工程项目技术方案优化案例分析教学内容.ppt
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1、1工程项目技术方案优化案例分析2 2一、工程项目技术方案优化的概念、意义一、工程项目技术方案优化的概念、意义1 1、在作业前,对作业采取的各种方法、方案进行比较,在充分论、在作业前,对作业采取的各种方法、方案进行比较,在充分论证的基础上,从中选择最佳的方法或方案,这种过程叫做方案优化。证的基础上,从中选择最佳的方法或方案,这种过程叫做方案优化。施工技术方案优化是在对项目实施条件(合同条件、现场条件、法施工技术方案优化是在对项目实施条件(合同条件、现场条件、法规条件)及设计文件进行深入了解的基础上进行的,是对投标简单规条件)及设计文件进行深入了解的基础上进行的,是对投标简单的施工组织设计规定的施
2、工方案、设备配置、施工程序、劳动力组的施工组织设计规定的施工方案、设备配置、施工程序、劳动力组织等进行的必要调整。织等进行的必要调整。3 32 2、优化工艺不能影响结构安全、使用功能及设计方案要、优化工艺不能影响结构安全、使用功能及设计方案要达到的效果,并随着工程施工过程图纸、环境、风险、相关方达到的效果,并随着工程施工过程图纸、环境、风险、相关方要求的变化适时调整方案、预案及其做好深化设计工作。要求的变化适时调整方案、预案及其做好深化设计工作。3 3、优化方案应切实可行,一切从实际出发,目的是要保、优化方案应切实可行,一切从实际出发,目的是要保证工期,保证质量、安全、环境,降低施工成本。证工
3、期,保证质量、安全、环境,降低施工成本。4 4二、工程项目二、工程项目技术方案优化的技术方案优化的管理流程管理流程熟悉施工图纸 编制施工方案施工单位对施工方案讨论、论证请专家对方案的关键技术讨论、论证危险性较大项目实施验收修改完善、优化施工方案施工方案逐级审批施工方案交底组织实施施工方案的更改调整方案审批项目整改图5-1 技术方案优化管理流程图5 5三、工程项目技术方案优化的方法三、工程项目技术方案优化的方法 1 1、明确优化的内容、优化的依据、预计经济效益等,另外要保证、明确优化的内容、优化的依据、预计经济效益等,另外要保证项目优化的安全性、科学性,实施过程中出现新问题、新情况,及时项目优化
4、的安全性、科学性,实施过程中出现新问题、新情况,及时沟通、调整解决。沟通、调整解决。2 2、优化是满足几方面要求的一个统一整体,是不可分的,应通盘、优化是满足几方面要求的一个统一整体,是不可分的,应通盘考虑。现代施工技术进步、组织管理经验积累,每个工程都可以用多考虑。现代施工技术进步、组织管理经验积累,每个工程都可以用多种不同方法完成,存在着多种可能方案,所以在决定方案时,应多方种不同方法完成,存在着多种可能方案,所以在决定方案时,应多方分析比较、全面权衡,选择出可能最好的方案。分析比较、全面权衡,选择出可能最好的方案。6 63、施工方案的评价、甄选是一个系统工程的多目标决策过、施工方案的评价
5、、甄选是一个系统工程的多目标决策过程,不论在技术方面或组织方面,通常都有许多可行的施工方程,不论在技术方面或组织方面,通常都有许多可行的施工方案选择,择选优化原则要坚持技术分析与经济分析相结合、定案选择,择选优化原则要坚持技术分析与经济分析相结合、定量分析与定性分析相结合、动态分析与静分析相结合。当影响量分析与定性分析相结合、动态分析与静分析相结合。当影响施工方案的某些因素无法用数量指标衡量或获取数据较困难时,施工方案的某些因素无法用数量指标衡量或获取数据较困难时,可定性分析评价施工方案优劣。对工期、成本、劳动力等可以可定性分析评价施工方案优劣。对工期、成本、劳动力等可以用数据指标衡量的因素进
