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1.1管理層成本管理意識薄弱在過去的計劃經濟條件下,建筑業利潤比較高,施工企業只需要完成指令性任務,很少考慮和核算施工項目的節超問題,管理層對施工成本也沒有太多的重視,為了完成施工項目,只干不算。但是目前行業逐漸成熟,競爭日趨激烈,企業管理層開始注重加強對成本的控制。然而這種觀念的轉變需要經歷較長一段時間,所以在具體的成本控制工作中仍然存在管理層成本管理意識薄弱的現象,以至于成本控制工作難以全面展開。
1.2成本控制組織不全從成本控制組織上看,成本控制組織主要存在以下兩個方面的不足。一方面,缺少擁有權力,能夠承擔責任的成本管理部門。另一方面,在成本控制上,缺少系統管理和對項目施工階段成本支出的系統控制。大部分企業只局限于對施工項目中一些資源消耗的控制,而對整個產業鏈沒有進行細致的研究,因此對全局缺乏把握,不能在整體的高度上對成本進行優化,對建筑成本管理效益的提升造成嚴重的制約。
1.3成本管理體制存在嚴重問題目前,很多房建工程對于成本管理的責任只是流于形式,雖然已制定了造價控制規劃,成本管理目標缺乏嚴實性。此外,建設單位普遍缺乏權、責、利相結合的科學的成本績效考核制度體系,基礎薄弱。責權相對混亂,管理機制僵死,以致無法正常核算工程建設,從而導致經濟成本管理實施無法到位,做好做壞一個樣。不利于加強房建工程經濟成本的管理。
2施工階段的造價控制
2.1建立建筑施工項目成本控制體系項目經理責任制是建筑施工項目管理的主要特征之一,這一體系主要就是要求建筑施工項目經理對于建筑施工的進度、成本、質量以及施工現場的安全管理進行全面的負責,特別是對建筑施工項目的成本控制放在首要地位。定期對各責任部門和負責人的成本控制工作進行檢查,從而確保建筑施工項目的成本控制工作的責、權、利落實到位。在管理模式方面,追求項目投資有效控制,按照監理規定和實施準則,完善職責分工和相關的制度,落實責任,在工程管理機制上建立健全投資控制系統。
2.2施工組織設計的優化和施工方案的技術經濟比選編制合理的施工組織設計并組織實施。施工組織設計是用以指導施工準備乃至施工全過程的技術經濟文件,其內容應針對工程的性質、規模、結構、施工復雜程度、工期要求和建設地區的自然經濟條件等,一份好的施工組織設計能指導項目部合理利用人力、物力、財力,以最低投入滿足合同要求。施工組織設計的編制對工程造價的影響至關重要,在施工過程中針對工程實際情況編制相應的施工方案,反復斟酌,優化方案,更為重要的是在施工過程中應嚴格按所選擇的施工設計或施工方案組織實施施工。一個好的施工組織設計,往往能縮短工期,提高材料利用效率,控制造價。
2.3加強對限額領料單以及施工任務單的管理將施工預算與限額領料單以及施工任務單進行核實對比,計算出其中存在的差異,并對差異產生的原因進行核實分析,采取積極有效的糾偏措施。對月度成本的原始資料一定要做好收集整理工作,只有這樣才能對月度成本做出正確的計算,才可以更為準確直觀的進行實際成本與月度預算成本之間的比較分析。責任成本的核算工作要在月度成本核算的基礎之上進行。要想及時順利的保障施工過程中物資的提供就要對外經濟合同的履行情況進行及時準確的檢查核實。針對工程量的清單報價,施工單位采取“低價中標,索賠盈利”的方式承攬工程。作為業主方,造價專業人員要做到主動監控,嚴格審核工程變更,計算各個項目的變更對總投資的影響,在使用功能、經濟美觀角度確定是否有必要對工程進行變更,避免投資失控。對于施工單位和材料的供應商不履行約定義務應及時提出索賠,這樣有效地控制成本。
2.4施工材料成本控制和管理的強化房建工程企業應在采購材料之前對預購材料進行合理的規劃,因為從成本分析的角度來看,在整個房建工程運行的過程中,工程材料的成本往往都占據總成本的55%以上,而房建工程施工又是一項耗費大量的建材的工程,因此加強施工材料的成本管理對提升房建工程項目的經濟成本控制而言,意義不言而喻。而做好施工材料的成本控制的最主要的途徑就在于對材料采購的控制。工程項目在獲得競標后,企業和項目部的人員要嚴格根據工程的需求進行施工預算,并且項目工程部的技術人員還要進行反復的核算,使得施工材料在采購上不出現嚴重的問題。同時上報審批,通過審批后方能按照采購方案進行建材的投入。在宏觀上對建筑經濟成本進行調控。對于設備,應保證其效率最大化,并做好其保養維護工作。減少材料及設備方面不必要的支出。
3結束語
蔣莊漫水閘拆建工程水下工程開工時間為2011年2月14日,水下工程完工時間為2011年5月31日,6月15日具備水下工程驗收條件。該工程施工作業范圍廣,施工工期緊,從工程總體考慮,閘室段施工工序較多,工藝復雜,所以本工程工期計劃以閘室段施工為主線,其他工序同時穿行。按照施工進度計劃,本工程施工關鍵線路為:圍堰填筑老閘閘室拆除基坑土方開挖基礎處理閘底板閘墩、工作便橋排架工作橋閘門、啟閉機安裝水下驗收拆除圍堰橋頭堡及啟閉機房屋土建及裝修工程電氣設備采購及安裝、調試。開完工時間見。
2嚴格施工進度過程控制
2.1老閘閘室段拆除進度控制
原蔣莊漫水閘中間為18孔老閘,兩側為后增設的各10孔新閘。閘室拆除工程分先后次序拆除:先拆除右岸側10孔新閘,因該段位于險情發生段,施工期間涉及基礎處理以及砂性透水層降排水工作。然后拆除左岸10孔閘,最后進行中間18孔拆除。根據原計劃老閘閘室段24d拆除完成,采用4臺振動破碎錘,4臺1m3挖掘機,配合10臺10t自卸汽車。實施過程中根據拆除機械的性能對機械設備進行優化組合,采用7臺振動破碎錘,配4臺1m3挖掘機,配合10臺10t自卸汽車清運廢渣,原計劃拆除次序不變,并且保證拆除工作晝夜不間斷施工,整個老閘拆除共用了10d時間,全部拆除完畢,為后續工作爭取了2周的時間。
2.2基礎處理進度控制
閘室段基礎處理原設計方案為5號底板及下游翼墻下基礎采用水泥攪拌樁,其余閘底板及消力池斜坡段下采用回填水泥土方案。右岸5號底板地基原為老沙河河床,依據地勘結論,最右端12m范圍有較深的②-2b淤泥質黏土,與現場開挖的探坑基本相吻合,為加快施工進度,同時便于控制工程施工質量,經參建單位多次開會專題研究基礎處理方案,經方案比選優化,確定5號底板地基處理方案為:高程4.80m以下采用C20拋石混凝土換填,拋石量按10%計;高程4.80~5.80m換填10%水泥土,壓實度不小于0.96;對1~4號底板地基采用C20拋石混凝土換填,拋石量按10%計。該方案比原方案不但縮短了工期,而且地基處理效果好。
2.3閘墩及工作便橋施工進度控制
根據原施工組織設計,先進1號、3號、5號閘墩及工作便橋澆注,然后待以上閘墩及工作便橋具備模板拆除條件后,將腳手架及模板周轉至2號、4號底板閘墩及工作便橋進行立模澆注。為了加快施工進度,建設單位及監理單位要求施工單位加大模板以及腳手架投入,全部采用一次性模板及腳手架,施工期間不進行模板周轉,雖然增加了一部分施工成本,但大大減少了因模板及腳手架周轉的時間,為整個工程施工,爭取了大量時間。
2.4加強門槽埋件等的進度控制
閘門埋件的制作進度直接影響工程安裝進度,原設計門槽埋件采用二次澆注,經多次研究討論,為加快工程進度,采用一次澆注。該方案中埋件的進場時間直接影響工程的施工進度,為此監理單位和建設單位定期到生產廠家查看實施進度,嚴格控制時間結點,確保按時交貨,為水下工程按時完成打下了基礎。
3認真組織落實施工進度保證措施
3.1組織措施
