土木工程施工-第25讲_流水施工.ppt

第11章流水施工,第25讲流水施工,1流水施工的概念2流水施工组织,邵阳学院杨宗耀教授级高工,【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。,第25讲流水施工,【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,第25讲流水施工,上海大众汽车流水线,共55页第1页,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。这是一种最基本、最原始的施工组织方式。,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流水施工的概念,倒锥壳水塔吊装,共55页第2页,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1.1施工组织的方式,共55页第3页,依次施工的特点是,⑴不能充分利用工作面，工期长；⑵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；⑶如采用专业施工队则不能连续施工，窝工严重或调动频繁；⑷单位时间内投入的资源较少；⑸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。,1.1施工组织的方式,共55页第4页,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,15,1.1施工组织的方式,共55页第5页,平行施工的特点是,⑴充分利用了工作面，缩短了工期；⑵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；⑶如采用专业施工队则不能连续施工；⑷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；⑸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。,1.1施工组织的方式,共55页第6页,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,22,27,20,19,14,5,14,8,28,1.1施工组织的方式,共55页第7页,流水施工的特点是,⑴既充分利用工作面，又缩短工期；⑵各专业施工队能连续作业，不产生窝工；,1.1施工组织的方式,⑶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；⑷资源使用均衡，有利于资源供应的组织和管理；⑸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,1.2流水施工参数,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有线条图和网络图。,1流水施工的概念,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,（n-1）kT1mtimki,T（mn－1）k,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,1.2流水施工的参数,共55页第10页,斜线图,,,,,,,,,,,（n-1）kT1mtimki,T（mn－1）k,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Ⅰ段Ⅱ段Ⅲ段Ⅳ段,,,,,,,,,,,K1K2,K3,K4,1.2流水施工的参数,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。,由图表可知，流水施工的工期T为T（m＋n－1）K一个专业施工队完成各施工段工作的持续时间T1为T1mtimK下面介绍与流水施工相关的参数,1.2流水施工的参数,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。,1.2流水施工的参数,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⑴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；⑵施工段的分界尽可能与温度缝、沉降缝或建筑单元一致；,1.2流水施工的参数,⑶各施工段上所消耗的劳动量大致相等；⑷各施工过程均应有足够的工作面；⑸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n3），各施工过程在施工段上的持续时间均为3天（即t13），施工段m分别按4、3、2组织流水施工,1.2流水施工的参数,共55页第15页,火力发电厂全景,⑴m＞n时流水施工开展情况,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1段,2段,,,,Z3,,当m＞n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,1.2流水施工的参数,共55页第16页,⑵mn时流水施工开展情况,,,,,,,,,,,,,,,,1段,2段,3段,,,,,当mn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,1.2流水施工的参数,共55页第17页,⑶m＜n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m＜n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。,1.2流水施工的参数,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m＜n的情况出现。,1.2流水施工的参数,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。,1.2流水施工的参数,⑴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,⑵流水节拍的确定方法,①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（a4cb）/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正常估算时间。,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。