高層建筑施工 第15章 超高層建筑施工組織及管理

第15章

超高層建筑施工組織及管理15.1超高層建筑施工特點(diǎn)超高層建筑結(jié)構(gòu)超高、規(guī)模龐大、功能繁多、系統(tǒng)復(fù)雜、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高，施工具有非常鮮明的特點(diǎn)：

(1)規(guī)模龐大，工期成本高

超高層建筑體量巨大，建筑面積達(dá)數(shù)10萬m2，所需投資往往達(dá)數(shù)十億元(人民幣)，甚至逾百億元，建設(shè)單位的資金壓力非常大。資金壓力體現(xiàn)在工期成本高，一旦工程延期往往顯著提高投資成本，降低投資收益。

(2)基礎(chǔ)埋置深，施工難度大

為了滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和開發(fā)地下空間的需要，超高層建筑的基礎(chǔ)埋置都比較深，基坑開挖深度達(dá)20余米，有的甚至超過30m。深基礎(chǔ)施工周期長、施工安全風(fēng)險(xiǎn)大。

(3)結(jié)構(gòu)超高，施工技術(shù)含量高

超高層建筑較其他建筑最為顯著的區(qū)別是高度大。目前超高層建筑高度已經(jīng)突破800m大關(guān)，正在朝1000m邁進(jìn)。有些超高層建筑的高度并不突出，但是為了產(chǎn)生獨(dú)特的建筑效果，造型非常奇特，如北京中央電視臺(tái)新臺(tái)址大廈。高度的不斷增加和造型的奇特都會(huì)增加超高層建筑結(jié)構(gòu)施工難度。

(4)作業(yè)空間狹小，施工組織難度高

超高層建筑是垂直向上伸展的建筑，這一特點(diǎn)決定了超高層建筑的施工只能逐層向上進(jìn)行，作業(yè)空間非常狹小，施工組織的難度非常高，必須有效利用作業(yè)時(shí)間和空間，提高施工效率。

(5)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高，材料設(shè)備來源廣

超高層建筑多為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比較高的建筑，有些屬城市標(biāo)志性的超高層建筑尤其如此。業(yè)主和建筑師為了打造精品，往往采用當(dāng)今世界最新科技成果，在全球范圍大量采購材料、設(shè)備。這對總承包管理能力是一個(gè)嚴(yán)峻考驗(yàn)，管理前瞻性要求高。

(6)工期長，冬雨期施工難以避免

超高層建筑體量大，施工周期長，我國全部竣工建筑單棟平均工期為10個(gè)月左右，而超高層建筑平均工期長達(dá)2年左右，規(guī)模大的超高層建筑施工工期甚至超過5年。施工過程中冬雨季惡劣天氣不可避免。特別是隨著施工高度的增加，作業(yè)環(huán)境更加惡劣，風(fēng)大、溫度低給結(jié)構(gòu)施工帶來很大困難。

(7)材料設(shè)備垂直運(yùn)輸量大超高層建筑體量巨大，除結(jié)構(gòu)材料外，機(jī)電安裝與裝飾工程所需的材料設(shè)備有時(shí)都高達(dá)數(shù)10萬t，數(shù)千施工人員上下的交通流量相當(dāng)可觀，垂直運(yùn)輸體系的效率對提高施工速度影響極大。

(8)功能繁多，系統(tǒng)復(fù)雜，施工組織要求高

現(xiàn)代超高層建筑往往集辦公、酒店、休閑、娛樂和購物等功能于一體，功能繁多。為了實(shí)現(xiàn)建筑功能，系統(tǒng)也就非常復(fù)雜，除了建筑結(jié)構(gòu)外，僅機(jī)電系統(tǒng)就是一個(gè)龐大的復(fù)雜系統(tǒng)，包含強(qiáng)電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、給水排水系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和樓宇自控系統(tǒng)等。要在有限的時(shí)間和空間內(nèi)，保質(zhì)保量完成這些系統(tǒng)的施工，對總承包商的施工組織能力是嚴(yán)峻考驗(yàn)。15.2施工技術(shù)路線超高層建筑施工前必須首先深入分析工程特點(diǎn)，明確項(xiàng)目的施工技術(shù)要點(diǎn)，然后制定針對性的施工技術(shù)路線。工程對象不同，施工技術(shù)路線各有差異，但是基本原則是相同的：突出塔樓、流水作業(yè)、機(jī)械化施工、總承包管理。（1）突出塔樓

