土木工程施工组织与管理第2章流水施工原理课件.ppt

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1、土木工程施工组织与管理第2章流水施工原理 在大工业生活领域中，流水作业法是组织产品生产的理想方法。流水作业施工方法也是土木工程项目施工的一种科学组织方法。土木工程项目的“流水施工”来源于工业生产中的“流水作业”，它能使土木工程项目施工连续和均衡生产，降低工程项目成本和提高经济效益，实践证明它是组织土木工程项目施工的一种好方法。内容提要1、流水施工的基本概念 2、流水施工基本参数 3、流水施工的基本方式 2.1 流水施工的基本概念 土木工程项目的“流水施工”来源于工业生产中的“流水作业”，实践证明它也是项目施工最有效的科学组织方法。但是，由于施工项目产品及其施工的特点不同，流水施工的概念、特点和

2、效果与其他产品的流水作业不完全相同，如工业生产中生产量是固定的，而施工中生产量是移动的。一、土木工程施工的组织方式 任何一个土木工程都是由许多施工过程组成的，而每一个施工过程可以组织一个或多个施工队伍进行施工。如何组织各施工队伍的先后顺序或平行搭接施工，是组织施工中的一个基本的问题。通常组织施工时有顺序施工、平行施工和流水施工三种方式。1.顺序施工 顺序施工也称依次施工，是将施工项目分解成若干个施工过程，按照一定的施工顺序，前一个施工过程完成后，后一个施工过程才开始施工。或前一个施工段完成后，后一个施工段才开始施工。它是一种最基本的、最原始的施工方式。优点是每天投入的劳动力较少，机具使用不集中

3、，材料供应较单一，施工现场管理简单，便于组织和安排。缺点如下所述：由于没有充分地利用工作面去争取时间，所以工期长。队伍及材料供应无法保持连续和均衡，工人有窝工的情况。不利于改进工人的操作方法和施工机具的利用率，不利于提高工程质量和劳动生产率。不能充分利用工作面，且不能及时为上部结构提供工作面，而且在组织安排上也不尽合理，这是其最大的缺点。【例】某四幢相同的砌体结构房屋的基础工程，划分为基槽挖土、混凝土垫层、砖砌基础、回填土四个施工过程，每个施工过程安排一个施工队伍，一班制施工。其中，每幢楼挖土方工作队由16人组成，2天完成；垫层工作队由30人组成，1天完成；砌基础工作队由20人组成，3天完成；

4、回填土工作队由10人组成，1天完成。按幢（或施工段）顺序施工 顺序施工适用于工程规模比较小，施工工作面又有限时，这种情况下依次施工是适宜的，也是常见的。按施工过程顺序施工 2.平行施工 平行施工组织方式是全部工程任务的各施工段同时开工、同时完成的一种施工组织方式。平行施工组织方式的特点是充分利用了工作面，完成工程任务的时间最短。但施工队组数成倍增加，机具设备也相应增加，材料供应集中；临时设施、仓库和堆场面积也要增加，从而造成组织安排和施工管理困难，增加了施工管理费用。平行施工一般适用于工期要求紧，规模大的建筑群及分批、分期组织施工的工程任务。该方式只有在各方面的资源供应有保障的前提下，才是合理

5、的。平行施工 3.流水施工 流水施工组织方式就是指所有的施工过程按一定的时间间隔依次投入施工，各个施工过程陆续开工、陆续竣工，使同一施工过程的施工队伍保持连续、均衡施工，不同的施工过程尽可能平行搭接施工的组织方式。流水施工（全部连续）流水施工所需的时间比顺序施工短，各施工过程投入的劳动力比平行施工少；各施工队组施工和物资的消耗具有连续性和均衡性，前后施工过程尽可能平行搭接施工，比较充分地利用了施工工作面；机具、设备、临时设施等比平行施工少，节约施工费用支出；材料等组织供应均匀。流水施工组织方式，还没有充分利用工作面，例如，第一个施工段基槽挖土，直到第三施工段挖土后，才开始垫层施工，浪费了前两段