工程建設項目進度控制的組織措施是進度目標是否實現的決定性因素。根據工程進度的工作任務分工表和管理職能分工表的要求,結合批準的工程進度計劃,定期跟蹤進度執行情況,及時采取糾偏措施,及時調整進度計劃。為確保工程實施進度,建設處每周召開工程進度、質量會議,及時采取進度糾偏措施,調整工程進度方案。在整個工程實施過程中,做到統一組織協調、統一計劃安排、統一現場管理、統一物資供應、統一資金收付。建立健全管理機構,明確各部門、各崗位的職責范圍,為該工程配備足夠的適合要求的各類專業技術人員。加強現場后勤保障工作和參建人員的思想政治工作,使每個參加施工的職工充滿責任感、榮譽感,發揮出其最大的積極性和主動性。
3.2經濟措施
根據工程的實施進展情況,及時編制資金需求計劃,確保工程建設資金及時、足額到位,為工程的順利開展提供資金保障。科學調度人力和物力資源,根據工程施工進度的需要,不定期調整人力和物力資源,確保現場所有可以展開的工作全面鋪開;同時在施工單位各班組中采用經濟激勵措施,使班組之間形成“比學趕超”的施工競賽的氛圍,充分調動現場施工人員的工作積極性,提高了工作效率。
3.3技術措施
工程的技術保證是工程順利開展的前提和基礎,建設單位及時組織對施工圖設計進行技術交底,了解設計意圖和施工方法。在施工過程中,認真分析可能出現影響進度的技術問題,做好對圖紙提供、材料設備進場、氣候氣象、設計變更、人員變動等各方面的充分估計和準備,避免一切可預見的不必要的停工和延誤。對于由不可預見的因素導致施工進度延誤,及時研究著手安排趕工期計劃。施工中通過控制日計劃保周計劃,控制周計劃保月計劃,以月計劃保階段計劃,最終保證總工期的順利實現。
3.4管理措施
建設處根據合同要求的工期,加強了進度考核,編制下發了《連云港市蔣莊漫水閘拆建工程進度考核辦法》,對現場的管理人員、勞動力、機械設備數量、工程各部位的進展情況進度定期考核,并將考核的結果及時通報監理、施工單位。針對考核中發現的問題,有的放矢的進行整改和完善。
4結語
1.1水泥與鋼筋質量控制施工單位的水泥、鋼筋無法大批量進貨,且進貨渠道多,所以對于進場的水泥、鋼筋可采用分批、分種類堆放的方式,并要求供應商提供出廠合格證明。對進場的鋼筋應進行機械性能試驗,并分析用于特殊部位鋼筋的化學成分;對于水泥,進行細度、安定性、凝結時間、強度試驗,禁止未經檢驗合格的鋼筋、水泥用于施工。
1.2鋼筋焊接控制現場鋼筋,多數經加工后方可用于施工,比如通過張拉、焊接與成型等加工。本文以鋼筋焊接為例進行說明。驗收鋼筋后,在施工前,施工單位須進行技術交底、質量控制等,并要求焊接人員持證上崗,對于不同品種、焊接工藝的鋼筋接頭,先進行焊接試件的工藝檢驗,合格后方能實施焊接[2]。焊接成品的檢查是質量控制的重點:首先是外觀的檢查,將檢測與目測相結合,對彎折角度、燒傷、軸線位移等進行嚴格檢查;其次,隨機抽樣檢測,以300個焊接接頭為一組,對焊接質量進行抽檢;第三,發現不合格產品后,分析原因,并及時總結,規范焊接操作,并按相關的規范驗收[3]。
1.3混凝土控制在工程施工中,混凝土是使用最為普遍的材料,其質量如何關系到工程質量。影響混凝土質量的因素比較多,比如原材料、攪拌、運輸、振搗和養護等各環節。所以,在原材料控制中,應加強對混凝土質量的管理,保證水泥、砂、石、摻合料外加劑等材料性能均應符合規范標準要求。各種計量器具、量具、混凝土拌合物的稱量偏差和攪拌時間應符合標準要求。混凝土拌合物的原材料稱量數量應嚴格按照混凝土施工配合比進行,混凝土施工配合比應根據現場砂、石的含水率的變化及時調整水、砂、石的用量。在運輸過程中,應控制混凝土拌合物不出現離析、分層現象,還應滿足現場施工要求。在澆筑過程中,應有效控制混凝土拌合物的均勻性、密實性和整體性。后期的養護環節是非常重要的,這也是經常被人忽視的環節,混凝土養護部好往往會前功盡棄,所以應安排專人負責保養;選擇的養護方法應滿足施工養護方案或者養護制度來進行,對于大體積混凝土的養護工作則更加重要。
2加強對施工材料的管理
2.1完善質量保證體系,并強化合同管理由于劣質材料而導致的質量事故與損失往往無法挽回,所以為了避免此類事故的發生,需要未雨綢繆,防患于未然。在對材料質量控制過程中,建立健全材料質量保證體系,同時加強組織管理、人員管理和技術手段,防止材料出現問題。同時,加強對施工合同的管理,明確材料管理中施工單位的責任、權限等,對材料質量有疑問時應進行抽檢。在監理單位的見證下,施工單位也需要對材料進行抽檢,并提供準確的試驗檢驗結果。在工程項目實施過程中,根據合同規定辦事,強化合同管理,管理始終以合同為依據,將抽檢與復檢兩種方法結合起來,并以施工單位的自檢為主,將直接與間接控制結合起來,強化第三方監理,以避免將不合格材料用到施工作業中。
2.2制定完善的材料監理細則在土建工程項目實施過程中,監理單位應明確工作的性質、方法和程序。根據工程的實際情況,制定詳細的、完善的材料監理細則,明確質量監理的程序。在材料的監理細則中,明確監理人員的職責、工作方法、手段和監理措施等,并嚴格根據這些細則實施監理,確保材料監理工作邁入正規化的軌道。
2.3審核施工材料規劃在工程施工現場,材料監理人員應首先了解材料監理的總體規劃,并審核其是否滿足工程進度的要求,對于發現的問題,及時提出整改措施。做好該項工作的基礎上,每月的25日之前,施工單位向解材料監理提出材料進場規劃,主要的內容包括生產廠家、數量和品種等,確保材料的監理符合法定程序,避免監理工作的隨意性和盲目性。此外,施工單位還需要加強對材料采購的管理,對材料生產廠家的資質、技術水平等進行確認,對于訂購的產品,要求生產廠家提供質保書,并按照質保書列出的檢驗項目,對材料質量進行再檢驗。如樣品不符合規范,則可不訂購該廠家的產品。
3結語
高校隱性債務的存在使得管理者、決策者無法全面、準確地把握會計信息。現行的收付實現制是高校會計產生隱性債權、債務的重要原因,以收付實現制作為確認基礎,會計賬務不確認、會計報表不反映當期實際已經發生的收款權利和付款義務,夸大了可支配的資金。主要表現為已確知的應付未付而會計尚未確認的各類費用或支出,如應付未付又未掛賬的工程款,校內籌集的教職工集資款、應交未交又在賬面上未反映的社會保障費、利用校辦產業替高校的貸款等。表面上學校不將其列入債務,但卻存在一種債務關系,隨著時間的推移或某種因素的改變就會顯現,這類應付款項的流出將會導致高等學校資產減少、支出或費用增加。由于隱性債務的“潛在性”和“隱蔽性”,財務管理時往往容易遺漏,成為高校財務風險的重要影響因素之一。另外,高校固定資產不計折舊,不能準確地計量教育成本,影響了高校會計核算的真實情況;且基建會計未在會計大賬列支,不能完全地反映出高校的資產和債務情況,導致相關的債權、債務隱性化。舊會計制度不利于防范化解財務風險,新的會計制度符合我國高校發展的需要。
2化債后如何有效應對高校財務風險
2.1提高高校資產的管理水平,開源并節流多校區運行模式下,高校的設備和土地存在著不同程度的閑置和浪費,應充分利用學校資源,根據資產管理的相關規定對高校資產特別是校區土地資產進行處置、出租,提高資產的使用效率,從而為高校提供一定的資金來源。加強高校無形資產和其他固定資產的管理,確保高校資產價值得到應有的保值、增值。不斷提高高校自身的綜合水平,利用教學資源,與政府、企業聯合辦學,面向社會開展教育培訓服務,增加培訓收入,實現高校辦學資源與社會培訓需求的互補。同時著重加強科研產業,自辦企業或引進社會力量發展校辦企業,不斷拓寬高校收入途徑,為學校發展提供資金保障,提高自身的償債能力和債務管理能力,但高校應加強監管、科學管理,通過徹底改革,校企分開,才能真正為高校發展提供源源不斷的活力。多渠道籌集辦學經費,不斷拓寬高校收入增長途徑及潛力,為學校發展提供資金保障。提高財務透明度,對學校各項收費進行有效監督,進一步完善相關財務制度,從源頭上加強防治腐敗的力度,避免學校內部私自截留收入,產生私設“小金庫”問題。加強高校成本管理,制定節約措施,減少浪費,使學校能夠以最低的成本和較低的風險籌措到高校所需的資本。
