高层建筑施工 第15章 超高层建筑施工组织及管理

第15章

超高层建筑施工组织及管理15.1超高层建筑施工特点超高层建筑结构超高、规模庞大、功能繁多、系统复杂、建设标准高，施工具有非常鲜明的特点：

(1)规模庞大，工期成本高

超高层建筑体量巨大，建筑面积达数10万m2，所需投资往往达数十亿元(人民币)，甚至逾百亿元，建设单位的资金压力非常大。资金压力体现在工期成本高，一旦工程延期往往显著提高投资成本，降低投资收益。

(2)基础埋置深，施工难度大

为了满足结构稳定和开发地下空间的需要，超高层建筑的基础埋置都比较深，基坑开挖深度达20余米，有的甚至超过30m。深基础施工周期长、施工安全风险大。

(3)结构超高，施工技术含量高

超高层建筑较其他建筑最为显著的区别是高度大。目前超高层建筑高度已经突破800m大关，正在朝1000m迈进。有些超高层建筑的高度并不突出，但是为了产生独特的建筑效果，造型非常奇特，如北京中央电视台新台址大厦。高度的不断增加和造型的奇特都会增加超高层建筑结构施工难度。

(4)作业空间狭小，施工组织难度高

超高层建筑是垂直向上伸展的建筑，这一特点决定了超高层建筑的施工只能逐层向上进行，作业空间非常狭小，施工组织的难度非常高，必须有效利用作业时间和空间，提高施工效率。

(5)建设标准高，材料设备来源广

超高层建筑多为设计标准比较高的建筑，有些属城市标志性的超高层建筑尤其如此。业主和建筑师为了打造精品，往往采用当今世界最新科技成果，在全球范围大量采购材料、设备。这对总承包管理能力是一个严峻考验，管理前瞻性要求高。

(6)工期长，冬雨期施工难以避免

超高层建筑体量大，施工周期长，我国全部竣工建筑单栋平均工期为10个月左右，而超高层建筑平均工期长达2年左右，规模大的超高层建筑施工工期甚至超过5年。施工过程中冬雨季恶劣天气不可避免。特别是随着施工高度的增加，作业环境更加恶劣，风大、温度低给结构施工带来很大困难。

(7)材料设备垂直运输量大超高层建筑体量巨大，除结构材料外，机电安装与装饰工程所需的材料设备有时都高达数10万t，数千施工人员上下的交通流量相当可观，垂直运输体系的效率对提高施工速度影响极大。

(8)功能繁多，系统复杂，施工组织要求高

现代超高层建筑往往集办公、酒店、休闲、娱乐和购物等功能于一体，功能繁多。为了实现建筑功能，系统也就非常复杂，除了建筑结构外，仅机电系统就是一个庞大的复杂系统，包含强电系统、空调系统、给水排水系统、电梯系统、消防系统和楼宇自控系统等。要在有限的时间和空间内，保质保量完成这些系统的施工，对总承包商的施工组织能力是严峻考验。15.2施工技术路线超高层建筑施工前必须首先深入分析工程特点，明确项目的施工技术要点，然后制定针对性的施工技术路线。工程对象不同，施工技术路线各有差异，但是基本原则是相同的：突出塔楼、流水作业、机械化施工、总承包管理。（1）突出塔楼

超高层建筑的显著特点是:投资大、工期长、工期成本高。因此必须突出工期保证措施，采取有力措施缩短工期。在整个工程中，塔楼的施工工期无疑起着控制作用，缩短工期关键是缩短塔楼的施工工期。缩短建设工期应贯穿于项目建设的整个过程中，但是无疑缩短工期应重在施工前期。施工前期以结构施工为主，牵涉面小、投入少，缩短工期相对影响面比较小，成本比较低。因此在施工组织中必须突出塔楼，将塔楼结构施工摆在突出位置。（2）流水作业超高层建筑施工作业面狭小，必须自下而上逐层施工，这是其不利的一面，但是它也具有一定的优点，即可以利用垂直向上的特点，充分利用每一个楼层空间，通过有序组织，使各分部分项工程施工紧密衔接，实现空间立体交叉流水作业。这样可以大大加快施工速度，缩短建设工期（图15.1）。图15.1上海环球金融中心（3）机械化施工

