流水施工概念、参数.ppt

2 流水施工原理,预备知识：,1、建筑施工过程； 2、桥梁工程施工过程； 3、道路工程施工过程。,教学要求：,1、了解流水施工的基本概念；,2、熟悉流水施工的工艺参数、时间参数、空间参数,3、掌握节奏流水施工的水平图表，垂直图表的绘制及工期计算方法；,4、掌握非节奏流水施工的水平图表、垂直图表的绘制及工期计算方法。,你问我答,1、土木工程的流水施工有什么特点? 2、什么叫施工过程? 3、什么叫流水强度? 4、流水节拍的含义是什么? 5、流水步距的含义是什么? 6、时间间歇有哪几种形式?,7、什么叫工作面? 8、施工段如何确定? 9、固定节拍流水如何确定工期？ 10、什么是成倍节拍流水？工期如何确定？ 11、非节奏流水工期如何计算? 12、如何确定非节奏流水各施工过程的机动时间,参考资料,1、流水施工组织方法探析 岳阳师范学院学报(自然科学版) 2000 02 2、广州中城广场地库结构小流水段施工 施工技术 1998 04 3、CPM 与优先网络在流水施工中的应用 合肥工业大学学报(自然科学版) 1998 05 4、建筑流水施工时间参数分析 安徽建筑工业学院学报 1997 03 5、非节奏专业流水施工的组织计算程序及其应用研究 山东建筑工程学院学报 1997 03,6 、小流水，威力大小节拍均衡流水施工方法实践与理论研究 建筑 1997 08 7 、高层住宅小流水段快速施工 铁道建筑技术 1997 02 8 、按施工段划分控制工程进度款支付方法的探讨 建设监理 1999 01 9 、等步距浇筑与滑升适用于高层建筑滑模的施工方案 建筑技术 1998 09,2.1 流水施工的概念,工业生产的实践证明，流水作业法是组织生产的有效方法。流水作业法的原理同样也适用于土木工程的施工。因为：土木工程的流水施工与一般工业生产流水线作业十分相似。但又有不同，不同的是：在工业生产中的流水作业中，专业生产者是固定的，而产品或中间产品是流动的，在流水线上由前个工序流向后一个工序；在土木施工中，产品或中间产品是固定不动的，而专业施工队是流动的，他们由前一施工段流向后一施工段。,为了说明土木工程流水施工的特点，我们比较4幢相同的房屋基础工程施工时，分别采用：依次施工、平行施工、流水施工三种不同的施工组织方法所产生的实际效果。,9,某承包商承包某房地产项目4栋混合结构的房屋的基础工程的施工，该基础工程的施工过程和施工顺序均为：挖土方、做垫层、砌砖基础和回填土。假设： （1）该4栋房屋基础的地质情况和结构设计完全相同； （2）该4栋房屋基础工程的施工过程：挖土方、做垫层、砌砖基础和回填土安排的施工人数分别为8、6、14和5人时，每个施工过程的施工持续时间均为5天。 请问：如果你是该承包商，你如何组织该4栋房屋基础工程的施工？,问题的提出：,2.1.1 施工组织的方式,10,劳动力数量 需求动态矩形图,8,6,14,5,8,8,8,6,6,6,14,14,14,5,5,5,施工组织方式一：依次施工进度计划,2.1.1.1 依次施工,对于建筑群，当第一幢建筑物全部竣工后，再开始第二幢建筑物的施工，即按照次序一幢接一幢地进行施工，直至完成全部的建筑物为止；或 对于单个建设工程，将拟建工程项目的整个建造过程划分为若干个施工过程，按照一定的施工顺序，前一个施工过程全部施工完成后，后一个施工过程再开始施工，直至完成全部的建造过程为止。这样的施工组织方法称为依次施工，如图2-1 。,依次施工具有以下特点：,1）单位时间内投入的资源（包括临时设施）量较少，有利于资源的供应；,（1）依次施工的优点,2）施工现场的组织、管理比较简单。