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单位工程施工组织设计优化方案

【摘要】:单位工程施工组织设计是建筑企业参与工程投标竞争的主要内容。而编制各种计划的重要依据就是单位工程施工组织设计。当该单位工程为建设项目的一个组成部分时,该工程的施工组织设计必须按照施工组织总设计中的有关规定和要求进行编制,这样才能保证建设项目的完整性。这是单位工程施工组织设计的重点和核心。

(一) 单位施工组织设计概述

1.单位工程施工组织的作用

(1)单位工程施工组织设计是具体指导和组织单项工程施工的重要文件。在单位工程施工组织设计中,由于制定了单位工程的施工顺序、施工流向、施工方法、施工方案,规划了施工进度计划、施工现场平面布置、施工中的技术经济指标等,所以在施工全过程中有了可靠的依据和具体的标准,只要按施工组织设计文件中的规定去做,就一定能保证工程质量、降低工程成本、提高经济效益、加快施工进度。

(2)单位工程施工组织设计是合理组织单位工程施工和加强施工管理的重要措施。单位工程施工组织设计是工程开工前最先完成的技术经济文件,它不仅是施工准备工作的重要依据,而且是做好施工各环节管理工作不可缺少的重要措施。施工经验证明:编制高质量的单位工程施工组织设计,才能使工程施工顺利进行,才能使施工管理井然有序,才会产生较大的经济效益和社会效益。

(3)单位工程施工组织设计是建筑企业参与工程投标竞争的主要内容。单位工程施工组织设计已成为企业进行投标的必备的主要文件之一,不仅是计算投标报价的根据之一,也是体现施工企业施工水平、技术水平和管理水平高低的重要标志。如建设部规定:凡是实行招标的工程,施工企业必须有施工组织设计才能参与投标。实践证明,进行工程投标时,在某些时候关键在于施工组织设计的质量。

(4)单位工程施工组织设计是编制年、季、月各种计划的重要依据。在建筑工程的施工过程中,需要大量的劳动力、施工机械和建筑材料,如何科学合理地调配,应分期编制各阶段所需的资源量,以便进行合理劳动组合,科学地安排施工现场,正确处理空间与时间、人力与物力、技术与经济、供应与消耗、生产与储存之间的关系。而编制各种计划的重要依据就是单位工程施工组织设计。

2.单位工程施工组织设计的编制程序

施工组织设计的编制程序是指对其各组成部分形成的先后顺序及其相互制约关系的处理。单位工程施工组织设计的编制程序见图1-3。

图1-3 单位工程施工组织设计编制程序

3.单位工程施工组织编制的依据

单位工程施工组织设计的编制依据,归纳起来,有以下10 个方面。

(1)上级主管部门对本单位工程的批示文件及有关要求。如工程的开、竣工日期;质量要求;对某些特殊施工技术的要求;采用何种先进的施工技术;对材料及设备的要求;对施工图纸的供应要求;对建设单位提供施工条件的要求等。

(2)施工组织总设计。当该单位工程为建设项目的一个组成部分时,该工程的施工组织设计必须按照施工组织总设计中的有关规定和要求进行编制,这样才能保证建设项目的完整性。

(3)施工图及设计单位对施工的要求。其中包括:该单位工程的全部施工图纸、会审记录和标准图等有关设计资料;对于较复杂的建筑设备工程,还要有设备图纸和设备安装对土建施工的具体要求;设计单位对新结构、新材料、新技术和新工艺的要求。

(4)施工现场的具体情况和勘察资料。其中包括:施工现场的地形地貌,地上与地下障碍物,工程地质和水文地质情况,施工地区的气象资料;永久或临时水准点、控制线等;场地可利用的面积和范围;交通运输的道路情况等。

(5)本单位工程的水、电供应情况。其中包括:水源和电源所在位置,供应量和水压、电压,供应的连续性,是否需要单独设置变压器

(6)建材、半成品、成品等的供应情况。其中包括:主要建材、半成品、成品的来源;运输条件、运输方式、运距和价格;供应时间、数量和方式。

(7)施工单位对本单位工程可提供的施工条件。如劳动力、技术人员和管理人员的情况,现有的施工机械设备;对本单位工程可提供的专业工人人数、施工机械的台班数等。

(8)工程预算文件和国家有关标准等资料。工程预算文件为编制施工组织设计提供了工程量和预算成本。国家有关的施工验收规范、工程质量标准、操作规程和定额手册等都是确定施工方案、编制施工进度计划的主要依据。

