大型住宅小區(qū)施工總平面布置及管理技術探析

韓亮，宋康康，李勇偉，劉星宏

（中電建路橋集團西北基礎設施建設有限公司，陜西 西安 710000）

1 引言

總平面布置反映了施工現(xiàn)場資源的分布情況，對工程施工有一定的指導作用?？茖W合理的總平面能夠有力的保障工程的順利開展，并且能夠減少周轉(zhuǎn)、節(jié)約成本、促進建筑行業(yè)健康發(fā)展。許多學者對此進行了一些研究。宋明健等介紹了施工總平面布置的基本原則，全面闡述了施工面布置的影響因素，結合實例施工總平面規(guī)劃布置、原則和考慮因素進行了應用。孫曉陽等依托泰州萬達廣場項目探索其總平面管理的經(jīng)驗、思路、方法、途徑，在工程實踐的基礎上對該項目的總平面布置和管理的原則及布置步驟和要求進行了探討，取得了較好的經(jīng)濟效益。趙云輝等將基于BIM和物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生技術應用于施工總平面布置，較好地實現(xiàn)了現(xiàn)場的動態(tài)布置及管理。

隨著房屋建筑施工的不斷發(fā)展，工程施工現(xiàn)場的平面布置需要考慮的因素越來越多，場地周邊環(huán)境越來越復雜，對房屋建筑工程施工總平面布置及管理有待進一步的完善和研究。

2 工程概況

車張佳園項目位于西安市灃東新城行政轄區(qū)內(nèi)，位于天臺路以東、征和四路以北、征和五路以南（見圖1）。規(guī)劃凈用地約9hm（135畝），總建筑面積約42.2萬m2，用地性質(zhì)為居住用地。其中地上建筑面積約28.5萬m2，包括住宅241609.36m，商業(yè) 32680.68m，配套公建 5906.59m，幼兒園 4617.58 m；地下建筑面積13.7萬m2，包括地下車庫110710.7m，地下設備用房 5510.7m，地下人防10764.2m，其他部分10255.9m。

圖1 車張佳園總平面圖

3 施工總平面整體部署

土方開挖完成后進行塔吊位置布置，塔吊位置宜選擇在主樓外車庫獨立基礎間隙處，標高±0.00以下鋼筋、木工加工棚設置在主樓外車庫底板上，且不得影響臨時道路，車庫施工由東南向西北倒退施工。待±0.00完成后且車庫頂板混凝土強度達到要求后，再按照施工總平面布置圖（見圖2）布置鋼筋、木工加工棚和施工道路。

圖2 施工現(xiàn)場總平面布置

3.1 現(xiàn)場材料堆放

施工現(xiàn)場設鋼筋堆放區(qū)與加工區(qū)、木料堆放區(qū)與加工區(qū)、砂漿攪拌區(qū)及其他材料堆放區(qū)。鋼筋原材料堆放區(qū)、砂漿攪拌區(qū)盡量沿道路布置，方便建筑材料裝卸。由于鋼筋堆放區(qū)、砂漿攪拌區(qū)荷載較大，且置于地下車庫頂板上部，故在此類材料堆放區(qū)下部鋪設10mm厚鋼板，增大地下車庫頂板受壓面積，同時該區(qū)域范圍內(nèi)地下車庫模板支撐體系采取加固措施。

3.2 現(xiàn)場臨時建筑設施

辦公區(qū)設在施工現(xiàn)場西側(cè)紅線內(nèi)，對辦公用房進行內(nèi)外裝飾裝修，達到標準化現(xiàn)場辦公的條件，辦公室按標準懸掛標牌。生活區(qū)緊鄰辦公區(qū)北側(cè)設置，設職工宿舍和灶房、餐廳、浴室、衛(wèi)生間等。職工宿舍為二層彩鋼活動房，灶房、餐廳為單層彩鋼活動房?，F(xiàn)場設置混凝土標養(yǎng)室、門衛(wèi)、配電室等。施工現(xiàn)場設置密閉式垃圾收集棚，生活垃圾和生產(chǎn)垃圾分類堆放，并做到當日清理。按照施工總平面布置圖，搭建臨時設施，硬化臨時施工道路和材料堆場，以及給水、供電線路敷設工作，做好現(xiàn)場各種標語與警示牌。場區(qū)內(nèi)設置4.5m寬200mm厚C20混凝土環(huán)形場區(qū)道路，兩側(cè)設置排水溝，消火栓設置在路邊，滿足消防要求。