超高層建筑的顯著特點(diǎn)是:投資大、工期長、工期成本高。因此必須突出工期保證措施，采取有力措施縮短工期。在整個(gè)工程中，塔樓的施工工期無疑起著控制作用，縮短工期關(guān)鍵是縮短塔樓的施工工期。縮短建設(shè)工期應(yīng)貫穿于項(xiàng)目建設(shè)的整個(gè)過程中，但是無疑縮短工期應(yīng)重在施工前期。施工前期以結(jié)構(gòu)施工為主，牽涉面小、投入少，縮短工期相對影響面比較小，成本比較低。因此在施工組織中必須突出塔樓，將塔樓結(jié)構(gòu)施工擺在突出位置。（2）流水作業(yè)超高層建筑施工作業(yè)面狹小，必須自下而上逐層施工，這是其不利的一面，但是它也具有一定的優(yōu)點(diǎn)，即可以利用垂直向上的特點(diǎn)，充分利用每一個(gè)樓層空間，通過有序組織，使各分部分項(xiàng)工程施工緊密銜接，實(shí)現(xiàn)空間立體交叉流水作業(yè)。這樣可以大大加快施工速度，縮短建設(shè)工期（圖15.1）。圖15.1上海環(huán)球金融中心（3）機(jī)械化施工

超高層建筑施工作業(yè)面狹小、高空作業(yè)條件差，施工進(jìn)度要求高，因此必須有效利用當(dāng)今科技進(jìn)步成果，采用機(jī)械化施工。采用機(jī)械化施工可以減少現(xiàn)場作業(yè)量，特別是高空作業(yè)量。這樣一方面可以加快施工速度，縮短施工工期;另一方面可以充分發(fā)揮工廠制作的積極作用，提高施工質(zhì)量。（4）總承包管理

超高層建筑功能繁多，系統(tǒng)復(fù)雜，參與承建的單位多且來自五湖四海，只有強(qiáng)化總承包管理才能將他們有序組織起來，實(shí)現(xiàn)對工程質(zhì)量、工期、安全等的全面管理和控制，確保業(yè)主的項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。在超高層建筑施工中，總承包管理發(fā)揮了極其重要的作用，特別是進(jìn)入施工中后期，各個(gè)分包隊(duì)伍都進(jìn)入施工狀態(tài)，各種矛盾陸續(xù)暴露，需要總承包及時(shí)協(xié)調(diào)解決，協(xié)調(diào)工作量非常巨大，因此必須強(qiáng)化總承包管理，加強(qiáng)對施工過程的控制，確保施工順利進(jìn)行。15.3施工組織設(shè)計(jì)1.施工組織設(shè)計(jì)的任務(wù)和作用

施工組織設(shè)計(jì)是為完成超高層建筑施工任務(wù)創(chuàng)造必要的生產(chǎn)條件，制訂先進(jìn)合理的施工工藝所作的規(guī)劃設(shè)計(jì)，它是指導(dǎo)超高層建筑工程施工準(zhǔn)備和施工的基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)文件。超高層建筑施工組織設(shè)計(jì)的根本任務(wù)是在特定的時(shí)間和空間約束條件下，根據(jù)超高層建筑工程的施工特點(diǎn)，從人力、資金、材料、機(jī)械設(shè)備和施工方法五個(gè)方面進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)超高層建筑有組織、有計(jì)劃、有秩序的施工，確保整個(gè)工程施工質(zhì)量、安全、工期和成本目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。施工組織設(shè)計(jì)可以增強(qiáng)總承包管理的:（1）系統(tǒng)性（2）預(yù)見性（3）協(xié)調(diào)性總之，通過施工組織設(shè)計(jì)，總承包商可以顯著提高超高層建筑施工組織和管理水平。因此，施工組織設(shè)計(jì)的編制，是超高層建筑施工準(zhǔn)備階段中各項(xiàng)工作的核心，在施工組織與管理工作中占有十分重要的地位。2.施工組織設(shè)計(jì)的分類