6、行分析、计算,得出定量分析结果,用数据指标衡量的因素进行分析、计算,得出定量分析结果,再对各方案进行对比择优。再对各方案进行对比择优。7 7(一)案例背景介绍(一)案例背景介绍 某基坑降水工程某基坑降水工程0.000标高相对于绝对标高标高相对于绝对标高15.10m,施工现场平均绝,施工现场平均绝对高程为对高程为14.80m。工程为地下三层、地上四层、局部七层。地下三层基。工程为地下三层、地上四层、局部七层。地下三层基坑最深处达坑最深处达-18.50m。工程地质勘查报告给出稳定水位埋深为。工程地质勘查报告给出稳定水位埋深为9.00-10.30m m,地下水属孔隙潜水。工程南侧距离,地下水属孔隙潜
7、水。工程南侧距离20m m为东湖景区,且已经蓄水,水为东湖景区,且已经蓄水,水面高程为面高程为14.00m。工程特点:工程特点:本工程地下三层位于整个建筑的中心区域,南北长本工程地下三层位于整个建筑的中心区域,南北长40m,东西方向,东西方向宽宽38m。而整个建筑物形式为半径约。而整个建筑物形式为半径约75m的圆形。的圆形。案例一、某大剧院工程基坑降水施工方案优化案例一、某大剧院工程基坑降水施工方案优化四、工程项目技术方案优化案例分析四、工程项目技术方案优化案例分析8 8地下水位较高,赋存于地下水位较高,赋存于3层粉土、层粉土、3层粉质粘土和层粉质粘土和4层细砂中,层细砂中,旁边东湖景区蓄水进
8、一步造成地下水位的提升。通过现场实际勘察,旁边东湖景区蓄水进一步造成地下水位的提升。通过现场实际勘察,地下水位标高相对于地下水位标高相对于0.000标高为标高为-9.3030m-10.60-10.60m。建筑红线内还有未拆迁的建筑物。建筑红线内还有未拆迁的建筑物。1 1、场区工程地质概况:、场区工程地质概况:根据根据华北地区区域地层表华北地区区域地层表,该区地层位居华北地层区华北,该区地层位居华北地层区华北平原分区之冀中小区东部、西部地区交界地带。根据地质年代、成平原分区之冀中小区东部、西部地区交界地带。根据地质年代、成因类型、结构特征及物理力学性质差异,将勘察控制深度内土层划因类型、结构特征
9、及物理力学性质差异,将勘察控制深度内土层划分为分为9层,为素填土、新近代沉积粉质粘土、新近代沉积粘土、细层,为素填土、新近代沉积粉质粘土、新近代沉积粘土、细砂、粉质粘土、中砂、粉质粘土、细砂、粉质粘土。砂、粉质粘土、中砂、粉质粘土、细砂、粉质粘土。9 92 2、场区水文地质条件、场区水文地质条件勘察期间初见水位埋深为勘察期间初见水位埋深为10.00-11.00m m,稳定水位埋深为,稳定水位埋深为9.00-10.30m m,地下水属孔隙潜水;地下水主要补给来源为大气降水、地表,地下水属孔隙潜水;地下水主要补给来源为大气降水、地表渗漏;排泄以人工开采和向下渗流为主要形式;根据区域水文地质资渗漏;
10、排泄以人工开采和向下渗流为主要形式;根据区域水文地质资料及分析近年附近多处勘察报告中地下水位观测资料,地下水位年变料及分析近年附近多处勘察报告中地下水位观测资料,地下水位年变化幅度为化幅度为1.002.00m m。3 3、基坑周边环境情况、基坑周边环境情况本工程建筑物的位置坐落在一条古老河道内。在建筑物的西侧,本工程建筑物的位置坐落在一条古老河道内。在建筑物的西侧,距离距离200m m的位置是一条常年有水的污水河,距离建筑物南侧的位置是一条常年有水的污水河,距离建筑物南侧20m m是东是东湖湖观景区,且已经蓄水。湖湖观景区,且已经蓄水。1010(二)事件过程描述(二)事件过程描述 1、原方案设
