韓亮，宋康康，李勇偉，劉星宏

（中電建路橋集團(tuán)西北基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(chǎng)資源的分布情況，對(duì)工程施工有一定的指導(dǎo)作用?？茖W(xué)合理的總平面能夠有力的保障工程的順利開(kāi)展，并且能夠減少周轉(zhuǎn)、節(jié)約成本、促進(jìn)建筑行業(yè)健康發(fā)展。許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)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(jié)合實(shí)例施工總平面規(guī)劃布置、原則和考慮因素進(jìn)行了應(yīng)用。孫曉陽(yáng)等依托泰州萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)項(xiàng)目探索其總平面管理的經(jīng)驗(yàn)、思路、方法、途徑，在工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上對(duì)該項(xiàng)目的總平面布置和管理的原則及布置步驟和要求進(jìn)行了探討，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。趙云輝等將基于BIM和物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于施工總平面布置，較好地實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)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(chǎng)的平面布置需要考慮的因素越來(lái)越多，場(chǎng)地周邊環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)房屋建筑工程施工總平面布置及管理有待進(jìn)一步的完善和研究。

2 工程概況

車(chē)張佳園項(xiàng)目位于西安市灃東新城行政轄區(qū)內(nèi)，位于天臺(tái)路以東、征和四路以北、征和五路以南（見(jiàn)圖1）。規(guī)劃凈用地約9hm（135畝），總建筑面積約42.2萬(wàn)m2，用地性質(zhì)為居住用地。其中地上建筑面積約28.5萬(wàn)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(wàn)m2，包括地下車(chē)庫(kù)110710.7m，地下設(shè)備用房 5510.7m，地下人防10764.2m，其他部分10255.9m。

圖1 車(chē)張佳園總平面圖

3 施工總平面整體部署

土方開(kāi)挖完成后進(jìn)行塔吊位置布置，塔吊位置宜選擇在主樓外車(chē)庫(kù)獨(dú)立基礎(chǔ)間隙處，標(biāo)高±0.00以下鋼筋、木工加工棚設(shè)置在主樓外車(chē)庫(kù)底板上，且不得影響臨時(shí)道路，車(chē)庫(kù)施工由東南向西北倒退施工。待±0.00完成后且車(chē)庫(kù)頂板混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，再按照施工總平面布置圖（見(jiàn)圖2）布置鋼筋、木工加工棚和施工道路。

圖2 施工現(xiàn)場(chǎng)總平面布置

3.1 現(xiàn)場(chǎng)材料堆放

施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)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(chē)庫(kù)頂板上部，故在此類(lèi)材料堆放區(qū)下部鋪設(shè)10mm厚鋼板，增大地下車(chē)庫(kù)頂板受壓面積，同時(shí)該區(qū)域范圍內(nèi)地下車(chē)庫(kù)模板支撐體系采取加固措施。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)建筑設(shè)施

辦公區(qū)設(shè)在施工現(xiàn)場(chǎng)西側(cè)紅線(xiàn)內(nèi)，對(duì)辦公用房進(jìn)行內(nèi)外裝飾裝修，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場(chǎng)辦公的條件，辦公室按標(biāo)準(zhǔn)懸掛標(biāo)牌。生活區(qū)緊鄰辦公區(qū)北側(cè)設(shè)置，設(shè)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(dòng)房，灶房、餐廳為單層彩鋼活動(dòng)房?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置混凝土標(biāo)養(yǎng)室、門(mén)衛(wèi)、配電室等。施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置密閉式垃圾收集棚，生活垃圾和生產(chǎn)垃圾分類(lèi)堆放，并做到當(dāng)日清理。按照施工總平面布置圖，搭建臨時(shí)設(shè)施，硬化臨時(shí)施工道路和材料堆場(chǎng)，以及給水、供電線(xiàn)路敷設(shè)工作，做好現(xiàn)場(chǎng)各種標(biāo)語(yǔ)與警示牌。場(chǎng)區(qū)內(nèi)設(shè)置4.5m寬200mm厚C20混凝土環(huán)形場(chǎng)區(qū)道路，兩側(cè)設(shè)置排水溝，消火栓設(shè)置在路邊，滿(mǎn)足消防要求。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置了辦公區(qū)、臨時(shí)醫(yī)療站、廁所、門(mén)衛(wèi)室、配電室、鋼筋加工棚、木工加工棚、庫(kù)房等，在塔吊覆蓋范圍內(nèi)的上方均按要求搭設(shè)雙層安全防護(hù)棚。

3.3 施工用水

根據(jù)施工總平面圖及施工總部署，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法設(shè)置生活區(qū)，故施工用水計(jì)算時(shí)不考慮生活區(qū)用水量。本工程現(xiàn)場(chǎng)用水主要分施工用水及消防用水。施工現(xiàn)場(chǎng)施工用水主要分砌筑用水與混凝土養(yǎng)護(hù)用水，混凝土澆筑高峰期處于地下室工程施工過(guò)程中，按高峰期每班混凝土澆筑量500m計(jì)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(shí)施工的用水量。故按地下室工程施工過(guò)程中用水量計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)用水量，計(jì)算如下：

①現(xiàn)場(chǎng)施工用水量（q）

以高峰期作為最大日施工用水量，計(jì)算公式如下：

q=K∑Q×N×K÷(8×3600)

