第11章流水施工原理课件

11.1流水作业基本概念流水作业基本概念11.2流水参数的确定流水参数的确定11.3有节奏流水组织方法有节奏流水组织方法11.4无节奏流水组织方式无节奏流水组织方式11.5工程实例分析工程实例分析本章主要内容第第第第1111章章章章 流水施工原理流水施工原理流水施工原理流水施工原理 流水施工组织是将拟建工程项目的全部建造过程在工艺上分解为若干个施工过程，在平面上划分为若干个施工段，在竖向上划分为若干个施工层，然后按照施工过程组建专业工作队(或组)，并使其按照规定的顺序依次连续地投入到各施工段，完成各个施工过程。11.1流水作业基本概念【案例导航案例导航案例导航案例导航】某项目拟建四幢相同的建筑物，其编号分别为I、II、III、IV，四栋楼基础工程量都相等，且都是由挖土方、做垫层、砌基础和回填土等四个施工过程组成，每个施工过程的施工天数均为5天，其中，挖土方时，工作队由8人组成；做垫层时，工作队由6人组成；砌基础时，工作队由14人组成；回填土时，工作队由5人组成。按照依次施工组织方式和平行施工组织方式建造的施工进度计划如图11.1“依次施工”栏所示。由图看出采用依次施工组织方式具有以下特点：（1）由于没有充分地利用工作面去争取时间，所以工期长；（2）工作队不能实现专业化施工，不利于改进工人的操作方法和施工机具，不利于提高工程质量和劳动生产率；（3）工作队及其工人不能连续作业；（4）单位时间内投入的资源量比较少，有利于资源供给的组织工作；（5）施工现场的组织、管理比较简单。1.试讨论本例中哪一种施工组织方法效率高？2.试想如果你是项目负责人，你将如何提高建筑施工现场的生产效率？【问题讨论问题讨论问题讨论问题讨论】（1）流水施工在工艺划分、时间排列和空间布置上统筹安排，必然会给相应的项目经理部带来显著的经济效果，因为科学地利用了工作面，争取了时间，工期比较合理。（2）工作队及其工人实现了专业化施工，可使工人的操作技术熟练，更好地保证工程质量，提高劳动生产率。（3）专业工作队及其工人能够连续作业，使相邻的专业工作队之间实现了最大限度的合理的搭接。（4）单位时间投入施工的资源量较为均衡，有利于资源供应的组织工作。（5）为文明施工和进行现场的科学管理创造了有利条件。1.流水施工的特点流水施工的特点 2 2流水施工的分类与表达方式流水施工的分类与表达方式 （1）流水施工的分级 根据流水施工组织的范围不同，流水施工通常可分为：1）分项工程流水施工（也称为细部流水施工）2）分部工程流水施工（也称为专业流水施工）3）单位工程流水施工（也称为综合流水施工）4）群体工程流水施工（亦称为大流水施工）流水施工的分级和它们之间的相互关系，如图所示（2）流水施工的表达方式2流水施工的分类与表达方式流水施工的分类与表达方式 1）水平指示图表 在流水施工水平指示图表的表达方式中，横坐标表示流水施工的持续时间；纵坐标表示开展流水施工的施工过程、专业工作队的名称、编号和数目；呈梯形分布的水平线段表示流水施工的开展情况。2）垂直指示图表 在流水施工垂直指示图表的表达方式中，横坐标表示流水施工的持续时间；纵坐标表示开展流水施工所划分的施工段编号；n条斜线段表示各专业工作队或施工过程中开展流水施工的情况。1111.2 2流水参数的确定流水参数的确定流水参数的确定流水参数的确定 组织流水施工时，为了能够清晰表述各施工过程在时间安排和空间布置以及工艺流程等方面的情况，引入一些状态参数，称为流水施工参数。流水施工参数一般包括工艺参数、空间参数和时间参数。11.2.1工艺参数工艺参数 1施工过程数施工过程数 在组织流水施工时，施工过程的数目一般用“n”表示，它是流水施工的主要参数之一。施工过程根据其性质和特点的不同一般分为安装砌筑类、制备类和运输类三种。（1）安装砌筑类 安装砌筑类施工过程是指直接进行建筑产品的安装、砌筑、加工，在建筑施工中占主导地位的施工过程。