超高層開(kāi)發(fā)建設(shè)各階段關(guān)鍵路徑淺析

1、超高層開(kāi)發(fā)建設(shè)各階段關(guān)鍵路徑淺析【摘要】截止2015年上半年，國(guó)內(nèi)已建成或在建的400-660米的超高層摩天大樓大約有10 個(gè)，每個(gè)項(xiàng)目面對(duì)的地質(zhì)條件、場(chǎng)地條件、政策環(huán)境各不相同，選擇的基礎(chǔ)方案、結(jié)構(gòu)方案、 塔吊和電梯的布局方案、幕墻安裝方案也不盡相同。但都面臨建設(shè)周期長(zhǎng)、建設(shè)成本高、技 術(shù)難點(diǎn)多、協(xié)調(diào)難度大、質(zhì)量安全管理難度大、進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)高等具體問(wèn)題。其中的進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)需 要在超高層開(kāi)發(fā)建設(shè)的各階段加以重視，方可胸有成竹、運(yùn)籌帷幄。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)在建的 600米以上的摩天大樓的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，淺析進(jìn)度管理中各階段關(guān)鍵路徑工作的識(shí)別及效率分析?！娟P(guān)鍵詞】超高層；關(guān)鍵路徑在項(xiàng)目進(jìn)度管理中的關(guān)鍵路徑是指項(xiàng)目計(jì)劃

2、中各道先后邏輯工序的累計(jì)工期最長(zhǎng)的作業(yè)路徑， 項(xiàng)目管理者往往會(huì)重點(diǎn)關(guān)注施工階段的關(guān)鍵路徑作業(yè)的識(shí)別和管理，但因?yàn)槌邔禹?xiàng)目的前 期準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、建設(shè)周期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求高、施工技術(shù)難度大、竣工階段驗(yàn)收程序復(fù)雜等 特點(diǎn)，導(dǎo)致超高層的全壽命建設(shè)周期內(nèi)都需要重點(diǎn)關(guān)注各階段的關(guān)鍵路徑工作，本文將分析 以下階段的關(guān)鍵路徑及其工期和工效：項(xiàng)目選址、方案設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、招投標(biāo)、基坑及 基礎(chǔ)施工、結(jié)構(gòu)施工、幕墻安裝、室內(nèi)機(jī)電安裝及裝修、竣工驗(yàn)收等階段。1項(xiàng)目選址全球經(jīng)濟(jì)和國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的穩(wěn)定、城市的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景、地區(qū)的交通網(wǎng)絡(luò)發(fā) 展程度及規(guī)劃、選址周邊人流密集程度和消費(fèi)水平、同等規(guī)模和開(kāi)發(fā)進(jìn)度的類

3、似項(xiàng)目的競(jìng)爭(zhēng) 水平等等因素，是企業(yè)相關(guān)部門(mén)或?qū)I(yè)團(tuán)隊(duì)做出選址決策時(shí)不可忽略的重要因素，只有充分 詳細(xì)的調(diào)查研究、分析對(duì)比上述因素后方能正確選擇在哪個(gè)地區(qū)、哪個(gè)城市、哪個(gè)城區(qū)建設(shè) 投資超過(guò)百億、工期超過(guò)5年的超高層摩天大廈。受不同企業(yè)的發(fā)展需求、決策效率、審批 流程等因素的影響，該階段一般需要6-12個(gè)月時(shí)間。選址完成之后需要完成項(xiàng)目可行性研究， 一般需要3-6個(gè)月。項(xiàng)目選址和可行性研究階段不作為建設(shè)周期計(jì)算。2方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)階段需要結(jié)合企業(yè)文化、企業(yè)精神、企業(yè)發(fā)展規(guī)劃、政策限制、技術(shù)規(guī)范、工期估 計(jì)、地質(zhì)條件、氣候條件、交通配套等因素，綜合分析論證后選擇經(jīng)濟(jì)、合理、高效的建筑 方案，包括地下

4、室和基坑深度、基坑開(kāi)挖及加固方案、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式、塔樓結(jié)構(gòu)形式及建筑 外形、幕墻結(jié)構(gòu)形式、大型機(jī)電設(shè)備樓層分布、電梯布局及分區(qū)設(shè)置、高區(qū)低區(qū)樓層功能分 布、周邊市政公交地鐵接駁等重要方案，都需要聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富的超高層專業(yè)設(shè)計(jì)顧問(wèn)開(kāi)展多 方案對(duì)比論證后確定最優(yōu)方案。方案設(shè)計(jì)階段一般需要3-4個(gè)月。鑒于超高層項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì) 量要求高、技術(shù)復(fù)雜、施工難度大、不可控因素多、安全風(fēng)險(xiǎn)大等原因，需要在方案設(shè)計(jì)之 后立即開(kāi)始擴(kuò)初設(shè)計(jì)，一般再需要3-4個(gè)月。該階段作為項(xiàng)目建設(shè)周期的啟動(dòng)階段，開(kāi)始作 為關(guān)鍵路徑計(jì)算工期。3施工圖設(shè)計(jì)鑒于工期要求，國(guó)內(nèi)建設(shè)單位一般采用初版施工圖作為招標(biāo)圖進(jìn)行總承包等合同的招標(biāo)，如 果后