根據(jù)a.編制依據(jù)、b.編制對象、c.編制單位和d.編制深度，超高層建筑施工組織設(shè)計(jì)可以分為(1)施工組織總設(shè)計(jì)(施工大綱)(2)單位工程施工組織設(shè)計(jì)(3)分部分項(xiàng)工程施工組織設(shè)計(jì)(表15.1)。表15.1施工組織設(shè)計(jì)分類編制類型施工組織總設(shè)計(jì)單位工程施工組織設(shè)計(jì)分部分項(xiàng)工程施工組織設(shè)計(jì)編制對象建設(shè)項(xiàng)目單位工程分部分項(xiàng)工程編制作用建設(shè)項(xiàng)目施工的戰(zhàn)略部署建設(shè)項(xiàng)目施工組織總設(shè)計(jì)的貫徹，單位工程施工的總體安排分部分項(xiàng)工程施工的戰(zhàn)術(shù)性指導(dǎo)編制時(shí)間建設(shè)項(xiàng)目施工前建設(shè)項(xiàng)目施工組織總設(shè)計(jì)后，單位工程施工前單位工程施工組織設(shè)計(jì)編制后，分部分項(xiàng)工程施工前編制單位建設(shè)項(xiàng)目總承包商，分承包商參與單位工程承包商分承包商(1）施工組織總設(shè)計(jì)

施工組織總設(shè)計(jì)是以整個(gè)超高層建筑建設(shè)項(xiàng)目為對象編制的，在有了批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)或擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)之后即可進(jìn)行編制，是超高層建筑建設(shè)項(xiàng)目施工的戰(zhàn)略部署。一般應(yīng)以主持該項(xiàng)目的總承包商為主，建設(shè)、設(shè)計(jì)和分承包商參與編制。(2）單位工程施工組織設(shè)計(jì)

它是以單位工程為對象進(jìn)行編制的，用以直接指導(dǎo)單位工程施工。在施工組織總設(shè)計(jì)的指導(dǎo)下，由單位工程承包商根據(jù)施工圖進(jìn)行單位工程施工組織設(shè)計(jì)編制。圖15.2施工組織設(shè)計(jì)類型與建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)深度的關(guān)系(3）分部（分項(xiàng)）工程施工組織設(shè)計(jì)

對于工程規(guī)模大，技術(shù)復(fù)雜或施工難度大的或者缺乏施工經(jīng)驗(yàn)的分部(分項(xiàng))工程，在編制單位工程施工組織設(shè)計(jì)之后，需要編制作業(yè)設(shè)計(jì)(如：深基坑降水、支護(hù)、高大模板等)，用以指導(dǎo)施工。3.施工組織設(shè)計(jì)的內(nèi)容

施工組織設(shè)計(jì)依工程對象難易和編制類型不同而繁簡不一，但是作為一份完整的施工組織設(shè)計(jì)，一般應(yīng)包括以下基本內(nèi)容：(1）工程概況包括本建設(shè)工程的a.性質(zhì)、b.內(nèi)容、c.建設(shè)地點(diǎn)、d.建設(shè)總期限、e.建設(shè)面積、f.分批交付生產(chǎn)或使用的期限、g.施工條件、h.地質(zhì)氣象條件和i.資源條件以及j.建設(shè)單位的要求等。通過深入分析工程特點(diǎn)和難點(diǎn)，明確施工組織設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，提高施工組織設(shè)計(jì)的針對性。(2）施工總體部署