(9)建设地区的政治、经济、生活、文化商业及市场供应情况,当地的风俗习惯和地方特色等。

(10)施工企业对类似工程的施工经验资料。

4.单位工程施工组织设计的编制内容

单位工程施工组织设计的编制内容是根据工程的规模大小、技术上的复杂程度、施工现场的自然条件、建设工期的要求、采用技术是否先进、施工企业的技术力量、施工的机械化程度等因素确定。因此,不同的单位工程,不同的施工方法,施工组织设计的内容广度和深度也不相同。

单位工程施工组织设计的内容,主要包括以下几个方面:

(1)拟建工程的概况及工程特点。这是编制单位工程施工组织设计的依据和基本条件,也是选择施工方案,编制施工进度计划、设计施工平面图的前提。主要包括以下三个方面:

1)规模、大小、结构特点、抗震设防烈度、建筑施工现场占地面积、工作量、主要工程实物量、交付建设单位使用或投产的期限、工程投资额等。

2)建设地点特征。包括建设地点的位置、地形、工程与水文地质条件、不同深度的土壤分析、冰冻期时间与冻结层厚度、地下水位、水质、水量、流向、冬雨季起止时间、平均气温、最高气温、最低气温、年平均气温、年平均降雨量、最大降雨量、主导风向、风力等。

3)施工条件。包括水、电、道路、场地平整情况;建筑场地的四周环境;材料、构件、加工品的供应来源和加工能力;施工单位的施工机械和运输工具,可供本工程项目使用的程度;施工技术和施工管理水平;需特别重点解决的问题等。

(2)施工方案的选择。这是单位工程施工组织设计的重点和核心。应着重于多种施工方案的技术经济比较,力求采用先进技术,选择最优施工方案。

确定施工方案时,应从以下几个方面进行:主要施工机械的选用;机械的布置位置及开行路线;现浇钢筋混凝土施工中各种模板的选用;混凝土水平与垂直运输方案的选择;降低地下水位的方案比较;各种材料运输方案的选择;主要经济指标的分析等。

(3)施工进度计划。施工进度计划是施工组织设计中的重要组成内容之一,它具体反映了工程项目是由哪些分部(分项)工程或施工过程组成,它们之间的连接关系和施工顺序,各施工过程中的劳动组合、材料消耗、工日及机械台班数量等。

不同的施工方案会出现不同的施工进度。工程实践中最优的施工进度计划有两种情况:①资源需要量均衡,工期合理或在规定的工期内完成;②在合理使用资源的条件下,或在少提高费用的基础上,工期最短。

(4)施工平面图。科学合理的施工平面布置是单位工程实现文明施工的基础。所谓文明施工,其主要标志是指施工现场布置紧凑合理,施工秩序井井有条,场院内外运输路线畅通,为施工创造一个良好环境;施工现场能及时清除工程垃圾,排水系统能迅速排除降水和施工弃水,材料和构件的堆放便于施工,务求二次搬运量最少等。施工平面图设计实际上是在施工现场合理布置材料和构件的堆放地点,临时建筑物的位置,施工机械的停机和开行路线,场内的道路、管线等的具体布设等。

(5)工程质量、安全措施。这是每项工程施工组织设计中必不可缺少的内容,但务必结合工程实际和施工单位的情况来拟定,要讲究实用、效果,避免千篇一律。对于常规知识不必再写,但必须做到。

5.单位工程编制施工组织设计的基本原则

编制单位施工组织设计,除群体工程中的单位工程应首先遵循施工组织总设计的编制原则外,还应遵循以下基本原则:

(1)合理安排施工顺序。按照施工的客观规律和建筑产品的工艺要求,合理地安排施工顺序,是编制单位工程施工组织设计的重要原则。不论何种类型的工程施工,都有其客观的施工顺序,这是必须严格遵守的。