如基础工程、主体工程、装饰装修工程等。（2）制备类 制备类施工过程是指为了提高建筑工业化程度，发挥机械设备的生产率，制造建筑制品的施工过程。如钢筋加工、制备砂浆、钢构件的预制过程等。（3）运输类 运输类施工过程是指将施工所需的原材料、构配件和机械设备等运至工地仓库或施工现场使用地点的施工过程。施工过程划分时应注意以下几点：1）施工过程划分应粗细得当。2）施工过程划分与结构特点和施工方案有关3）施工过程划分与劳动组织及劳动量大小有关。2流水强度流水强度流水强度是每一个施工过程的施工班组在单位时间内所完成的工程量。流水强度一般用“Vi”表示。（1）机械施工过程的流水强 式中 Vi 某施工过程i的机械操作流水强度；Ri 投入施工过程i的某施工机械的台数；Si 投入施工过程i的某施工机械的台班产量定额；n 投入施工过程i的施工机械的种类。（2）人工施工过程的流水强度 式中 Vi 投入施工过程i的人工操作流水强度；Ri 投入施工过程i的工作队人数；Si 投入施工过程i的工作队的平均产量定额。11.2.2时间参数时间参数 时间时间参数参数是指在组织流水施工时，用以表达施工过程在时间安排上所处状态的参数。它包括流水节拍、流水步距、间歇时间、平行搭接时间和流水工期等。1流水节拍流水节拍 流水节拍流水节拍是指一个施工过程的专业施工班组完成一个施工段上相应的施工任务所需的作业时间。常用“t”表示，它是流水施工的主要参数之一。（1）流水节拍的计算）流水节拍的计算 1）定额计算法 根据施工段的工程量和可投入劳动力人数、机械台班，进行计算 Hi 第i个专业施工班组的时间定额Pi,j 第i个专业施工班组在第j个施工段上要完成的劳动量ti,j第i个施工过程在第j个施工段上的流水节拍Qi,j第i个施工过程在第j个施工段上要完成的工程量Si 第i个专业施工班组的产量定额Ri 第i个施工过程的施工班组人数或机械台班数Ni 每天的工作班制2）经验估算法 对于没有定额可循的施工项目，如新结构、新工艺、新材料等，可根据经验进行估算，亦称为三时间估算法。即对影响施工过程的各项因素进行分析，得出最乐观的流水节拍a，最悲观的流水节拍b，以及最可能的流水节拍c，则流水节拍为3）工期计算法 其流水节拍的确定步骤如下：根据工期倒排进度，按经验或有关资料确定各施工过程的工作持续时间。根据每一施工过程的工作持续时间及施工段数确定出流水节拍。当该施工过程在各段上的工程量大致相等时，其流水节拍可按下式计算其流水节拍可按下式计算式中 t 流水节拍T 某施工过程的工作延续时间m 某施工过程划分的施工段数（2 2）确定流水节拍的要点）确定流水节拍的要点 1）施工班组人数应合理 最少劳动组合人数是指为保证施工活动能够正常进行的最低限度的班组人数及合理组合。最多人数的计算公式为：最多人数 2）合理安排工作班制 工作班制安排需考虑工期要求和施工技术条件的要求。如工期要求紧，或者施工时需要连续施工的工序，可采用二班制，甚至三班制。3）流水节拍尽量相等 应先确定主导施工过程的流水节拍，再确定其他施工过程的流水节拍，尽可能使同一施工过程的流水节拍相等，以便于组织有节奏的流水施工。4）流水节拍值应尽量取整，必要时最小可取0.5天2间歇时间间歇时间 间歇时间是根据工艺、技术要求或组织安排，留出的等待时间。按间歇的性质，可分为技术间歇和组织间歇；按间歇的部位，可分为施工过程间歇和层间间歇。技术间歇技术间歇是指某些施工过程完成后，由于建筑材料或工艺要求等原因，后续工作不能立即开始，需足够的时间间歇，如现浇混凝土的养护时间、找平层的硬化干燥时间等。组织间歇组织间歇是指由于施工技术或施工组织的要求，造成相邻两个施工过程除流水步距以外的时间间隔。如现浇钢筋混凝土工程，钢筋绑扎完毕后需要进行隐蔽工程验收后，才能进行混凝土的浇筑。