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安装工程预算与施工技术 第十章 施工组织设计 本章主要内容掌握 1 组织施工的方法及特点 2 施工组织设计的方法及步骤 领会 1 流水施工的特征 2 网络图计划的特征 第十章施工组织设计 第一节施工组织设计概述一 施工组织设计的任务二 施工组织设计的分类与内容 一 施工组织总设计 1 施工部署和施工方案 4 各项需要量计划 2 施工准备工作计划 5 施工总平面图 3 施工总进度计划 6 技术经济指标分析 二 单位工程施工组织设计 1 施工方案和施工方法 4 各项需用量计划 2 施工进度计划 5 施工平面图 3 施工准备工作计划 6 技术经济指标 三 分部工程施工作业设计 第十章施工组织设计 三 施工组织设计编制的原则 1 认真贯彻国家对基本建设的各项方针和政策 严格执行基本建设程序 2 合理安排施工顺序 组织平行流水 立体交叉作业 施工顺序是指各分部 分项工程项目施工的先后 平行流水作业 是指建筑施工沿水平方向和施工层的垂直方向 按划分的施工段展开流水施工 立体交叉作业 是指在进行一项分部分项工程施工时 同时插入另一项分部分项工程的施工 如在进行结构吊装时就开始插入围护墙砌筑 或在进行吊平顶时就插入墙面抹灰施工等 3 积极采用现代先进科学技术 努力提高劳动生产率 第二节组织施工的方法组织施工方法有依次施工 平行施工和流水施工三种方式 现以建造m幢相同的房屋为例分析一下三种施工方法的施工特点 举例说明 依次施工 当第一幢房屋竣工后才开始第二幢房屋的施工 即按着次序一幢接一幢地进行施工 这种方法同时投入的劳动力和物资资源较少 但各专业工作队在该工程中的工作是有间隙的 工期也拖得较长 图10 1a 平行施工 m幢房屋同时开工 同时竣工 图10 1b 这样施工显然可以大大缩短工期 但是各专业工作队同时投入工作的队数却大大增加 相应的劳动力以及物资资源的消耗量集中 会给施工带来不良的经济效果 流水施工 是将m幢房屋依次保持一定的时间搭接起来 陆续开工 陆续完工 即把各房屋的施工过程搭接起来 使各专业工作队的工作具有连续性 而物资资源的消耗具有均衡性 图10 1c 流水施工与依次施工相比工期也较短 图10 1不同施工方法的比较a 依次施工b 平行施工c 流水施工 流水施工的特点工业生产的实践证明 流水施工作业法是组织生产的有效方法 工业生产中的流水作业中 专业生产者是固定的 而各产品或中间产品在流水线上流动 由前个工序流向后一个工序 施工中的产品或中间产品是固定不动的 而专业施工队则是流动的 他们由前一施工段流向后一施工段 一 依次施工1 按施工段依次施工优点 劳动力材料供应不连续 易形成窝工现象 2 按施工过程依次施工缺点 按施工过程依次施工时 各班组虽能连续施工 但不能充分利用工作面 完成每个施工段全部施工过程所需时间较长 二 平行施工优点 是能充分利用工作面 完成工程任务的时间最短 即施工式期最短 缺点 但由于施工班组数成倍增加 即投入施工人数增多 施工机具设备也相应增加 材料供应集中临时设施 仓库和堆放场面积亦要增加 从而造成组织安排和施工管理困难 增加施工管理费用 三 流水施工 第十章施工组织设计 第三节流水施工的基本原理一 流水施工的优点 组织要点的基本原理 一 流水施工的优点1 流水施工能合理地 充分地利用工作面 争取时间 加速工程的施工进度 从而有利于缩短施工工期 2 流水施工能保持各施工过程的连续性 均衡性 从而有昨于提高施工管理水平技术经济效益 3 