重型土木基礎設施估算
本參考說明如何針對重型土木基礎設施工程(道路、排水及混凝土結構)進行工程量估算。內容涵蓋各支付項目所適用的單位、邊界、扣減規則,以及規範這些項目的公布標準,並說明美國與英國及大英國協之間的規則差異。
重型土木估算計量道路工程、排水及混凝土結構的工程量,亦即歸屬於 CSI 第 31、32 及 33 部分的工程。其核心觀念與建築估算不同:土木工程是依據公布的計量方法來計量以供支付,而非以單一淨數字投標。工程量清單上的每一行都是一個支付項目,各有其單位與計數規則,且隨工程進行依該規則重新計量已支付的工程量。
正因如此,驅動每項工程量的問題並不總是真實的幾何體積為何,而是該支付項目的計量方法規定要計算什麼。兩者可能有所出入:結構混凝土依圖面所繪的線計付,而不扣除其內部鋼筋所佔的體積;溝槽開挖依比管徑更寬的整齊支付寬度計付;而填方依其最終壓實後的位置計付,即使實際搬運的鬆方材料更多。一份良好的估算會為投標項目產出支付量,並另行產出用於成本的資源量(含膨脹、損耗與運輸)。
由哪一套規則手冊規範計量
任何土木估算的首要決定是適用哪一套計量方法,因為它為每個項目設定單位與扣減制度。在英國及大英國協大部分地區,土木計量由 ICE 土木工程標準計量方法(CESMM4)所規範,該方法定義各工程類別,分別規定其單位、項目說明,以及哪些扣減、哪些不扣減。土木範圍旁附帶的零星建築工程則依 RICS NRM2 計量。
美國並無單一的法定標準計量方法。取而代之的是各州運輸部與聯邦 FHWA FP 系列各自公布《道路與橋樑施工標準規範》。其「計量」與「支付基礎」條款逐項構成具約束力的規則。AASHTO 標準位居其下,但以州規範為準。澳洲與紐西蘭依 AS 1181 計量土木工程,歐盟國家則採用各國標準,例如德國的 VOB/C(DIN 18299 及其後續)。
反覆出現的陷阱是支付項目邊界上的單位混淆。同一道瀝青層在美國規範下以噸計量,而在 CESMM4 下則以平方公尺計量並註明厚度。同一段涵管混凝土在美國規範下是以立方碼計的圖面量、不扣除鋼筋,而在 CESMM4 下則是依圖面計的淨立方公尺量。在確定單位之前,務必先釐清適用哪一套規則手冊,以及該工程量歸屬於哪個支付項目。
淨值原則與損耗
在 CESMM4 之下,主導規則是工程量依圖面尺寸以淨值計算,不為膨脹、收縮或損耗預留餘量。支付量即幾何設計量,而承包商將損耗、搭接與耗損計入單價中。
美國規範在精神上的做法相同。工程量依圖面或整齊線計量,低於規定扣減門檻的小項目不予扣除。這正是支付量與資源量有別的原因。損耗、膨脹及為施工便利所加的搭接屬於單價或另行訂料計算的範疇,絕不計入已計量的支付項目中。
土方工程與整體運土
開挖以其原位(原狀方)位置按淨值計量,填方則以其最終壓實後的位置計量。連結兩者的膨脹與收縮則由土方計量規則處理。此處土木工程特有的項目是運輸。
在工程的免費運距內搬運的材料,其費用已包含於開挖單價內。超出該距離搬運的材料則屬超運,以體積乘距離的量(站碼,或立方公尺站)計付,該量由整體運土圖讀取並沿道路中心線量測。免費運距本身由合約特別條款設定,在美國工程中通常為數百英尺至約 1,000 英尺,並因州而異。必須從工程文件中查讀,而非假設。
路面層
請判讀典型橫斷面,因為每一路面層都是各有其單位的獨立支付項目。路基整備、底層、級配粒料基層、瀝青層及混凝土板均各自計量。級配粒料基層常以過磅的噸數計量、以最終位置的壓實體積(立方碼或立方公尺)計量,或以註明厚度的面積(平方碼或平方公尺)計量。
熱拌瀝青混凝土在美國幾乎一律以複合拌合料(瀝青、粒料與添加劑)的噸數、透過卡車地磅計付。將圖面面積乘以厚度換算為噸數需要壓實密度,而準確的依據是工程的配合設計密度,由 AASHTO T209 與 T166 下的理論最大比重與設計空隙率計算而得。只要有此數值即應採用,而非採用一般平均值。在 CESMM4 之下,同樣的鋪面層以平方公尺計量並註明厚度,因此無需換算噸數。
混凝土路面以就位的表面面積(平方碼或平方公尺)計付,包含延伸至任何整體式緣石下方的面積。圖面面積邊界沿緣石背面或路面邊緣線。鑄入路面的設施物,例如人孔、進水口及閥蓋,不從鋪築面積中扣除,因為相對於一平方碼而言它們很小,已併入單價中(例如 Iowa SUDAS 第 7010 節)。在坡度與側坡上,請確認規範要求的是真實斜面面積或水平投影面積。
