流水施工基本原理ppt课件

第11章流水施工基本原理,1流水施工的概念2流水施工组织,【教学要求】了解流水施工的概念、分类及组织形式，掌握流水施工的时间参数及等节拍流水、异节拍流水、分别流水的组织方法，熟悉横道图、斜线图的绘制方法。【教学重点】重点阐述主要时间参数的特性及流水工期的计算，等节拍流水、异节拍流水及分别流水的施工组织方法。,【教学难点】流水施工参数及流水工期的计算；分别流水的施工组织方法。【时间安排】1次课、共2课时。,首都机场三号航站楼,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。,工业生产线的流水作业与土木工程的流水施工的不同点,上海大众汽车流水线,共55页第1页,例有三个同类型宿舍楼，按同一施工图纸，建造在同一小区里。按每幢楼为一个施工段，分为三个施工段组织施工，编号为、，每个施工段的基础工程都包括挖土方、做垫层、砌基础和回填土等四个施工过程。成立三个专业工作队，分别完成上述四个施工过程的任务，挖土方由8人组成，做垫层6人，砌基础14人，回填土5人。挖土方和砌基础每段上完成的时间为6天，做垫层和回填土每段上完成的时间为3天。以该工程为例说明三种施工组织方式的不同。,1.1施工组织的方式,土木工程施工的组织方式不同，其技术经济效益也不相同。常见的施工组织方式有依次施工、平行施工和流水施工。下面以某三栋相同建筑基础工程施工为例，采用三种不同组织方式施工进行对比。,1.1.1依次施工,将整个拟建工程分解成若干施工过程，按照施工顺序,前一个施工过程完成后,后一个施工过程才开始施工。前一个工程完成后,后一个工程才开始施工。这是一种最基本、最原始的施工组织方式。,共55页第2页,挖土方,做垫层,砌基础,回填土,挖土方,做垫层,砌基础,回填土,挖土方,做垫层,砌基础,回填土,共55页第3页,依次施工的特点是：,不能充分利用工作面，工期长；不适合专业化施工，不利于改进施工工艺、提高工程质量、提高工人操作技术水平和劳动生产率；如采用专业施工队则不能连续施工，窝工严重或调动频繁；单位时间内投入的资源较少；施工现场组织、管理简单。,1.1.2平行施工,是将几个相同的施工过程，分别组织几个相同的工作队，在同一时间、不同的空间上平行进行施工。,共55页第4页,15,共55页第5页,平行施工的特点是：,充分利用了工作面，缩短了工期；适用于综合施工队施工，不利于提高工程质量和劳动生产率；如采用专业施工队则不能连续施工；单位时间内投入的资源成倍增加，现场临时设施也相应增加；现场施工组织、管理、协调、调度复杂。,1.1.3流水施工,流水施工是将拟建工程在竖直方向上划分施工层，在平面上划分施工段，然后按施工工艺的分解组建相应的专业施工队，按施工顺序的先后进行各施工层、施工段的施工。,共55页第6页,22,27,20,19,14,5,14,8,28,共55页第7页,流水施工的特点是：,既充分利用工作面，又缩短工期；各专业施工队能连续作业，不产生窝工；,实现专业化生产，有利于提高操作技术、工程质量和劳动效率；资源使用均衡，有利于资源供应的组织和管理；有利于现场文明施工和科学管理。,筒库群底板钢筋工程的流水施工,钢筋定位放线,底层钢筋绑扎,面层钢筋绑扎,共55页第8页,几个动画,1.2流水施工参数,工程进度表达方式：工程施工进度计划是反映施工时各施工过程按先后顺序、配合关系在时间、空间上的展开情况。常用的施工进度计划表达形式有线条图和网络图。,用水平线表示的流水施工计划俗称“横道图”，用斜直线表示的流水施工计划俗称“斜线图”。