流水施工能使各施工班组在一定时期内保持相同的施工操作和连续 均衡的施工 从而有得于提高劳动生产效率 二 流水施工的组织要点1 划分分部分项工程2 划分施工段3 每个施工过程组织独立的施工班组4 主要施工过程必须连续 均衡地施工5 不同的施工过程尽可能组织平行搭接施工 三 组织流水施工的条件1 要将施工对象划分成若干个工程量大致相等的施工段 也叫流水段 2 每个施工段要有若干个工作内容相同的施工过程组成 3 每个施工过程要有相对固定的专业队组进行施工 二 流水施工的主要参数 一 工艺参数1 施工过程数 用n表示 2 流水强度 用V表示 流水强度是指某施工过程在单位时间内所完成的工程量 x 1 机械施工过程流水强度 V RiSii 1式中 V 某施工过程机械操作流水强度 Si 该种施工机械产量定额 Ri 投入该施工过程某种施工机械台数 x 投入某施工过程的施工机械种类数 2 手工操作过程的流水强度 V RS式中 V 某施工过程的人工操作强度 R 投入该施工过程的专业队组人数 R应小于工作面上允许容纳的最多人数 S 该专业工作队组平均产量定额 二 空间参数1 施工段 用m表示 组织流水施工时 将施工对象划分成若干个劳动量大致相等的施工区段 称为施工段 也叫流水段 a 划分基本原则1 段数不易过多 也不易过少 2 应使各段劳动量或工程量大致相等 使各施工队组连续 均衡地施工 3 施工段划分界限要以保证施工质量且不违反操作规程要求为前提 b 流水段的划分方法1 对大型小区 可按相同的建筑物 构造物作为分段界线 2 对单元式住宅工程 可按单元作为分段界线 3 对零散工程 当分段有困难时 可按一幢或几幢建筑作为分段界线 2 施工层在组织流水施工时 为了满足专业工种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 三 时间参数一般有流水节拍 流水步距和工期等 1 流水节拍是指从事某一施工过程的施工班组在一个施工段上的工作 持续时间 称为一个流水节拍 用符号ti表示 i 1 2 确定流水节拍的方法工期计算法 T tj tz t m n 1 式中 T 流水施工的工期 天 m 流水段数 n 施工过程数 tJ 技术间歇时间 天 tZ 组织间歇时间 天 2 流水步距 用K表示 在流水施工中 相邻两个施工队组先后进入同一施工段开始工作的间隔时间 称为流水步距 通常以Ki i 1表示 i表示前一个施工过程 i 1表示后一个施工过程 流水步距的数目取决于参加流水的施工过程数 如施工过程数为n个 则流水步距的总数为n 1个 Ki i 1 ti tj td 当ti ti 1时 Ki i 1 Mti M 1 ti 1 tj td 当tj ti 1时 式中 ti 第i个施工过程的流水节拍 ti 1 第i 1个施工过程的流水节拍 tj 第i个施工过程与第i 1个施工过程之间的间歇时间 td 第i 1个施工过程与第i个施工过程之间的搭接时间 3 间歇时间Z1 工艺间隙时间Z1如楼板混凝土浇筑后 需要一定的养护时间才能进行后道工序的施工 这些由于工艺原因引起的等待时间 称为工艺间隙时间 2 组织间隙时间Z2如质量验收 安全检查等 4 工期工期是指完成一项工程任务或一个流水组施工所需的时间 一般可采用下式计算 T Ki I 1 TN式中 Ki I 1 流水施工中各流水步距之和 TN 流水施工中最后一个施工过程的持续时间 例题 某工程划分为A B C D四个施工过程组织流水施工 各施工过程的流水节拍分别为tA 3天 tB 4天 tC 5天 tD 3天 施工过程B完成后需有2天的技术和组织间歇时间 