,（2）依次施工缺点,1）不能充分利用空间、争取时间，所以工期较长；,2）如果采用专业工作队施工，则专业施工队不能连续作业，必然会产生窝工现象或需要频繁调动专业工作队；,3）要想不产生窝工现象、不频繁调动专业工作队，只能采用一个综合工作队负责全部施工过程的施工，这样工作队不能实现专业化施工，不利于改善施工工艺、提高工程质量，不利于提高工人的操作技术水平和劳动生产率。,劳动力数量 需求动态矩形图,8,6,14,5,8,8,8,6,6,6,14,14,14,5,5,5,施工组织方式一：依次施工进度计划,劳动力数量 需求动态矩形图,32,24,56,20,施工组织方式二：平行施工进度计划,2.1.1.2 平行施工,对于建筑群，将几幢建筑物同时开工、不同建筑物上的同一施工过程由不同的专业工作队平行施工；或 对于单个建设工程，将几个相同的施工过程，分别组织几个相同的专业工作队，在同一时间、不同的空间上平行施工，这样的施工组织方法称为平行施工，如图2-1 。,平行施工具有以下特点：,能充分利用空间，争取时间，所以工期较短。,1）单位时间投入施工的资源量成倍地增加，现场临时设施也相应增加；,（1）平行施工的优点,（2）平行施工的缺点,2）如果采用专业工作队施工，则专业工作队不能连续作业，必然会产生窝工现象；,3）要想不产生窝工现象、不频繁调动专业工作队，只能采用一个综合工作队负责全部施工过程的施工，这样工作队不能实现专业化施工，不利于改善施工工艺、提高工程质量，不利于提高工人的操作技术水平和劳动生产率；,4）施工现场的组织、管理、调度、协调的难度大。,以上缺点都会给施工带来不良的经济效果。,劳动力数量 需求动态矩形图,32,24,56,20,施工组织方式二：平行施工进度计划,劳动力数量 需求动态矩形图,8,14,28,33,25,19,5,施工组织方式三：流水施工进度计划,2.1.1.3 流水施工,将拟建工程项目的全部建造过程，在工艺上划分为若干个施工过程，在平面上划分为若干个施工段，在垂直方向上划分为若干个施工层，按施工过程的特点组建相应的专业工作队，各专业工作队按一定的施工顺序，依次不断地投入各施工层的各个施工段进行施工。这样的施工组织方法称为流水施工，如图2-1 。,流水施工具有以下特点：,流水施工具有以下特点：,1）能充分利用空间，争取时间，所以工期较短,2）各专业工作队都能连续作业，不会产生窝工现象；,3）工作队能实现专业化施工，有利于提高工人的操作技术水平，从而提高工程质量和劳动生产率；,4）资源投入比较均衡，有利于资源供应的组织和管理。,以上特点为实现现场文明施工和科学管理创造了良好的条件，从而能降低工程成本，带来较好的经济效果。,综合比较依次施工、平行施工和流水施工组织方式，可见流水施工是建筑安装工程施工最科学、有效的组织方法。它可以在土木工程施工中带来良好的经济效益。,21,2.1.2 流水施工的表达方式,在工程实践中，一般采用图表来表达工程流水施工过程中各施工过程的工艺顺序、相互制约关系和它们在时间、空间上的展开情况。,2.1.2.1 水平图表,流水施工水平图表又称横道图，它起源于19世纪美国人亨利甘特（H.Gantt）发明的甘特图进度表，故又称之为甘特图。其表达方式如图图2-2a 、b 所示。,常用的流水施工表达方式，主要有水平图表和垂直图表。