施工總體部署是對整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目全局做出的統(tǒng)籌規(guī)劃和全面安排，主要解決影響建設(shè)項(xiàng)目全局的重大戰(zhàn)略問題。根據(jù)工程特點(diǎn)，優(yōu)化人力、資金、材料、機(jī)械設(shè)備和施工方法等配置，合理劃分施工區(qū)域，正確安排施工順序，擬定施工技術(shù)路線。(3)施工進(jìn)度計(jì)劃施工進(jìn)度計(jì)劃反映的是各項(xiàng)施工活動(dòng)在時(shí)間上的安排，采用先進(jìn)的計(jì)劃理論和計(jì)算方法，綜合平衡進(jìn)度計(jì)劃，使工期、成本、資源等通過優(yōu)化調(diào)整達(dá)到既定目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，編制相應(yīng)的人力和時(shí)間安排計(jì)劃，資源需要計(jì)劃，施工準(zhǔn)備計(jì)劃。(4)施工平面布置施工平面布置是施工方案和進(jìn)度在現(xiàn)場的全面安排，它把投入的各項(xiàng)資源、材料、構(gòu)件、機(jī)械、運(yùn)輸、工人的生產(chǎn)、生活活動(dòng)場地及各種臨時(shí)工程設(shè)施合理地布置在施工現(xiàn)場，使整個(gè)現(xiàn)場能有組織地進(jìn)行文明施工。超高層建筑施工平面布置的重點(diǎn)是構(gòu)建高效的垂直運(yùn)輸體系，并隨施工進(jìn)程實(shí)現(xiàn)垂直運(yùn)輸體系的有序轉(zhuǎn)換。(5)主要施工技術(shù)方案

根據(jù)施工總體部署確立的技術(shù)路線，制定主要分部分項(xiàng)工程施工技術(shù)方案，如工程測量、基礎(chǔ)工程、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程、鋼結(jié)構(gòu)工程、機(jī)電工程、幕墻工程等施工技術(shù)方案。(6)總承包管理方案

根據(jù)超高層建筑工程特點(diǎn)，明確總承包管理目標(biāo)、原則、組織和崗位職責(zé)，建立總承包管理的程序和標(biāo)準(zhǔn)。4.施工組織設(shè)計(jì)的重點(diǎn)(1)施工總體部署所要解決的是施工組織的指導(dǎo)思想和技術(shù)路線問題。(2)施工進(jìn)度計(jì)劃所要解決的是施工順序和時(shí)間問題。(3)施工平面布置所要解決的是施工空間問題和施工“投資”問題。

施工總體部署、施工進(jìn)度計(jì)劃和施工平面布置分別突出了施工組織設(shè)計(jì)中的技術(shù)、時(shí)間和空間三大要素，它們密切相關(guān)，相互呼應(yīng)，其中施工總體部署起主導(dǎo)作用，施工進(jìn)度計(jì)劃和施工平面布置是施工總體部署的深化和落實(shí)。因此施工組織設(shè)計(jì)編制過程中要高度重視施工總體部署研究，解決好施工技術(shù)路線、施工流水段劃分和施工流程安排問題，確保施工組織設(shè)計(jì)不出現(xiàn)方向性失誤。15.4施工總體流程

施工總體流程屬于施工流程的最高層次，反映的是超高層建筑工程中各單項(xiàng)工程(區(qū)域)之間的施工流水關(guān)系。施工總體流程是施工總進(jìn)度計(jì)劃和各單位工程施工組織設(shè)計(jì)編制的依據(jù)。1.施工流水段劃分