试求各过程之间的流水步距及竣工期的工期 解 根据上述条件 各流水步距计算如下 因为tAtD tj 0 td 0 所以KC D MtC m 1 tD tj td 4 5 4 1 3 0 0 11 天 该工程的工期计算如下 T Ki i 1 TN KA B KB C KC D tD 3 6 11 3 23 天 三 组织流水施工的基本方法流水施工方式根据流水施工节拍特征的不同 可分为有节奏流水 无节奏流水 有节奏流水又可分为全等节拍流水 成倍节拍流水 异节拍流水 一 有节奏流水 1 固定节拍流水节奏流水施工和非节奏流水施工 节奏流水施工 各施工过程在各施工段上持续时间相等 施工进度线是一条斜率不变的直线 如图10 3a 非节奏流水施工 施工过程在各施工段上持续时间不等 施工进度线是一条由斜率不同的几个线段所组成的折线 图10 3b 图10 3施工过程流水图表a 节奏流水b 非节奏流水 施工过程节奏流水的总持续时间为t mK式中t 持续时间 K 流水节拍 m 施工段数 各施工过程的流水节拍相等 固定节拍流水成倍数 成倍节拍流水 各施工过程之间的流水节拍相同两相邻施工过程在施工时间上最大搭接 图10 4固定节拍流水图表 有工艺间隙 a 水平图表b 垂直图表 二 无节奏流水施工1 无节奏流水施工的特征同一施工过程流水节拍不完全相等 不同施工过程流水节拍也不完全相等 各个施工过程之间的流水步距不完全相等且差异较大 2 无节奏流水步距的确定 无节奏流水步距的计算是采用 累加斜减取大差法 即 第一步 将每个施工过程的流水节后逐段累加 第二步 错位相减 即从前一个施工班组由加入流水起到完成该段工作止的持续时间和减去后一个施工班组由加入流水起到完成前一个施工段工作的持续时间和 即相邻斜减 得到一组差数 第三步 取上一步斜减差数中的最大值作为流水步距 例 某工程的流水节拍值 天 1 计算KAB KBC26911 36810 2332 10所以 KAB 3天 2 流水施工工期 T Ki i 1 TN KAB KBC TN 3 3 4 2 3 2 17天 36810 46911 3221 11所以KBC 3 天 第四节网络计划技术一 网络计划的基本概念 一 横道计划与网络计划的特点分析 二 网络计划的分类 1 按网络计划的工程对象划分局部网络计划单位工程网络计划总体网络计划 2 按网络计划的性质和作用划分实施性网络计划控制性网络计划 3 按网络计划的时间表达划分无时标网络计划时标网络计划 4 按网络计划的图形表达划分双代号网络计划单代号网络计划 第十章施工组织设计 普通双代号网络图1 普通双代号网络图组成由工作 事件和线路三个基本要素组成 如图34 10 1 工作指能够独立存在的实施性活动 可分为 需要消耗时间和资源的工作 只消耗时间而不消耗资源的工作和不消耗时间及资源的工作三种 前两种为实工作 最后一种为虚工作 2 事件是指网络图中箭线两端带有编号的圆圈 也称作结点 表示工作开始或结束的时刻 不消耗时间 也不消耗资源 3 线路是指从网络图原始事件出发 顺着箭线方向到达网络图结束事件 完成某条线路所需的总持续时间 称为该条线路的线路时间 关键线路是指网络图中线路时间最长的线路 其线路时间代表整个网络图的计算总工期 关键线路至少有一条 并以粗箭线或双箭线表示 关键线路上的工作 都是关键工作 关键工作都没有时间储备 非关键线路上 除了关键工作之外 其余工作均为非关键工作 非关键工作都有时间储备 在一定条件下 关键工作与非关键工作 关键线路与非关键线路都可以相互转化 2 普通双代号网络图绘制 1 绘图基本规则1 