,中港名都大酒店基础流水施工全景,筏板砼浇筑收仓,负二层砼柱浇筑,负二层楼面支模,共55页第9页,横道图,砌基础,回填土,砌基础,垫层,K,K,kT1=ti,砌基础,砌基础,回填土,回填土,回填土,垫层,垫层,垫层,挖土方,挖土方,挖土方,挖土方,共55页第10页,斜线图,kT1=ti,段段段段,K1K2,K3,K4,共55页第11页,横道图具有绘制简单，流水施工形象直观的优点；斜线图能直观地反映同一施工段中各施工过程的先后顺序和相互配合关系，且可由斜线的斜率形象地反映各施工过程的流水强度。,共55页第12页,1.2.1施工过程数n,一项工程施工由许多施工过程(分部、分项、工序)组成。施工过程的划分应按工程对象、施工方法及计划性质确定。,共55页第13页,编制控制性施工进度计划时，流水施工的施工过程可粗一些，只列出分部工程；编制实施性施工进度计划时，施工过程则应划分得细一些，将分部工程分解为分项工程乃至施工工序,以便指导施工。,施工中的上海环球金融中心,1.2.2施工段数m,流水施工时，常把施工对象分为若干个工程量大致相等的施工段。群体工程可先在各单位工程间进行大流水施工段划分；单位工程划分施工段则应考虑：施工段数m要适当，过多则拖延工期，过少则资源供应集中，不利组织流水施工；施工段的分界尽可能与温度缝、沉降缝或建筑单元一致；,各施工段上所消耗的劳动量大致相等；各施工过程均应有足够的工作面；对于多层建筑物，施工段数是各层段数之和，各层应有相同的段数和上下垂直对应的分界线，以保证专业队在施工层、段之间进行有节奏、均衡、连续的流水施工。,共55页第14页,施工段数m与施工过程数n的关系,例：某二层现浇钢筋砼结构，施工过程均为支模板、绑扎钢筋和浇注砼（即n=3），各施工过程在施工段上的持续时间均为3天（即t1=3），施工段m分别按4、3、2组织流水施工：,共55页第15页,火力发电厂全景,mn时流水施工开展情况,1段,2段,Z=3,当mn时，各专业队能连续作业，但施工段有空闲(图中各施工段在第一层浇完砼后均空闲3天)，即工作面有空闲。这种空闲可用于弥补由于工艺间隙、组织间隙和备料等要求的时间。,3段,4段,1段,1段,1段,1段,1段,2段,2段,2段,2段,2段,3段,3段,3段,3段,3段,4段,4段,4段,4段,4段,共55页第16页,m=n时流水施工开展情况,1段,2段,3段,当m=n时，各专业队能连续作业，施工段没有空闲，是理想的流水施工方案。施工段数m应大于或等于施工过程数n，以满足合理流水施工组织要求；,1段,1段,1段,1段,1段,2段,2段,2段,2段,2段,3段,3段,3段,3段,3段,共55页第17页,mn时流水施工开展情况,1段,2段,空闲3天,空闲3天,空闲3天,1段,1段,1段,1段,1段,2段,2段,2段,2段,2段,当mn时，各专业队不能连续作业(图中各专业队在完成第一层作业、进入第二层作业前均停工3天)，但施工段没有空闲。即专业队因无工作面而停工。,共55页第18页,值得指出的是：对于在建筑群中大流水施工时，这种专业流水的停工可以避免；对单栋建筑物的专业流水施工组织则应避免mn的情况出现。,建筑群的大流水施工,共55页第19页,1.2.3流水节拍ti,是指某个专业队在一个施工段上工作的延续时间。流水节拍的大小可反映出流水施工速度的快慢、节奏感的强弱和资源消耗量的多少。按流水节拍的数值特征，可分为固定节拍(等节拍)专业流水、成倍节拍(异节拍)专业流水和分别(无节奏)流水三种。,确定流水节拍应考虑的因素,工期：能有效保证或缩短计划工期。工作面：既能安置足够数量的操作工人或施工机械，又不降低劳动(机械)效率。资源供应能力：各施工段能投入的劳动力或施工机械台数、材料供应。劳动效率：能最大限度发挥工人或机械的劳动(机械)效率。