,22,1,1,1,1,2,2,2,2,3,3,3,3,4,4,4,4,纵坐标表示流水施工的施工过程或专业工作队名称、编号,横坐标表示流水施工的持续时间,线段长度表示施工过程或专业工作队在该施工段上的工作持续时间 线段的起点表示工作的开始时刻，线段的终点表示工作的结束时刻,圆圈及数字表示施工段编号及投入施工的先后顺序,图2-2a 横道图施工进度计划表,23,图2-2b 横道图施工进度计划表,1,1,1,1,2,2,2,2,3,3,3,3,4,4,4,4,5,5,5,5,6,6,6,6,本图的纵坐标表示流水施工的专业工作队名称、编号(表注释见下页),安排主体结构工作队完成第、 幢的结构施工；工作队完成第 、 幢的结构施工；工作队完成第 、 幢的结构施工。,安排装修工作队完成第、 、 幢的装修施工；工作队完成第 、 、 幢的装修施工。,安排室外工作队完成第、 、 幢的室外施工；工作队完成第 、幢的室外施工。,25,横道图的优点：,绘制简单，施工过程的工艺顺序和施工段的组织顺序表达清楚，流水施工在时间和空间上的展开情况形象直观，便于绘制资源需求曲线，使用方便。,26,2.1.2.2 垂直图表,流水施工垂直指示图表又称斜线图，其表达方式如图图2-2c所示。,纵坐标表示施工段及其编号。 编号从小到大由下向上编写,横坐标表示流水施工的持续时间,斜线在施工段上的水平投影长度代表专业工作队在该施工段上的工作持续时间,斜线上的字母代表施工过程或 专业工作队名称,t，2,图2-2c 垂直图施工进度计划表,27,施工过程的工艺顺序和施工段的组织顺序表达清楚，流水施工在时间和空间上的展开情况形象直观，其斜线段的斜率可以直观地反映出各施工过程的进展速度。但编制实际工程进度计划时不如横道图方便。,垂直图的特点：,28,在流水施工中，流水节拍的规律不同，流水步距、流水工期的计算方法等也不同，甚至影响到各个施工过程的专业施工队数目。因此，有必要按照流水节拍的特征将流水施工进行分类。,2.1.3 流水施工分类,根据流水节拍的不同特征，流水施工分类如下图。,流水施工,无节奏 流水施工,有节奏 流水施工,等节奏 流水施工,异节奏 流水施工,等步距成倍节拍 流水施工,异步距成倍节拍 流水施工,加快的成倍节拍 流水施工,一般的成倍节拍 流水施工,固定节拍 流水施工,又称为,又称为,又称为,29,2.1.3.1 有节奏流水施工,有节奏流水施工是指在组织流水施工时，每一个施工过程在各个施工段上的流水节拍都各自相等的流水施工。,等节奏流水施工,异节奏流水施工,有节奏流水施工又分为：,（1）等节奏流水施工,等节奏流水施工是指在组织流水施工时，各施工过程在各个施工段上的流水节拍都相等的流水施工。等节奏流水施工又称为固定节拍流水施工或全等节拍流水施工。,30,（2） 异节奏流水施工,在组织异节奏流水施工时，又可以采用等步距和异步距两种方式。,异节奏流水施工是指在组织流水施工时，各施工过程在各个施工段上的流水节拍各自相等，而不同的施工过程之间的流水节拍不尽相等流水施工。,1）等步距异节奏流水施工,等步距异节奏流水施工是指在组织流水施工时，按各施工过程流水节拍之间的比例关系，成立相应数量的专业工作队而进行的流水施工，等步距异节奏流水施工也称为加快的成倍节拍流水施工。,2）异步距异节奏流水施工,31,异步距异节奏流水施工是指在组织流水施工时，每一个施工过程只成立一个专业工作队，由一个专业工作队完成各施工段任务的流水施工，异步距异节奏流水施工也称为一般的成倍节拍流水施工。,2）异步距异节奏流水施工,无节奏流水施工（又称为非节奏流水）：是指在组织流水施工时，全部或部分施工过程在各施工段上的流水节拍不相等的流水施工。无节奏流水施工是最常见的流水施工组织方式。