必须正确地表达各项工作之间的网络逻辑关系 2 在同一网络图中 只允许有1个原始事件 不允许再出现没有前导工作的 尾部事件 3 在同一单目标网络图中 只允许有1个结束事件 不允许再出现没有后续工作的 尽头事件 4 在双代号网络图中 不允许出现闭合回路 三 网络图计划的表示方法网络图是由一系列节点和箭线组成的有向 有序的网状图形 网络图按其所用符号的意义不同 可分为双代号网络图和单代号网络图 1 双代号网络图双代号网络图是由箭线 节点和线路三个要素所组成的 其线路数目和线路持续时间如下 第一条线路 3 2 0 2 1 8 天 第二条线路 3 2 1 1 7 天 第三条线路 3 3 2 1 9 天 第三条线路的工作持续时间天 是最长的一个 我们把线上总的工作持续时间最长的线路称为关键线路 其余的线路为非关键线路 2 单代号网络图 二 双代号网络图的绘制 一 工作之间的逻辑关系1 工艺关系 就是工艺之间内在的先后顺序 如某现浇钢筋混凝土柱的施工 必须在绑扎完柱子钢筋和支完模板以后 才能浇筑混凝土 2 组织关系是网络计划人员在施工方案的基础上 根据工程对象所处的时间 空间以及资源供应等客观条件所确定的工作展开顺序 3 紧前工作 紧后工作 平行工作4 虚工作双代号网络计划中 只表示前后相邻工作之间的逻辑关系 既不占用时间 也不耗用资源的虚拟的工作称为虚工作 虚工作用虚线表示 5 内向箭线和外向箭线 如同一施工过程 有A B C三个施工段 是先施工A 还是先施工B或C 或是同时施工其中的两个或三个施工段 某些不存在工艺制约关系的施工过程 如屋面防水工程与门窗工程 二者之中先施工其中某项 还是同时进行 都要根据施工的具体条件 如工期要求 人力及材料等资源供应条件来确定 在某些情况下 必须借助虚箭线才能正确表达工作之间的逻辑关系常见的逻辑关系见下表 二 双代号网络图的绘制规则 1 不得有两个或两个以上的箭线从同一节点出发且同时指向同一节点表达工作之间平行的关系时 可以增加虚工作来表达它们之间的关系 2 一个网络计划只能有一个原始节点和一个结束节点 3 在网络图中不得存在闭合回路 4 同一项工作在一个网络图中不能重复表达 5 表达工作之间的搭接关系时不允许从箭线中间引出另一条箭线 6 网络图中不允许出现双向箭线和无箭头箭线 7 网络图中节点编号自左向右 由小到大 应确保工作的起点节点的编号小于工作终点节点的编号 并且所有的节点的编号不得重复 三 双代号网络图计划时间参数计算1 公式计算法2 图上计算法3 表上计算法无论采用流水作业法还是采用网络计划技术 对初步安排的施工进度计划均应进行检查 调整和优化 检查内容有 是否满足工期要求 资源 劳动力 材料及机械 的均衡性 工作队的连续性 以及施工顺序 平行搭接和技术或组织间歇时间等是否合理 根据检查结果 如有不足之处应予调整 必要时应采取技术措施和组织措施 使有矛盾或不合理 不完善处的工序持续时间延长或缩短 以满足施工工期和施工的连续性 一般主要施工过程应是连续的 和均衡性 此外 在施工进度计划执行过程中 往往会因人力 物力及客观条件的变化而打破原订计划 或超前 或推迟 因此 在施工过程中 也应经常检查和调整施工进度计划 近年来 计算机已广泛用于施工进度计划的编制 优化和调整 它具有很多优越性 尤其是在优化和快速调整方面更能发挥其计算迅速的优点 第五节临时设施布置 施工现场搭设的临时性建筑 是为施工队伍生产和生活服务的 要本着有利施工 方便生活 勤俭节约和安全使用的原则 统筹规划 合理布局 为顺利完成施工任务提供基础条件 工地的临时设施包括工地临时房屋 