第五章 工程设计、施工方案技术经济分析.ppt

第五章工程设计、施工方案技术经济分析,1.设计、施工方案评价2.横道图进度计划3.网络图进度计划,1.设计、施工方案评价,计算费用法综合评价法费用效率法,1.1计算费用法,原理：当多个方案满足相同需要时，比较各方案的费用，以费用最低者为优选方案。【例1】某机械化施工公司承包了某工程的土方施工任务，坑深为-4.0m，土方工程量为9800m3，平均运土距离为8km，合同工期为10d。该公司现有WY50、WY75、WY100液压挖掘机各4台、2台、1台及5t、8t、15t自卸汽车10台、20台、10台，其主要参数见表1和表2。问题1：若挖掘机和自卸汽车按表中型号只能各取一种，且数量没有限制，如何组合最经济？相应的每立方米土方的挖运直接费为多少？问题2：若该工程只允许白天一班施工，且每天安排的挖掘机和自卸汽车的型号、数量不变，需安排几台何种型号的挖掘机和几台何种型号的自卸汽车？问题3：按问题2所述安排的挖掘机和自卸汽车的型号和数量,每立方米土方的挖运直接费为多少？,表1挖掘机主要参数表2自卸汽车主要参数,答案：问题1：（1）计算三种型号挖掘机每立方米土方的挖土直接费WY50挖掘机的挖土直接费为：880/401=2.19元/m3WY75挖掘机的挖土直接费为：1060/549=1.93元/m3WY100挖掘机的挖土直接费为：1420/692=2.05元/m3取单价为1060/549=1.93元/m3的WY75挖掘机。（2）计算三种型号自卸汽车每立方米土方的运土直接费5t自卸汽车的运土直接费为：318/28=11.36元/m38t自卸汽车的运土直接费为：458/45=10.18元/m315t自卸汽车的运土直接费为：726/68=10.68元/m3取单价为10.18元/m3的8t自卸汽车。（3）相应的每立方米土方的挖运直接费为：1.93+10.18=12.11元/m3,问题2：每天需WY75挖掘机的数量为：9800/（54910）=1.79台。取每天安排WY75挖掘机2台。按问题1的组合，每天需要的挖掘机和自卸汽车的台数比例为：549/45=12.2，则每天应安排8t自卸汽车212.2=24.2台。取每天安排8t自卸汽车25台。由于该公司目前仅有20台8t自卸汽车，故超出部分（24.420）台只能另选其他型号自卸汽车。由于已选定每天安排2台WY75挖掘机，则挖完该工程土方的天数为：9800（5492）=8.93d9d因此，20台8t自卸汽车每天不能运完的土方量：980094520=189m3,为每天运完以上土方量，可选择以下四种15t和5t自卸汽车的组合：3台15t自卸汽车运土量为：683=204m3189m3，相应的费用为：7263=2178元；2台15t自卸汽车和2台5t自卸汽车运土量为：（6828）2=192m3189m3，相应的费用为：（726318）2=2088元；1台15t自卸汽车和5台5t自卸汽车运土量为：68285=208m3189m3，相应的费用为：7263185=2316元；7台5t自卸汽车运土量为：287=196m3189m3，相应的费用为：3187=2226元；,上述四种组合中，第2种组合费用最低，故应另外再安排2台15t自卸汽车和2台5t自卸汽车。结论：为完成该工程的土方施工任务，每天需要安排WY75挖掘机2台，8t自卸汽车20台，15t自卸汽车和5t自卸汽车各2台。问题3：根据上述安排的挖掘机和自卸汽车的数量，每立方米土方相应的挖运直接费为：（106024582072623182）9/9800=12.28元/m3,【例2】某项目混凝土总需要量为5000m，混凝土工程施工有两种方案可供选择：方案A为现场制作，方案B为购买商品混凝土。