2.2建立高校財務風險防范長效機制,加強審計預算執行和監督高校應將風險管理納入到日常的管理工作之中,設置相關量化指標,采取各種分析統計方法和數學模型,從償債能力、運行績效、收益情況和發展潛力這四個方面,對財務數據等相關資料進行分析、預警,建立健全風險防范預警機制。一旦財務指標達到或超過警戒線,財務人員就需要及時分析風險發生的原因,制定出切實可行的處理方案,針對性地化解風險。對財務的關鍵性指標要跟蹤觀察,比如反映高校資本運作風險的相關指標,包括資產負債率、借款占貨幣資金的比率、累計借款占總資產的比率等。在各類風險指標體系的綜合反映下,將高校財務風險進行分級預警,并據此及時調整相關決算,隨時掌握高校在運營過程中因資金運動而面臨的風險,將財務風險化解在可控范圍之內。在日常工作中嚴格按預算執行,并加強審計監督,及時發現、總結問題,及時分析、糾正偏差并進行協調、控制,實現資源的合理配置。學校審計部門應加強風險審計,充分發揮審計較高層次的財務監督功能,提高審計信息的流動性和審計工作的時效性,對內審的主體、內容、程序等做好制度安排,逐步完善內部稽核和內部控制制度,提高學校規避財務風險的能力。不斷對自身的財務決策進行評估,規避財務風險。
1電網項目投資計劃是根據工程建設進度安排,結合工程概算或估算,按年度測算出的工程投資額度。財務預算基本上是在投資計劃基礎上按財務的格式和形式展現的,具體執行中各行其道。由于對工程項目的構成、安排以及投資額的計列依據不甚明了,造成預算管控“靶心”不準,其間容易脫節。根據有關統計數據分析,投資計劃和財務預算與工程實際存在偏差。財務預算簡單照搬投資計劃造成預算偏松,浪費財務資源。
2從內外部監督檢查中發現,公司投資管理存在薄弱環節,一方面說明概算水平偏松、控制標準偏低、存在操作空間;另一方面則說明財務預算的精益化程度不夠,缺乏對各類工程項目、成本費用額度、費用支出標準的準確把握。
3預算是對企業各類資源的優化配置,是企業一切經濟活動的統籌安排,是實現發展戰略和當期經營目標的制度保障。受宏觀經濟形勢影響,電量中低速增長將成為常態,以往依靠投資帶動電量、收入增長的發展方式將難以為繼。各單位發展還不平衡,有的單位電網投資能力與投資需求之間存在較大矛盾,這就要求我們通過全面預算管理科學安排電網投資規模,從嚴編制投資計劃,準確編制電網基建工程投資預算,加強投資效益引導,進一步挖潛增效,確保公司穩定、健康發展。實行電網基建工程投資預算管理,是公司進一步提升投資管理水平、財務管理水平的客觀要求和必然選擇,有利于提高財務預算與投資計劃的準確性,促進兩者有機融合和無縫銜接,增強預算管控針對性;有利于提升投資控制和管理規范化水平,從嚴從緊控制投資,切實規范工程成本費用開支行為;有利于發揮預算資源統籌配置作用,進一步降本增效,確保公司穩定、健康發展。
二、如何推進工程投資預算管理
1電網基建工程投資預算是公司全面預算的重要組成部分,是對電網基建工程投資作出的財務資源安排,其核心在于投資管理模式的調整和確定、成本費用標準的測定、管控流程的確定、業務財務的協同,主要有五項推進舉措。電網基建工程投資預算管理是一項跨部門、跨專業的系統工程,應切實加強各單位電網基建工程投資預算管理工作的組織領導,強化發展、基建、物資及財務業務的銜接協同。要按照公司預算編制工作統一安排,及時、準確、完整編報電網基建工程投資預算。嚴格落實國網公司批復的投資預算方案,認真做好各項指標的分解細化,將投資預算分解到責任部門、基層單位,細化至具體工程和成本費用項目。按照預算管理辦法,做好電網基建工程投資預算的執行、控制,嚴控預算外開支,增強預算執行剛性和嚴肅性,有效提升工程成本費用管理水平。
2依據工程總投資預算,加強招標采購、工程結算、竣工決算等環節成本控制,確保決算不超預算;依據年度投資預算,加強工程成本費用發生的過程跟蹤和動態管控,確保總投資預算目標實現。深化月度預算管理,強化工程成本費用支出審核把關,有效落實年度投資預算。按照工程其他費用分類管理要求,統籌工程支出、固定資產零購和生產成本,防止重復計列、多頭開支、混淆使用。嚴格執行工程竣工決算分級審核審批制度,按照投資預算確定的開支范圍與標準,剔除不合理和不實成本費用支出,實現工程價值閉環管理。
3預算執行情況分析是采取調整糾偏措施的前提,是確保預算目標實現的關鍵環節。注重電網基建工程投資預算執行情況的總結分析,對比電網基建工程累計成本支出與總投資預算、當年成本支出與年度投資預算,從需求提報、招標采購、合同簽訂、合同履約、物資領用、項目結算等關鍵節點,分析差異產生原因,采取有針對性的管理措施,加以糾正和解決。進一步健全完善預算考核指標體系和計分辦法,通過加強電網基建工程投資預算執行過程控制及分析,不斷提高電網基建工程投資預算管理工作質量。
4電網基建工程投資預算管理涉及財務管控模塊、套裝軟件等多個系統,相互關聯、緊密耦合,交織成為保障投資預算高效編制、有效管控的統一平臺。
5電網基建工程投資預算的編制,要遵循“一項目一表單”原則,以工程概算或估算為基礎,按照基建標準成本和工程其他費用管控措施確定工程總投資預算,進而結合工程預計進度和財務預計支出形成年度投資預算。按國網公司總部統一要求,盡快完成有關系統功能部署和數據治理,通過ERP、財務管控、項目規劃計劃等系統集成數據和手工錄入相結合的方式,編報電網基建工程投資預算表中各項數據,保證填報質量與效率。根據公司總部通過財務管控系統下達的電網基建工程投資預算批復方案,在進行分解細化、上報備案的同時,將工程總投資預算和年度投資預算按期至ERP系統,深化應用預算控制功能,實行工程成本支出強控制,落實電網基建工程投資預算管理的各項要求,確保充分發揮投資預算管控作用。因客觀條件變化確需調整預算的,應按照公司預算調整程序辦理。
1.1BMSCs概念及其特點
間充質干細胞(MSCs)是一類來源于中胚層的具有自我更新及多向分化潛能的干細胞,廣泛分布于骨髓、臍血、外周血、胎盤、胎肝、胎腎、胎肺、軟骨膜、骨膜、脂肪及肌肉等組織中。BMSCs具有長的突觸,最易獲取,因此是目前用于MSCs研究的主要來源。MSCs在特定的條件下可以誘導分化為跨系,甚至跨胚層的組織細胞,成為現代組織工程學中理想的種子細胞;同時,MSCs易于導入外源目的基因,易于外源基因的轉染和表達,因此也成為基因治療的首選細胞。
1.2BMSCs的體外分離和培養
目前分離純化BMSCs的方法主要有4種:(1)貼壁篩選法;(2)密度梯度離心法;(3)免疫磁珠分離法,但后2種分離法價格昂貴、操作復雜,其應用受到了限制;(4)流式細胞儀分選法。二維培養技術已普遍采用,盡管逐步得到改善,但仍存在難以克服的缺點:(1)貼壁的表面積有限,細胞產量低;(2)無菌操作過程繁瑣,容易污染;(3)代謝產物逐漸堆積,排除不及時易引起細胞生長不良甚至退化;(4)細胞離開了體內同細胞外基質共同構成的三維立體結構,生物學行為受到影響,容易變異。因此,有人提出三維培養的設想。1998年,Qiu等對鼠骨髓基質進行三維培養。Glowacki等用膠原海綿作為載體進行三維灌注培養,減少了代謝產物的聚集,結果發現細胞外基質含量提高,所培養的細胞活性和功能均加強。大載體生物反應器已成功用于某些植物和動物細胞的大規模離體培養,能否將其用于BMSCs的擴增培養,并形成產業化,從而滿足細胞工程和基因工程對種子細胞量的需求,還有待于一些問題的順利解決。
2簡述脫細胞基質(ECM)
2.1ECM的特點