,2.4.1.2 无节奏流水施工,32,组织流水施工，主要是对各施工过程在时间和空间上的开展情况及相互依存关系进行组织安排。为了说明组织流水施工时，各施工过程在时间和空间上的展开情况及相互制约关系，必须引入一些描述流水施工的工艺流程、空间布置和时间安排等方面的特征和各种数量关系的状态参数，这些参数称为流水施工参数。,工艺参数,时间参数,空间参数,2.2 流水施工的参数,流水施工参数包括：,33,工艺参数是指在组织流水施工时，用以表达流水施工在施工工艺方面进展状态的参数。工艺参数包括：,2.2.1 工艺参数,施工过程和流水强度,2.2.1.1 施工过程数（n）,施工过程是指在组织建设工程流水施工时，根据施工组织及计划安排需要而将计划任务划分成的子项。,施工过程的数目（或施工过程数）一般用n表示。,进行流水施工的工程首先要分解成若干个施工过程，如挖土、支模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土等，每个施工过程安排相应的专业班组按照一定的先后顺序施工。,34,施工过程划分的粗细程度根据实际需要而定，粗细要适中。施工过程划分得太粗，施工过程数太少，会造成计划过于笼统，失去指导施工的作用；施工过程划分得太细，施工过程数太多，不仅编制麻烦，而且在施工进度表上也会主次不分。,一般地，当编制控制性施工进度计划时，组织流水施工的施工过程可划分得粗一些，施工过程可以是单位工程，也可以是分部工程，例如，如基础工程、主体结构吊装工程、装修工程、屋面工程等；当编制实施性的施工进度计划时，施工过程可以划分得细一些，施工过程可以是分项工程，甚至将分项工程再按专业工种不同分解而成的施工工序，例如，将基础工程分解成挖土、浇筑混凝土基础，砌筑基础墙、回填土等施工过程。,35,不同的流水施工对象有不同的划分方法，一般可以按照下表划分：,36,施工过程根据其性质和特点不同，一般分为分三类：,建造类施工过程,制备类施工过程,运输类施工过程,（1）建造类施工过程,建造类施工过程是在施工对象的空间上直接进行砌筑、安装与加工最终形成建筑产品的施工过程。它是建设工程施工中起主导地位作用的施工过程，例如建筑物或构筑物的地下工程、主体结构工程、砌筑工程、装饰工程、设备安装工程等。,（2）制备类施工过程,37,（2）制备类施工过程,制备类施工过程是指为了提高建筑产品生产的工厂化、机械化程度和生产能力而制造建筑制品和半成品所进行的施工过程，如制备砂浆、混凝土、成型钢筋、各类制品、门窗等的施工过程和混凝土构件的预制等施工过程。,运输类施工过程是指将建筑材料、各类构配件、成品、制品和设备等运送到工地仓库或施工现场使用地点的施工过程。,（3）运输类施工过程,建造类施工过程占有施工对象的空间，直接影响工期的长短，因此，在编制流水施工计划时，建造类施工过程必须列入流水施工组织的进度计划。,38,制备类和运输类施工过程，一般不占用施工对象的空间（工作面），不影响工期，故在编制流水施工计划时不必列入流水施工组织的进度计划。但是，当其占用工作面或影响工期时，就应该列入流水施工组织的进度计划中。例如，采用装配式钢筋混凝土结构的建设工程，钢筋混凝土构件的现场制作过程就需要列入流水施工组织的进度计划中；同样，结构安装中的构件吊运施工过程也需要列入流水施工组织的进度计划中。,一般只将建造类施工过程列入流水施工组织的进度计划。,39,流水强度（V）： 是指某一施工过程（或专业工作队）在单位时间内所完成的工程量，如浇捣混凝土施工过程的流水强度是指每工作班浇筑的混凝土立方米数量。流水强度又称为流水能力或生产能力。