6、挖土完成后的工作面等。为了充分利用工作面，可按下图进行施工，工期比上图流水施工减少了3天。其中，垫层施工队组虽然做间断安排，但在一个分部工程若干个施工过程的流水施工组织中，只要安排好主要的施工过程，即工程量大、作业持续时间较长者（本例为基槽挖土、砖砌基础），组织它们连续、均衡地流水施工；而非主要的施工过程，在有利于缩短工期的情况下，可安排其间断施工，这种组织方式仍认为是流水作业的组织方式。流水施工（部分间断）三种组织施工方式的比较 二、流水施工的技术经济效果 流水作业是在顺序施工和平行施工的基础上产生的，它既克服了顺序作业和平行作业的缺点，又具有它们两者的优点。它的特点是施工的连续性和均衡性，

7、使各种物资资源可以均衡地使用，使施工企业的生产能力可以充分地发挥，劳动力得到了合理的安排和使用，从而带来了较好的技术经济效果，具体可归纳为以下几点：按专业工种建立劳动组织，实行生产专业化，有利于劳动生产率的不断提高。科学地安排施工进度，使各施工过程在保证连续施工的条件下，最大限度地实现搭接施工，从而减少了因组织不善而造成的停工、窝工损失，合理地利用了施工的时间和空间，有效地缩短了施工工期。由于施工的连续性、均衡性，使劳动消耗、物资供应、机械设备利用等处于相对平稳状态，充分发挥管理水平，降低工程成本。三、组织流水施工的条件 流水施工的实质是分工协作与成批生产。在社会化大生产的条件下，分工已经形成

8、，由于建筑产品体形庞大，通过划分施工段就可将单件产品变成假想的多件产品。组织流水施工的条件主要有以下几点：划分施工段 划分施工过程 每个施工过程组织独立的施工班组 主要施工过程的施工班组必须连续、均衡地施工 不同的施工过程尽可能组织平行搭接施工 四、流水施工的表达形式流水施工表达方式横道图网络图单代号网络图双代号网络图1.横道图 流水施工的横道图表达形式如图所示，其左边列出各施工过程的名称，右边用水平线段在时间坐标下画出施工进度。2.网络图 网络计划有单代号网络图和双代号网络图。2.2 流水施工基本参数 在组织拟建工程项目流水施工时，用来表达流水施工在工艺流程、空间布置和时间安排等方面开展状态

9、的参数，称为流水参数。流水参数主要包括工艺参数、空间参数和时间参数三种。一、工艺参数 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，通常分为施工过程和流水强度两个参数。1.施工过程 用以表达流水施工在工艺上开展层次的有关过程，称施工过程。施工过程的数目，一般用“n”表示。施工过程一般分为3类，即制备类施工过程、运输类施工过程和建造类施工过程。制备类施工过程和运输类施工过程一般不把他们列入流水施工的施工过程，流水施工过程一般指的是占主导地位、直接影响工期的建造类施工过程。制备类施工过程 指为加工建筑成品、半成品，或为提高建筑产品的加工能力而形成的施工过程，如钢筋的成

10、型、构配件的预制的制备过程。运输类施工过程 指把建筑材料、成品、半成品、和设备等运输到工地现场或施工操作地点而形成的施工过程。建造类施工过程 指在施工对象的空间上，进行建筑产品最终加工而形成的施工过程，如土石方工程、桩基工程、混凝土工程、装饰工程、等。施工过程所包括的施工内容，即可以是分部工程或分项工程，也可以是单位工程或单项工程，施工过程划分的数目多少、粗细程度一般与下列因素有关：施工计划的性质和作用 施工方案及工程结构 劳动组织及劳动量大小 劳动内容和范围 施工过程是对某项工作由开始到结束的整个过程的泛称，其内容有繁有简，应根据结构特点、施工计划的性质、施工方案的确定、劳动组织和劳动内容为