ECM是應用物理或化學方法將異體或異種組織進行脫細胞處理,從而去除組織移植過程中引起排斥反應的相關抗原,以用于修復損傷組織的一種新型生物材料。ECM在生物補片材料領域具有重要的研究價值。ECM在組織學方面,它較好地保留了細胞外基質的主要成分和結構,為其植入體內修復缺損組織提供了物質基礎。從豬小腸(SIS)制備的具有顯著的組織來源特性,經常作為ECM支架的原型參照物。在凍干狀態下,SIS含有90%的膠原,其中最主要的是I型膠原蛋白,并含有少量的III、IV、V和VI型膠原成分。豬膀胱制備的脫細胞膀胱基質(UBM)和SIS含有的膠原類型相同,但III型膠原含量稍多一些,并且UBM含有基底層特殊成分:VII型膠原,該型膠原是UBM區別于其他ECM的顯著特點。在免疫學角度,它清除了具有強抗原性的各種細胞,所以組織抗原性明顯降低。同時它具有良好的組織相容性這一生物學特點。不同組織來源的ECM顯然具有不同的特性。目前ECM的應用方式有以下三種:(1)直接替代;(2)做為組織工程的支架材料;(3)埋植充填。ECM作為支架材料近年來發展迅猛,展示出強大的生命力及臨床應用前景。并且已有應用于臨床試驗的報道。
2.2ECM的制備方法
含水的組織薄片可以直接用于支架材料;數個含水的組織薄片可以經真空壓縮成一個多層的支架材料;含水的組織薄片也可以冷凍;凍干的薄片可以經粉碎制成微粒形式的材料;這種經粉碎的材料可以經胰酶消化制成液態的材料,可以再聚合成凝膠或者可以與合成聚合物聚合成一種混合的支架。但常用的為酶消化法、滲透溶液法和去垢劑清洗法。去垢劑多采用聚氧乙烯辛基苯基醚(Triton-x100),胰酶多采用乙二胺四乙酸(EDTA)。
3BMSCs與ECM構建組織工程材料
3.1BMSCs與ECM構建組織工程材料的可能性
組織工程學是近年來新興起的一門學科,受到了科學界的廣泛關注。其核心是利用組織工程學技術與生命科學的成果,將活細胞與生物材料結合,修復、重建、維持、恢復或提高人體組織的功能。理想支架材料應具備以下要求:(1)有良好的組織相容性;(2)生物可降解性;(3)無免疫原性;(4)多孔性和高空隙率,利于細胞的黏附和生長,誘導組織再生;(5)可塑性;(6)有一定機械強度。ECM作為一種天然細胞外基質生物材料,幾乎具備以上各種生物特性,ECM是種子細胞及再生相關分子復合良好支架,保留了細胞外基質的生理結構,為種子細胞的種植提供了良好的三維空間結構和生長環境。種子細胞可以進入脫細胞后,與ECM成分相互作用,產生新生組織。植入體內后,干細胞能在體內分化、增值,理論上能豐富組織細胞和組織結構,解決組織修復不足的矛盾,提高遠期效果。因此作為種子細胞的BMSCs與ECM構建是較理想的組織工程材料,具有良好的應用前景。
3.2BMSCs與ECM構建組織材料的特性
3.2.1生物相容性生物相容性是基質
材料在應用前首先要解決的問題。細胞與材料的黏附是體外構建組織工程的前提和基礎,細胞必須與材料發生適當的黏附,才能進行遷移、增殖、分化及生物學活性的表達。Zheng等通過體內植入法證實脫鈣骨基質與BMSCs具有良好的生物相容性,且具有體內成骨及成軟骨能力。Wang等將BMSCs與完全脫鈣骨基質在體外誘導培養成纖維軟骨組織,結果顯示完全ECM為多孔結構,孔隙較高,可提供寬大的內表面和空間,利于細胞的黏附和生長,鏡下觀察可見細胞良好地黏附于支架上,顯示出良好的生物相容性。
3.2.2誘導活性
Li等研究發現,脫鈣骨基質具有良好的軟骨誘導活性,軟骨細胞共同培養后基質中有較多Ⅱ型膠原表達。Mauney等發現三維的部分脫鈣骨較其他合成材料具有更強的骨誘導活性以及促進人的骨骼間充質干細胞分化的能力。
3.2.3ECM的生物力學特性
膠原纖維的構型因素對ECM支架的生物力學性能的影響非常關鍵,其排列和組合方式是由原組織器官的功能所需決定的。Sun等制備的脫細胞骨基質在力學性質方面,較新鮮未脫細胞骨基質稍減弱,但兩組在彈性載荷、破壞載荷、彈性模量方面差異無統計學意義,說明脫細胞過程對骨松質力學性質無明顯影響。也有以新鮮豬肋骨為原料制備脫細胞骨基質,該材料的載荷-變形曲線顯示,得出材料的彈性模量顯著增加,但其壓縮破壞負荷、破壞極限、壓縮極限及極限比率等均有減少和降低,但與新鮮骨組織差異無統計學意義。也有用NaOH消蝕法制備脫細胞真皮基質,進行抗張力試驗,將ECM片與Marlex網(來自美國巴德公司)裁剪成2cm×3cm大小的平片,置于夾持器上,以50mm/min拉伸,記錄拉至補片完全斷裂時所用的力。將單獨ECM片與Marlex網行抗張力試驗發現:Marlex網的抗張力高于ECM。但植入體內5周后,ECM筋膜組織的抗張力高于Marlex筋膜組織。與文獻報道相似。當對SIS進行雙軸力學性能測試的時候,其纖維排列方式使SIS顯示各向異性的力學特點,在纖維縱軸方向上具有很好的張力和切向力。加上外力后,ECM內的纖維排列會發生變化,不僅是膠原纖維從典型的彎曲狀態變成直線狀,而且纖維還可以向張力方向發生扭轉,只要在支架可承受的范圍內,這種扭轉是可以回復的,而且可以通過簡單的仿射模型對支架膠原排列變化進行預測。但是過強且不對稱的張力會造成扭轉的不可回復,從而造成支架的整個生物力學特性的改變。
3.2.4ECM植入體內后的力學性能變
化植入體內后,ECM的機械性能會發生變化,這種變化和材料降解率、植入部位組織微環境和機械微環境關系密切,另外還和新生細胞種植并生成新細胞外基質的速度和范圍相關。一些研究表明:植入后短期內,由于ECM在體內的快速降解,會導致承受張力能力下降,這在大鼠膀胱和肌腱的替代實驗中,進行ECM的體內降解定量測定,均得出了類似結果。降解同時發現新生組織的替代,在重建的早期,降解較快,但新生的ECM組織卻未能完全替代,因此導致最初的力學性能下降。但是,一旦遷入的細胞定植后開始在ECM上擴增,則產生快速的ECM支架重構,從而支架強度和力學性能重新獲得改善。
4盆底重建中的應用
會議收到論文報告58篇并印發了文集,有140人參加會議,在第一天的大會和第二天的分組會上分別有17位和26位專家作了報告,另外還安排了半天時間進行自由發言和討論。會議氣氛熱烈,取得了預期的效果,不同觀點之間也進行了較為充分的交流。
鑒于這一會議的論壇性質,以下僅就會上提出的一些問題及建議作一歸納,提交與會專家考慮并審議。
一、土建結構工程的安全性
結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力,是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準,也與結構的正確使用(維護、檢測)有關,而這些又與土建工程法規和技術標準(規范、規程、條例等)的合理設置及運用相關聯。
1.我國結構設計規范的安全設置水準
對結構工程的設計來說,結構的安全性主要體現在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性與結構的耐久性等幾個方面。我國建筑物和橋梁等土建結構的設計規范在這些方面的安全設置水準,總體上要比國外同類規范低得多。
1.1構件承載能力的安全設置水準
