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2012年岩土工程师模拟题之自充填混凝土施工效益评估(2)

www.zige365.com 2011-11-23 11:44:28 点击:发送给好友 和学友门交流一下 收藏到我的会员中心

3.3分析比较

经由仿真作业流程系统建立,再将高性能混凝土(HPC)、自充填混凝土(SCC)、传统混凝土(OPC)三项不同材料模拟分析比较,主要研究方向分别为作业时间、材料成本及人力资源间之差异。在初步模拟浇置175.0立方公尺之混凝土所花费之时间,其分别为142.4、114.8及150.5分钟,而经测算其混凝土浇置速率分别为每小时73.7、91.5及70.8立方公尺;而经研析其影响作业时间最大因素,除混凝土之流动速率外,其自流性不佳所必需配合拆卸套管等作业,亦是影响作业时间的另一大作业因素,而相较于传统混凝土之浇置速率,其影响主要因素包括浇置点位置移动与混凝土流动速度,尤其因传统混凝土之坍度要求甚小,其浇置过程中常因每一浇置点易造成混凝土堆积,而须常常移动浇置点位。

其次,振动捣实作业中,因高性能混凝土尚需振动新拌混凝土,故仍需于浇置后配合进行约185分钟之振动作业,然此项就自充填混凝土而言,反因其无需另派员进行振动捣实而完全不发生作业时间;若就传统混凝土振动捣实作业,则因在浇置作业面配置两组振动作业工班,故其作业时间平均将可略为降至162分钟。最末,镘平作业在高性能混凝土施作人力上,却多用于混凝土之铺平作业,其系因流动性与自平性未达自充填混凝土之要求,而传统混凝土之镘平与铺平作业量,则较高性能混凝土与自充填混凝土高出甚多,此亦缘于其坍度小,流动性不佳所致,对此非但要具更多人力进行作业,其作业时间亦相对增加甚多。

而在人力资源分析上,自充填混凝土与高性能混凝土间之总支出成本,明显地存在于其用人成本之差异,尤其可发现在自充填混凝土高流动性、自平性,及其粒料均匀等特性均使得其在施作人力成本上之需求降低;而若就混凝土浇置175立方公尺所需实际用人成本,其中不包含闲置作业时间所造成之人力成本之浪费,可将浇置作业与捣实及镘平作业之发生金额予以加总,并得高性能混凝土之用成精简成本为5337元,而自充填混凝土则为2171元,而传统混凝土则高达9729元,若纯以每立方公尺用人成本考虑,则发现高性能混凝土每立方公尺之施作成本约需27.7元,而自充填混凝土约为11.3元,传统混凝土则高达50.5元;由此可知,当混凝土施作数量逐渐增加同时,亦相对拉高其用人成本。

四、结论

本研究目的即藉由营建作业程序仿真系统分析之方式,探讨自充填混凝土与传统混凝土在施工上之具体效益,俾提供产业界人士参考,而本文更将施工效能采以定量评估分析方式,研析作业时间与施作成本上之差异。而就本文结果综合归纳以下几点:

1.UM-CYCLONE仿真系统建构之模式,主要系依据案例现场作业流程所编写,其中更以现场浇置作业之各工项加以连结后,亦将其相关资源纳入考虑,之后将现场实录或观测各工种在作业时间输入仿真,随后即可将得出仿真结果再与现场作业状况与资源闲置等情形加以验证,而修正流程至符合现场实况为止。故本研究除针对计算机仿真流程建构之外,对于现场实作现况仍应透过记录与摄影等方式,撷取相关施工作业内容与时间,其目的在使模拟结果趋近于实际操作,而能确实印证相关资源在使上之不足或过剩。

2.就成本效益观之,高性能混凝土每立方公尺之用人成本约为27.7元,而自充填混凝土仅需11.3元,传统混凝土则升至50.5元,此显示研究案例中高流动性高性能混凝土在浇置每立方公尺成本上仍高出自充填混凝土一倍之多,而传统混凝土又高于高性能混凝土之一倍,为自充填混凝土之四倍。

3.就作业时间观之,依据模拟浇置175立方公尺之高性能混凝土,并经多次循环模拟结果,可得出浇置速率每小时可完成73.7立方公尺,传统混凝土则为70.8立方公尺,而自充填混凝土因其自充填与自平等特性,则浇置速率为提升至91.5立方公尺;因一般传统混凝土浇置约在每小时60至100立方公尺不等,显示三种不同之混凝土之浇置模式中,自充填混凝土能由其良好的自流性,加速混凝土之泵送并使人力作业接口减少,均使浇置作业速率往上提升,而高性能混凝土则虽较传统混凝土之作业内容减少部份工班,然仍因其自流性上无法充分满足自动填充与自平之特性,故在作业速率上仍未有效提升,此则显示自充填混凝土在浇置速率上之优势。

4.资源运用与闲置状况之改善,在于透过本研究模拟结果,发现镘工不论在高性能混凝土、自充填混凝土,甚至传统混凝土中均存在极大之闲置比例,主要为镘工进场后即需等待混凝土逐层浇置至楼板面而进行铺平与修面作业,而自充填混凝土与高性能混凝土却因其自流且浇置速度加快,而缩短其等待时间,但其发生之闲置仍无法完全避免。另振动作业则因其可随时移动,且为配合浇置作业,偶发之停机移机状况,其大部份仍与浇置混凝土作业同步,也使得传统混凝土与高性能混凝土在振动捣实之资源闲置状况差异不大,反而自充填混凝土却因无需派员,使本项作业不发生任何闲置情况

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