11、依据，以能指导施工为原则。2.流水强度 流水强度是指流水施工的某施工过程在单位时间内所完成的工程量。式中 V 某施工过程的流水强度；Ri 投入某施工过程的第i种资源量（工人数或机械台数）；Si 某施工过程的第i种资源的产量定额；X 投入某施工过程的资源种类数。二、空间参数 在组织流水施工时，用来表达流水施工在空间布置上开展状态的参数，称为空间参数。主要包括：工作面、施工段和施工层三种。1.工作面 工作面是指供某专业工种的工人或某种施工机械进行施工的活动空间。工作面的大小，表明能安排施工人数或机械台数的多少。每个作业的工人或每台施工机械所需工作面的大小，取决于单位时间内其完成的工程量及安全施工的

12、要求。工作面确定的合理程度，直接影响专业班组的生产效率。2.施工段 将施工对象在平面或空间上划分若干个劳动量大致相等的施工区段，称为施工段或流水段。施工段的数目一般用“m”表示，它是流水施工的主要参数之一。1）划分施工段的目的 由于工程项目形体庞大，可以将其划分成若干个施工段，从而为组织流水施工提供足够的空间，在组织流水施工时，专业班组完成一个施工段上的任务后，遵循施工组织顺序又到另一个施工段上作业，产生连续流动施工的效果。一般情况下，一个施工段在同一时间内，只安排一个专业班组施工，各专业班组遵循施工工艺顺序依次投入作业，同一时间内在不同的施工段上平行施工，使流水施工均衡地进行。2）划分施工段

13、的要求（1）专业班组在各施工段所消耗的劳动量要大致相等，其相差幅度不宜超过1015%。（2）施工段分界线要保证拟建工程项目结构的整体完整性，应尽可能与结构的自然界线相一致，同时满足施工技术的要求。在满足施工段划分基本要求的前提下，可按下述几种情况划分施工段的部位。设置有变形缝的建筑工程、桥梁工程等，可按此缝为界划分施工段。单元式的住宅工程，可按单元为界分段，必要时以半个单元处为界分段。必须将其设在墙体中间时，可将其设在门窗洞口处，以减少施工留槎。结构上不允许留施工缝的部位不能作为划分施工段的界线。道路、管线等按长度方向延伸的工程，可按一定长度作为一个施工段。多幢同类型建筑，可以一幢房屋作为一个

14、施工段。（3）为了充分发挥主导机械和工人的效率，每个施工段要有足够的工作面，使其容纳的劳动力人数或机械台数能满足合理劳动组织的要求。（4）当组织楼层结构的流水施工时，为使各施工班组能连续施工，上一层的施工必须在下一层对应部位完成后才能开始。因此，每一层的施工段数必须大于或等于其施工过程数n，即为：m n3.施工层 施工层是指在组织流水施工时，为满足专业工种对操作高度的要求，通常将施工项目在垂直方向上划分的作业层。施工层的划分视工程对象的具体情况而定，一般构筑物以一节滑模的高度作为施工层，建筑物以标准结构层作为施工层。例如，一个16层的全现浇剪刀墙结构的房屋，其结构层数就是施工层数。如果该房屋每

15、层划分为三个施工段，那么其总的施工段数：m=16层3段/层=48段 三、时间参数 用以表达流水施工在时间安排上所处状态的参数，称为时间参数。主要包括流水节拍、流水步距和工期等。1.流水节拍 流水节拍是指在组织流水施工时，各个专业班组在每个施工段上完成施工任务所需要的工作持续时间。通常以ti表示。1）流水节拍的确定流水节拍数值的大小与工程项目施工时所采取的施工方案、每个施工段上发生的工程量和各个施工段投入的劳动人数或施工机械的数量与工作班数有关，决定着施工的速度快慢和施工的节奏强弱。因此，合理确定流水节拍，具有重要意义。流水节拍的确定方法一般有定额计算法、经验估算法和工期计算法。2）确定流水节拍

16、的要点 施工班组人数主要符合该施工过程最少劳动组合人数的要求。要考虑工作面的大小或某种条件的限制，施工班组人数也不能太多，每个工人的工作面要符合最小工作面的要求。要考虑各种机械台班的效率(吊装次数)或机械台班产量的大小。要考虑各种材料、构件等的施工现场堆放量、供应能力及其他有关条件的制约。要考虑施工及技术条件的要求。确定一个分部工程各施工过程的流水节拍时，首先应考虑主要的工程量大的施工过程节拍（它的节拍值最大，对工程起主要作用）；其次确定其他施工过程的节拍值。流水节拍的数值一般取整数，必要时可取半天。2.流水步距 流水步距是指在组织流水施工时，相邻的两个专业班组先后进入同一施工段开始操作的间隔