在施工组织中,一般应将工程施工对象按工艺特征进行科学分解,然后在它们之间组织施工的流水作业,使之搭接最大、衔接紧凑、工期较短。合理的施工顺序不仅要达到紧凑均衡的要求,而且还要注意施工的安全,尤其是立体交叉作业更要采取必要而可靠的安全措施。

(2)采用先进的施工技术和施工组织措施。当今,先进的施工技术层出不穷。采用先进的施工技术是提高劳动生产率、保证工程质量、加快施工进度、降低施工成本、减轻劳动强度的重要途径,这是已被工程实践所证明的。但是,在具体编制单位工程施工组织设计时,选用新技术应从企业的实际出发,以实事求是的态度,在调查研究的基础上,经过科学分析和技术经济论证,慎重对待。既要考虑其先进性,更要考虑其适用性和经济性。

先进的组织管理是提高社会效益和经济效益的重要措施。通过采用科学的先进的施工组织措施(如组织施工流水作业、网络计划技术、计算机应用技术、项目经理制、岗位责任制等),实现项目施工组织的科学化、规范化和高效化管理。

(3)专业工种的合理搭接和密切配合。随着科学技术的发展,社会进步物质文化的提高,建筑施工对象也日趋复杂化、高技术化。因此,要完成一个工程的施工,涉及的工种将越来越多,相互之间的配合对工程施工进度的影响也越来越大。单位工程的施工组织设计要有预见性和计划性,既要使各施工过程、专业工种顺利进行施工,又要使它们尽可能实现搭接和交叉,以缩短施工工期,提高经济效益。在许多工程的施工中,一些专业工种是相互联系、相互依存、相互制约的,这就需要在施工组织设计中做出科学安排。

(4)对多种施工方案要进行技术经济分析。任何一个工程的施工,必然有多种施工方案,在单位工程施工组织设计中,应根据各方面的实际情况对主要工种工程的施工方案和主要施工机械的选择作业方案进行充分的论证,通过技术经济的分析,以选择技术上先进、经济上合理,且符合施工现场实际、适合施工企业的施工方案。

(5)确保工程质量和施工安全。“百年大计,质量第一”和 “工程施工,安全第一”,是每个工程施工中永恒的主题。在单位工程施工组织设计中,应根据本工程的具体条件,拟定出保证质量、降低成本和安全施工的措施,务必做到切合实际、有的放矢、措施得力。

(二) 施工方案的设计

施工方案设计是单位工程施工组织设计的重点、难点和核心内容。施工方案合理与否,直接影响着工程的质量、施工进度和技术经济效果,因此,必须引起足够重视。

施工方案设计一般包括:熟悉施工图纸,确定施工程序;确定施工流向和施工顺序;选择施工方法和施工机械;施工方案的技术经济分析。

1.熟悉施工图纸,确定施工程序

(1)熟悉施工图纸,研究施工条件。熟悉施工图纸是施工方案设计的基础工作,其目的是:熟悉工程概况,领会设计意图,明确工作内容,分析工程特点,提出存在问题,为确定施工方案打下良好基础。在熟悉施工图纸中,一般应注意以下几个方面:

1)核对施工图纸目录清单,检查施工图纸是否齐全、完备,缺者何时出图。

2)核对设计计算的假定和采用的计算方法是否符合实际情况,施工时是否有足够的稳定性,是否有利于安全施工。

3)核对设计是否符合施工条件,若需要特殊施工方法和特定技术措施时,技术和设备上有无困难。

4)核对生产工艺和使用上对建筑安装有哪些技术要求,施工是否能满足设计规定的质量标准。

5)核对施工图纸与设计说明有无矛盾,设计意图与实际设计是否一致,规定是否明确。

6)核对施工图纸中标注的主要尺寸、位置、标高等有无错误。

7)核对施工图中材料有无特殊要求,其品种、规格、数量等能否满足。

8)核对土建施工图和设备安装图有无矛盾,施工时应如何衔接和交叉。

在有关施工技术人员充分熟悉施工图纸的基础上,会同设计单位、建设单位、监理单位、科研单位等有关人员进行“图纸会审”。首先,由设计人员向施工单位进行技术交底,讲清设计意图和施工中的主要要求;然后,施工技术人员对施工图纸和工程中的有关问题提出询问或建议,并详写记录解答,作为今后施工的依据;最后,对于会审中提出的问题和建议进行研讨,并取得一致意见,如需变更设计或作补充设计,应办理设计变更签证手续。但未经设计单位同意,施工单位无权随意修改设计。