,共55页第20页,流水节拍的确定方法,经验估算法：根据以往的施工经验先估算该流水节拍的最长、最短和正常三种时间，再按下式求出期望的流水节拍：m=（a+4c+b）/6式中：m某施工过程在某施工段上的流水节拍；a某施工过程在某施工段上的最短估算时间；b某施工过程在某施工段上的最长估算时间；c某施工过程在某施工段上的最可能估算时间。,本法也称“三种时间估算法”，常用于有同类型施工经验的工程或无定额可循的工程。,共55页第21页,定额计算法,根据各施工段拟投入的资源能力确定流水节拍。按下式计算：ti=Q/RS=P/R式中：Q某施工段的工程量；R专业队的人数或机械台数；S产量定额，即工日或台班完成的工程量；P某施工段所需的劳动量或机械台班量。,共55页第22页,工期计算法,按工期的要求在规定期限内必须完成的工程项目，往往采用“倒排进度法”，步骤如下：a、倒排施工进度：根据工期倒排施工进度，确定主导施工过程的流水节拍，然后安排需要投入的相关资源；b、确定流水节拍：若同一施工过程的流水节拍不等，则用估算法；若流水节拍相等，则按下式确定：t=T/m式中：t流水节拍；T某施工过程的工作持续时间；m某施工过程划分的施工段数。,共55页第23页,c、确定最小流水节拍：施工段数确定后，流水节拍大则工期较长，流水节拍太小，实际上又受工作面或工艺要求的限制。这时就需要根据工作面的大小、操作工人或施工机械的最佳配置、工艺要求和劳动效率来综合确定最小流水节拍。确定的流水节拍应取整数或半个工作日的整倍数。,火电厂的双曲线冷却塔,共55页第24页,1.2.4流水步距K,是指相邻两个专业队先后进入同一施工段开始工作的时间间隔。施工段确定后，流水步距大则工期长，步距小则工期短。流水步距的数目取决于参加流水施工的施工过程数或专业队数，流水步距的总数为n1。,确定流水步距的基本要求是：始终保持前、后两个施工过程合理的工艺顺序，尽可能使施工时间相互搭接（即前一施工过程完成后，能尽早进入后一施工过程施工）；保持各施工过程的连续作业，妥善处理间隙时间，避免发生停工、窝工；流水步距至少为一个或半个工作班。,共55页第25页,1.2.5间隙时间Z,由于工艺要求或组织因素，流水施工中两个相邻的施工过程往往需考虑一定的流水间隙时间。,工艺间隙时间tg：如楼板砼浇筑后需一定的养护时间才能进行后道工序的施工；屋面找平层完成后需干燥后才能进行防水层的施工。,组织间隙时间tz：如基坑持力层验槽、回填土前的隐蔽工程验收、装修开始前的主体结构验收或安全检查等。工艺间隙和组织间隙在流水施工时，可与相应施工过程一并考虑，也可分别考虑，灵活运用工艺间隙和组织间隙的时间参数特点，对简化流水施工的组织有特殊的作用。,共55页第26页,1.2.6流水施工工期T,是指从第一个专业队投入施工开始至最后一个专业队完成最后一段施工过程为止的整个持续时间。流水施工工期不是工程的总工期，但受总工期的制约，要确保总工期目标的实现。,共55页第27页,岭澳核电站全景,电岛,核岛,进水口,1.3流水施工的分类,1.3.1按施工对象分,流水施工分类,分项工程流水施工,分部工程流水施工,单位工程流水施工,群体工程流水施工,共55页第28页,1.3.2按流水节奏分,可分为有节奏流水和无节奏流水两大类：,共55页第29页,有节奏流水：又可分为等节拍流水(每一施工过程在各施工段的流水节拍相同，且各施工过程相互之间的流水节拍也相等)和异节拍流水(每一施工过程在各施工段的流水节拍相同，但各施工过程相互之间的流水节拍不一定相等)。,无节奏流水：各施工段上的流水节拍不完全相等，相互之间无规律可循。