超高层建筑施工作业面狭小、高空作业条件差，施工进度要求高，因此必须有效利用当今科技进步成果，采用机械化施工。采用机械化施工可以减少现场作业量，特别是高空作业量。这样一方面可以加快施工速度，缩短施工工期;另一方面可以充分发挥工厂制作的积极作用，提高施工质量。（4）总承包管理

超高层建筑功能繁多，系统复杂，参与承建的单位多且来自五湖四海，只有强化总承包管理才能将他们有序组织起来，实现对工程质量、工期、安全等的全面管理和控制，确保业主的项目建设目标顺利实现。在超高层建筑施工中，总承包管理发挥了极其重要的作用，特别是进入施工中后期，各个分包队伍都进入施工状态，各种矛盾陆续暴露，需要总承包及时协调解决，协调工作量非常巨大，因此必须强化总承包管理，加强对施工过程的控制，确保施工顺利进行。15.3施工组织设计1.施工组织设计的任务和作用

施工组织设计是为完成超高层建筑施工任务创造必要的生产条件，制订先进合理的施工工艺所作的规划设计，它是指导超高层建筑工程施工准备和施工的基本技术经济文件。超高层建筑施工组织设计的根本任务是在特定的时间和空间约束条件下，根据超高层建筑工程的施工特点，从人力、资金、材料、机械设备和施工方法五个方面进行统筹规划，实现超高层建筑有组织、有计划、有秩序的施工，确保整个工程施工质量、安全、工期和成本目标顺利实现。施工组织设计可以增强总承包管理的:（1）系统性（2）预见性（3）协调性总之，通过施工组织设计，总承包商可以显著提高超高层建筑施工组织和管理水平。因此，施工组织设计的编制，是超高层建筑施工准备阶段中各项工作的核心，在施工组织与管理工作中占有十分重要的地位。2.施工组织设计的分类

根据a.编制依据、b.编制对象、c.编制单位和d.编制深度，超高层建筑施工组织设计可以分为(1)施工组织总设计(施工大纲)(2)单位工程施工组织设计(3)分部分项工程施工组织设计(表15.1)。表15.1施工组织设计分类编制类型施工组织总设计单位工程施工组织设计分部分项工程施工组织设计编制对象建设项目单位工程分部分项工程编制作用建设项目施工的战略部署建设项目施工组织总设计的贯彻，单位工程施工的总体安排分部分项工程施工的战术性指导编制时间建设项目施工前建设项目施工组织总设计后，单位工程施工前单位工程施工组织设计编制后，分部分项工程施工前编制单位建设项目总承包商，分承包商参与单位工程承包商分承包商(1）施工组织总设计

施工组织总设计是以整个超高层建筑建设项目为对象编制的，在有了批准的初步设计或扩大初步设计之后即可进行编制，是超高层建筑建设项目施工的战略部署。一般应以主持该项目的总承包商为主，建设、设计和分承包商参与编制。(2）单位工程施工组织设计

它是以单位工程为对象进行编制的，用以直接指导单位工程施工。在施工组织总设计的指导下，由单位工程承包商根据施工图进行单位工程施工组织设计编制。图15.2施工组织设计类型与建设项目设计深度的关系(3）分部（分项）工程施工组织设计

对于工程规模大，技术复杂或施工难度大的或者缺乏施工经验的分部(分项)工程，在编制单位工程施工组织设计之后，需要编制作业设计(如：深基坑降水、支护、高大模板等)，用以指导施工。3.施工组织设计的内容

施工组织设计依工程对象难易和编制类型不同而繁简不一，但是作为一份完整的施工组织设计，一般应包括以下基本内容：(1）工程概况包括本建设工程的a.性质、b.内容、c.建设地点、d.建设总期限、e.建设面积、f.分批交付生产或使用的期限、g.施工条件、h.地质气象条件和i.资源条件以及j.建设单位的要求等。通过深入分析工程特点和难点，明确施工组织设计的重点，提高施工组织设计的针对性。(2）施工总体部署