排水與管線
重力管與涵管管身沿管中心線以線性英尺或公尺計量,並在規範要求時依公稱直徑、材料、型式及埋深分級分組。管線貫穿構造物而非於構造物處扣除,因此長度是連續的。參考條款包含 WSDOT 第 7 部分、Iowa SUDAS 第 4020 節,以及 CESMM4 的 I 類(管線)、J 類(配件與閥)、K 類(人孔與附屬設施)及 L 類(支撐與保護)。
人孔、集水井、進水口、翼牆、端部段及清掃口以「個」計數。溝槽開挖支付寬度與管基礎歸屬於基地管線及土方計量規則,而非排水管項目本身。
結構混凝土與鋼筋
土木結構最重要的單一規則是:混凝土支付體積依圖面所示的整齊線計算,不扣除鋼筋、小型埋件或小型倒角所佔的體積。TxDOT 第 420 項規定,小於 2 英寸的倒角,以及鋼樑、樁、錨栓、鋼筋、排水管、洩水孔、接線盒、配管、管道及預力孔道等埋入部分,均不予扣除。大型孔洞與開口(例如涵管管身或大型預留孔)則予以扣除。
許多美國結構項目以圖面量計付,意指投標文件所示的量即為支付量,除非設計變更否則不重新計量(TxDOT 第 420 項對大多數以立方碼計的結構元件即如此規定)。對於圖面量項目,估算須精確重現工程師的圖面計算;對於重新計量的項目,則產出竣工現場量。
鋼筋依圖面鋼筋表計算的理論重量計付,將每根鋼筋的長度乘以其 ASTM A615 公稱單位重(例如 4 號筋為每英尺 0.668 磅,5 號筋為 1.043,6 號筋為 1.502)。綁紮鐵絲、鋼筋墊塊與支撐架,或承包商為施工便利所做的續接,均不另加餘量。僅計入圖面實際標示的搭接。計付方式因規範而異:在許多規範下鋼筋為依重量計的獨立支付項目,但有些規範(例如 TxDOT)將其併入混凝土項目作為附屬,完全沒有獨立的鋼筋計付行。在 CESMM4 G 類之下,鋼筋以公噸為質量單位計量,並依公稱筋徑分組。
模板依其接觸面積(平方英尺或平方公尺)計量,並依飾面或表面型式分組,遵循 CESMM4 的 F 類(依構件計的現場澆置混凝土)與 G 類(依飾面計的模板)。
緣石、邊坡保護與道路附屬設施
緣石、邊溝、收邊及緣石與側溝以長度計量,單位為線性英尺或公尺,並依型式分組。在 CESMM4 R 類之下,緣石、邊溝與收邊以公尺計量。
塊石護坡與邊坡保護依規範計量,可按沿坡完成坡面的平方碼計、按鋪砌石材體積(立方碼、立方公尺或噸)計,或按重量計。下方的不織布與格網以覆蓋面積計量,不為重疊預留餘量(例如 Georgia DOT 603、Ohio DOT 601 及 TxDOT 第 432 項)。
交通標誌與道路鈕扣以「個」計數。路面標線中,線形標線以條紋長度計量,斷續線或跳線的間隙不予扣除;文字、箭頭與符號則以面積或「個」計量。在 CESMM4 R 類之下,標誌與鈕扣以件計數,標線則線形以公尺計、文字以件數計。護欄、圍籬與欄杆沿其面或中心線,依圍籬與欄杆計量規則計量。
將規則付諸實行
實務工作流程是先確認適用的規則手冊,研讀每個支付項目的計量條款,然後對該項目套用正確的單位與扣減制度。同一個實體元件可能因規範不同而採用不同的單位、邊界與扣減規則,因此查閱規則應先於計算。
Exayard 判讀圖面與橫斷面,並逐一支付項目套用這些計量規則,將計量方法的支付量與用於成本的資源量區分開來。目標是得出合約實際支付的工程量,並完全依其標準所要求的方式計量。
依地區的差異
計量標準因市場而異。當您在 Exayard 中設定地區時,這些預設值便會隨之切換。
| 差異項目 | 地區 | 預設 | 基礎 |
|---|---|---|---|
| 土木工程量基礎:計量方法(支付)量與資源量之別 | 英國 | 計量方法/支付量 | CESMM4(計量計價/實測計量) |
| 土木工程量基礎:計量方法(支付)量與資源量之別 | 美國 | 計量方法/支付量 | 州運輸部/FHWA FP 標準規範的「計量」與「支付基礎」條款 |
| 土木工程量基礎:計量方法(支付)量與資源量之別 | 澳洲/紐西蘭 | 計量方法/支付量 | AS 1181(土木工程計量方法);AS/NZS 土木慣例 |