,砖砌地梁胎模的流水施工,2流水施工的基本组织方式,流水施工按流水节拍和流水步距的分类,流水施工,无节奏流水施工,有节奏流水施工,异节奏流水施工,等节奏流水施工,分别流水施工,等步距成倍节拍流水施工,固定节拍流水施工,成倍节拍流水施工,异步距成倍节拍流水施工,2流水施工的基本组织方式,2.1固定节拍流水施工2.1.1组织特点(1)各个施工过程在各个施工段上的流水节拍彼此相等，即tjit（t为常数）；(2)各施工过程之间的流水步距彼此相等，且等于流水节拍，即Kj,j+1Kt；(3)每个施工过程在每个施工段上均由一个专业工作队独立完成作业，即专业工作队数目n等于施工过程数n；(4)专业工作队能够连续作业，没有闲置的施工段，使得流水施工在时间和空间上都连续。(5)各个施工过程的施工速度相等，均等于mt,2流水施工的基本组织方式,固定节拍流水施工适用范围：一般只适用于施工对象结构简单，工程规模较小，施工过程数不多的房屋工程或线型工程，如道路工程、管道工程等。由于固定节拍流水施工的流水节拍和流水步距是定值，局限性较大，且建筑工程多数施工较为复杂，因而在实际建筑工程中采用这种组织方式的并不多见，通常只用于一个分部工程的流水施工中。,2流水施工的基本组织方式,工期计算流水施工的工期是指从第一个施工过程开始施工，到最后一个施工过程结束施工的全部持续时间。,1段,2段,3段,1段,1段,2段,2段,3段,3段,2流水施工的基本组织方式,T流水施工工期；t流水节拍；m施工段数目；n施工过程数目；tg技术间歇时间总和；tz组织间歇时间总和；td搭接时间总和；,2流水施工的基本组织方式,示例例2-2某分部工程由、四个施工过程组成，划分为4个施工段，流水节拍均为3天，施工过程、有技术间歇时间2天，施工过程、之间相互搭接1天，试确定流水步距，计算工期，并绘制流水施工进度计划表。,2.流水施工的基本组织方式,解：因流水节拍均等，属于固定节拍流水施工。(1)确定流水步距K=t=3天(2)计算工期tg=2,td=1则工期为,=22天,2.流水施工的基本组织方式,(3)绘制流水施工进度计划表,2.流水施工的基本组织方式,(3)绘制流水施工进度计划表,2流水施工的基本组织方式,2.2成倍节拍流水施工2.2.1组织特点(1)同一施工过程在各个施工段上的流水节拍彼此相等，即tjitj，不同施工过程在同一施工段上的流水节拍之间存在一个最大公约数，各流水节拍等于该最大公约数的不同整数倍，即k=最大公约数t1,t2,tn；(2)各专业工作队之间的流水步距彼此相等，且等于流水节拍的最大公约数k；(3)专业工作队总数目n大于施工过程数n；(4)专业工作队能够连续作业，没有闲置的施工段，使得流水施工在时间和空间上都连续。(5)各个施工过程的持续时间之间亦存在公约数k；,2.流水施工的基本组织方式,2.2.2专业工作队数目,tj施工过程j的流水节拍；bj施工过程j的专业工作队数目；k各专业工作队之间的流水步距，k=最大公约数t1,t2,tn；专业工作队总数目n大于施工过程数n：,2.流水施工的基本组织方式,2.2.3工期计算,2.流水施工的基本组织方式,2.2.4示例例2-4某分部工程由、三个施工过程组成，划分为6个施工段，三个施工过程在每个施工段上的流水节拍各自相等，分别为3天、2天和1天，试安排流水施工，并绘制流水施工进度计划表。,2.流水施工的基本组织方式,解：根据工程特点，按成倍节拍流水施工方式组织流水施工。(1)确定流水步距k=最大公约数3,2,11天(2)计算专业工作队数目b=3/1=3个b=2/1=2个b=1/1=1个,2.流水施工的基本组织方式,(3)计算工期T=(m+n1)k=(6+61)1=11天,计算专业工作队总数目n,2.流水施工的基本组织方式,(4)绘制流水施工进度计划表,2.流水施工的基本组织方式,(4)绘制流水施工进度计划表,2.