現(xiàn)場設置了辦公區(qū)、臨時醫(yī)療站、廁所、門衛(wèi)室、配電室、鋼筋加工棚、木工加工棚、庫房等，在塔吊覆蓋范圍內(nèi)的上方均按要求搭設雙層安全防護棚。

3.3 施工用水

根據(jù)施工總平面圖及施工總部署，結合現(xiàn)場實際情況，施工現(xiàn)場無法設置生活區(qū)，故施工用水計算時不考慮生活區(qū)用水量。本工程現(xiàn)場用水主要分施工用水及消防用水。施工現(xiàn)場施工用水主要分砌筑用水與混凝土養(yǎng)護用水，混凝土澆筑高峰期處于地下室工程施工過程中，按高峰期每班混凝土澆筑量500m計算，大于主樓主體工程每班混凝土澆筑量160m與砌筑工程每班100m同時施工的用水量。故按地下室工程施工過程中用水量計算現(xiàn)場用水量，計算如下：

①現(xiàn)場施工用水量（q）

以高峰期作為最大日施工用水量，計算公式如下：

q=K∑Q×N×K÷(8×3600)

式中：K＝未預計的施工用水系數(shù)，取1.05

K＝施工用水不均衡系數(shù)，取1.5

Q＝每班計劃工作量

混凝土8小時內(nèi)澆筑量500m（自然養(yǎng)護）。每立方米混凝土養(yǎng)護耗水量以300L/m計，每立方米磚砌體耗水量以180L/m計。

q=1.05×(500×300)×1.5÷8÷3600≈8.2L/s

②消防用水量（q）

施工現(xiàn)場在250000m以內(nèi)，故施工現(xiàn)場消防用水量取10L/s。

③施工現(xiàn)場總用水量（Q）

因q=8.2L/s＜q=10L/s

故Q=q+q/2=10+4.1=14.1L/s

故按實際計算用水量記取。用水管徑d=√(4×Q÷(π×v×1000))

式中：d——配水管直徑，m

Q——耗水量，L/s

V——管網(wǎng)中水流速度，取1.5m/s

d=√(4×14.1÷(3.14×1.5×1000))=0.109m

故施工現(xiàn)場用水主管為De125的PE管給水管。

3.4 施工用電

施工現(xiàn)場設三個一級配電，1號1級配電總功率458.67kVA，為生活、辦公區(qū)、1-1、1-2、1-9、1-10、1-11樓及其施工電梯、塔吊、1號鋼木加工棚、2號鋼木加工棚供電；2號1級配電總功率463kVA，為1-3～1-8號樓及其施工電梯、塔吊、鋼筋、木工加工棚供電；3號一級配電總功率425.5kVA，為2-1～2-5號樓及其施工電梯、塔吊、鋼筋、木工加工棚供電。三個一級配電用電功率基本相等，用電設備集中、均衡布置。

P＝1.05×(K×∑P/COSφ＋K×∑P＋K×∑P)

式中：K、K、K——需要系數(shù)（取K=0.5、K=0.5、K=0.8）

P——電動機額定功率（kW）

P——電焊機額定容量（kW）

P——照明用電（kW）

COSφ——功率因數(shù)（取0.75）

P＝1.05×(0.5×368÷0.75＋0.5×143+0.8×150)=458.67kVA

P＝1.05×(0.5×531÷0.75＋0.5×218)=463.00kVA

P＝1.05×(0.5×531÷0.75＋0.5×143)=425.50kVA

施工現(xiàn)場用電設備盡量集中、均衡布置，用電區(qū)域內(nèi)設有材料加工區(qū)時，根據(jù)總平面布置圖及設備投入情況進行分析計算，得知施工現(xiàn)場 4#、7#、10#、11#、17#二級箱為最大的一路其用電總功率均為 187kW。2#、3#、9#、12#、13#、16#、18#二級箱為最小一路其用電總功率均為122kW。