已知商品混凝土平均单价为410元/m，现场制作混凝土单价计算公式：CC1QC2TQC3式中：C现场制作混凝土的单价（元/）；C1现场搅拌站一次性投资（元），C1为200000元；C2搅拌站设备装置的租金和维修费（与工期有关的费用），C2为15000元/月；C3现场搅拌混凝土所需费用（与混凝土的数量有关的费用），C3为320元/mQ现场制作混凝土的数量T工期（月）,答案：问题1：现场制作混凝土的单价与工期有关，当A，B两个方案的单价相等时，工期T满足以下关系：当工期T=16.67个月时，A、B两方案单价相同；当工期T16.67个月时，A方案（现场制作混凝土）比B方案（购买商品混凝土）经济；当工期T16.67个月时，B方案比A方案经济。,问题2：当工期为12个月时，现场制作混凝土的最少数量计算如下：设该最少数量为X，根据公式有：当工期T=12个月时，现场制作混凝土的数量必须大于4222.22m时才比购买商品混凝土经济。,【例3】某建设单位通过招标与某施工单位签订了施工合同，该合同中部分条款如下：.合同总价为5880万元，其中基础工程为1600万元，上部结构工程为2880万元，装饰安装工程为1400万元；.合同总工期为15个月，其中基础工程工期为4个月，上部结构工程工期为9个月，装饰安装工程工期为5个月，上部结构工程与装饰装修工程工期搭接3个月。.工期提前奖为30万元/月，误期损害赔偿金为50万元/月，均在最后1个月结算是一次性结清。.每月工程款于次月初提交工程款支付申请表，经工程师审核后于第3个月末支付。,施工企业在签订合同后，经企业管理层和项目管理层分析和计算，基础工程和上部结构工程均可压缩工期1个月，但需分别在相应分部工程开始前增加技术措施费25万元和40万元。假定月利率为1，各分部工程每月完成的工作量相同且能及时收到工程款。问题：1.若不考虑资金的时间价值，应选择什么施工方案组织施工？说明理由。2.从施工单位的角度绘制只加快基础工程施工方案的现金流量图。3.若按合同工期组织施工，该施工单位工程款的现值为多少？4.若考虑资金的时间价值，应选择什么施工方案组织施工？说明理由。,答案：问题1：若不考虑资金时间价值，施工企业应选择只加快基础工程的施工方案。因为基础工程加快1个月，增加的措施费为25万元，小于工期提前奖30万元/月，而上部结构加快1个月增加的措施费为40万元，大于工期提前奖30万元/月。,问题2：,问题4：除按合同工期组织施工之外，该施工单位还有以下三种加快施工进度的施工方案：（1）只加快基础工程施工进度方案，其现金流量图见图5.3。,图5.5基础工程和上部结构工程都加快施工方案的现金流量图,1.2综合评价法,步骤：设置指标体系确定各指标权重对各指标打分计算各方案的综合得分，最高者为最优方案,权重确定方法,环比评分法0-1评分法0-4评分法,1）环比评分法,假设：指标A的重要性是指标B的N1倍;指标B的重要性是指标C的N2倍;指标C的重要性是指标D的N3倍;,2）0-1评分法,步骤：按照指标重要程度一一对比打分重要者得1分，不重要者得0分，自己与自己对比不得分，用表示；计算各指标得分总和；修正各指标得分总和；计算各指标权重系数。假设：A相对BCE重要，相对D不重要;B相对CE重要，相对D不重要；C相对DE重要；D相对E重要；,3）0-4评分法,重要程度得分表,【例】,某咨询公司受业主委托，对某设计院提出的8000m2工程量的屋面工程的A、B、C三个设计方案进行评价。该工业厂房的设计使用年限为40年。咨询公司评价方案中设置功能实用性（F1）、经济合理性（F2）、结构可靠性（F3）、外形美观性（F4）、与环境协调性（F5）等五项评价指标。该五项评价指标的重要程度依次为：Fl、F3、F2、F5、F4，各方案的每项评价指标得分见表1，各方案有关经济数据见表2，基准折现率为6，资金时间价值系数见表3。