层间间歇层间间歇是指在相邻两个施工层之间，前一施工层的最后一个施工过程，与后一个施工层上的第一个施工过程在相应施工段上的技术间歇或组织间歇，一般用“Z1”表示。施工过程间歇施工过程间歇是指在同一个施工层上相邻两个施工过程之间在施工段内的技术间歇或组织间歇，统称为施工过程间歇，一般用“Z2”表示。3平行搭接时间平行搭接时间 平行搭接时间是指当工期要求紧迫，在工作面允许的条件下，前一个施工班组完成部分工作，后一个施工班组就提前进入施工，出现同一个施工段上两个施工班组平行搭接施工，后一施工班组提前介入的这段时间称为搭接时间，以“Ci,i+l”表示。4流水步距流水步距 流水步距是指相邻两个专业施工班组先后开始施工的最小间隔时间。常用“Ki,i+l”表示（i表示施工过程的编号），它是流水施工的主要参数之一。流水步距的大小取决于相邻施工过程流水节拍的大小，以及施工技术、工艺、组织要求。一般情况下（成倍节拍流水施工除外，后叙述），流水步距的数目取决于施工过程数，如果施工过程数为n个，则流水步距为n1个。（1）流水步距的计算）流水步距的计算 确定流水步距的方法有多种，其中最简单的方法是“最大差法”：累加数列，错位相减最大差。（2）确定流水步距的要点）确定流水步距的要点 1）流水步距应能满足各施工班组连续作业。2）流水步距应保证各施工段上的正常施工顺序。3）各施工过程之间如果有技术组织间歇或平行搭接的要求时，流水步距还应相应加上或减去技术组织间歇或平行搭接时间后，方为最终的流水步距。当施工过程之间存在施工过程间歇(搭接要求)时流水步距为 K=K计算+Z2 (K=K计算Ci,i+1)5工期工期 工期工期是指从第一个施工班组开始施工到最后一个施工班组完成施工任务为止所需的时间。一般采用下式计算 T=K i,i+l+Tn 式中 T流水施工工期；Ki,i+l所有流水步距之和；Tn最后一个施工过程在各段上的持续时间之和。空间参数空间参数是指在组织流水施工时，用以表达施工过程在空间所处状态的参数。空间参数包括工作面、施工段数、施工层数。1工作面工作面工作面工作面是指供工人或机械进行施工的活动空间。在确定一个施工过程的工作面时，不仅要考虑前一施工过程可能提供的工作面大小，还要遵守安全技术和施工技术规范的规定。11.2.311.2.3空间参数空间参数 2施工段数施工段数 施工段的数目常用“m”表示，它是流水施工主要参数之一。施工段划分的基本要求是：（1）施工段的数目要合理。（2）各施工段的劳动量或工程量应大致相等。一般相差宜在15%以内，从而保证施工班组能够连续、均衡地施工。（3）施工段的分界应尽可能与结构界限相一致，如沉降缝、伸缩缝等。在没有结构缝时，应在允许留置施工缝的位置设置，从而保证施工质量和结构的整体性。3施工层数施工层数 施工层数施工层数是指多层、高层建筑的竖向空间分隔的数目，用“n”表示。当组织楼层结构的流水施工时，既要满足分段流水，也要满足分层流水。即施工班组做完第一段后，能立即转入第二段；做完第一层的最后一段，能立即转入第二层的第一段。因此就要求一层上的施工段数m应满足要求 m n。1 11.31.3有节奏流水组织方法有节奏流水组织方法有节奏流水组织方法有节奏流水组织方法 根据各施工过程时间参数的不同特点，专业流水分为：等节拍专业流水、异节拍专业流水和无节奏专业流水等几种形式。11.3.1等节拍专业流水等节拍专业流水 等节拍专业流水等节拍专业流水是指在组织流水施工时，如果所有的施工过程在各个施工段上的流水节拍彼此相等，这种流水施工组织方式称为等节拍专业流水等节拍专业流水，也称为固定节拍固定节拍流流水或全等节拍流水等节拍流水。1.基本特点基本特点（1）流水节拍彼此相等。如有n个施工过程，流水节拍为ti，则：t1t2tn-ltnt（常数）（2）流水步距彼此相等，而且等于流水节拍，即：K1.2 K2.3Kn1，nKt（常数）（3）每个专业工作队都能够连续施工，施工段没有空闲。（4）专业工作队数（n1）等于施工过程数（n）。