,2.2.1.2 流水强度,（2-1）,（1）机械施工过程的流水强度按下式计算：,V某施工队的流水强度； Ri某类施工机台数； Si该类施工机械台班生产率； x 用于同一施工过程的施工机械类数。,40,（2）手工操作施工过程的流水强度按下式计算：,R 某一施工过程投入的工人人数 （R应小于工作面上允许容纳的最多人数）； S 每一工人的每班产量。,（2-2）,空间参数 见下页,41,施工段数,空间参数是指在组织流水施工时，用以表达流水施工在空间布置上开展状态的参数。,工作面,施工层数,2.2.2 空间参数,空间参数包括：,2.2.2.1 工作面,工作面是指施工对象上可供操作工人或施工机械进行施工的活动空间。工作面的大小可以采用不同的计量单位来表示。例如，道路工程，可以采用沿着道路的长度以m为单位；浇筑混凝土楼板工程则可以采用楼板的面积以m2为单位等。,42,确定施工过程的工作面时，应遵循以下两个原则：,（1）要满足安全施工的要求，即遵守安全技术和施工技术规范的规定； （2）要有利于提高生产效率，即要充分考虑每个专业工作队或每台施工机械在单位时间内完成的工程量。,工作面的大小，反映施工对象上能安排某一施工过程施工人数或 机械台数的多少。工作面确定的合理与否直接影响到专业工作队的安全施工和生产效率。,43,在组织流水施工时，通常把施工对象在平面或空间上划分为劳动量相等或大致相等的若干个段，这些段称为施工段。施工段的数目一般m用表示，它是流水施工的主要参数之一。,（1）划分施工段的目的,2.2.2.2 施工段数（m）,划分施工段的目的就是为组织流水施工提供足够数量的空间。,（2）划分施工段时，应遵循的原则,由于施工段内的施工任务由专业施工队依次完成，因而在两个施工段之间容易形成一个施工缝。同时由于施工段的数量多少，将直接影响流水施工的效果。为使施工段划分得合理，一般应遵循以下原则：,44,1）施工段的分界限应尽可能与施工对象的结构界限（温度缝、沉降缝和建筑单元等）一致，或设在对建筑结构的整体性影响小的部位，以保证建筑结构的整体性；,2）同一专业工作队在各施工段上的劳动量应大致相等，相差幅度不宜超过10%；,3）对各施工过程均应有足够的工作面，以保证相应数量的工人、主导施工机械的生产效率，满足合理劳动组织和安全生产的要求；,4）施工段的数目要满足合理组织流水施工的要求，施工段数过多，会降低施工速度，使工期延长；施工段数过少，可能造成窝工。,45,流水施工中施工段的划分一般有三种形式：一种是在一个单位工程中自身分段；一种是在建设项目中各单位工程之间进行流水段划分；另一种是混合分段。,施工段可以时固定的，也可以是不固定的。在固定施工段的情况下，所有施工过程都采用同样的施工段，施工段的分界对所有施工过程来说都是固定不变的。在不固定施工段的情况下，对不同的施工过程分别地规定出一种施工段划分方法，施工段的分界对于不同的施工过程是不同的。固定的施工段便于组织流水施工，采用较广，而不固定的施工段则较少采用。,需要说明的是：,46,在组织流水施工时，为了满足专业工作队对操作高度和施工工艺的要求，将拟建工程项目在竖向上划分为若干个操作层，这些操作层称为施工层。在多层、高层建筑物、构筑物或需要分层施工的工程的流水施工中，施工层数也是一个主要的流水参数。施工层数用 r 表示。,2.2.2.3 施工层数,对于多、高层建筑物、构筑物或需要分层施工的工程，在组织流水施工时，将施工对象既要在水平平面上划分成若干个施工段，又要在垂直方向上划分成若干个施工层。流水施工过程中，各专业工作队依次完成第一施工层中各施工段的任务后，再转入第二施工层中各施工段上作业，依次类推，直至完成全部工作。