问题1.用0-1评分法确定各项评价指标的权重。2.列式计算A、B、C三个方案的加权综合得分，并选择最优方案。3.计算该工程各方案的工程总造价和全寿命周期年度费用，从中选择最经济的方案（注：不考虑建设期差异的影响，每次大修给业主带来不便的损失为1万元，各方案均无残值）。,表1各方案评价指标得分表,表2各方案有关经济数据汇总表,表3资金时间价值系数表,1,答案：问题1：表2.4各评价指标权重计算表,1,问题2：A方案综合得分：90.333+80.200+100.267+70.067+80.133=8.80（分）B方案综合得分：80.333+100.200+90.267+90.067+100.133=9.00（分）C方案综合得分：100.333+90.200+80.267+90.067+80.133=8.93（分）所以，B方案为最优方案。,1,问题3：（1）各方案的工程总造价：A方案：658000=52万元B方案：808000=64万元C方案：1158000=92万元（2）各方案全寿命周期年度费用：A方案：1.4+52（A/P，6，40）+（32+1）（PF，6，5）+（PF，6，l0）+（PF，6，l5）+（PF，6，20）+（PF，6，25）+（PF，6，30）+（PF，6，35）（AP，6，40）=1.4+520.0665+33（0.7474+0.5584+0.4173+0.3118+0.2330+0.1741+0.1301）0.0665=1.4+3.458+5.644=10.52（万元）,1,B方案：1.85+64（A/P，6，40）+（44+1）（PF，6，l0）+（PF，6，20）+（PF，6，30）（AP，6，40）=1.85+640.0665+45（0.5584+0.3118+0.1741）0.0665=1.85+4.256+3.125=9.23（万元）C方案：2.70+92（A/P，6，40）+（60+1）（PF，6，l5）+（PF，6，30）（AP，6，40）=2.70+920.0665+61（0.4173+0.1741）0.0665=2.70+6.118+2.399=11.22（万元）所以，B方案为最经济方案（或最优方案）。,1.3费用效率法,【例1】,某特大城市为改善目前已严重拥堵的长20Km的城市主干道的交通状况，拟投资建设一交通项目，有地铁、轻轨和高架道路三个方案。该三个方案的使用寿命均按50年计算，分别需要15年、10年、20年大修一次。单位时间价值为10元小时，基准折现率为8%，其他有关数据见表。不考虑建设工期的差异，即建设投资均按期初一次性投资考虑，不考虑动拆迁工作和建设期间对交通的影响，三个方案均不计残值，每年按360天计算。问题：三个方案的年度寿命周期成本各为多少若采用寿命周期成本的费用效率（CE）法，应选择哪个方案若轻轨每年造成的噪声影响损失为7000万元，将此作为环境成本，则在地铁和轻轨二个方案中，哪个方案较好？,表1各方案基础数据表,表2复利系数表,答案：,问题1：1.计算地铁的年度寿命周期成本LCC（1）年度建设成本（设置费）（2）年度使用成本（维持费）（3）年度寿命周期成本,2.计算轻轨的年度寿命周期成本LCC（1）年度建设成本（设置费）（2）年度使用成本（维持费）（3）年度寿命周期成本,3.计算高架的年度寿命周期成本LCC（1）年度建设成本（设置费）（2）年度使用成本（维持费）（3）年度寿命周期成本,问题2：1.计算地铁的年度费用效率CE（1）年度系统效率SE（2）年度费用效率CE,问题2：2.计算轻轨的年度费用效率CE（1）年度系统效率SE（2）年度费用效率CE,问题2：3.计算高架的年度费用效率CE（1）年度系统效率SE（2）年度费用效率CE由于轻轨的费用效率最高，因此应选择建设轻轨。