第十三章 土木工程流水施工

青海大学建筑工程系教案351第十三章土木工程流水施工内容简介土木工程流水施工把一个工程项目分成若干段，把施工队伍按不同工种、不同作业方式分成若干组，根据工艺要求使每个段上都有施工队作业，且每个施工队都有工作可干，各施工队在不同的施工段上进行流水作业，保证了施工进度，提高了施工效率，节约了项目投资，是一种有效的施工方式。第十三章、土木工程流水施工第一节流水施工基本概念一、流水作业的组织二、流水作业须考虑的因素三、流水作业的优化四、流水作业的参数选定第二节流水作业的基本方式一、固定节拍流水作业二、成位节拍流水作业三、分前流水作业第三节流水施工原理在土木工程中的应用一、钢筋混凝土带形基础工程二、多层砖混结构主体工程三、大板、大模工程第一节流水施工基本概念一、流水作业的组织在土木工程项目施工过程中，根据工作内容的不同，划分为若干施工队进行操作，各队依次连续地在各不同段上完成各自的工作。青海大学建筑工程系教案352上图是一个简单的流水作业施工图表，一民用住宅工程，划分为五个施工过程，由五个专业队施工，将工作面划分成两个工程量相近的施工段，让各队依次进入施工，组织流水作业。上图用横道线表示作业进度，称水平图表。砌墙第1、2两天在第①段，第3、4两天在第②段，圈梁钢筋第3、4两天进入第①段，第4、5两天在第②段……依次五个施工队流水作业共12天完成一层楼的施工过程。如按依次作业，各专业队不分段，完成一层楼的施工任务就需要5×4=20天，比上述工期长了8天。由此可知，相同人力完成同一工程，采用流水作业比不分段依次作业更能有效地利用空间和时间。二、流水作业须考虑的因素在组织施工流水作业时，应考虑以下因素：1.把工作面合理分成若干段（水平段、垂直段）。2.各专业施工队按工序进入不同施工段。3.确定每一施工过程的延续时间，工作量接近。4.各施工段连续、均衡施工。5.各工种之间合理的施工关系，相互补充。流水作业施工，其施工段（层）的划分，根据工程性质类型、结构、工作面的大小、施工条件等确定。三、流水作业的优化流水作业有多种多样，由于人力、物力投入的不同，前后工种搭接的长短不同，其施工进度有快、有慢。为此，在组织流水作业时，应尽量作到优化，即在有限资源下作到工程连续性好，工作量均衡，工期最短，质量得以保证。流水作业的优化，充分调动了人工、机械、材料等资源的能动性，有利于资源供应，避免了高峰时资源紧缺，低谷时资源浪费的现象，可以加快施工进度，提高效益。四、流水作业的参数选定（一）施工过程数（n）施工过程数目的划分，是把整个工程划分成若干分部工程，如建筑工程和桥梁工程中的基础、主体结构和装饰工程等，而后分别组织各个分部工程中的主要施工过程进行流水作业。施工过程的性质，有的简单，如挖土工程，有的复杂，如钢筋混凝土工程。在这些施工过程中，主导过程对总工期起着决定作用，如住宅工程前期是主体结构（砌墙、装楼板等）起主导作用，后期是装饰工程起主导作用。组织流水施工时，一般只考虑主导施工过程，保证这些过程的流水作业，如砌墙工程中的脚手架搭设和材料运输等都是配合砌墙这个主要施工过程而进行的，它不占绝对工期，故不能看作是主导作用的施工程，而砌墙本身，则应作为主导过程而参与流水作业。（二）划分施工段数（m）施工段是组织流水作业的基础，划分施工段的主要目的在于使各个施工过程的施工队（组）能集中于一个施工段，迅速完成工作及早地使下一个施工过程投入。