2.组织步骤组织步骤（1）确定项目施工起点流向，分解施工过程。（2）确定施工顺序，划分施工段。划分施工段时，其数目m的确定如下：1）无层间关系或无施工层时mn。2）有层间关系或有施工层时，施工段数目m分下面两种情况确定：（A）无技术和组织间歇时，取mn。（B）有技术和组织间歇时，为保证各专业工作队能连续施工，应取m n。此时，每层施工段空闲数为m-n，一个空闲施工段的时间为t，则每层的空闲时间为：（mn）t（mn）K若一个楼层内各施工过程间的技术、组织间歇时间之和为Zl，楼层间技术、组织间歇时间为Z2。如果每层的Zl均相等，Z2也相等，而且为了保证连续施工，施工段上除Zl和Z2外无空闲，则：（mn）KZl Z2所以，每层的施工段数m可按下公式确定：如果每层的Zl，不完全相等，Z2也不完全相等，应取各层中最大的Zl和Z2，并按下公式确定施工段数。（3）根据等节拍专业流水要求，按公式（11-5）（11-8）或公式（11-9）计算流水节拍数值。（4）确定流水步距，Kt。（5）计算流水施工的工期：1）不分施工层，可按下公式进行计算：T（m n1）K Zj,j1 G j,j1 Cj,j1 式中 T 流水施工总工期 m 施工段数 n 施工过程数 K 流水步距 j 施工过程编号，1 j nZj,j1 j与jl两施工过程间的技术间歇时间Gj,j1j与jl两施工过程间的组织间歇时间Cj,j1 j与jl两施工过程间的平行搭接时间 2）分施工层，可按下公式进行计算：T（mrn1）K Z1Cj,j1 式中 r施工层数Z1 第一个施工层中各施工过程之间的技术与组织间歇时间之和Z1Z1 j,j1 G1 j,j1Z1 j,j1 第一个施工层的技术间歇时间G1 j,j1 第一个施工层的组织间歇时间其他符号含义同前。在上公式中，没有二层及二层以上的Z1和Z2，是因为它们均已包括在式中的mrt项内，如图所示。11.3.2异节拍专业流水异节拍专业流水 1基本特点基本特点 （1）同一施工过程在各施工段上的流水节拍彼此相等，不同的施工过程在同一施工段上的流水节拍彼此不同，但互为倍数关系。（2）流水步距彼此相等，且等于流水节拍的最大公约数；（3）各专业工作队都能够保证连续施工，施工段没有空闲；（4）专业工作队数大于施工过程数，即n1n。2组织步骤组织步骤（1）确定施工起点流向，分解施工过程；（2）确定施工顺序，划分施工段；1）不分施工层时，可按划分施工段的原则确定施工数。2）分施工层时，每层的段数可按公式（11-14）确定：式中 n1专业工作队总数 Kb等步距的异节拍流水的流水步距，其他符号含义同前。3）按异节拍专业流水确定流水节拍；（4）按下公式确定流水步距；Kb 最大公约数tl，t2，tn （5）按公式下确定专业工作队数；式中 t j 施工过程j在各施工段上的流水节拍 bj 施工过程j所要组织的专业工作队数 j 施工过程编号，1 j n（6）确定计划总工期 T（rn11）KbmzhtzhZj,j1G j,j1Cj,j1 或 T（mrn11）KbZ1Cj,j1 式中 r 施工层数；不分层时rl;分层时r实际施工层数 mzh 最后一个施工过程的最后一个专业工作队所要通过的施工段数 tzh 最后一个施工过程的流水节拍。其他符号含义同前。（7）绘制流水施工进度表11.411.4无节奏流水组织方式无节奏流水组织方式无节奏流水组织方式无节奏流水组织方式在保证施工工艺、满足施工顺序要求的前提下，按照一定的计算方法，确定相邻专业工作队之间的流水步距，使其在开工时间上最大限度地、合理地搭接起来，形成每个专业工作队都能连续作业的流水施工方式，称为无节奏专业流水，也叫做分别流水。1基本特点（1）每个施工过程在各个施工段上的流水节拍，不尽相等；（2）在多数情况下，流水步距彼此不相等，而且流水步距与流水节拍二者之间存在着某种函数关系；（3）各专业工作队都能连续施工，个别施工段可能有空闲；（4）专业工作队数等于施工过程数，即n1n。