板摊销换算系数按下表进行:

混凝土灌浆料的工程量除应计算扩大界面加固法增加的混凝土结构体积外,还应计算原结构表面凿毛处理后的缺损部分的体积。

碳纤维加固材料由于其优异的抗拉强度、弹性模量以及良好的延展性,且因为其重量轻、可随意裁剪粘附,施工简便快捷,对施工作业空间要求较低,故尤其适合于复杂结构构件的表面补强加固。但碳纤维加固的施工成本较高,价格昂贵,每平米的综合价格要达到300-500元/平方米,对工程造价影响较大。因此,在进行工程计量、计价时,应注意以下四个方面:

(1)当碳纤维粘贴于梁的受拉区域时,只需贴于梁底部以及梁底两侧向上至梁高的1/4范围即可,不用满铺。对侧面的碳纤面积应按梁高乘以0.25折减系数。

(2)当碳纤维布互相衔接时,应作搭接处理。搭接部分长度应按100mm计算。当用在柱结构抗震加固时,搭接长度应按150mm计算。

(3)碳纤维布的单位面积碳纤维含量一般在150g/㎡-450g/㎡之间,市场中常用的规格是200g/㎡和300g/㎡两种。碳纤维布的主材价格与碳纤维含量的高低密切相关。因此,在进行主材定价时,除了按照设计图纸要求进行确定以外,还应结合现场实地勘察,务求准确计价。

(4)碳纤维加固施工工艺中,除自身包含的涂底胶、找平、粘贴、表层防护等基本工序外,还需要对施工前的原结构构件表面进行构建表面预处理,主要包括:清理基底、锈蚀钢筋处理、裂缝修补、表层打磨去污等工序,以满足碳纤维施工前的基本要求。以《上海市房屋建筑工程养护维修预算定额(2016)》为例,如下图-9所示:

图-9碳纤维加固定额  下载原图

该项目已包括了对原结构表面的基底处理相关内容。因此,在计价过程中,尤其注意不能重复计算。

施工措施是指为完成工程项目施工而采取的不构成工程实体但却必然会发生的实体项目费用。在结构加固项目施工中,对水平垂直运输、脚手架搭拆使用、以及建筑垃圾清运等内容,由于没有统一的执行标准,甲乙双方经常会产生较大分歧和争议,是结构加固工程计量、计价工作的难点之一。合理确定与控制结构加固工程施工措施费应遵循以下原则:

(1)水平垂直运输:在项目施工招标阶段,即将此项内容纳入到整个项目的招标措施清单项目内,以总价闭口包干的形式一次性包死;

(2)脚手架使用:应综合考虑除结构加固施工内容以外的其它改造施工内容(如拆除工程、二次装修)。可根据整个项目建设周期,按脚手架市场摊销、租赁价格商谈下浮率。除发生非乙方原因导致的工程延期可以追加使用费以外,一般以总价闭口包干的形式一次性包死,不宜用工程量清单的形式进行结算;

(3)建筑垃圾清运:属于安全防护、文明施工措施项目,已包含在整个项目的投标费率中,不得单独列项计算;

本文结合中外运仓储基地改造项目结构加固设计、施工的工艺特点,对结构加固工程计量、计价难点问题进行解析,并提出了一些有针对性的解决方案,以合理确定与控制结构加固工程造价。同时,希望能为造价同行在处理此类问题时提供一些参考依据。