划分施工段（m）时，应考虑以下几点：青海大学建筑工程系教案353（1）主要施工过程在各施工段的工程量尽量接近；（2）施工段的划分应尽量合理，不宜过多，否则会造成人员搭配不当影响工期；（3）施工段的分界尽量同施工对象的结构界限相一致，如施工缝；（4）施工段工作面不易太小，没有足够的工作面，工人操作不便既影响工效，又不安全；（5）施工段工作面也不易太大，工作面过大，会造成工作面利用的不充分而拖延工期；（6）施工段的划分应有利于结构的整体性。分段应在伸缩缝、沉降缝以及门窗洞口处，以减少对结构整体性的影响，减少墙体的接搓长度；（7）组织有层高关系的流水作业时，分段又分层时，应使各施工队能够连续施工，即每个施工队完成了上一段的任务可以立即转入下一段，否则将会出现窝工现象。其每层的最少施工段数m应大于（或等于）施工过程数。即mmin≥n例：一个工程有五个施工过程（砌墙、绑扎钢筋、支模板、浇筑混凝土、盖楼板），若分成五个施工段（即m=n），则可以五个工种同时生产，其工作面利用率为100%，若分成五个以上施工段（即mn）则就会有工作面处于停歇状态，但每个施工队仍能连续作业；若分成小于五个施工段（即mn），则就会出现施工队不能连续作业的现象，造成窝工，因此施工段数m不可以小于施工过程数n，这样对组织流水作业是不利的。前述图的流水作业就适用于多栋建筑同时开工时的大流水。（三）流水节拍（t）流水节拍是施工作业的施工队在一个施工段内的工作延续时间。它决定着施工速度和施工节奏，取决于工期长短的要求，取决于人工、机械、材料量的投入情况。流水节拍的计算（13-1）式中：Q——施工过程在一个施工段上的工程量；S——每工日（或每台班）的生产定额；R——作业队（组）的人数（或机械台数）；P——完成一个施工段内某个施工过程所需的劳动量（工日）或机械量（台班）。当工期确定后，节拍基本确定，则可根据上式计算出资源量。根据工作面的大小，确定作业队人数的多少，如因受工作面限制而又不允许节拍（t）延长时，可以考虑增加工作班次。（四）流水步距（k）流水步距（k）是相邻两个施工过程在同一施工段或相邻施工段的时间间隔。即后一个施工过程在前青海大学建筑工程系教案354一个施工过程开始后的k时间再开始与之搭接。一般情况下，为了便于施工管理和安全生产，在同一施工段不宜组织二个施工过程平行作业。所以，两个施工过程在同一施工段的开始时间不宜相同。常采用k=t，即第一施工过程在某一施工段上工作的结束为第二施工过程在同一施工段上工作的开始。流水步距的大小，应考虑施工工作面的允许，施工顺序的适宜，技术间歇的合理以及施工期间的均衡。当流水步距kt时，会出现工作面闲置现象（如：混凝土养护期，后一工序不能进入该施工段）当流水步长kt时，就会出现两个施工过程在同一施工段平行作业。总之，在施工段不变的情况下，流水步距小，平行搭接多，工期短，反之则工期长。第二节流水作业的基本方式一、固定节拍流水作业固定节拍流水是在一个流水组合内各个施工过程的流水节拍均为相等的常数，即t为固定值，如图所示。上图为一基础工程的三个施工过程，分四个施工段，R=t。图中，t——流水节拍；m——施工段数；n——施工过程数；W——一个施工段上完成全部施工过程所需的时间；T——流水总工期。二、成倍节拍流水作业成倍节拍流水是各施工过程的流水节拍为互为倍数的常数，即t=a×k。据前所述，一个流水组合内各施工过程的流水节拍相等的情况，在实际工程中是很少见的，在一个施工段内各施工过程的工作量和劳动量往往很不相同，所以，对各施工过程采用统一的流水节拍（t）是不现实也不合理的。往往某施工过程的工程量过少，所用时间少，或者某施工过程工作面受限，不能投入较多的人力，机械，所需的时间就多，因而出现各施工过程的节拍不能相等的情况。在这种情况下，合理的作法是充分利用工作面，调整各施工过程的t，使之互成倍数。