17、时间，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）。流水步距的大小，对工期有着较大的影响。在施工段不变的条件下，流水步距越大，工期越长；流水步距越小，则工期越短。流水步距还与前后两个相邻施工过程流水节拍的大小、施工工艺、技术要求、是否有技术和组织间歇时间、施工段数目、流水施工的组织方式等有关。3.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。2.3 流水施工的基本方式流水施工有节奏流水施工无节奏流水施工全等节拍流水施工成倍节拍流水施工等节拍等步距等节拍不等步距 一、有节奏流水施工 有节奏流水是指同一施工过程在各施工段上的流水节拍都相等的一种流水施工方式。

18、当各施工段劳动量大致相等时，即可组织有节奏流水施工。根据不同施工过程之间的流水节拍是否相等，有节奏流水又可分为全等节拍流水和成倍节拍流水。1.全等节拍流水 全等节拍流水是指同一施工过程在各施工段上的流水节拍都相等，并且不同施工过程之间的流水节拍也相等的一种流水施工方式。全等节拍流水一般适用于工程规模较小、建筑结构比较简单、施工过程不多的房屋建筑工程或某些构筑物，常用于组织一个分部工程的流水施工。1）等节拍等步距流水 等节拍等步距流水即各流水步距值均相等，且等于流水节拍值。各施工过程之间没有技术与组织间歇时间，也不安排相邻施工过程在同一施工段上的搭接施工。组织特点：各个施工过程在各个施工段上的流

19、水节拍相等。每个施工过程在每个施工段上均由一个专业施工队独立完成作业，即专业施工队数目等于施工过程数。各个施工过程之间的流水步距相等，且等于流水节拍，及K=t。施工工期(T)可按下式计算：T=(n+m-1)t式中：n施工过程数；m施工段数；t流水节拍值。【例】某工程划分为ABCD四个施工过程，每个施工过程分3个施工段，流水节拍为3天。其施工工期计算如下：T=(n+m-1)t=(4+3-1)3=18天2）等节拍不等步距流水 等节拍不等步距流水即各施工过程的流水节拍全部相等，但各流水步距不相等(有的步距等于节拍，有的步距则不等于节拍)。这是由于各施工过程之间，有的需要有技术与组织间歇时间，有的可以

20、安排搭接施工所致。组织特点：各个施工过程在各个施工段上的流水节拍相等。每个施工过程在每个施工段上均由一个专业施工队独立完成作业，即专业施工队数目等于施工过程数。各个施工过程之间的流水步距Ki，i+1=t+tj-td【例】某工程划分为ABCD四个施工过程，每个施工过程分3个施工段，各施工过程的流水节拍均为3天，其中，施工过程A与B之间有2天的间歇时间，施工过程D与C搭接1天。其工期计算如下：T=(n+m-1)+tj-td=(4+3-1)3+2-1=19天 组织全等节拍流水施工的方法是：首先划分施工过程，应将劳动量小的施工过程合并到相邻施工过程中去，以使各流水节拍相等；其次确定主要施工过程的施工班

21、组人数，计算其流水节拍；最后根据已确定的流水节拍，确定其他施工过程的施工班组人数及其组成。在组织全等节拍流水施工时，如工期已规定，则主要施工过程的流水节拍可按下式确定：2.成倍节拍流水施工 成倍节拍流水是指同一施工过程在各个施工段的流水节拍相等，不同施工过程之间的流水节拍不完全相等但它们之间有最大公约数，即为某数的不同整数倍时，每个施工过程均按其节拍的倍数关系，组织相应数目的专业队伍，充分利用工作面即可组织流水施工的一种施工组织方式。组织成倍节拍流水施工的方式是：首先根据工程对象和施工要求，划分若干个施工过程；其次根据各施工过程的内容、要求及其工程量，计算每个施工过程在每个施工段所需的劳动量；