施工流水段劃分應(yīng)圍繞超高層建筑主體部分塔樓進(jìn)行，可以劃分為塔樓核心區(qū)、塔樓外圍區(qū)、塔樓以外區(qū)域三大區(qū)域。塔樓以外區(qū)域可以視工程規(guī)模大小，根據(jù)施工組織需要而進(jìn)一步細(xì)分。圖15.3深圳證券交易所施工現(xiàn)場圖15.4深圳證券交易所地下室結(jié)構(gòu)施工分區(qū)圖2.施工流水方式在地下結(jié)構(gòu)施工階段，塔樓與其他區(qū)域通過地下室緊密相連，相互關(guān)系比較復(fù)雜，流水施工方式變化比較多，采用不同的流水施工方式，產(chǎn)生的效果截然不同。超高層建筑施工總體流程研究重點(diǎn)在地下結(jié)構(gòu)施工階段。在地下結(jié)構(gòu)施工階段，超高層建筑施工總體流程有平行施工、依次施工和流水施工三種基本方式。三種流水施工方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)超高層建筑施工特點(diǎn)進(jìn)行合理選擇。(1)平行施工定義：超高層建筑工程各區(qū)域平行施工，基本同時(shí)施工至0.000。優(yōu)點(diǎn)：平行施工具有總體速度快、塔樓上部結(jié)構(gòu)施工條件好、臨時(shí)措施投人比較少。缺點(diǎn)：但是施工資源投入大，塔樓施工進(jìn)度受到一定影響。平行施工是超高層建筑施工中廣泛采用的流水施工方式，其特點(diǎn)：1）塔樓高度不特別突出，塔樓施工速度對工程總進(jìn)度的影響不特別顯著；2）塔樓盡管比較高，但是從加快投資回收的目的出發(fā)，業(yè)主希望裙房及塔樓低區(qū)部位提前開業(yè)；3）深基坑工程支撐結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)難以避讓，主體結(jié)構(gòu)必須同步施工，支撐結(jié)構(gòu)同步拆除。高度在400m以內(nèi)的絕大多數(shù)超高層建筑采用平行施工流水方式。（2)依次施工按照塔樓與其他區(qū)域的施工順序的不同，依次施工又可以細(xì)分為塔樓先行和塔樓后做兩種形式。定義：塔樓先行依次施工流水方式是塔樓先施工至±0.000以后，其他區(qū)域地下結(jié)構(gòu)再開始施工。上海環(huán)球金融中心就采用了塔樓先行的依次施工流水方式(圖15.5)。這些超高層建筑投資巨大，施工工期長，工期成本高。為縮短建設(shè)工期，盡快回收投資，施工采用了塔樓先行的依次施工流水方式。為了實(shí)現(xiàn)塔樓先行依次施工流水方式，塔樓與其他區(qū)域之間采用臨時(shí)圍護(hù)分隔，先將塔樓施工至±0.000以后再開始其他區(qū)域施工。1)塔樓先行施工中的上海環(huán)球金融中心2)塔樓后做定義：塔樓后做依次施工流水方式是塔樓外圍區(qū)域先施工至±0.000以后，塔樓地下結(jié)構(gòu)再開始施工。有些超高層建筑高度不是特別突出，業(yè)主從盡快回收投資的目的出發(fā)，希望裙樓和塔樓低區(qū)部位提前開業(yè)，因此采用其他區(qū)域先行，塔樓后做的依次施工流水方式。主塔樓先期施工，其他區(qū)域施工穿插進(jìn)行。整個(gè)工程分區(qū)施工，但是重點(diǎn)突出塔樓。采用流水施工組織方式，既突出了重點(diǎn)，又兼顧了其他區(qū)域，資源投入比較合理。（3)流水施工3.塔樓施工流程