| 土木工程量基礎:計量方法(支付)量與資源量之別 | 歐洲 | 計量方法/支付量 | VOB/C DIN 18299 及其後續(德國)與各國標準計量方法 |
| 土木工程量基礎:計量方法(支付)量與資源量之別 | 國際 | 計量方法/支付量 | FIDIC 計量計價合約;ICMS 分類 |
| 規範土木的計量方法(規則手冊選擇) | 英國 | CESMM4(ICE),英國/大英國協土木 | ICE CESMM4 |
| 規範土木的計量方法(規則手冊選擇) | 美國 | 州運輸部/FHWA FP 標準規範,美國 | 州運輸部/FHWA FP 標準規範 |
| 規範土木的計量方法(規則手冊選擇) | 加拿大 | 州運輸部/FHWA FP 標準規範,美國 | 省運輸部標準規範(安大略省的 OPSS)+ CIQS 慣例 |
| 規範土木的計量方法(規則手冊選擇) | 澳洲/紐西蘭 | AS 1181,澳洲/紐西蘭土木 | AS 1181(土木工程及相關建築工程計量方法) |
| 規範土木的計量方法(規則手冊選擇) | 歐洲 | 各國標準計量方法,歐盟(例如德國 VOB/C) | VOB/C DIN 18299 及其後續(德國);各國標準計量方法 |
| 規範土木的計量方法(規則手冊選擇) | 國際 | CESMM4(ICE),英國/大英國協土木 | CESMM/FIDIC 計量計價;ICMS 分類 |
| 路面層工程量基礎(每層:面積、壓實體積或噸數) | 美國 | 複合拌合料噸數(噸/t) | 運輸部標準規範:熱拌瀝青以噸計(第 340 項)、基層以噸/立方碼/平方碼計(第 247 項)、波特蘭水泥混凝土路面以平方碼計(第 360 項) |
| 路面層工程量基礎(每層:面積、壓實體積或噸數) | 英國 | 註明厚度的面積(平方公尺/平方碼) | CESMM4 R 類 |
| 路面層工程量基礎(每層:面積、壓實體積或噸數) | 澳洲/紐西蘭 | 複合拌合料噸數(噸/t) | AS/NZS 慣例 |
| 路面層工程量基礎(每層:面積、壓實體積或噸數) | 歐洲 | 註明厚度的面積(平方公尺/平方碼) | VOB/C DIN 18317(瀝青類)、DIN 18315(基層) |
| 路面層工程量基礎(每層:面積、壓實體積或噸數) | 國際 | 註明厚度的面積(平方公尺/平方碼) | CESMM4 R 類 |
| 瀝青面積轉噸數的壓實密度 | 美國 | 145 lb/ft³ | 常用的熱拌瀝青估算值;請對照配合設計/供應商確認 |
| 瀝青面積轉噸數的壓實密度 | 英國 | 0 lb/ft³ | CESMM R 類以平方公尺計量鋪面層(註明厚度) |
關鍵術語
- 土木工程量基礎:計量方法(支付)量與資源量之別
- 土木工程以實測計量方式發包:工程量清單的每一行都是一個支付項目,各有規定的單位與計量方法規則,且已支付的工程量是依該規則重新計量,而非依承包商的資源…
- 規範土木的計量方法(規則手冊選擇)
- 單位、項目說明的分級與扣減制度都會隨規則手冊而改變。
- 路面層工程量基礎(每層:面積、壓實體積或噸數)
- 一個道路橫斷面是一疊獨立的支付項目,各有其專屬單位。
- 瀝青面積轉噸數的壓實密度
- 熱拌瀝青以噸計付,但估算時以圖面面積 × 壓實厚度進行,因此需要密度來換算。
- 路面中設施物(人孔、進水口、閥蓋)的路面面積扣減
- 路面以就位的表面面積計量。
- 結構混凝土:圖面整齊線(圖面量)與現場計量體積之別
- 現場澆置的土木結構(箱涵、翼牆、擋土牆、橋台/橋墩/橋面板)以體積計付,但許多運輸部規範將以立方碼計的結構元件指定為「圖面量」項目:其工程量…
- 混凝土體積:不扣除鋼筋、小型埋件與小型倒角
- 混凝土支付體積依圖面整齊線以實心計算。
- 鋼筋:計算重量基礎與餘量
- 鋼筋支付重量由圖面鋼筋表計算:鋼筋總長度 × 各筋徑的公稱單位重(ASTM A615:#4=0.668、#5=1.043、#6=1.502 lb/ft 等;公制則透過 7,850 kg/m³)。
- 鋼筋計付方式:獨立支付項目與併入混凝土作附屬之別
- 鋼筋是否以獨立的工程量清單行出現,會影響估算是否須產出獨立的重量工程量。