用電功率大者計算電流為：

I=0.6×187×1000/√3×380×0.75

=227.30A

用電功率小者計算電流為：

I=0.6×122×1000/√3×380×0.75

=197.72A

故總配電室至各用電功率區(qū)域電纜均采用VV3×95+2×50電纜，鋼管保護敷設。辦公、生活營地總功率按150kW考慮。

計算電流為：I=0.8×150×1000/√3×380×0.75=243A

故總配電室至辦公營地電纜采用VV3×120+2×70銅芯電纜。

現(xiàn)場用電線路布置現(xiàn)場設總配電室三個，電源由建設單位指定臨電接駁點接入并掛表計量。根據(jù)施工總平面布置圖，分19路由總配電室敷設至各用電區(qū)，施工區(qū)用電量采用VV3×95+2×50銅芯電纜。辦公、生活營地用電設單獨回路?？偱潆娛抑炼壪渌谢芈肪氐叵率翼敯逑路笤O，樓層內(nèi)施工用電就近由二級箱沿電井敷設引入，每兩層樓設一個樓層總箱，樓層內(nèi)用電設備開關箱電源由樓層總箱接入。

4 基于BIM的施工現(xiàn)場資源優(yōu)化管理

采用BIM技術可以對施工現(xiàn)場的平面布置進行組織優(yōu)化，對材料的堆放、建筑機械運輸?shù)牟贾靡约芭R時建筑的搭建進行更為合理的安排。此外，根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況構建的BIM模型能夠?qū)こ塘窟M行統(tǒng)計，通過結合施工進度要求對施工人員和施工機械的安排進行更為科學的組織和管理。具體包括以下內(nèi)容：

①現(xiàn)場材料的堆放：通過使用BIM模型對現(xiàn)場的工程量進行統(tǒng)計，對施工機械和施工樓棟的相對位置關系進行分析，合理安排出施工各個階段材料堆放的空間大小以及堆放位置，保障工程的施工進度。

②臨時建筑的布置：對施工現(xiàn)場的臨時建筑進行模型構建（如圖3），科學規(guī)劃出利于現(xiàn)場施工的臨時建筑的占地面積及位置。

圖3 現(xiàn)場臨時建筑模擬圖

③建筑機械運輸?shù)牟贾茫和ㄟ^4D施工模擬施工進度，對塔吊的安裝及拆除、塔吊的施工半徑以及塔吊的高度變化進行分析，合理安排施工機械的進出場以及施工范圍。結合各階段的工程量以及施工電梯的運載能力，計算出每日需完成的工程量，保障工程的順利進行。

通過BIM的4D技術依照施工場地的布設方案進行建模，對工程現(xiàn)場的項目管理效率進行了提升并減少了現(xiàn)場施工風險，從而達到了優(yōu)化施工現(xiàn)場資源的管理。

5 結論

①施工總平面布置貫穿于整個項目過程中，施工場地的布設對項目的開展意義重大。在房屋建筑工程現(xiàn)場布置中，應結合施工場地的實際情況按照緊湊合理的布置原則對施工現(xiàn)場的材料堆放、臨時設施、施工用水、用電等進行布置設計，提高施工現(xiàn)場布設的合理性及科學性。

②為對現(xiàn)場布置管理進行優(yōu)化，利用BIM的4D技術建立模型，對施工平面組織、材料堆場、現(xiàn)場臨時建筑及運輸通道進行了模擬，調(diào)整建筑機械等安排，為現(xiàn)場的平面布置提供了優(yōu)化依據(jù)。