與結構構件安全水準關系最大的二個因素是:1)規范規定結構需要承受多大的荷載(荷載標準值),比如同樣是辦公樓,我國規范自1959年以來均規定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現已確定在新的規范里將改回到200公斤),而美、英則為240和250公斤;2)規范規定的荷載分項系數與材料強度分項系數的大小,前者是計算確定荷載對結構構件的作用時,將荷載標準值加以放大的一個系數,后者是計算確定結構構件固有的承載能力時,將構件材料的強度標準值加以縮小的一個系數。這些用量值表示的系數體現了結構構件在給定標準荷載作用下的安全度,在安全系數設計方法(如我國的公路橋涵結構設計規范)中稱為安全系數,體現了安全儲備的需要;而在可靠度設計方法(如我國的建筑結構設計規范)中稱為分項系數,體現了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數或分項系數越大,表明安全度越高。我國建筑結構設計規范規定活荷載與恒載(如結構自重)的分項系數分別為1.4和1.2,而美國則分別為1.7和1.4,英國1.6和1.4;這樣根據我國規范設計辦公樓時,所依據的樓層設計荷載(荷載標準值與荷載分項系數的乘積)值大約只有英美的52%(考慮人員和設施等活載)和85%(對結構自重等恒載),而設計時據以確定構件能夠承受荷載的能力(與材料強度分項系數有關)卻要比英美規范高出的10~15%,二者都使構件承載力的安全水準下降。日本與德國的設計規范在某些方面比英美還要保守些。一些發展中國家的結構設計多根據發達國家的規范,就如我國解放前和建國初期的結構設計方法參照美國規范一樣。至于中國的香港和臺灣,至今仍分別以英國和參考美國規范為依據。這里需要說明的是,在其他建筑物的活荷載標準值上,與國外的差別并沒有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類型的結構在安全設置水準上與國際間的差距并不相同,比如鋼結構的差距可能相對小些。
公路橋梁結構的情況也與房屋建筑結構類似,除車載標準外,荷載分項安全系數(我國規范對車載取1.4,比國際著名的美國AASHTO規范的1.75約低25%)與材料強度分項安全系數均規定較低。
盡管我國設計規范所設定的安全貯備較低,但是某些工程的材料用量反而有高于國外同類工程的,這里的問題主要在于設計墨守陳規,在結構方案、材料選用、分析計算、結構構造上缺乏創新。
1.2結構的整體牢固性
除了結構構件要有足夠承載能力外,結構物還要有整體牢固性。結構的整體牢固性是結構出現某處的局部破壞不至于導致大范圍連續破壞倒塌的能力,或者說是結構不應出現與其原因不相稱的破壞后果。結構的整體牢固性主要依靠結構能有良好的延性和必要的冗余度,用來對付地震、爆炸等災害荷載或因人為差錯導致的災難后果,可以減輕災害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當地房屋結構缺乏整體牢固性有很大關系。2001年石家莊發生故意破壞的惡性爆炸事件,一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞,竟導致整棟樓的連續倒塌,也是房屋設計牢固性不足的表現。
1.3結構的耐久安全性
我國土建結構的設計與施工規范,重點放在各種荷載作用下的結構強度要求,而對環境因素作用(如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質侵蝕)下的耐久性要求則相對考慮較少。混凝土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故,其嚴重程度已遠過于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害,所以這個問題必須引起格外重視。我國規范規定的與耐久性有關的一些要求,如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級,都顯著低于國外規范。損害結構承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高結構構件承載能力的安全設置水準,在一些情況下也有利于結構的耐久性與結構使用壽命。
2.調整結構安全設置水準的不同見解
我國結構設計規范的安全設置水準較低,與我國建國后長期處于短缺經濟和計劃體制的歷史條件有關。但是,能夠對土建結構取用較低的安全水準并基本滿足了當時的生產與生活需求,而且業已歷經了較長時間的考驗,這是國內土建科技人員經過巨大努力所取得的重大成就;但是,由于安全儲備較低,抵御意外作用的能力相對不足。如果適當提高安全設置水準將有利于減少事故的發生頻率和提高工程抗御災害的能力。國內發生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴重的人為錯誤所致。現在提出要重新審視結構的安全設置水準,主要是基于客觀形勢的變化,是由于我們現在從事的基礎設施建設要為今后的現代化奠定基礎,要滿足今后幾十年、上百年內人們生產生活水平發展的需要,有些土建結構如商品房屋則更要滿足市場經濟條件下具備商品屬性的需要。國內近幾年來已對建筑結構安全度的設置水準組織過幾次討論,在如何調整的問題上存在較大的意見分歧,這次科技論壇上同樣反映了這些不同的見解:
1)認為我國現行規范的安全設置水準是足夠的,并已為長期實踐所證明,而國外就沒有這種經驗。我國取得的這一成功經驗決不能輕易丟掉,在安全度上不能跟著英美的高標準走;安全度高了是浪費,除個別需調整外,總體上不必變動。
2)認為我國規范的安全度設置水準盡管不高,但在全面遵守標準規范有關規定,即在正常設計、正常施工和正常使用的“三正常”條件下,據此建成的上百億平米的建筑物絕大多數至今仍在安全使用,表明這些規范規定的水準仍然適用;但是理想的“三正常”很難做到,同時為了縮小與先進國際標準的差距以及鑒于可持續發展和提高耐久性的需要,在物質供應條件業已改善的市場經濟條件下,結構的安全設置水準應適當提高。這種提高只能適度,因為我國目前尚屬發展中國家。
3)認為我國規范的安全設置水準應該大體與國際水準接近,需要大幅度提高。這是由于隨著我國經濟發展和生活水平不斷提高,土建工程特別是重大基礎設施工程出現事故所造成的風險損失后果將愈益嚴重,而為了提高工程安全程度所需要的經費投入在整個工程(特別是建筑工程)造價中所占的比重現在已愈來愈低,材料供應也十分充裕。過去的低安全水準只是適應了以往短缺型計劃經濟年代的需要,但決不是沒有風險,如果規范的安全水準較高,曾經發生過的有些安全事故本來是可以避免的,而規范的這一缺陷在一定程度上為“三正常”的提法所掩蓋。在建的工程要為將來的現代化社會服務,安全性上一定要有高標準。低的安全質量標準在參與將來的國際競爭中也難以被承認,即使結構設計的安全設置水準能夠提高到與發達國家一樣,由于我們的施工質量總體較差,結構的安全性依然會有差距。
3、結構設計規范的概率可靠度設計方法
自1984年國家建委和國家建設部頒布了建筑結構設計統一標準以來,我國的建筑結構設計規范已從80年代末期起拋棄了傳統的多安全系數設計方法,從而統一采用以概率理論為基礎的可靠度設計方法;其它的工程部門如公路、鐵路、港口、水利的結構設計規范也正在或計劃作這樣的轉變。我國規范的可靠度設計方法是參考國際上的相應標準ISO2394并經過國內科技人員努力后得以實施的。將可靠度設計方法用于結構設計規范,在國際學術界內通常被看成是一種發展趨勢,但在工程內界則存在不同看法。盡管有了ISO2394,國外卻鮮有重要或著名的結構設計規范已直接采用了可靠度設計方法,至今仍采用多安全系數設計方法或稱荷載抗力系數法。在我國,對于建筑結構設計規范中的可靠度設計方法以及企圖將我國各個行業的各種結構設計規范都用可靠度方法統一起來的做法,雖然工程設計界頗有微詞,但學術界持贊成和肯定者是主流,不過仍不時有人對可靠度方法用于設計規范的適用性提出質疑。這次科技論壇上則較為集中地反映了對規范可靠度方法的意見分歧。