11、计情况、原方案设计情况 根据工程结构特点,以及现场实际情况,首先施工地下三层部分,根据工程结构特点,以及现场实际情况,首先施工地下三层部分,依据地质勘查报告和水文地质条件,基坑需要进行降水。初步制定依据地质勘查报告和水文地质条件,基坑需要进行降水。初步制定的降水措施为的降水措施为“轻型井点降水方案轻型井点降水方案”。降水井按建筑物基槽外围周。降水井按建筑物基槽外围周圈布置,降水井设计深度为圈布置,降水井设计深度为30m m,采用,采用2 2寸潜水泵双机组抽水,每个寸潜水泵双机组抽水,每个水泵连通一根直径水泵连通一根直径200mm的排水管,抽出的水排入东湖。的排水管,抽出的水排入东湖。2、降水方
12、案分析及遇到的问题、降水方案分析及遇到的问题 (1 1)工期不确定性)工期不确定性仍有未拆迁的建筑在新建建筑物内,工程施工无法正常进行,势必仍有未拆迁的建筑在新建建筑物内,工程施工无法正常进行,势必会造成工期后延,降水期也会相应后延,并增加费用。会造成工期后延,降水期也会相应后延,并增加费用。1111(2 2)降水井的布置)降水井的布置 根据设计图纸安排施工工序,首先施工地下三层部分,再施工以上根据设计图纸安排施工工序,首先施工地下三层部分,再施工以上结构。本工程降水部位为位于建筑物中间部位的地下二、三层,若只在结构。本工程降水部位为位于建筑物中间部位的地下二、三层,若只在此范围布置降水井势必
13、会影响后期施工,故需要在建筑物的整体外围设此范围布置降水井势必会影响后期施工,故需要在建筑物的整体外围设降水井,这样又会增加降水井个数及降水费用。降水井,这样又会增加降水井个数及降水费用。(3)地下水排出量大)地下水排出量大本工程积极倡导绿色施工技术,节约用水保护地下水资源,采用井本工程积极倡导绿色施工技术,节约用水保护地下水资源,采用井点降水法降水,按抽水期点降水法降水,按抽水期1年计算,将会有年计算,将会有15761576万吨地下水排入东湖。万吨地下水排入东湖。根据以上问题分析,项目部研究决定将最初的根据以上问题分析,项目部研究决定将最初的“轻型井点降水方案轻型井点降水方案”改为改为“三轴
14、搅拌桩止水帷幕三轴搅拌桩止水帷幕+基坑内抽水机降水基坑内抽水机降水”方案。方案。1212 (三)关键措施(三)关键措施 1、止水帷幕只在地下二、三层基坑外侧设置,桩径为、止水帷幕只在地下二、三层基坑外侧设置,桩径为850mm,桩,桩之间咬合长度为之间咬合长度为250mm,桩长根据含水层的水位深度及底部隔水层顶,桩长根据含水层的水位深度及底部隔水层顶板的埋深来确定,桩长最深为板的埋深来确定,桩长最深为21.9m。止水帷幕施工完毕后即可进行。止水帷幕施工完毕后即可进行土方开挖施工。土方开挖施工。2、依据地质勘察报告中的水文地质条件,基坑内、依据地质勘察报告中的水文地质条件,基坑内3层、层、4层土层
15、地层土层地下水属孔隙潜水,无承压水,因此决定在基坑内打降水井,边挖土边下水属孔隙潜水,无承压水,因此决定在基坑内打降水井,边挖土边留设排水沟、集水井,基坑内的水随时用水泵抽走并回灌至现场水井留设排水沟、集水井,基坑内的水随时用水泵抽走并回灌至现场水井中。中。3、三轴搅拌桩止水帷幕、三轴搅拌桩止水帷幕+基坑内集水井抽水降水法,只抽取基坑基坑内集水井抽水降水法,只抽取基坑内部分地下水,且又回灌至现场水井中,极大的节约和保护了地下水内部分地下水,且又回灌至现场水井中,极大的节约和保护了地下水资源,符合国家倡导的绿色施工技术要求。资源,符合国家倡导的绿色施工技术要求。13134、三轴搅拌桩采用套接法施