施工总体部署是对整个建设项目全局做出的统筹规划和全面安排，主要解决影响建设项目全局的重大战略问题。根据工程特点，优化人力、资金、材料、机械设备和施工方法等配置，合理划分施工区域，正确安排施工顺序，拟定施工技术路线。(3)施工进度计划施工进度计划反映的是各项施工活动在时间上的安排，采用先进的计划理论和计算方法，综合平衡进度计划，使工期、成本、资源等通过优化调整达到既定目标。在此基础上，编制相应的人力和时间安排计划，资源需要计划，施工准备计划。(4)施工平面布置施工平面布置是施工方案和进度在现场的全面安排，它把投入的各项资源、材料、构件、机械、运输、工人的生产、生活活动场地及各种临时工程设施合理地布置在施工现场，使整个现场能有组织地进行文明施工。超高层建筑施工平面布置的重点是构建高效的垂直运输体系，并随施工进程实现垂直运输体系的有序转换。(5)主要施工技术方案

根据施工总体部署确立的技术路线，制定主要分部分项工程施工技术方案，如工程测量、基础工程、钢筋混凝土结构工程、钢结构工程、机电工程、幕墙工程等施工技术方案。(6)总承包管理方案

根据超高层建筑工程特点，明确总承包管理目标、原则、组织和岗位职责，建立总承包管理的程序和标准。4.施工组织设计的重点(1)施工总体部署所要解决的是施工组织的指导思想和技术路线问题。(2)施工进度计划所要解决的是施工顺序和时间问题。(3)施工平面布置所要解决的是施工空间问题和施工“投资”问题。

施工总体部署、施工进度计划和施工平面布置分别突出了施工组织设计中的技术、时间和空间三大要素，它们密切相关，相互呼应，其中施工总体部署起主导作用，施工进度计划和施工平面布置是施工总体部署的深化和落实。因此施工组织设计编制过程中要高度重视施工总体部署研究，解决好施工技术路线、施工流水段划分和施工流程安排问题，确保施工组织设计不出现方向性失误。15.4施工总体流程

施工总体流程属于施工流程的最高层次，反映的是超高层建筑工程中各单项工程(区域)之间的施工流水关系。施工总体流程是施工总进度计划和各单位工程施工组织设计编制的依据。1.施工流水段划分

施工流水段划分应围绕超高层建筑主体部分塔楼进行，可以划分为塔楼核心区、塔楼外围区、塔楼以外区域三大区域。塔楼以外区域可以视工程规模大小，根据施工组织需要而进一步细分。图15.3深圳证券交易所施工现场图15.4深圳证券交易所地下室结构施工分区图2.施工流水方式在地下结构施工阶段，塔楼与其他区域通过地下室紧密相连，相互关系比较复杂，流水施工方式变化比较多，采用不同的流水施工方式，产生的效果截然不同。超高层建筑施工总体流程研究重点在地下结构施工阶段。在地下结构施工阶段，超高层建筑施工总体流程有平行施工、依次施工和流水施工三种基本方式。三种流水施工方式各有优缺点，应根据超高层建筑施工特点进行合理选择。(1)平行施工定义：超高层建筑工程各区域平行施工，基本同时施工至0.000。优点：平行施工具有总体速度快、塔楼上部结构施工条件好、临时措施投人比较少。缺点：但是施工资源投入大，塔楼施工进度受到一定影响。平行施工是超高层建筑施工中广泛采用的流水施工方式，其特点：1）塔楼高度不特别突出，塔楼施工速度对工程总进度的影响不特别显著；2）塔楼尽管比较高，但是从加快投资回收的目的出发，业主希望裙房及塔楼低区部位提前开业；3）深基坑工程支撑结构与主体结构难以避让，主体结构必须同步施工，支撑结构同步拆除。高度在400m以内的绝大多数超高层建筑采用平行施工流水方式。（2)依次施工按照塔楼与其他区域的施工顺序的不同，依次施工又可以细分为塔楼先行和塔楼后做两种形式。定义：塔楼先行依次施工流水方式是塔楼先施工至±0.000以后，其他区域地下结构再开始施工。上海环球金融中心就采用了塔楼先行的依次施工流水方式(图15.5)。这些超高层建筑投资巨大，施工工期长，工期成本高。为缩短建设工期，尽快回收投资，施工采用了塔楼先行的依次施工流水方式。为了实现塔楼先行依次施工流水方式，塔楼与其他区域之间采用临时围护分隔，先将塔楼施工至±0.000以后再开始其他区域施工。1)塔楼先行施工中的上海环球金融中心2)塔楼后做定义：塔楼后做依次施工流水方式是塔楼外围区域先施工至±0.000以后，塔楼地下结构再开始施工。有些超高层建筑高度不是特别突出，业主从尽快回收投资的目的出发，希望裙楼和塔楼低区部位提前开业，因此采用其他区域先行，塔楼后做的依次施工流水方式。主塔楼先期施工，其他区域施工穿插进行。整个工程分区施工，但是重点突出塔楼。采用流水施工组织方式，既突出了重点，又兼顾了其他区域，资源投入比较合理。（3)流水施工3.塔楼施工流程