22、再次根据施工班组人数及组成，确定劳动量最少的施工过程的流水节拍；最后确定其他劳动量较大的施工过程的流水节拍，用调整施工班组人数或其他技术组织措施的方法，使它们的节拍值成倍关系。施工组织特点：同一施工过程在各个施工段上的流水节拍相等，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。各专业施工队之间的流水步距相等，且等于流水节拍的最大公约数k。专业施工队总数目n大于施工过程数n。成倍节拍流水实质上是一种不等节拍等步距的流水施工，这种方式适用于一般房屋建筑工程的施工，也适用于道路、管道、铁路、市政等线形工程的施工。为充分利用工作面，加快施工进度，每个施工过程所需施工班组数可由下式确定：式

23、中：bi某施工过程所需施工班组数；ti 某施工过程的流水节拍；k所有流水节拍最大公约数。成倍节拍流水的工期，可按下式计算：T=(m+n-1)k式中：n施工班组总数目bi。【例】已知某工程划分为六个施工段和三个施工过程(n=3)，各施工过程的流水节拍分别为t1=1天，t2=3天，t3=2天，试组织成倍节拍流水施工。因为 k=1天施工班组总数为：n=bi=b1+b2+b3=1+3+2=6个该工程的工期为：T=(m+n-1)k=(6+6-1)1=11天二、无节奏流水施工 无节奏流水是指同一施工过程在各施工段上的流水节拍不完全相等的一种流水施工方式。在实际工作中，有节奏流水，尤其是全等节拍和成倍节拍流

24、水往往是难以组织的，而无节奏流水则是利用流水施工的基本概念，在保证施工工艺、满足施工顺序要求的前提下，按照一定的计算方法，确定相邻专业施工班组之间的流水步距，使其在开工时间上最大限度地、合理地搭接起来，形成每个专业施工班组都能连续作业的流水方式。组织无节奏流水的基本要求与不等节拍流水相同，即保证各施工过程的工艺顺序合理和各施工班组尽可能依次在各施工段上连续施工。无节奏流水施工的特点是：每个施工过程在各个施工段上的流水节拍不尽相等；各个施工过程之间的流水步距不完全相等且差异较大；各施工班组能够在施工段上连续作业，但有的施工段之间存在空闲时间；施工班组数等于施工过程数。施工组织特点：各个施工过程在

25、各个施工段上的流水节拍不相等，也无规律。所有施工过程之间的流水步距不全相等，流水步距与流水节拍的大小和相邻施工过程的相应施工段节拍差有关。每个施工过程在每个施工段上均由一个专业施工队伍独立完成作业，即专业施工队数等于施工过程数。为了满足流水施工中作业队伍的连续性，人们在组织施工时，视流水步距的确定为关键内容。【例】根据表数据，计算各流水步距和工期并绘制流水施工进度表。1.流水步距计算 因每一施工过程的流水节拍不相等，故采用“累加斜减取大差法”计算。第一步是将每个施工过程的流水节拍逐段累加；第二步是错位相减；第三步是取差数值大者作为流水步距。现计算如下：1）求KA、B 取KA、B=5天 2）求K

26、B、C取求KB、C=3天。3）求KC、D 取KC、D=4天。2.工期计算T=Ki，i+1+tn=（5+3+4）+（4+3+3+2+5+4）=33天 无节奏流水不像有节奏流水那样有一定的时间约束，在进度安排上比较灵活、自由。适用于各种不同结构性质和规模的工程施工组织，实际应用较为广泛。在上述各种流水施工的基本方式中，全等节拍和成倍节拍流水通常在一个分部或分项工程中，组织流水施工比较容易做到，即较为适用于组织专业流水或细部流水。但对一个单位工程，特别是一个大型的建筑群来说，要求所划分的各分部、分项工程都采用相同的流水参数(施工过程数、施工段数、流水节拍和流水步距等)组织流水施工，往往十分困难，也不容易达到。因此，到底采用哪一种流水施工的组织形式，除了分析流水节拍的特点外，还要考虑工期要求和施工现场的具体条件。