- 模板以接觸面積計量(依飾面/表面型式)
- 模板是與其所成形的混凝土分立的項目,依與模板接觸的混凝土表面面積(接觸面積平方英尺/平方公尺)計量,並依飾面與幾何(粗面/清水/平面/曲面)分項…
- 運輸計量:免費運距與超運(整體運土)之別
- 在道路土方工程中,於合約規定的免費運距內將挖方移至填方,其費用已包含在開挖/填方單價內(不另計運輸費)。
- 緣石、邊溝、收邊及緣石與側溝以長度計量
- 緣石/邊溝/收邊(以及美國的緣石與側溝)是線性項目,沿走向以公尺/線性英尺計量,依型式/斷面分項,並在彎曲處註明半徑。
引用的標準
- ICE CESMM4(土木工程標準計量方法,第 4 版)
- TxDOT 標準規範
- ICE CESMM4, 工程分類(26 個類別 A–Z)
- Designing Buildings Wiki(指向 ICE CESMM4), CESMM4 A–Z 類
- FHWA 聯邦土地公路
- 澳洲標準協會 AS 1181
- 瀝青協會
- AASHTO
- Iowa SUDAS(全州都市設計與規範)
- ASTM A615/A615M
- FDOT 道路與橋樑施工標準規範
- Caltrans 標準規範
- ACI 347
- 美國運輸部路面標線規範(例如 Sacramento County §48;NYSDOT CPDM 第 11 章)
常見問題
土木工程量應以合約計量方法的(支付)量呈報,或以資源量(含膨脹/損耗/運輸)呈報?
土木工程以實測計量方式發包:工程量清單的每一行都是一個支付項目,各有規定的單位與計量方法規則,且已支付的工程量是依該規則重新計量,而非依承包商的資源量。支付量(例如原狀方開挖、依圖面整齊線計的混凝土)與資源量(鬆方運輸體積、混凝土+損耗)通常相差 5–70%。呈報錯誤者是土木估算誤差的主要來源,因此其基礎…
哪一套土木計量方法規則手冊規範本工程的支付項目?
單位、項目說明的分級與扣減制度都會隨規則手冊而改變。CESMM 以平方公尺(註明厚度)計量瀝青鋪面層、以公噸計量鋼筋;美國運輸部規範則以噸計量同樣的瀝青、以磅計量鋼筋。並無通用的土木單位,必須先確定規則手冊,任何單位或扣減規則才能釐清。
每一路面層(底層/級配粒料基層/瀝青/波特蘭水泥混凝土)的支付項目如何計量?
一個道路橫斷面是一疊獨立的支付項目,各有其專屬單位。級配粒料基層以噸(過磅)或壓實體積或含厚度的面積計付;熱拌瀝青在美國以複合拌合料的噸數計付,但在 CESMM 下以平方公尺(註明厚度)計付;波特蘭水泥混凝土路面以就位的表面面積計付。估算必須判讀典型斷面、辨識每一層,並逐層套用正確的單位,絕不能對「整個路面」採用單一通用單位。
應以何種壓實密度將瀝青圖面面積 × 厚度換算為支付噸數?
熱拌瀝青以噸計付,但估算時以圖面面積 × 壓實厚度進行,因此需要密度來換算。該密度因拌合料與壓實程度而異;約 145 lb/ft³ 是業界常用的估算值,瀝青協會指出在 95% 壓實度下約為 148 lb/ft³。確切數值必須來自配合設計的最大比重與目標空隙率,因此這是一個可設定的係數,而非固定條款。
鑄入路面的人孔、進水口、閥蓋及其他設施物,是否從已計量的路面面積中扣除?
路面以就位的表面面積計量。穿透板體的小型設施物(人孔框、排水進水口、閥箱)相對於一平方碼/平方公尺各自都很小,且繞其鋪築所耗的人工抵銷了損失的面積,因此標準慣例(及明確的運輸部規範)並不扣除它們。僅扣除大型非鋪築面積(分隔島、安全島、大型預留孔)。
結構混凝土是依圖面整齊線以「圖面量」計量,或依竣工尺寸於現場計量?
現場澆置的土木結構(箱涵、翼牆、擋土牆、橋台/橋墩/橋面板)以體積計付,但許多運輸部規範將以立方碼計的結構元件指定為「圖面量」項目:投標文件所示的量即為支付量(依圖面整齊線計算),除非設計變更否則不重新計量。如此,AI 估算的目標便轉為重現工程師的圖面計算,而非計量竣工成果。在項目須重新計量之處,則…
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自動計量此工種
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