,问题3：将7000万元的环境成本加到轻轨的寿命周期成本上，则轻轨的年度费用效率：由上可知，因此，若考虑将噪声影响损失作为环境成本，则地铁方案优于轻轨方案。,【例2】某基础工程公司因现有挖掘机中有10台已超过经济寿命，决定更新设备，购买10台新型挖掘机。根据统计资料每台挖掘机每年可工作200个台班，挖土方的直接工程费单价为2.00元/m，按建标2003206号文件规定的综合单价计价程序计价，其中企业管理费费率15，规费费率5，利润率10，综合税率3.41。购买新型挖掘机的基础数据估算如下：（一）进口设备设备购置费100万元/台，寿命期12年，期末残值率10%；每4年大修一次，每次大修费6万元/台，经常修理费为0.5万元/台年；年运行费4万元/台;台班时间利用率90%，纯工作1小时的挖土量为105m。,（二）国产设备设备购置费40万元/台，寿命期8年，期末残值率5%；每3年大修一次，每次大修费5万元/台，经常修理费为1万元/台年；年运行费6万元/台;台班时间利用率80%，纯工作1小时的挖土量为100m。问题：.计算每台国产设备的年费用。若已知考虑资金时间价值的条件下每台进口设备的年费用为19.72万元，应购买何种设备？.机械挖土方的全费用单价为多少？（取费基础为人工费和机械费之和）.从寿命周期成本理论的角度，用费用效率法优选方案。,答案：问题1：（1）每台国产设备的购置费现值（2）每台国产设备的寿命周期年费用因为15.56万元/年间接费用率，停止；5）确定压缩时间：压缩后的持续时间最短持续时间；被压缩工作不能变为非关键工作；6）计算压缩后总费用。7)重复,直至（组合）直接费用率间接费用率。,资源优化,资源：完成一项工程任务所需投入的人力、材料、机械设备和资金等的统称。资源优化目标：不能改变工程所需的资源量，只能通过改变工作的开始时间和完成时间，优化资源的时间分布）（一）“资源有限工期最短”的优化在满足资源限制条件下，通过调整计划安排，使工期延长最少的过程。资源限量：单位时间内可使用的资源最大数量（二）“工期固定资源均衡”的优化在工期保持不变的条件下，通过调整计划安排，使资源需用量尽可能均衡的过程。资源强度：单位时间内所需要的资源数量,“资源有限工期最短”的优化步骤,1、绘制早时标网络图，计算资源强度。2、比较资源强度资源限额，优化完成；资源强度资源限额，调整，转下一步。3、调整资源冲突1）找出资源冲突时段的工作；2）确定调整工作的次序：变平行工作为顺序工作工期延长值：DA,B=EFADBLFBEFA（LFBDB）EFALSB选取取D最小的调整方案。4、绘制调整后的网络计划图，重复13，直到资源强度资源限额,“工期固定资源均衡”的优化,1、目的：资源均衡，即资源强度不出现高峰和低谷2、方法：削高峰法、方差值最小法、极差值最小法等。3、方差值最小法的步骤：1）绘制早时标网络计划，并计算资源强度；2）自后向前，逐个移动有机动时间的工作。某工作能否移动的判别条件是：右移一个时间单位时Rj+1+rkRi;左移一个时间单位时Ri-1+rkRj;3）多次移动，直至所有工作不能右（左）移。,招投标阶段投资控制,工程项目评标方法工程承包合同的类型及选择工程索赔,工程项目评标方法,经评审的最低投标价法评标委员会对满足招标文件实质要求的投标文件，根据详细评审标准规定的量化因素及量化标准进行价格折算，按照经评审的投标价由低到高的顺序推荐中标候选人，或根据招标人授权直接确定中标人，投标报价低于其成本的除外。经评审的投标价相等时，投标报价低的优先，投标报价也相等的，由招标人自行确定。该方法主要适用于具有通用技术、性能标准或招标人对其技术、性能没有特殊要求的招标项目。根据标准施工招标文件规定，主要的量化因素包括单价遗漏和付款条件等，招标人可以根据项目的具体特点进一步删减、补充或细化量化因素和标准。