临时道路 临时供水和供电设施等 临时设施的搭设原则为 1 工地临时房屋临时房屋的布点既要考虑施工的需要 又要靠近交通线路方便运输 方便职工的生活 应将施工 生产 区和生活区分开 要考虑安全 注意防洪水 泥石流 滑坡等自然灾害 尽量少占和不占农田 充分利用山地 荒地 空地或劣地 尽量利用施工现场或附近已有的建筑物 对必须搭设的临时建筑应因地制宜 利用当地材料和旧料 尽量降低费用 尽可能使用装拆方便 可以重复利用的新型建筑材料来搭设临时设施 如活动房屋 彩钢板 铝合金板 集装箱等 近几年的实践证明 这些材料尽管一次性投资较大 但因其重复利用率高 周转次数多 搭拆方便 保温防潮 维修费用低 施工现场文明程度高等特点 其总的使用价值及社会效益高于传统的临时建筑 同时临时设施的搭设还必须符合安全防火要求 2 临时道路现场主要道路应尽可能利用永久性道路或先建好永久性道路的路基 在土建工程结束之前在铺路面 临时道路布置要保证车辆等行驶畅通 有回转余地 一般设计成环行道路 3 临时供 排 水 供电设施 1 布置供水管网时 应力求供水管总长度为最小 管径和龙头数目应经过计算确定 根据气候条件和使用期限的长短确定管线埋于地下还是铺在地表面 2 排水管应尺可能利用原有的排水管道 必要时通过疏竣或加长等措施 使工地的地下水和地表水及时排入城市下水系统 4 供电施工现场的临时用电 尽量利用现场附近已有的电网 如附近无电网 或供电不足时 则需自备发电设备 变压器 站 的位置应布置在现场边缘高压线接入处 四周用铁丝网围住 不宜设在交通要道口 供电系统的设置与使用应符合有关安全要求 第六节施工平面图设计 有的建筑工地秩序井然 有的则杂乱无章 这与施工平面图设计的合理与否有直接的关系 单位工程施工平面图是施工组织设计的主要组成部分 1 设计的内容单位工程施工平面图通常用1 200 1 500的比例绘制 一般应在图上标明下列内容 1 建筑总平面上已建和拟建的地上和地下的一切房屋 构筑物及其他设施的位置和尺寸 2 移动式起重机 包括有轨起重机 开行路线及垂直运输设施的位置 3 各种材料 半成品 构件以及工业设备等的仓库和堆场 4 为施工服务的一切临时设施的布置 包括搅拌站 加工棚 仓库 办公室 供水供电线路 施工道路等 5 测量放线标桩 地形等高线 土方取弃场地 6 安全 防火设施 2 设计步骤 1 决定起重机械的位置起重机的位置直接影响仓库 料堆 砂浆和混凝土搅拌站的位置及道路和水 电线路的布置等 因此要首先予以考虑布置固定式垂直运输设备 塔界 龙门架 井架 门架 桅杆等 主要根据机械性能 建筑物的平面形状和大小 施工段划分的情况 材料来向和已有运输道路情况而定 充分发挥起重机械的能力并使地面与楼面上的水平运距最小 井架 门架的位置 以布置在有门 窗口处为宜 以避免砌墙留槎和减少井架拆除后的修补工作 轨道式起重机的布置方式 要使起重机的起重幅度能够将材料和构件直接运至任何施工地点 尽量避免出现 死角 轨道布置方式 沿建筑物的一侧或内外两侧布置 必要时还需增加转弯设备 尽量使轨道长度最短 同时 做好轨道路基四周的排水工作 2 确定搅拌站 仓库和材料 构件堆场的位置搅拌站 仓库和材料 构件堆场的位置 应尽量靠近使用地点或在起重半径范围内 并考虑到运输和装卸料的方便 首先应根据起重机的类型进行布置 对不同的起重机 搅拌站 仓库 材料构件堆场的布置也有区别 一般有以下几种情况 当采用井架 龙门架等固定式垂直运输设备时 尽可能靠近布置 以减少运距或两次搬运 当采用塔式起重机进行垂直运输时 应布置在塔式起重机有效起重幅度范围内 