在熟悉施工图纸后,还必须充分研究施工条件和有关工程资料。如施工现场的“三通一平”条件;劳动力、主要建筑材料、构件、加工品的供应条件;施工机具和模具的供应条件;施工现场的水文地质与工程地质勘察资料;现行的施工规范、定额等资料;施工组织总设计;上级主管部门对该单位工程的指示等。

(2)确定施工程序。单位工程的施工程序一般为:接受施工任务阶段、开工前准备阶段、全面施工阶段、交工验收阶段。每一个阶段都必须完成规定的内容,并为下一阶段的工作创造良好条件。

1)接受施工任务阶段。此阶段是其他各个阶段的前提条件。施工单位在这个阶段的主要任务是:承接施工任务、签订工程承包合同、明确拟建的单位工程。根据我国的国情,施工企业接受施工任务的形式主要有以下三种:①上级主管部门直接下达任务;②接受建设单位的邀请接受任务;③通过工程招标投标,在中标后承接任务。

2)开工前准备阶段。此阶段是继接受任务阶段之后,为单位工程顺利开工创造必要条件的阶段。工程实践经验证明,一般单位工程开工必须具备以下条件:①施工执照已办理;②施工图纸已经会审,施工预算已编制;③施工组织设计已被批准;④场地平整、障碍物清除、场内外交通道路已基本完成;⑤供水、供电、排水系统均满足施工需要;⑥永久性或半永久性坐标和水准点已设置;⑦材料、成品、半成品能陆续进场,并能保证连续施工;⑧施工机械已进入施工现场;⑨临时设施和附属加工企业已基本满足生产和生活的需要;⑩劳动计划已落实,已进行必要的安全防火教育

单位工程具备以上开工条件后,由施工企业写出书面开工申请报告,报有关部门审批后才可正式开工。

3)全面施工阶段。此阶段是建设过程中历时最长、资源消耗最大、工作难度最大的阶段。此阶段主要是全面控制工程质量、进度和投资,以最好的工程质量、最快的施工速度和最低的工程投资,科学合理地进行施工组织。

4)交工验收阶段。交工验收工作一般按单位工程进行,即按照设计文件所规定的内容,按照交工验收的依据和标准,对工程进行全面评价,并评定出质量等级。建筑安装企业在单位工程交工前,应首先自己进行预验收,并收集、整理好各项交工验收资料,做好交工验收的各项准备工作,待合乎竣工验收的标准时,可由建设单位负责,施工企业、设计单位等参加,对整个项目进行验收。验收合格后,双方签订交工验收证书,由建设单位报请上级主管部门批准交付使用。

2.确定施工流向和施工顺序

(1)确定施工流向。施工流向是解决单个建筑物在空间上的合理施工顺序的问题。施工流向涉及一系列施工活动的开展和进程,这是施工组织的重要一环。

确定单位工程的施工流向时,应考虑以下几个主要方面:

1)建筑物的生产工艺或使用要求,往往是确定施工流向的重要因素。

2)平面上各部分施工的繁简程度,如地下工程的深浅及地质复杂程度,设备安装工程的技术复杂程度等。

3)当有高低层或高低层并列时,应先从并列处开始。

4)施工技术和施工组织的要求。

(2)确定施工顺序。是指单位工程中各分部工程、各专业工程施工的先后次序,它们之间是一种客观规律或一种制约关系。

1)单位工程的施工顺序。应遵照“先地下、后地上”、“先主体、后围护”、“先结构、后装修”的顺序。

2)设备安装与土建的施工顺序。为使工程早日投产,应合理安排土建工程与设备安装的施工顺序,使其最大限度地同时进行。设备安装与土建的施工顺序,一般有以下三种情况:① “封闭式”施工顺序,指当土建主体结构工程完成之后,再进行设备安装;② “敞开式”施工顺序,指先安装工艺设备,再建造结构工程;③ “同建式”施工顺序。