2组织步骤（1）确定施工起点流向，分解施工过程；（2）确定施工顺序，划分施工段；（3）按相应的公式计算各施工过程在各个施工段上的流水节拍；（4）按一定的方法确定相邻两个专业工作队之间的流水步距；（5）按下公式计算流水施工的计划工期 式中 T流水施工的计划工期；Kj,j1与jl两专业工作队之间的流水步距；tizh最后一个施工过程在第i个施工段上的流水节拍Z技术间歇时间总和ZZj,j1 ZK,K1Zj,j1相邻两专业工作队j与jl之间的技术间歇时间之和(1 j nl）ZK,K1相邻两施工层间的技术间歇时间之和（1 k r1）G组织间歇时间之和G Gj,j1GK,K1Gj,j1相邻两专业工作队j与jl之间的组织间歇时间之和（1 j nl）GK,K1相邻两施工层间的组织间歇时间之和（1 k r1）Cj,j1相邻两专业工作队j与jl之间的平行搭接时间之和（1 j nl）（6）绘制流水施工进度表11.511.5工程实例分析工程实例分析工程实例分析工程实例分析某五层四单元砖混结构的住宅楼工程，建筑面积为2290m2，基础形式为钢筋混凝土条形基础；主体工程为砖混结构，楼板、楼梯均为现浇钢筋混凝土；屋面保温层选用珍珠岩保温，SBS卷材防水层；外墙为灰色墙砖贴面，内墙为中级抹灰，楼地面为普通水泥砂浆面层，中空玻璃塑钢窗，木门。工程中主要施工过程的劳动量及施工班组人数见表11-5。表表11-5 11-5 某工程主要施工过程劳动量某工程主要施工过程劳动量分部工程名称分部工程名称分项施工过程名称分项施工过程名称劳动量（工日）劳动量（工日）施工班组人数施工班组人数流水节拍（天）流水节拍（天）基础基础工程工程挖土挖土8（机械台班）（机械台班）1台挖土机台挖土机8铺垫层铺垫层28202基础绑筋基础绑筋60152浇筑基础混凝土浇筑基础混凝土80202回填土回填土80202主体工程主体工程构造柱钢筋构造柱钢筋142151砌筑砖墙砌筑砖墙24002012浇筑构造柱浇筑构造柱210201梁板支模梁板支模920205梁板绑筋梁板绑筋360202浇筑梁板混凝土浇筑梁板混凝土420202屋面工程屋面工程保温层保温层80204找平层找平层42202防水层防水层60106装饰工程装饰工程楼地面抹灰楼地面抹灰300203内墙抹灰内墙抹灰580206门窗安装门窗安装9063外墙面砖外墙面砖480205楼梯间粉刷楼梯间粉刷164411.511.5工程实例分析工程实例分析工程实例分析工程实例分析 该工程以基础工程、主体工程、屋面工程、装饰装修工程为主要分部工程控制整个工程的流水施工。首先组织分部工程流水施工，然后组织各分部工程合理搭接，最后合并成单位工程的流水施工。具体组织如下：（1）基础工程 基础工程包括了挖土、混凝土垫层、基础绑筋、基础混凝土、回填土五个施工过程。土方工程采用机械挖土，用一台挖土机8天即可完成。混凝土垫层工程量较少，不对其划分施工段。基础工程的其余三个施工过程组织流水施工，根据结构特点以两个单元作为一个施工段，则共划分两个施工段。基础混凝土浇筑后2天方可进行土方回填。（2）主体工程 主体工程包括构造柱绑筋、砌筑砖墙、浇筑构造柱、支设梁板模板、绑梁板钢筋，浇筑梁板混凝土等工程，其中主导施工过程为砌筑砖墙过程。在平面上以两个单元作为一个施工段，共划分两个施工段。该工程由于有层间关系，而施工过程数大于施工段数，施工班组会出现窝工现象。因此只能保证主导施工过程连续施工，其他施工过程的施工班组与其他工地统一调度安排，以解决窝工问题。（3）屋面工程屋面工程包括保温层、找平层、防水层等施工过程。由于防水工程的技术要求，因此不划分施工段。（4）装饰工程 装饰装修工程包括外墙贴面砖、楼地面抹灰、内墙抹灰、门窗安装、楼梯间粉刷等施工过程。装修工程采用自上而下的施工顺序，每层视为一个施工段，共五个施工段。具体进度安排如下图所示。