式中：K＝未預(yù)計(jì)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(jì)劃工作量

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

q=1.05×(500×300)×1.5÷8÷3600≈8.2L/s

②消防用水量（q）

施工現(xiàn)場(chǎng)在250000m以?xún)?nèi)，故施工現(xiàn)場(chǎng)消防用水量取10L/s。

③施工現(xiàn)場(chǎng)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(shí)際計(jì)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(chǎng)用水主管為De125的PE管給水管。

3.4 施工用電

施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)三個(gè)一級(jí)配電，1號(hào)1級(jí)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(hào)鋼木加工棚、2號(hào)鋼木加工棚供電；2號(hào)1級(jí)配電總功率463kVA，為1-3～1-8號(hào)樓及其施工電梯、塔吊、鋼筋、木工加工棚供電；3號(hào)一級(jí)配電總功率425.5kVA，為2-1～2-5號(hào)樓及其施工電梯、塔吊、鋼筋、木工加工棚供電。三個(gè)一級(jí)配電用電功率基本相等，用電設(shè)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(dòng)機(jī)額定功率（kW）

P——電焊機(jī)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(chǎng)用電設(shè)備盡量集中、均衡布置，用電區(qū)域內(nèi)設(shè)有材料加工區(qū)時(shí)，根據(jù)總平面布置圖及設(shè)備投入情況進(jìn)行分析計(jì)算，得知施工現(xiàn)場(chǎng) 4#、7#、10#、11#、17#二級(jí)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(jí)箱為最小一路其用電總功率均為122kW。

用電功率大者計(jì)算電流為：

I=0.6×187×1000/√3×380×0.75

=227.30A

用電功率小者計(jì)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(hù)敷設(shè)。辦公、生活營(yíng)地總功率按150kW考慮。

計(jì)算電流為：I=0.8×150×1000/√3×380×0.75=243A

故總配電室至辦公營(yíng)地電纜采用VV3×120+2×70銅芯電纜。

現(xiàn)場(chǎng)用電線(xiàn)路布置現(xiàn)場(chǎng)設(shè)總配電室三個(gè)，電源由建設(shè)單位指定臨電接駁點(diǎn)接入并掛表計(jì)量。根據(jù)施工總平面布置圖，分19路由總配電室敷設(shè)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(yíng)地用電設(shè)單獨(dú)回路?？偱潆娛抑炼?jí)箱所有回路均沿地下室頂板下敷設(shè)，樓層內(nèi)施工用電就近由二級(jí)箱沿電井敷設(shè)引入，每?jī)蓪訕窃O(shè)一個(gè)樓層總箱，樓層內(nèi)用電設(shè)備開(kāi)關(guān)箱電源由樓層總箱接入。

4 基于BIM的施工現(xiàn)場(chǎng)資源優(yōu)化管理

采用BIM技術(shù)可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的平面布置進(jìn)行組織優(yōu)化，對(duì)材料的堆放、建筑機(jī)械運(yùn)輸?shù)牟贾靡约芭R時(shí)建筑的搭建進(jìn)行更為合理的安排。此外，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況構(gòu)建的BIM模型能夠?qū)こ塘窟M(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過(guò)結(jié)合施工進(jìn)度要求對(duì)施工人員和施工機(jī)械的安排進(jìn)行更為科學(xué)的組織和管理。具體包括以下內(nèi)容：

①現(xiàn)場(chǎng)材料的堆放：通過(guò)使用BIM模型對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)施工機(jī)械和施工樓棟的相對(duì)位置關(guān)系進(jìn)行分析，合理安排出施工各個(gè)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(jìn)度。

②臨時(shí)建筑的布置：對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)建筑進(jìn)行模型構(gòu)建（如圖3），科學(xué)規(guī)劃出利于現(xiàn)場(chǎng)施工的臨時(shí)建筑的占地面積及位置。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)建筑模擬圖

③建筑機(jī)械運(yùn)輸?shù)牟贾茫和ㄟ^(guò)4D施工模擬施工進(jìn)度，對(duì)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(jìn)行分析，合理安排施工機(jī)械的進(jìn)出場(chǎng)以及施工范圍。結(jié)合各階段的工程量以及施工電梯的運(yùn)載能力，計(jì)算出每日需完成的工程量，保障工程的順利進(jìn)行。

通過(guò)BIM的4D技術(shù)依照施工場(chǎng)地的布設(shè)方案進(jìn)行建模，對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的項(xiàng)目管理效率進(jìn)行了提升并減少了現(xiàn)場(chǎng)施工風(fēng)險(xiǎn)，從而達(dá)到了優(yōu)化施工現(xiàn)場(chǎng)資源的管理。

5 結(jié)論

①施工總平面布置貫穿于整個(gè)項(xiàng)目過(guò)程中，施工場(chǎng)地的布設(shè)對(duì)項(xiàng)目的開(kāi)展意義重大。在房屋建筑工程現(xiàn)場(chǎng)布置中，應(yīng)結(jié)合施工場(chǎng)地的實(shí)際情況按照緊湊合理的布置原則對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的材料堆放、臨時(shí)設(shè)施、施工用水、用電等進(jìn)行布置設(shè)計(jì)，提高施工現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)的合理性及科學(xué)性。

②為對(duì)現(xiàn)場(chǎng)布置管理進(jìn)行優(yōu)化，利用BIM的4D技術(shù)建立模型，對(duì)施工平面組織、材料堆場(chǎng)、現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)建筑及運(yùn)輸通道進(jìn)行了模擬，調(diào)整建筑機(jī)械等安排，為現(xiàn)場(chǎng)的平面布置提供了優(yōu)化依據(jù)。