(3)确定施工顺序的原则。科学的施工顺序是为了按照施工客观规律组织施工,解决工作之间在时间上的搭接问题,在保证质量与安全施工的前提下,以期做到充分利用空间和时间,实现缩短工期的目的。因此,在确定施工顺序时,必须注意以下原则:

1)施工顺序必须符合施工工艺的要求。建筑物在各个施工过程之间,都存在着一定的工艺顺序关系,这种顺序关系随着建筑功能和结构特点的不同而不同。在确定施工顺序时,应注意分析该建筑物各施工过程的工艺要求和工艺关系,施工顺序不能违背这种关系。

2)施工顺序应当与采用的施工方法、施工机械协调一致。工程采用的施工方法和施工机械不同,其施工顺序也不一样。如在装配式单层工业厂房的施工中,如果采用分件吊装法,施工顺序应该是先吊柱、后吊梁,最后吊装屋架和屋面板;如果采用综合吊装法,施工顺序则变为将一个节间的全部结构构件吊装完毕后,再依次吊装另一个节间。

3)施工顺序必须考虑施工组织的要求。当工程的施工顺序有几种方案时,就应从施工组织的角度,进行综合分析和反复比较,选出最经济合理、有利于施工和开展工作的施工顺序。

4)施工顺序必须考虑施工质量的要求。在安排施工顺序时,必须以确保工程质量为前提,当施工顺序影响工程质量时,必须调整或重新安排原来的施工顺序。

5)施工顺序必须考虑当地的气候条件。建设地区的气候条件是影响工程质量的重要因素,也是决定施工顺序的重要条件。如在严寒地区施工,土方开挖、外装修和混凝土浇筑,尽量不要安排在负温情况下施工。

6)施工顺序必须考虑安全技术的要求。安全施工是保证工程质量、施工进度的基础,任何施工顺序都必须符合安全技术的要求,这也是对施工组织的最基本要求。不允许在同一个施工段上一面进行吊装施工,一面又进行其他作业。

3.施工方法和施工机械的选择

正确地拟定施工方法和选择施工机械,是合理组织施工的重要内容,也是施工方案中的关键问题,它直接影响着工程的施工进度、工程质量、工程成本和施工安全。因此,在编制施工方案时,必须根据工程的结构特点、抗震烈度,工程量大小、工期长短、资源供应情况、施工现场条件、周围环境等制订出可行方案,并进行技术经济比较,确定施工方法和施工机械的最优方案。

(1)拟定施工方法。拟定施工方法时,应着重考虑影响整个单位工程施工的分部(分项)工程的施工方法。一个分部(分项)工程,可以采用多种不同的施工方法,也会获得不同的效果。但对于按常规做法和工人熟悉的施工方法,则不必详细拟定,只着重拟定结构复杂,采用新工艺、新技术、新材料、新结构的施工方法即可。

(2)选择施工机械。施工方法拟定后,必然涉及施工机械的选择。机械化施工是当今的发展趋势,是改变建筑业落后面貌的基础,是施工方法选择的中心环节。在选择施工机械时,应着重考虑以下几个方面:

1)结合工程特点和其他条件,确定最合适的主导工程施工机械。

2)各种辅助机械或运输工具应与主导施工机械的生产能力协调一致,使主导施工机械的生产能力得到充分发挥。例如,在土方工程开挖施工中,若采用自卸汽车运土,汽车的容量一般应是挖掘机铲斗容量的整倍数,汽车的数量应保证挖掘机能连续工作。

3)在同一建筑工地上,尽量使选择的施工机械的种类较少,以利于管理和维修。因此,在工程较大且适宜专业化大生产的情况下,应该采用专业机械;在工程量较小且又分散时,尽量采用一机多能的施工机械,使一种施工机械能满足不同分部(分项)工程施工的需要。

4)施工机械选择应考虑充分发挥施工单位现有施工机械的能力,并争取实现综合配套。在保证工程质量和工期的前提下,最好充分发挥施工单位现有机械的作用,以降低工程造价,在不能满足时,再根据实际情况,采取购买或租赁。