综合评估法评标委员会对满足招标文件实质性要求的投标文件，按照规定的评分标准进行打分，并按得分由高到低的顺序推荐中标候选人，或根据招标人授权直接确定中标人。综合评分相等时，投标报价低的优先，投标报价也相等的，由招标人自行确定。综合评估法下评标分值构成分为四个方面：施工组织设计、项目管理结构、投标报价、其他评分因素。,工程承包合同价格,总价合同单价合同成本加酬金合同,总价合同,含义：在合同中确定一个完成项目的总价，承包人据此完成项目全部内容的合同。适用范围：工程量不太大且有详细全面的设计图纸、工期较短、技术不太复杂、风险不大的项目类型：固定总价合同：工程合同价款总额确定，实施中不因物价上涨而变化，承包商承担较大的风险。适合于工期较短（一般不超过一年）的项目。可调总价合同：工程合同价款总额在实施期间可随价格变化而调整，发包人承担通货膨胀的风险，承包人承担其他风险。适合于工期较长（一年以上）的项目。,单价合同含义：承包人在投标时，按照招标文件就分部分项工程所列出的工程量表确定各分部分项工程单价的合同类型适用范围：施工图纸不太全面、工期较长、工程量不太明确、采用标准设计的项目。类型：固定单价合同合同确定的各项单价在工程实施期间不因价格变化而调整，以实际完成的工程量结算。可调单价合同合同确定的各项单价在工程实施期间可因价格变化而调整，以实际完成的工程量结算。,成本加酬金合同含义：发包人向承包人支付工程项目的实际成本，并按事先约定的某一种方式支付酬金的合同类型。适用范围：（1）需要立即开展工作的项目（2）新型工程项目：工程内容及其技术经济指标尚未全面确定（3）风险很大的工程项目类型（1）成本加固定百分比酬金CCd+Cd*P式中，C合同价；Cd实际发生的成本；P双方事先商定的酬金的固定百分比（2）成本加固定金额酬金；CCdF式中，F双方约定的酬金具体数额。,（3）成本加奖罚CdF(CdCo）CCdFF(CdCo)式中，Co签订合同时双方约定的预期成本；F奖罚金额(可以是百分数，也可以是绝对数，而且奖与罚可以是不同计算标准)。（4）最高限额成本加固定最大酬金CdFS(CdCl）CCdF(ClCdCt)Cd(CtCdCh)Ch(ChCd)式中，Cl最低成本Ct报价成本Ch限额成本S承包商分项的节约额,施工合同类型的选择,工程索赔,工程价款结算投资偏差分析,施工阶段投资控制,工程预付款工程进度款尾留款竣工结算例题,建设工程价款结算,工程预付款,发包方按照施工合同约定在开工前预先支付给承包商的备料周转金，开工后按约定的时间和比例逐次扣回。（1）预付备料款的时间：开工日期前7天（2）预付备料款的限额备料款限额全年施工产值预付备料款占工程价款的比例（1030）（3）预付备料款的扣回：以抵扣工程价款的方式陆续扣回起扣点：从未施工工程尚需的主要材料及构件的价值预付备料款T起扣点，即工程预付款开始扣回时的累计完成工作量金额M工程预付款限额N主要材料及构件所占比重P承包工程价款总额,工程进度款,（1）工程量确认：承包人向工程师提交已完工程量报告7天内，7天内未计量，视该报告有效。（2）支付进度款时间：工程量确认14天内金额：当月累计产值起扣点,当月应付进度款当月产值（当月累计产值起扣点）主要材料所占比重以后各月，当月应付进度款当月产值（1主要材料所占比重）,尾留款,拨付时间：质量保修金，在工程保修期满结束后拨付。扣除金额：一般为工程总造价的35.扣除方式：1当工程进度款拨付累计额达到总造价的一定比例(95%-97%)时，停止支付，余款作为尾留款。2从发包方向承包方第一次支付的工程进度款开始，每次承包方应得的工程款中扣留规定比例的保留金。,竣工结算,例题一：某施工单位承包某工程项目，甲乙双方签订的关于工程价款的合同内容有：建筑安装工程造价660万元，建筑材料及设备费占施工产值的比重为60%；工程预付款为建筑安装工程造价的20%。