,47,流水节拍( ti ) 流水步距( k ) 间歇时间 提前插入时间( c ) 流水工期( T ),时间参数是指在组织流水施工时，用以表达流水施工在时间安排上所处状态的参数。时间参数包括：,工艺间隙时间Gj,j+1,组织间隙时间Zj,j+1,2.2.3 时间参数,一般以一个结构层为一个施工层。在墙体的砌筑工作中，较高的墙体需要分层砌筑，其施工层的划分应以可砌高度为依据，一个可砌高度为一个施工层。,48,2.2.3.1 流水节拍,流水节拍：是指在组织流水施工时，某个专业工作队在一个施工段上的施工持续时间。第j个专业工作队在第i个施工段上的流水节拍一般用tj,i表示。,流水节拍是流水施工的主要参数之一，它表明流水施工的速度和节奏性。流水节拍的大小决定着单位时间投入的劳动力、机械和材料等资源量的多少，同时，也是区别流水施工组织方式的特征参数。因此，流水节拍的确定具有很重要的意义。,（1）确定流水节拍的方法,确定流水节拍通常有两种方法：一是定额计算法；二是经验估算法。,49,采用定额计算法确定流水节拍，既可以根据现有能够投入的资源（劳动力、机械台数和材料量）来确定，也可以根据工期的要求来确定。,1）定额计算法,根据现有能够投入的资源，可按下式确定流水节拍：,tj,i第j专业工作队在第i施工段上的流水节拍； Qj,i第j专业工作队在第i施工段上要完成的工程量或工作量； Sj第j专业工作队的每一工日（或机械台班）产量定额； Rj第j专业工作队投入的施工人数（或机械台数） Nj第j专业工作队的每日工作班次； Pj,i第j专业工作队某施工段所需要的劳动量（工日或机械台班量）。,50,对于采用新材料、新结构、新工艺和新方法等没有定额可循的工程项目，可以根据以往的施工经验估算流水节拍。,根据工期要求倒排进度确定流水节拍： 首先确定各施工过程的工作延续时间，再根据施工过程的工作延续时间确定该施工过程在各施工段上的流水节拍。在这种情况下，可用上式反算出所需要的工人数或机械台班数，还必须检查劳动力、材料和机械供应的可能性，工作面是否足够等。,2）经验估算法,首先估算出某专业工作队在某施工段上的流水节拍的乐观持续时间、悲观持续时间和最可能持续时间，计算其加权平均数为该专业工作队在该施工段上的流水节拍。其计算公式是：,51,Di j工作ij的持续时间,工作ij的乐观持续时间估计值,工作ij的悲观持续时间估计值,工作ij的最可能持续时间估计值,52,（2）确定流水节拍应考虑的因素,1）流水节拍应当取适当整数，不得已时，可取0.5或0.5天的倍数 2）流水节拍的取值应当考虑专业工作队组织方面的限制和要求，尽量不改变原有的劳动组织形式，但又应满足专业工作队对工作面的要求，确保施工操作安全和充分发挥劳动效率。 3）应先确定主导施工过程的流水节拍，据此再确定其他施工过程的流水节拍，并应尽可能是有节奏的，以便组织有节奏的流水施工。,4）流水节拍的确定，还要综合考虑劳动力、材料、机具设备的供应情况和施工进度、施工技术、施工工艺的限制和特殊要求。,53,5）根据工期要求确定流水节拍时，必须检查劳动力、材料和机械供应的可能性，工作面是否足够等。如果工期紧、节拍小，可以增加工作班次（采用每天两班或三班制）。,54,流水步距：是指在组织流水施工时，两个相邻的专业工作队相继开始施工的最小时间间隔。流水步距一般用符号kj,j+1 表示。,2.2.3.2 流水步距,流水步距也是流水施工的主要时间参数之一。,流水步距的大小取决于相邻两个的专业工作队在各施工段上的流水节拍