塔楼施工作业面狭小，但是施工工序却特别多，每一道工序都需要相对独立的作业空间和时间。因此塔楼施工作业空间极为宝贵，必须针对超高层建筑施工特点，按照施工工艺顺序，在垂直方向合理安排作业空间，确保各工序自下而上流水施工。15.5施工进度计划施工进度计划是工程项目施工的时间规划，规定了工程施工的起讫时间、施工顺序和施工速度，是控制工期的有效工具。进度计划主要有总进度计划、单位工程进度计划、分部工程进度计划和资源需要量计划四大类。1.施工总进度计划（1)计划内容施工总进度计划是施工现场各项施工活动在时间上的体现。编制施工总进度计划就是根据施工部署中的施工方案和工程项目的展开程序，对全工地的所有工程项目做出时间上的安排。作用：确定各个施工项目及其主要分部工程、准备工作和全工地性工程的施工期限及其开工和竣工的日期，从而确定建筑施工现场上劳动力、材料、成品、半成品、施工机械的需要数量和调配方案，以及现场临时设施的数量、水电供应数量和能源、交通的需要数量等等。（2)编制方法步骤如下：划分单位工程并计算工程量→确定各单位工程的施工期限→确定各单位工程的开竣工时间和相互搭接关系→编制施工总进度总计划→总进度计划的调整与修正。施工总进度计划要简洁明了，重点突出，既可以采用横道图，也可以采用网络图编制。2.塔楼施工进度计划（1)计划内容塔楼施工进度计划属于单项工程施工进度计划，是在既定施工方案的基础上，根据规定工期和各种资源配置条件，按照施工过程的合理施工顺序及组织施工的原则，用横道图、网络图或形象图对塔楼从开始施工到全部竣工，确定各分部分项工程在时间上和空间上的安排及相互搭接关系。（2)编制方法塔楼施工进度计划是项目施工总进度目标的分解落实。超高层建筑施工总进度目标应按以下四个方面进行分解落实：①按项目组成分解，确定各单位工程(或区域)的开工、竣工、交付日期；②按分承包方分解，明确各分部工程进度控制目标，并列入分承包合同；③是按施工阶段分解，明确各阶段起止时间，开工条件，确立施工进度重要控制节点；④是按施工计划期分解，明确年度、季度、月度进度目标。

塔楼施工进度计划多采用横道图或网络图编制。近年来工程技术人员探索采用形象图编制进度计划。塔楼施工进度形象图具有简洁明了、通俗易懂的优点，能够直观反映总承包商对各主要分部分项工程施工的计划安排，各施工工序在空间和时间上的搭接关系。塔楼施工进度形象图纵向上反映同一时间段不同分部分项工程在空间上的上下搭接关系，横向上反映同一楼层不同分部分项工程在时间上的前后搭接关系。塔楼施工进度形象图突出了施工的重要区域和关键阶段，因此成为总承包商控制施工进度的有效手段。六、施工平面布置

施工总平面图（图15.6）应对施工机械设备布置、材料和构配件的堆场、现场加工场地，以及现场临时运输道路、临时供水供电线路和其他临时设施进行合理布置。1.塔楼施工进度计划

施工平面布置是现场管理、实现文明施工的依据，是施工组织设计的重要内容，具有较强的技