,1.2流水施工的参数,共55页第21页,②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tiQ/RSP/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。,1.2流水施工的参数,共55页第22页,③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tT/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。,1.2流水施工的参数,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。,1.2流水施工的参数,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n－1。,确定流水步距的基本要求是①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）；②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；③流水步距至少为一个或半个工作班。,1.2流水施工的参数,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Z1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Z2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。,1.2流水施工的参数,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。,1.2流水施工的参数,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,,,,,,,1流水施工的概念,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,1.3流水施工的分类,共55页第29页,⑴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。,⑵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流水施工组织,俗称“等节拍流水”，是一种有规律的施工组织形式，所有施工过程在各施工段的流水节拍相等，且流水节拍ti等于流水步距K。即tiK常数,2.1固定节拍（等节拍）流水,第25讲流水施工,为缩短工期，前后两个相邻的施工过程应在施工开始时间上做到最大搭接，这种搭接常会受到必要的时间间隙的的限制。,共55页第30页,砼独立柱基及地梁的流水施工,固定节拍流水又可分为无间隙和有间隙的专业流水。其步骤如下⑴确定施工起点流向，划分施工段；⑵分解施工过程，确定施工顺序；⑶确定流水节拍，此时tit；⑷确定流水步距，此时Kt；⑸按下式计算确定总工期T,T（mn－1）kΣZ1ΣZ2,⑹绘制流水施工指示图表。见下图,2.1固定节拍等节拍流水,共55页第31页,固定节拍（无间隙）横道图,,,,,,,,,,,,,1段2段3段,,,,,,,,,,K,K,K,,,,,,,,,,,（n－1）kT1mtimk,T（mn－1）k,1段2段3段,1段2段3段,1段2段3段,2.1固定节拍等节拍流水,共55页第32页,固定节拍（无间隙）斜线图,,,,,挖土方,浇垫层,砌基础,回填土,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（n－1）kT1mtimk,T（mn－1）k,KKK,2.1固定节拍等节拍流水,共55页第33页,固定节拍（有间隙）横道图,,,,,,,,,,,,,挖土方基坑浇垫层砌基础隐蔽工程回填土验槽验收,,,,,,,,,,KZ1KKZ2,,,,,,,,T（mn－1）kΣZ1ΣZ2,,挖土方基坑浇垫层砌基础隐蔽工程回填土验槽验收,挖土方基坑浇垫层砌基础隐蔽工程回填土验槽验收,2.1固定节拍等节拍流水,共55页第34页,固定节拍（有间隙）斜线图,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,KZ1KKZ2mK,T（mn－1）kΣZ1ΣZ2,挖土方,浇垫层,砌基础,回填土,2.1固定节拍等节拍流水,共55页第35页,2.2成倍节拍（异节拍）流水,在实际施工组织中，由于工作面的不同或劳动力数量的不等,各施工过程的流水节拍（持续时间）完全相等是少见的。这时应使同一施工过程的流水节拍相等，不同施工过程的流水节拍互成倍数，称为“成倍节拍流水”或“异节拍流水”。,例某建筑群为4栋相同的住宅，主要施工过程的流水节拍（持续时间）为基础1个月、主体3个月、内外装修2个月，室外工程及收尾2个月。主体工程的流水节拍是基础的3倍，装修及室外工程分别是基础的2倍。绘制出成倍节拍流水图如下,2流水施工组织,共55页第36页,成倍节拍横道图,,,,,,,,,,,,,,,,,基础主体装修室外,,,,,,,,,,,,K1K2K3K4,基础主体装修室外,基础主体装修室外,基础主体装修室外,2.2成倍节拍异节拍流水,共55页第37页,成倍节拍斜线图,,,,,,,,,,,,K1K2K3K4,,,,,,,,,,,基础,主体,装修,室外,2.2成倍节拍异节拍流水,共55页第38页,上图即是一般成倍节拍流水，在实际施工中按此方法组织流水施工显然不尽合理。基础工程在第2至第4栋完成后，主体结构未能及时插上，出现大面积的工作面空闲。这样的安排使工期大大延长。实际上第2栋的主体结构可在第3个月就插入施工。,如果将主体的1个专业队增加为3个专业队，装修及室外专业队增加为2个专业队，我们就可将流水节拍分别为1、2、3个月，专业队为四个的成倍节拍流水，改变为流水节拍均为1个月、专业队为八个的固定节拍流水。见下图,2.2成倍节拍异节拍流水,共55页第39页,加快成倍节拍横道图,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,基础主体1主体2主体3装修1装修2室外1室外2,从横道图可看出流水节拍和流水步距均为1个月，没有空闲工作面，总工期缩短了3个月。,基础主体1主体2主体3装修1装修2室外1室外2,基础主体1主体2主体3装修1装修2室外1室外2,基础主体1主体2主体3装修1装修2室外1室外2,2.2成倍节拍异节拍流水,共55页第40页,加快成倍节拍斜线图,装修2队,室外1队,主体2队,基础,,,,,,,,,,,,,,主体1队,主体3队,主体1队,装修1队,装修1队,装修2队,室外2队,室外2队,室外1队,从斜线图可看出应将专业队分期投入到不同栋建筑施工中，以避免窝工或工作面不足。