工程实施后，工程预付款从未施工工程尚需的建筑材料及设备费相当于工程预付款数额时起扣，从每次结算工程价款中按材料和设备占施工产值的比重抵扣工程预付款，竣工前全部扣清；工程进度款逐月计算；工程质量保证金为建筑安装工程造价的3%，竣工结算月一次扣留；建筑材料和设备价差调整按当地工程造价管理部门有关规定执行（当地工程造价管理部门有关规定，上半年材料和设备价差上调10%，在6月份一次调增）。,工程各月实际完成产值如下表问题：该工程的工程预付款、起扣点为多少？该工程2月至5月每月拨付工程款为多少？累计工程款为多少？6月份办理工程竣工结算，甲方应付工程结算款为多少？,例题二：某业主与承包商签订了某建筑安装工程项目总包施工合同。承包范围包括土建工程和水、电、通风建筑设备安装工程，合同总价为4800万元、工期为2年，第1年已完成2600万元，第2年应完成2200万元。承包合同规定：业主应向承包商支付当年合同价25%的工程预付款；工程预付款应从未施工工程尚需的主要材料及构配件价值相当于工程预付款时起扣，每月以抵充款的方式陆续收回。主要材料及设备比重按62.5%考虑；工程质量保修金为承包合同总价的3%，经双方协商，业主从每月承包商的工程款中按3%的比例扣留。在保修期满后，保修金及保修金利息扣除已支出费用后的剩余部分退还给承包商；当承包商每月实际完成的建安工作量少于计划完成建安工作量的10%以上(含10%)时，业务可按5%的比例扣留工程款，在工程竣工结算时将扣留款退还给承包商；除设计变更和其他不可抗力因素外，合同总价不作调整；由业主直接提供的材料和设备应在发生当月的工程款中扣回其费用。,经业主的工程师代表签认的承包商在第2年各月计划和实际完成的建安工作量以及业主直接提供的材料、设备价值见表6-2。表6-2工程结算数据表单位：万元问题：工程预付款是多少？工程预付款从几月份开始起扣？1-6月以及其他各月工程师代表应签证的工程款是多少？应签发付款凭证金额是多少？竣工结算时，工程师代表应签发付款凭证金额是多少？,投资偏差分析,偏差分析的三个参数和两个计算公式常用的偏差分析方法横道图比较法前锋线比较法S曲线比较法偏差形成原因及改进措施,偏差分析的三个参数（1）拟完工程计划投资：在某一确定时间内，根据进度计划安排所应完成的工程内容的计划投资。除非合同变更，一般保持不变。拟完工程计划投资=拟完工程量*计划单价（2）已完工程实际投资：到某一时刻止，已经完成的工作实际投入的资金。已完工程实际投资=已完工程量*实际单价（3）己完工程计划投资：在某一时间已经完成的工作计划投入的资金。已完工程计划投资=已完工程量*计划单价,偏差分析的两个计算公式（1）投资偏差：投资实际值与计划值之间存在的差额投资偏差已完工程实际投资-已完工程计划投资判断：结果为正表示投资增加结果为负表示投资节约。（2）进度偏差：实际进度与计划进度之间的差异：进度偏差已完工程实际时间-已完工程计划时间为了与投资偏差联系起来，进度偏差也可表示进度偏差拟完工程计划投资-己完工程计划投资判断：结果为正值时，表示工期拖延；结果为负值时，表示工期提前。,横道图比较法,假设：各分项工程计划进度和实际进度均为匀速进度，且各分项工程实际完成总工程量和计划完成总工程量相等,横道图比较法例题2005年造价工程师试题,某工程按最早开始时间安排的横道图计划如图5.1，其中虚线上方数字为该工作每月的计划投资额（单位：万元）。该工程施工合同规定工程于1月1日开工，按季度综合调价系数调价。在实施过程中，各工作的实际工程量和持续时间均与计划相同。问题1.在施工过程中，工作A、C、E按计划实施（如图5.1中的实线横道所示），工作曰推迟1个月开始，导致工作D、F的开始时间相应推迟1个月。完成B、D、F工作的实际进度的横