對我國規范的可靠度設計方法持肯定意見的專家認為這是重大的科技進步,可靠度方法對安全度的概率定義要比定值的安全系數更清晰、更科學、更合理,當然概率可靠度設計方法本身尚有不少缺陷,有待進一步修改完善。持相反意見的人則認為,結構設計規范所面向的是類型多樣的復雜群體,在安全度上需要考慮的不確定性與不確知性非常復雜,并不是“從統計數學觀點出發的概率定義”所能科學描述或處理;規范可靠度方法在我國十多年的實踐表明,它并沒有給結構設計的安全性帶來明顯實效,反而造成了安全概念上的某些混亂;對工程技術人員來說,結構的安全度用可靠指標和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系數那樣從安全儲備出發的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題;現行設計規范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他們認為半概率的多安全系數方法更適用于規范,也不排斥可靠度分析的結果可以作為一種參考,在綜合判斷安全系數的合理取值時予以考慮。
二、土建結構工程的耐久性
土建結構工程的耐久性與工程的使用壽命相聯系,是使用期內結構保持正常功能的能力,這一正常功能包括結構的安全性和結構的適用性,而且更多地體現在適用性上。
1、土建結構工程的耐久性現狀
大多數土建結構由混凝土建造。混凝土結構的耐久性是當前困擾土建基礎設施工程的世界性問題,并非我國所特有,但是至今尚未引起我國政府主管部門和廣大設計與施工部門的足夠重視。
長期以來,人們一直以為混凝土應是非常耐久的材料。直到70年代末期,發達國家才逐漸發現原先建成的基礎設施工程在一些環境下出現過早損壞。美國許多城市的混凝土基礎設施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時期內就出現劣化;據1998年美國土木工程學會的一份材料估計,他們需要有1.3萬億美元來處理美國國內基礎設施工程存在的問題,僅修理與更換公路橋梁的混凝土橋面板一項就需800億美無,而現在聯邦政府每年為此的撥款只有50~60億美元。另有資料指出,美國因除冰鹽引起鋼筋銹蝕需限載通行的公路橋梁已占這一環境下橋梁的1/4。發達國家為混凝土結構耐久性投入了大量科研經費并積極采取應對措施,如加拿大安大略省的公路橋梁為對付除冰鹽侵蝕及凍融損害,鋼筋的混凝土保護層最小厚度從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm,而混凝土強度的最低等級也從50年代的C25增到后來的C40,橋面板混凝土從不要求外加引氣劑、不設防水層到必須引氣以及需要設置高級防水膠膜并引入環氧涂膜鋼筋。而我國遭受鹽凍侵蝕地區的公路橋梁在耐久性設計方面至今仍無明確要求,對混凝土保護層和強度的要求僅為2.5cm與C25,與上面提到的加拿大50年代水準一致。國內按這種標準設計的一座大橋,建成后僅8年,由于鹽凍侵蝕,現已不得不部分拆除重建。我國建設部于80年代的一項調查表明,國內大多數工業建筑物在使用25~30年后即需大修,處于嚴酷環境下的建筑物使用壽命僅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用環境相對較好,一般可維持50年以上,但室外的陽臺、雨罩等露天構件的使用壽命通常僅有30~40年。橋梁、港工等基礎設施工程的耐久性問題更為嚴重,由于鋼筋的混凝土保護層過薄且密實性差,許多工程建成后幾年就出現鋼筋銹蝕、混凝土開裂。海港碼頭一般使用十年左右就因混凝土順筋開裂和剝落,需要大修。京津地區的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用,使用十幾年后就出現問題,有的不得不限載、大修或拆除。鹽凍也對混凝土路面造成傷害,東北地區一條高等級公路只經過一個冬天就大面積剝蝕。我國鐵路隧道用低強度的C15混凝土作襯砌材料,密實度和抗滲性差,不耐地下水與機車廢氣侵蝕,開裂與滲漏嚴重;對幾個路局所轄的隧道進行抽樣調查表明,漏水的占50.4%,其中1/3滲漏嚴重,并導致鋼軌等配件銹蝕以及電力牽引地段漏電,影響正常運行,而1999年頒布的鐵路隧道設計規范仍未能對隧道的耐久性問題采取適當的對策,如適當提高混凝土的最低強度等級和在混凝土中摻入化學纖維等。
耐久性問題的嚴重性和迫切性在于我們許多正在建設的工程仍未吸取國際和國內的大量慘痛教訓,還沿著老路重蹈覆轍。一些北方城市新建成的立交橋和高速公路橋,仍沒有在材料性能和結構構造等方面采取必要的防治凍融和鹽害的綜合措施。甚至大型工程如2000年投入運行的珠海蓮花跨海大橋,其主體結構在浪濺區仍采用不耐海水干濕交替侵蝕的C30混凝土與3~4cm厚的保護層厚度。
有專家估計,我國“大干”基礎設施工程建設的還可延續20年,由于忽視耐久性,迎接我們的還會有“大修”20年的,這個可能不用很久就將到來,其耗費將倍增于當初這些工程施工建設時的投資。
使混凝土結構的耐久性問題進一步加劇的原因有:
1)由于混凝土的質量檢驗習慣上以單一的強度指標作為衡量標準,導致水泥工業對水泥強度的不適當追求,使水泥細度增加,早強的礦物成份比例提高,這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質量的檢驗在強度上只要求不低于規定的最低許可值,而國外則同時還要求不高于規定的最高值,如果強度超過了也被認為不合格,這種要求還有利于水泥產品質量的均勻性。
2)工程施工單位不適當地加快施工進度,尤其是政府行政領導對工程進度的不適當干預。混凝土的耐久性質量尤其需要有足夠的施工養護期加以保證,早產有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國內媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程,很可能就是今后注定要花掉更多資金進行大修的短命工程。提前完成合同規定施工期的在國外要被罰款,因為意味著工程質量有遭到損害的可能。
3)環境的不斷惡化,如廢氣、酸雨,我國的酸雨面積已超過國土的30%。
當前迫切需要進行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎設施工程耐久性設計的技術條例,修訂補充現行規范中對結構耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎設施工程的設計工作壽命,在重要工程的設計文件中必須有使用壽命的要求和論證。當前在建的眾多工程在耐久性上之所以仍然沿著重蹈覆轍的道路走,很重要的一個原因是工程設計施工技術人員在耐久性上沒有可資遵循的新依據。更為嚴重的是現行規范中的有些條文,本身就對耐久性有害。為了提高混凝土耐久性,在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術手段,國外有的規范甚至規定在橋梁等混凝土結構中必須加入粉煤灰等摻合料,而我國的鐵路混凝土橋隧施工規范仍在明文禁止使用。此外,工程技術界還存在長期形成的一些過時的看法,對改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如,顧慮會影響混凝土強度而不愿使用引氣劑,而引氣本應作為改善混凝土耐久性和工作性的常規手段;又如,希望加大水泥用量來保證混凝土強度,而盡可能低的水泥用量本應是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。
在修訂規范的耐久性要求上,交通部于2001年頒布的港工混凝土結構防腐蝕技術規范已為其它土建工程行業起到較好的示范作用。我們一方面要參照國內外已有的資料和經驗,盡快編寫出相應的設計施工技術文件以應急需,另一方面則要安排系統的研究項目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土結構的耐久性是當前國際上結構工程學科最為重要的前沿研究領域之一,而我國在這一方面相當落后。混凝土的耐久性研究離不開原材料和環境等特定條件,需要考慮本國的特點,是不能完全依賴國外研究成果的。