图中三个施工过程的流水节拍为3∶2∶1，每个施工过程由一个施工队作业，为保证后继工序的连续作业，就必须加大后继工序投入的时间间隔，因而造成了有些工作面没有被利用，拖延了工期。青海大学建筑工程系教案355成倍流水节拍作业此时，k=tmin而施工过程的施工队（组）数B=t/tmin=t/k总工期T=(m+n-1)k式中m—施工段数；n—施工队（组）总数三、分别流水作业在复杂的工程施工中，由各施工段的工程量不相等，各施工队（组）的工作效率也有差异，往往很难将工作面划分成工程量相等的施工段，因此各施工过程的t都不相同，常常不可能组织固定节拍流水或成倍节拍流水，此时，组织流水作业的关键是调整各相邻工序的流水步距，以保证各施工队（组）的连续均衡施工。分别流水施工的流水步距可用下式计算：式中：i—为施工过程代号；j—为施工段代号；tz—为技术停歇；G=1，2……m；m—为施工段数。青海大学建筑工程系教案356分别流水步距计算表ti施工过程t1t2t3t4tzMAXKi,i+1甲43430乙33340丙44221丁33220甲471114乙3693丙481012丁36810K甲、乙44555K乙、丙32133K丙、丁45445第三节流水施工原理在土木工程中的应用一、钢筋混凝土带形基础工程基础分部工程一般包括室内设计标高±0.00以下的所有施工过程，即基槽开挖、垫层、钢筋混凝土底板、砖基础、地圈梁（或防潮层）和回填土等施工过程。从理论上说，基础分部工程可按固定节拍组织流水施工。但是一般说来这并不是唯一较好的方案，原因是：（1）当建筑物的底盘面积较小，采用机械开挖时，为施工安全，垫层往往不宜过早插入平行作业；再者基槽开挖后，还需进行验槽，有时还需要进行局部地基处理。因此，除非工作面较大而工期又较紧的情况下，机械挖槽不宜划分施工段；（2）垫层施工简单，在垫层上要进行放线工作，一般情况下亦不宜划分施工段；（3）其它工作都可以划分施工段，但它们的流水节拍不一定相同；（4）由于各工序的ti不等，工序之间还有技术停歇要求（养护），所以可按分别流水法组织施工。青海大学建筑工程系教案357二、多层砖混结构主体工程砖混结构的主体结构，一般可划分成二个综合施工过程，即墙体和楼盖二个综合施工过程。墙体砌筑组合施工过程中还包括脚手架和安门窗框等工序；而楼盖安装综合施工过程中还需进行浇注构造柱、圈梁、楼梯等项工作。由于墙体量大而用工最多，所以首先应保证砌墙工作的连续均衡性。组织多层结构流水施工时，施工段数m要满足参加流水组合过程数n的要求，本例n=2.0，所以必需划分施工段数m≥2.0。m=2.0，各施工段的工作面充分利用，m=3.0n，但并不影响流水作业，工作面空闲期间，可作准备工作。m=2.0，各施工段的工作面充分利用三、大板、大模工程大模工程的内墙一般采用筒式模整体浇注，其外墙可用预制墙板或砌砖墙，楼板可用短向空心板或实心大楼板。大模建筑的流水施工速度主要取决于垂直运输，对于六层大模建筑住宅（北京78MD-2）每个标准单元的总运输量为151吊次，而60/80T-M（600/800KN-m）塔吊的产量定额约为50～80吊次，两班作业可吊运140吊次，这表明施工速度以一天一个单元层为宜。青海大学建筑工程系教案358思考题1．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表和垂直指示图表？4．试述流水参数的概念，划分施工段和施工过程的原则；如何确定流水节拍和流水步距？5．试述固定节拍流水和成倍节拍流水的组织方法。6．试述分别流水的组织方法，如何确定其流水步距？