16、工,严格控制搅拌桩的垂直度,、三轴搅拌桩采用套接法施工,严格控制搅拌桩的垂直度,保证工程质量,对于施工冷缝进行在围护桩外侧补搅素桩补强处保证工程质量,对于施工冷缝进行在围护桩外侧补搅素桩补强处理,搭接厚度不小于理,搭接厚度不小于100mm。图图5-2 5-2 MC-920型步履式三轴搅拌桩机型步履式三轴搅拌桩机1414图图5-3 5-3 止水帷幕平面布置图止水帷幕平面布置图1515(四)(四)结果状果状态根据根据现场实际情况,情况,优化后的降水方案得到了化后的降水方案得到了专家的家的认可,施工效可,施工效果良好。止水帷幕没有果良好。止水帷幕没有发现漏水漏水现象,象,为后后续施工提供了保施工提供
17、了保证,并达到,并达到了很好的了很好的经济、环境和社会效益。境和社会效益。1 1、三、三轴搅拌拌桩止水帷幕属于一次性投入,施工完止水帷幕属于一次性投入,施工完毕后无需后无需维护和和后期后期处理,即可理,即可进行下一道工序施工,不受工期的影响也不影响行下一道工序施工,不受工期的影响也不影响现场施施工。止水帷幕共工。止水帷幕共计施工施工11310m11310m3 3,总投投资653.7653.7万元,如采用万元,如采用轻型井点降型井点降水方案,降水期按水方案,降水期按1 1年年计算,算,总投入投入资金金 17381738万元,采用止水帷幕万元,采用止水帷幕经济效益明效益明显。2 2、由于采用了三、
18、由于采用了三轴搅拌拌桩止水帷幕,基坑内抽出的地下水止水帷幕,基坑内抽出的地下水 1600016000吨,全部回灌至吨,全部回灌至现场水井中。如采用水井中。如采用轻型井点降水,降水期按型井点降水,降水期按1 1年年计算,算,将抽出地下水将抽出地下水15761576万吨。万吨。1616(五)(五)问题分析及建分析及建议随着施工技随着施工技术水平水平发展和展和绿色施工技色施工技术的推广,止水帷幕的的推广,止水帷幕的应用用会越来越广泛。本工程施工期会越来越广泛。本工程施工期间遇到的遇到的问题:依据地:依据地质勘勘查报告,地告,地下水只有孔隙潜水没有承下水只有孔隙潜水没有承压水,制定方案水,制定方案时基
19、坑内采用明沟排水加集基坑内采用明沟排水加集水井抽水,但是在施工水井抽水,但是在施工阶段段发现地下水属于承地下水属于承压水且砂水且砂层非常厚,无非常厚,无法形成排水沟和集水井,法形成排水沟和集水井,给工程施工工程施工带来极大的困来极大的困难。类似地似地质情况,情况,可在止水帷幕施工完可在止水帷幕施工完毕后在基坑内先打一口后在基坑内先打一口观察井,根据水位下降情察井,根据水位下降情况再定是否需要增加降水井,待水位降至况再定是否需要增加降水井,待水位降至设计标高以下再高以下再进行土方施行土方施工。工。1717案例二、某体育场工程拱脚大体积砼施工方案优化案例二、某体育场工程拱脚大体积砼施工方案优化(一
20、)案例背景介绍(一)案例背景介绍 某体育场工程建筑建筑面积某体育场工程建筑建筑面积62363m62363m2 2,主体框架结构,屋盖部分为,主体框架结构,屋盖部分为钢结构,由大跨度拱支撑钢结构桁架、纵横桁架、水平支撑及上下弦钢结构,由大跨度拱支撑钢结构桁架、纵横桁架、水平支撑及上下弦系杆部分组成的桁架体系,其中钢结构罩棚设计采用独立砼拱脚基础。系杆部分组成的桁架体系,其中钢结构罩棚设计采用独立砼拱脚基础。本工程共计四个拱脚,每个拱脚尺寸为本工程共计四个拱脚,每个拱脚尺寸为33.3m28.2m33.3m28.2m,最深处为,最深处为16.915m,16.915m,最浅处最浅处2.982m2.98