重視混凝土結構的耐久性也是可持續發展的需要。生產混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國土資源并破壞植被與河床,水泥生產排放的二氧化碳已占人類活動排放總量的1/5~1/6,而我國排放的二氧化碳量已居世界第二。我國現在每年生產5億多噸水泥,與之相伴的是年耗20多億方的砂石,長此以往實難以為繼。延長結構使用壽命意味著節約材料,而耐久的混凝土一般又應是水泥用量較低和礦物摻合料(工業廢料)用量較高的混凝土,所以耐久的混凝土正適應環境保護的需要。國際上對橋梁、隧道等土木工程的設計工作壽命多為100年,有的如英國為120年。考慮到耐久性不足所造成的巨大經濟損失和資源浪費,國際上近年來有要求將這些工程的最低工作壽命進一步延長的趨勢,如提出城市環境中的橋梁至少應有150年。
2.土建結構工程使用階段的正常檢測與維護
結構耐久性和使用壽命的概念,與使用階段的檢測、維護和修理不能分割,對處于露天和惡劣環境下的基礎設施工程來說尤其如此。為了保證結構安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用過程中,應該進行定期檢測和維護。我國有結構工程的設計規范與施工規范,但沒有如何使用的規范。有些工程倒塌事故,例如最近四川宜賓的南門大橋發生橋面坍落事故,就是因為橋面結構與主拱之間的吊桿在連接處發生銹蝕,如果有定期的檢測要求,這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結構的損壞可能導致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程,強制規定必須定期檢測;即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件,因其墜落后容易傷及公眾,也有強制定期檢測的要求。我國由于施工管理水平和事故操作人員的素質相對較差,質量控制與質量保證制度不夠健全,規范對結構安全與耐久性的設置水準又相對較低,已建的工程中往往存在較多隱患,所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。對于土建結構工程的安全質量,雖然政府已作出了設計與施工的責任單位和個人需對其“終身負責”的規定,但是這種要求執行起來缺乏可操作性。要將結構安全質量事故減少到最低程度,還應以預防為主,通過例行檢測及時發現問題。
現在國內有大量土建工程因步入老化期需要診治,也有大量已建的違章工程需要評估,更有許多工程發生病害需要診斷和加固,各地已涌現了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍,并有蓬勃發展成為一種新興行業的趨勢。出現問題和病害以后再來治理固然重要,但是我們應該更加強調預防。對于在役土建工程的檢測和評估,要建立相應的法規和標準,要有從業人員的注冊和從業機構的資質認證制度,在管理體制上予以規范。
從國家對公共工程建設的投資和對工程設計的要求來看,需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設的一次投資支出,很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用,不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能,而且經濟上算總賬會很不合算。在發達國家,由于新建工程少,用于維修的費用往往更為主要,英國1978年的土建維修費上升到1965年的3.7倍,1980年的維修費占當年土建費用總支出的2/3。我國雖是發展中國家,現在正大興土木,可是過去建成的大量工程已經或過早老化。國內40%公路橋梁的橋齡已大于25年,加上進入90年代以后交通量猛增,超載嚴重,以往的設計標準又低,路、橋的維修問題十分突出。由于養護維修費用得不到保證,造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。在土建工程的投資上,希望有關部門能加大已建工程維修的費用。
為加速路橋等公共工程建設,國家現在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30年的經營收入作為補償。如果對重要土建工程有必須進行定期檢測與評估的法規,就能保證這些工程在一定期限后歸還國家管理和經營時的良好功能,對于設計工作壽命為100年的橋梁,至少還可正常使用70年,而不至于30年到期后國家接收的已是一個破舊的工程。
三、技術規范的作用與管理
這次科技論壇對于土建結構工程技術規范的定位、作用與管理也進行了討論并提出了一些看法。
長期以來,受計劃經濟體制的影響,我們往往視技術規范為法,將規范的具體規定和要求等同于法律條文來對待。技術規范或規程,與各種技術條例、技術要求、工法、指南等技術文件一樣都是技術標準,本身不具有法律作用,只當工程各方(業主、設計、施工企業)認同作為設計與施工的依據并在契約的基礎上,才能作為法律仲裁的依據。將技術問題法制化并強制執行,不利于技術進步和創造性的發揮,反而容易成為推卸責任的借口。當然,政府部門從國家和公眾的整體利益出發,需要在安全、環保等重大原則上對土建工程的設計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應的法規,但法規一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術途徑和方法,后者是技術標準的任務。政府也可以原則認可或批準某些重要的技術規范或其中某些內容使用。
土建工程有著強烈的個性,需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規范作為技術標準宜強調其指導性而不是強制性。如果規范條文看作為一般意義上的法律條文,就有可能束縛設計施工人員的主動創造性并阻礙新技術的應用。。我國土建工程在結構設計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術上的創新,這與以往過分強調規范的法律地位從而形成所謂“結構設計就是規范加計算”的傾向不無關聯。我國的技術規范在編寫風格上也有模仿法律的傾向,極少提及使用者需要注意規范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設計施工中要取代規范中已經落后過時甚至有害的技術規定,則無異于違法行為。相反,只要墨守規范,即使出了事故,就可不負法律責任。這樣就在客觀上降低了對工程技術人員的業務技能要求與職責要求,不利于提高我國建筑企業和從業人員的素質以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負面影響并杜絕鉆規范條文的空子進行偷工減料,應有必要建立這樣的共識并作出規定,即遵守了規范條文并不意味著就可免除法律責任。國外有些規范就是這樣規定的。