4.施工方案的技术经济分析

对施工方案进行技术经济分析是选择最优施工方案的重要环节之一。任何一个分部(分项)工程,都会有多种施工方案,技术经济分析的目的,就是从诸施工方案中选出一个工期短、质量好、材料省、劳动力安排合理、工程成本低的最优方案。

施工方案的技术经济分析有定性分析和定量分析两种方法。

(1)定性分析。它是结合工程实际经验,对每一个施工方案的优缺点进行分析比较,如技术上是否先进可行;施工操作上的难易程度;施工安全可靠性如何;劳动力和施工机械能否满足;保证工程质量措施是否完善可靠;是否能充分发挥施工机械的作用,为后续工程提供有利施工的可能性;能否为现场文明施工创造有利条件;对冬、雨季施工带来的困难等。

(2)定量分析。它是通过计算各施工方案中的主要技术经济指标,通过进行综合分析比较,从中选择技术经济指标最优的方案。单位工程的主要技术经济指标,与群体工程有所不同,主要包括:单位面积建筑造价、降低成本指标、施工机械化程度、单位面积劳动消耗量、工期指标;另外还包括质量指标、安全指标、三大材料节约指标、劳动生产率指标等。

(三) 单位工程施工进度计划的编制

单位工程的施工进度计划是以确定的施工方案为基础,并根据规定的工程工期和技术物资供应条件,遵循各施工过程合理的工艺顺序和统筹安排各项施工活动的原则进行编制的。施工进度计划的任务既是为各施工过程明确一个确定的施工期限,又以此确定各施工期内的劳动力和各种技术物资的供应计划。

单位工程施工进度计划的编制方法及步骤见本章第二节。

(四) 施工准备工作及各项资源需用量计划

单位工程施工进度计划编出后,应着手编制施工准备工作计划和各项资源需用量计划,这些计划也是施工组织设计的组成部分,是施工单位安排施工准备及资源供应的主要依据。

1.施工准备工作计划

单位工程施工前,应编制施工准备工作计划。施工准备工作计划主要反映在开工前、施工中必须做的有关准备工作,内容一般包括技术准备、现场准备、资源准备及其他准备,其计划表格形式见表1-16。

表1-16 施工准备工作计划表

2.各种资源需用量计划

根据施工进度计划编制的各种资源需用量计划是做好各种资源的供应、调度、平衡、落实的依据,包括劳动力、施工机具、主要材料、预制构件等需用量计划。

(1)劳动力需用量计划。这种计划是根据施工预算、劳动定额和进度计划编制的,主要反映工程施工所需各种技工、普工人数,它是控制劳动力平衡、调配的主要依据。其编制方法是:将施工进度计划表上每天施工的项目所需工人按工种分别统计,得出每天所需工种及其人数,再按时间进度要求汇总。劳动力需用量计划的表格形式见表1-17。

表1-17 劳动力需用量计划

(2)施工机具需用量计划。这种计划是根据施工方案、施工方法及施工进度计划编制的,主要反映施工所需的各种机械和器具的名称、规格、型号、数量及使用时间,作为落实机具来源、组织机具进场的依据,其计划表格形式见表1-18。

表1-18 施工机具需用量计划

(3)预制构件需用量计划。根据施工图、施工方案、施工方法及施工进度计划要求编制,主要反映施工中各种预制构件的需用量及供应日期,作为落实加工单位、按所需规格数量和使用时间组织构件加工和进场的依据。一般按钢构件、木构件、钢筋混凝土构件等不同种类分别编制,提出构件名称、规格、数量及使用时间等,计划表格形式见表1-19。

表1-19 预制构件需用量计划

(4)主要材料需用量计划。根据施工预算、材料消耗定额和施工进度计划编制,主要反映施工中各种主要材料的需用量,作为备料供料和确定仓库、堆物面积及运输量的依据。编制时应提出材料的名称、规格、数量、使用时间等要求,计划表格形式见表1-20。

表1-20 主要材料需用量计划

(5)运输计划。如果由施工单位组织运输材料和构件,则应编制运输计划。它以施工进度计划及上述各种资源需用量计划为编制依据,见表1-21。这种计划可作为组织运输力量、保证资源按时进场的依据。

表1-21 工程运输计划

(五) 单位工程施工平面图的设计

设计方法具体见本章第三节。