21、2m,自然地坪,自然地坪-1.650m-1.650m,拱脚底标高,拱脚底标高-18.565m-18.565m,顶标高顶标高+6.000m+6.000m。每个拱脚混凝土用量大约为。每个拱脚混凝土用量大约为10000m10000m3 3 。1818图图5-4 5-4 体育场三维效果图体育场三维效果图1919图图5-5 5-5 拱脚三维效果图拱脚三维效果图 (二)事件过程描述(二)事件过程描述 1.1.原设计概况:原设计概况:根据本工程设计图纸,每个拱脚均与地面成根据本工程设计图纸,每个拱脚均与地面成3030角,设计要求角,设计要求每个拱脚的大体积混凝土必须一次整体浇筑成型。每个拱脚的大体积混凝土必
22、须一次整体浇筑成型。20202.2.施工中遇到的问题:施工中遇到的问题:(1 1)一般大体积混凝土主要施工特点为:)一般大体积混凝土主要施工特点为:结构厚大对施工技术要求结构厚大对施工技术要求高。水泥水化热较大且释放比较集中,其表面系数比较小,砼内部温升比高。水泥水化热较大且释放比较集中,其表面系数比较小,砼内部温升比较快,混凝土内外温差较大时会产生温度裂缝,影响结构安全和正常使用。较快,混凝土内外温差较大时会产生温度裂缝,影响结构安全和正常使用。大体积混凝土对平面尺寸也有一定限制,平面尺寸过大,约束作用所产大体积混凝土对平面尺寸也有一定限制,平面尺寸过大,约束作用所产生的温度应力也愈大,如采
23、取控制温度措施不当,温度应力超过混凝土所生的温度应力也愈大,如采取控制温度措施不当,温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时,也容易产生裂缝。本工程拱脚属于超大超厚的大能承受的拉力极限值时,也容易产生裂缝。本工程拱脚属于超大超厚的大体积混凝土,控制裂缝并保证施工质量更加困难。体积混凝土,控制裂缝并保证施工质量更加困难。(2 2)当地商品混凝土公司的供应能力难以保证整体浇筑时的砼供应。)当地商品混凝土公司的供应能力难以保证整体浇筑时的砼供应。考虑以上不利因素,整体一次浇筑拱脚混凝土可进一步优化,以达到考虑以上不利因素,整体一次浇筑拱脚混凝土可进一步优化,以达到保证施工质量、降低成本的目的。分析比
24、较采用分层浇筑的施工方案。保证施工质量、降低成本的目的。分析比较采用分层浇筑的施工方案。2121 (三)关键措施(三)关键措施 20102010年年1111月邀请清华大学、中国建筑科学研究院等单位专家对公司月邀请清华大学、中国建筑科学研究院等单位专家对公司提出的分层浇筑施工方案进行了可行性论证,各位专家认为方案能够保提出的分层浇筑施工方案进行了可行性论证,各位专家认为方案能够保证施工质量并可行,并提出了以下意见和建议:证施工质量并可行,并提出了以下意见和建议:减少分层,底层底板单独浇筑,分层以三个施工缝四层为宜;减少分层,底层底板单独浇筑,分层以三个施工缝四层为宜;水泥采用水泥采用42.542
25、.5级普通硅酸盐水泥,稳定性好,提前做试配;级普通硅酸盐水泥,稳定性好,提前做试配;不设散热水管、不采用膨胀剂;不设散热水管、不采用膨胀剂;砼龄期按砼龄期按6060天设计强度考虑;天设计强度考虑;入模温度最好控制在入模温度最好控制在1010左右,不得低于左右,不得低于55;保温:加厚保温层,模板外置保温,监控温差,随时调整保温层;保温:加厚保温层,模板外置保温,监控温差,随时调整保温层;2222图图5-6 5-6 混凝土浇注留设混凝土浇注留设3 3道水平缝,分道水平缝,分4 4次浇注次浇注 钢筋绑扎顺序,模板支设,砼浇筑三工序整体协调安排好,钢筋绑扎顺序,模板支设,砼浇筑三工序整体协调安排好,
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