塔樓施工作業(yè)面狹小，但是施工工序卻特別多，每一道工序都需要相對獨(dú)立的作業(yè)空間和時(shí)間。因此塔樓施工作業(yè)空間極為寶貴，必須針對超高層建筑施工特點(diǎn)，按照施工工藝順序，在垂直方向合理安排作業(yè)空間，確保各工序自下而上流水施工。15.5施工進(jìn)度計(jì)劃施工進(jìn)度計(jì)劃是工程項(xiàng)目施工的時(shí)間規(guī)劃，規(guī)定了工程施工的起訖時(shí)間、施工順序和施工速度，是控制工期的有效工具。進(jìn)度計(jì)劃主要有總進(jìn)度計(jì)劃、單位工程進(jìn)度計(jì)劃、分部工程進(jìn)度計(jì)劃和資源需要量計(jì)劃四大類。1.施工總進(jìn)度計(jì)劃（1)計(jì)劃內(nèi)容施工總進(jìn)度計(jì)劃是施工現(xiàn)場各項(xiàng)施工活動(dòng)在時(shí)間上的體現(xiàn)。編制施工總進(jìn)度計(jì)劃就是根據(jù)施工部署中的施工方案和工程項(xiàng)目的展開程序，對全工地的所有工程項(xiàng)目做出時(shí)間上的安排。作用：確定各個(gè)施工項(xiàng)目及其主要分部工程、準(zhǔn)備工作和全工地性工程的施工期限及其開工和竣工的日期，從而確定建筑施工現(xiàn)場上勞動(dòng)力、材料、成品、半成品、施工機(jī)械的需要數(shù)量和調(diào)配方案，以及現(xiàn)場臨時(shí)設(shè)施的數(shù)量、水電供應(yīng)數(shù)量和能源、交通的需要數(shù)量等等。（2)編制方法步驟如下：劃分單位工程并計(jì)算工程量→確定各單位工程的施工期限→確定各單位工程的開竣工時(shí)間和相互搭接關(guān)系→編制施工總進(jìn)度總計(jì)劃→總進(jìn)度計(jì)劃的調(diào)整與修正。施工總進(jìn)度計(jì)劃要簡潔明了，重點(diǎn)突出，既可以采用橫道圖，也可以采用網(wǎng)絡(luò)圖編制。2.塔樓施工進(jìn)度計(jì)劃（1)計(jì)劃內(nèi)容塔樓施工進(jìn)度計(jì)劃屬于單項(xiàng)工程施工進(jìn)度計(jì)劃，是在既定施工方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)規(guī)定工期和各種資源配置條件，按照施工過程的合理施工順序及組織施工的原則，用橫道圖、網(wǎng)絡(luò)圖或形象圖對塔樓從開始施工到全部竣工，確定各分部分項(xiàng)工程在時(shí)間上和空間上的安排及相互搭接關(guān)系。（2)編制方法塔樓施工進(jìn)度計(jì)劃是項(xiàng)目施工總進(jìn)度目標(biāo)的分解落實(shí)。超高層建筑施工總進(jìn)度目標(biāo)應(yīng)按以下四個(gè)方面進(jìn)行分解落實(shí)：①按項(xiàng)目組成分解，確定各單位工程(或區(qū)域)的開工、竣工、交付日期；②按分承包方分解，明確各分部工程進(jìn)度控制目標(biāo)，并列入分承包合同；③是按施工階段分解，明確各階段起止時(shí)間，開工條件，確立施工進(jìn)度重要控制節(jié)點(diǎn)；④是按施工計(jì)劃期分解，明確年度、季度、月度進(jìn)度目標(biāo)。

塔樓施工進(jìn)度計(jì)劃多采用橫道圖或網(wǎng)絡(luò)圖編制。近年來工程技術(shù)人員探索采用形象圖編制進(jìn)度計(jì)劃。塔樓施工進(jìn)度形象圖具有簡潔明了、通俗易懂的優(yōu)點(diǎn)，能夠直觀反映總承包商對各主要分部分項(xiàng)工程施工的計(jì)劃安排，各施工工序在空間和時(shí)間上的搭接關(guān)系。塔樓施工進(jìn)度形象圖縱向上反映同一時(shí)間段不同分部分項(xiàng)工程在空間上的上下搭接關(guān)系，橫向上反映同一樓層不同分部分項(xiàng)工程在時(shí)間上的前后搭接關(guān)系。塔樓施工進(jìn)度形象圖突出了施工的重要區(qū)域和關(guān)鍵階段，因此成為總承包商控制施工進(jìn)度的有效手段。六、施工平面布置

施工總平面圖（圖15.6）應(yīng)對施工機(jī)械設(shè)備布置、材料和構(gòu)配件的堆場、現(xiàn)場加工場地，以及現(xiàn)場臨時(shí)運(yùn)輸?shù)缆?、臨時(shí)供水供電線路和其他臨時(shí)設(shè)施進(jìn)行合理布置。1.塔樓施工進(jìn)度計(jì)劃

施工平面布置是現(xiàn)場管理、實(shí)現(xiàn)文明施工的依據(jù)，是施工組織設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，具有較強(qiáng)的技