,2.2成倍节拍异节拍流水,共55页第41页,成倍节拍流水方案的建立步骤如下,⑴确定施工起点流向，划分施工段；⑵分解施工过程，确定施工顺序；⑶按最大公约数确定每个施工过程的流水节拍ti；⑷确定流水步距K，即各施工过程流水节拍ti的最大公约数K;,2.2成倍节拍异节拍流水,⑸按下式确定专业队数目某施工过程的专业队数bti/K；专业流水的专业队数总和nΣb。⑹按下式计算确定总工期T,T（mn－1）kΣZ1ΣZ2,⑺绘制流水施工指示图表。,共55页第42页,2.3无节奏（分别）流水,实际施工中，大多数施工过程在各施工段上的工程量并不相等，各专业施工队的生产效率也相差悬殊，导致多数流水节拍彼此不相等，难以组织等节拍或异节拍流水施工。,2流水施工组织,共55页第43页,这时只能按施工顺序要求，使相邻两专业队的开工时间最大限度搭接起来，组织各专业队都能连续施工的无节奏流水施工,亦称“分别流水”，它是流水施工的普遍形式。,大直径筒库的滑模施工,2.3.1基本特点,⑴每个施工过程在各个施工段上的流水节拍不尽相等；⑵多数情况下，流水步距彼此不相等，且流水步距与流水节拍之间存在函数关系；⑶各专业队都能连续施工，个别施工段有空闲；⑷专业施工队数等于施工过程数。,2.3无节奏分别流水,2.3.2建立步骤,⑴确定施工起点流向，分解施工过程；⑵确定施工顺序，划分施工段；⑶计算各施工过程在各施工段上的流水节拍ti；⑷确定相邻两个专业队之间的流水步距Ki；⑸计算流水施工的计划工期T。,共55页第44页,2.3.3流水步距的计算,无节奏流水的关键是相邻两专业队之间流水步距的计算（步骤中的前三项均同等节拍流水），使每个施工过程既不出现工艺超前，又能紧密衔接，使各专业队都能连续施工。,无节奏流水的工期T，在没有工艺间隙的情况下由流水步距总和ΣKi与最后一个施工过程的持续时间tn之和组成，即TΣKitn如施工过程有工艺间隙则增加ΣZ1ΣZ2。下面以常用的“累加斜减计算法”为例,2.3无节奏分别流水,共55页第45页,例某钢筋砼框架结构标准层有6个施工过程，划分为四个施工段，各施工过程在各施工段上的流水节拍均不同，试计算无节奏流水的工期。各施工过程在各施工段的流水节拍ti（天）,2.3无节奏分别流水,共55页第46页,第一步将各施工过程在各施工段上的持续时间填入表格（行序1～6行），为计算方便，增加一列零施工段。,2.3无节奏分别流水,共55页第47页,第二步计算各施工过程由进入流水到完成该段工作止的施工时间总和，填入表格（行序7～12行）。,2.3无节奏分别流水,共55页第48页,第三步将前一个施工过程由进入流水起到完成该施工段止的持续时间之和，减去后一施工过程由进入流水起到完成前一个施工段累加的持续时间之和（即相邻斜减）。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2.3无节奏分别流水,共55页第49页,第四步将相邻斜减的差值填入表格（行序13～17行），并找出上一步斜减差值的最大值。这就是相邻施工过程之间的流水步距K。,2.3无节奏分别流水,共55页第50页,于是得到K26，K38，K44，K56，K610。第五步计算总工期TΣKitn684610244246天第六步绘出施工进度计划（见下图）,2.3无节奏分别流水,共55页第51页,宝钢厂区一瞥,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2段6,1段4,,,,,,,,,,,,,,,,,,K26,K38,K44,K610,K56,,,,,,,,,,ΣKitn,TΣKitn,1段4,1段2,1段4,1段4,1段2,2段4,2段6,2段6,2段6,2段6,3段6,3段6,3段6,3段6,3段6,3段4,4段4,4段4,4段4,4段4,4段4,4段2,2.3无节奏分别流水,共55页第52页,无节奏流水计划的允许偏差,利用无节奏流水施工计划的斜线图，可求得各施工过程的允许偏差，即各施工过程在“不影响总工期、不造成工序搭接上的混乱”的基础上，允许延迟完成或提前开始时间。允许偏差的确定，首先应找出各施工过程的上临界位置和下临界位置。,上临界位置一个施工过程在某施工段的结束时间等于下一施工过程在该施工段的开始时间的位置。下临界位置一个施工过程在某施工段的开始时间等于前一施工过程在该施工段的结束时间的位置。,2.3无节奏分别流水,共55页第53页,,,,,,,,,,,ΣKitn,TΣKitn,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,●,●,●,●,,,,,,,,,,,,扎柱筋,支柱模,浇柱砼,支梁板模,扎梁板筋,浇梁板砼,上临界位置,,,下临界位置,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,K26K38K44K56K610,●,,2.3无节奏分别流水,共55页第54页,施工过程在上临界位置以上各施工段的结束时间与后继施工过程在相应施工段上的开始时间之差，为该施工过程可延迟完成的允许偏差范围。施工过程在下临界位置以下各施工段的开始时间与紧前施工过程在相应施工段上的结束时间之差，为后续施工过程可提前开始的允许偏差范围。,某一施工过程出现两个或两个以上的上临界位置，则在最后一个上临界位置以上才可能有延迟完成的允许偏差。与此类似，某施工过程出现两个以上的下临界位置，则在最前一个下临界位置以上才可能有提前开始的允许偏差。允许偏差对施工进度计划的优化有着重要意义。,2.3无节奏分别流水,共55页第55页,流水施工的分类,流水施工参数,无节奏分别流水,教学复习总结,成倍异节拍流水,固定等节拍流水,施工组织的方式,流水施工,流水施工的概念,流水施工组织,依次施工平行施工流水施工,n、m、t、K、Z,分项工程流水分部工程流水单位工程流水群体工程流水,划分施工段确定施工顺序确定流水节拍确定流水步距计算确定总工期,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,思考题,1、试比较依次施工、平行施工、流水施工各具有哪些特点2、流水施工组织有哪几种类型3、如何绘制流水施工水平指示图和垂直批示图表4、试述流水参数的概念，划分施工段和施工过程的原则。5、如何确定流水节拍和流水步距6、试述固定节拍和成倍节拍流水的组织方法。7、试述分别流水的组织方法，如何确定其流水步距。,推荐书目,1、毛鹤琴.土木工程施工第3版.武汉理工大学出版社.2007.2、曹吉呜，林知炎.工程施工组织与管理.同济大学出版社.2002.3、李世蓉等.流水施工和网络计划技术题解.中国建筑工业出版社.2006.4、于立君,孙宝庆主编.建筑工程施工组织.高等教育出版社.2005.5、赵顺福.项目法施工管理实用手册.中国建筑工业出版社.2005.6、国家标准.建设工程项目管理规范GB/T50326-2006.,第11章流水施工,