企圖不斷加強技術規范的強制性來解決屢禁不止的工程事故,不是解決問題的有效途徑。現在,有關主管部門將建筑結構設計規范中的部分條文抽出來,明確列為強制性條文,同時規定各個設計單位完成的設計,須通過有關部門或其授權委任的其他企事業設計單位的審查,而審查的主要內容就在于對照規范強制性條文的要求,其任務已類似于執法;這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因,主要在于管理不善,特別是管理環節上的腐敗;其次是施工操作人員素質低,又難以短期解決;過分強調規范的地位與作用,未能建立與規范配套的完整標準體系,比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術文件,可以用來指導和規范設計與施工的各個具體環節,也有一定的關系。從設計角度看,出現事故主要不是由于沒有按照規范強制性條文的規定,而是方案性的錯誤或忽略主要的設計條件;也有一些工程則因過去的設計標準過低,耐久性不足,在使用過程中又缺乏應有的例行檢測而導致失效。其實,要做到設計規范強制條文的要求最為容易,為此請專業人士審查似無必要。重要的工程設計應規定請專業單位全面審核,其要點也應在結構方案、構造方法與計算分析的原則上。從結構設計的國家規范中抽出的強制性條文不免支離破碎,個別條文的規定也不一定適合某些地區和某些工程的具體特點,反而造成麻煩。我國幅員廣闊,各地經濟發展很不平衡,技術力量懸殊,環境條件各異,客觀上要求規范能給設計人員更多靈活性,少一些強制性,這樣才能更好地在規范的指導下,根據工程的特點和具體條件去解決問題。總之,在規范標準上,要擺脫計劃經濟年代遺留下來的過分強求統一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規范,在工程的安全性和耐久性標準上,可有不同的設置水準。比如上海、北京、廣州這些大城市應該高些,在抗震防災要求上,更應區別對待。全國性的規范訂得愈詳細,其適用性可能變得愈差,造成的混亂也可能愈多;特別象巖土工程那樣的規范更是如此。
技術標準中的強制性越多,也意味著政府有關部門在具體技術問題上需要承擔的責任越重,而這些本來不該是政府部門的職責。規范中的要求是最低要求,在安全設置水準上,政府需要干預的也應是保證公眾安全的最低要求。對于土建結構的抗震設計,政府有關部門至今仍規定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設防標準(建抗586號文件)。事實上,如將商品房的抗震設防烈度提高1度,抗震能力可提高約1倍,而增加的房屋造價相當有限,在眾多城市中可能僅及居民用于室內裝修費用的幾分之一。政府的這一規定無異于限制居民只能購置抗震安全質量標準最低的房屋,如果發生地震造成損害,有關部門如何解釋?
規范等技術標準的管理體制亟待改善。建國以來,由政府部門負責統管并指定有關企事業單位分別承擔每本規范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應當前的形勢,有些在經費和人力上得不到保證,平時基本上沒有專門人員去搜集了解規范使用中的問題并及時修改補充規范條文;面對新的結構型式、新的材料和新的工藝,規范的過時條文不但成為推廣新技術的阻力,而且有被誤用或盲目套用而造成工程質量安全事故。
發達國家有關土建結構工程的規范及與之配套的各類技術標準多由行業協會或專業學會編制及管理,規范的翻新周期短,不象我們要長達10年以上。我國的學會與協會重復設置,分工不明,并且至今還依附于某一政府部門,基本上只起到政府職能部門非官方代言人的作用,距離獨立和富有活力的健全機構還差的很遠,如何發揮這些機構在技術標準編寫和管理中的作用也是值得探討的一個問題。建議隨著改革的深入,整頓合并有關的學會、協會,加強其職能,并逐漸成為技術標準編制管理的主體。
四、準備提交政府有關部門考慮的建議
為了改善我國土建結構工程的安全性與耐久性,這次論壇中提出了以下建議供政府有關部門考慮,:
1、橋梁、隧道、道路、港口等基礎設施工程的混凝土結構耐久性,已是當前亟待采取措施應對的重大問題。否則,一些工程的正常使用功能和安全性將得不到有效保證,我國的現代化建設和國民經濟會蒙受巨大損失,并將給生產和公眾生活帶來長期困擾。
建議國家建設部、交通部、鐵道部主管土建工程設計標準的部門,能對工程的耐久性要求作重點審查,明確土建工程的設計應有最低使用壽命的要求,重要工程的設計文件中應有正常使用壽命和耐久性設計的獨立章節與論證;
建議國家自然科學基金委員會能在今后一段時期內對混凝土工程耐久性的基礎理論研究給予重點支持;
建議國家安全生產監督管理局為在近期內編訂有關法規標準給以立項資助;
建議中國工程院土木水利建筑學部在其咨詢研究項目中,聯絡國內有關專家,促進土建結構耐久性設計指導性技術條例的編制。
2、土建工程使用過程中的安全性,應有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程,我國尚無必須進行安全檢測的法規。在基礎設施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向,不利于工程壽命和投資效益。
建議對橋、隧等重要公共基礎設施和公共建筑物,在其使用期內實施強制性的定期安全檢測。為此,需要制定法規,編制相應的技術標準;對于土建結構工程的檢測與評估,需要建立從業人員的注冊制度和從業機構的資質認證與監管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業。
建議政府有關部門在橋、隧、道路等土建基礎設施工程投資上,根據需要,加大工程維修費的比例。
3、完善技術標準體系與管理體制,發揮學會、協會在技術標準編制、修訂和管理中的作用;逐步淡化技術規范條文的強制性質;鼓勵編制地方性規范(標準)和企業標準,適應不同地區在環境地質和經濟、技術水平上的差異,并鼓勵科技創新和技術進步。
油田工程建設的好壞,主要是取決于對其地面土建工程質量的控制,而油田土建工程質量的控制必須從項目對象的基本特點分析為切入點,從而分析并總結相關影響工程質量規律性的問題與其中存在的一些矛盾,以此展開有重點且全面的管理。
充分控制油田土建工程的施工過程
對油田土建工程質量的控制管理是油田建設產品生產的基礎,因而相關工程在竣工后,必須達到滿足油田建設產品生產圖紙中的技術要求,同時又要滿足國家相關生產規范以及標準要求。因而在施工前應當做好充分的施工準備,加強施工過程的控制,嚴格監督施工全程,將其中不合格因素扼殺在萌芽中,同時對此采取相應措施以預防相同錯誤的再次發生,如此就能抓好油田土建工程的質量問題,同時將一些不必要的經濟損失降低至最低限度,這對油田工程造價的控制也起到了十分有利的影響。在油田土建工程的施工過程中不應當只是片面的追求建設工程的質量,對其質量的控制并不是指不惜一切代價的投入成本以及人工費用,而是應當由相關施工單位精打細算,在有充分準備的情況下合理組織工人進行施工,這樣才能在滿足工程質量的同時又降低整個工程的成本。
對油田土建工程施工質量的控制
在油田土建工程的施工過程中應當建立相應的質量監督機制,以此起到督促工程參建單位搞好工程質量并且控制工程成本的目的,所以,在油田土建工程的建設項目中,工程質量監督相關人員應當及時有力的運用監督權、質量仲裁權以及質量否決權,監控好開公關、施工關以及竣工關,從而將監督管理機制貫穿到油田土建工程建設全程中去。另外,還應當適量的增加油田土建工程施工中的現場抽查工作,增強監督力度,對工程施工現場的抽查工作是掌握工程質量動態的最有效辦法,相關質量監督人員可以根據工程的進展狀況,對施工過程中的重點難點及時有效的安排抽查工作,對其中發現問題的地方及時提出修改辦法,并督促相關施工人員及時進行更改和糾正,對問題嚴重部分則必須做停工處理,及時有效的對其進行處罰、教育及改進工作。