流水施工的基本组织方式,练习：某工程有三个施工过程，在平面上划分为四个施工段，三个施工过程的流水节拍分别为2天，4天，2天。第一施工过程完成后有技术间歇2天，试计算流水施工工期并绘制流水施工进度计划表。,2.流水施工的基本组织方式,2.3分别流水施工分别流水施工是指无节奏流水施工或异节奏异步距流水施工的组织方式，各施工过程在各个施工段上的流水节拍无特定规律。由于没有固定节拍、成倍节拍的时间约束，在进度安排上比较自由、灵活，分别流水施工是实际工程中最常见，应用最普遍的一种流水施工组织方式。,2.流水施工的基本组织方式,2.3.1组织特点(1)各个施工过程在各个施工段上的流水节拍彼此不等，亦无特定规律；(2)所有施工过程之间的流水步距彼此不等，流水步距与流水节拍的大小及相邻施工过程的相应施工段节拍差有关；(3)每个施工过程在每个施工段上均由一个专业工作队独立完成作业，即专业工作队数目n等于施工过程数n；(4)专业工作队能够连续作业，施工段可能有闲置；(5)各个施工过程的施工速度不一定相等，亦无特定规律；,分别流水施工的组织方式能够适应各种结构各异、规模不等、复杂程度不同的工程对象，具有更广泛的应用范围。,2.流水施工的基本组织方式,2.3.2确定流水步距“累加数列错位相减取最大差”法(1)计算各施工过程在各个施工段上流水节拍的累加数列,（1jn，1im）,aj,i第j个施工过程的累加数列第i项的值。当j1,2,n时，分别取i=1,2,m，即可得施工过程j的累加数列；,2.流水施工的基本组织方式,(2)求相邻两个累加数列的错位相减差数列,（1jn1，1im）,aij,j+1流水节拍累加数列j和j+1相减的差数列第i项值；aj,i流水节拍累加数列j的第i项值；aj+1，i1流水节拍累加数列j+1的第i1项值，当i=1时,aj+1，00；,2.流水施工的基本组织方式,(3)确定相邻两个施工过程的流水步距,（1jn1，1im）,Kj,j+1施工过程j和j+1之间的流水步距；aij,j+1流水节拍累加数列j和j+1相减的差数列的第i项值；,例某一分部工程划分为五个施工段组织流水施工，包括、四个施工过程，分别由四个专业工作队负责施工，每个施工过程在各个施工段上的流水节拍见下表所示，试确定流水步距。流水节拍表,解：根据已知的流水节拍，确定采取无节奏流水施工组织方式。(1)计算各施工过程流水节拍的累加数列：2,4,7,9,11：1,4,6,8,10：2,4,7,8,12：3,5,7,10,12,(2)求两个相邻累加数列的差数列与：2,4,7,9,11)1,4,6,8,10,ai,：2,3,3,3,3,10与：1,4,6,8,10)2,4,7,8,12,ai,：1,2,2,1,2,12与：2,4,7,8,12)3,5,7,10,12,ai，：2,1,2,1,2,12,(3)确定流水步距取最大差值K，=max2,3,3,3,3,10=3K，=max1,2,2,1,2,12=2K，=max2,1,2,1,2,12=2,计算工期,T流水施工工期；m施工段数目；n施工过程数目；Kj，j+1施工过程j和j+1之间的流水步距；tni最后一个施工过程在各施工段上的流水节拍之和tg技术间歇时间总和tz组织间歇实际总和；td搭接时间总和,例:某工程包括、五个施工过程，划分为四个施工段组织流水施工，分别由五个专业工作队负责施工，每个施工过程在各个施工段上的工程量、定额与专业工作队人数见下表所示。按规定，施工过程完成后，至少要养护2天才能进行下一个过程施工，施工过程完成后，其相应施工段要留1天的时间做准备工作。为了早日完工，允许施工过程、之间搭接施工1天。试编制流水施工组织方案，并绘制流水施工进度计划表。,某工程有关资料表,=315(8101)=4,解：(1)计算每个施工过程在各施工段上