当采用自行式起重机进行水平或垂直运输时 应沿起重机运行路线布置 位置应在起重臂的最大外伸长度范围以内 其次要考虑不同的施工阶段 施工部位和使用时间 材料 构件堆场的位置要分区域设置或分阶段设置 此外 当混凝土基础的体积较大时 如不采用商品混凝土 则混凝土搅拌站可以直接布置在基坑边缘附近 待混凝土浇筑完后再转移 以减少混凝土的运输距离 木工和钢筋加工车间的位置可考虑布置在建筑物四周较远的地方 但应有一定的场地堆放木材 钢筋和成品 石灰仓库和淋灰池的位置要接近砂浆搅拌站并在下风处 沥青堆场及熬制锅的位置要离开易燃仓库或堆场 也应布置在下风处 3 布置运输道路现场主要道路应尽可能利用永久性道路 或先建好永久性道路的路基 在土建工程结束之前再铺路面 现场道路布置时要注意保证行驶畅通 使运输工具有回转的可能性 因此 运输路线最好围绕建筑物布置成一条环行道路 道路宽度一般不小于3 5m 4 布置行政管理及文化生活福利用临时设施确定它们的位置时 应考虑使用方便 不妨碍施工 并符合防火保安要求 5 布置水电管网 施工用的临时给水管由建设单位的干管或自行布置的干管接到用水地点 布置时应力求管网总长度最短 管径的大小和龙头数目的设置需视工程规模大小通过计算确定 管道可埋于地下 也可铺设在地面上 排水设施为便于排除地面水和地下水 要及时修通永久性下水道 并结合现场地形在建筑物四周设置排泄地面水和地下水的沟渠 如排入城市下水系统 还应设置沉淀池 临时供电单位工程施工用电应在全工地施工总平面图中一并考虑 一般计算出在施工期间的用电总数 如由建筑单位解决 可不另设变压器 必要时根据现场用电量选用变压器 变压器 站 的位置应布置在现场边缘高压线接入处 四周用铁丝网围住 不宜布置在交通要道口 临时变压器设置 应距地面不小于30cm 并应在2m以外处设置高度大于1 7m的保护栏杆 m mk 第七节资源计划单位工程施工进度计划确定之后 可据此编制各主要工种劳动力需要量计划及施工机械 模具 主要建筑材料 构件 加工品等的需要计划 以利于及时组织劳动力和技术物资的供应 保证施工进度计划的顺利执行 1 主要劳动力需要量计划 将各施工过程所需要的主要工种劳动力 根据施工进度的安排进行叠加 就可编制出主要工种劳动力需要量计划 如表13 1所示 它的作用是为施工现场的劳动力调配提供依据 2 施工机械需要量计划根据施工方案和施工进度确定施工机械的类型 数量 进场时间 一般是把单位工程施工进度表中每一个施工过程 每天所需的机械类型 数量和施工日期进行汇总 以得出施工机械模具需要量计划 如表13 2所示 3 主要材料及构 配件需要量计划材料需要量计划主要为组织备料 确定仓库 堆场面积 组织运输之用 其编制方法是将施工预算中或进度表中各施工过程的工程量 按材料名称 规格 使用时间并考虑到各种材料消耗进行计算汇总即为每天 或旬 月 所需材料数量 材料需要量计划格式如表13 3所示 若某分部分项工程是由多种材料组成 例如混凝土工程 在计算其材料需要量时 应按混凝土配合比 将混凝土工程量换算成水泥 砂 石 外加剂等材料的数量 建筑结构构件 配件和其他加工品的需要量计划 同样可按编制主要材料需要量计划的方法进行编制 它是同加工单位签订供应协议或合同 确定堆场面积 组织运输工作的依据 如表13 4所示 第八节施工组织设计的评价 1 施工方案的技术经济评价每一施工过程都可以采用多种不同的施工方法和施工机械来完成 应当根据实际情况 首先拟定几个技术上可能的方案 然后从技术及经济上互相比较 从中选出最合理的方案 使技术上的可行性同经济上的合理性统一