5、續(xù)施工圖出現(xiàn)較多重大設(shè)計(jì)變更，將必然導(dǎo)致較大的變更費(fèi)用產(chǎn)生。這就要求建設(shè)單位 聘請(qǐng)的施工圖設(shè)計(jì)顧問(wèn)盡可能詳細(xì)地與建設(shè)單位相應(yīng)的設(shè)計(jì)管理部門(mén)溝通清楚以下需求：企 業(yè)需求、高層領(lǐng)導(dǎo)需求、使用部門(mén)需求、潛在客戶需求、建設(shè)工效/工期需求等。該階段設(shè)計(jì)顧問(wèn)需要詳細(xì)了解項(xiàng)目選址的地質(zhì)勘查成果和周邊地鐵/高鐵等市政配套和建筑 布局情況，以便在設(shè)計(jì)中充分考慮基坑開(kāi)挖及支護(hù)方案，減少深基坑開(kāi)挖階段和樁基施工階 段因地基或建筑沉降而延誤工期或增加基坑止水或加固成本。該階段設(shè)計(jì)顧問(wèn)需要結(jié)合超高層的超大鋼柱、大型鋼梁、設(shè)備層桁架、伸臂桁架等鋼結(jié)構(gòu)形 式，選擇經(jīng)濟(jì)高效、節(jié)能環(huán)保的高性價(jià)比建材或設(shè)備：高建鋼、自密實(shí)混凝土

6、、高強(qiáng)螺栓、 防火涂料、輕質(zhì)砌體、輕質(zhì)隔墻、環(huán)保節(jié)能的機(jī)電設(shè)備及管線系統(tǒng)、定位合理的精裝飾面、 美觀舒適的外幕墻。需要合理考慮樓層鋼梁開(kāi)孔，以便滿足天花內(nèi)復(fù)雜的機(jī)電管線的合理排 布而不影響天花標(biāo)高。一方面可以減少超高層建筑的自身重量，可以提高建筑質(zhì)量和耐久性， 可以盡可能擴(kuò)大有效使用面積和提高標(biāo)準(zhǔn)樓層標(biāo)高，還可以減少未來(lái)的施工階段設(shè)計(jì)變更和 工期延誤。該階段需要重點(diǎn)考慮因施工工程中核芯筒結(jié)構(gòu)和外框結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度落差導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)壓縮變 形差異，從而需要在相應(yīng)的桁架層鋼結(jié)構(gòu)連接部位設(shè)置后安裝節(jié)點(diǎn)，以便平衡結(jié)構(gòu)壓縮差異 從而提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性能。該階段需要合理設(shè)計(jì)巨柱和桁架等大型鋼結(jié)構(gòu)的垂直分段或水

7、平分段方案和焊縫設(shè)置方案， 以便施工階段配置經(jīng)濟(jì)合理的塔吊從而提高塔吊運(yùn)輸效率，也便于減少焊縫數(shù)量并提高焊縫 焊接效率和質(zhì)量。因需要盡可能編制詳細(xì)的施工圖，故施工圖設(shè)計(jì)階段一般需要4-6個(gè)月時(shí)間。4招投標(biāo)超高層項(xiàng)目的招標(biāo)將會(huì)涉及到100個(gè)以上的合同，一般需要在相應(yīng)專業(yè)工程開(kāi)工前3-6個(gè)月 完成相應(yīng)合同的定標(biāo)工作。其中總承包工程的招標(biāo)對(duì)超高層項(xiàng)目的成敗至關(guān)重要，需要在眾 多投標(biāo)單位中擇優(yōu)選擇超高層業(yè)績(jī)優(yōu)秀、行業(yè)信譽(yù)良好、履約服務(wù)意識(shí)強(qiáng)、管理協(xié)調(diào)水平高 的總承包單位，以便其高效管理眾多專業(yè)分包單位按業(yè)主要求順利實(shí)現(xiàn)成本、進(jìn)度、質(zhì)量、 安全等目標(biāo)?？偝邪袠?biāo)階段需要在招標(biāo)合同中清晰嚴(yán)格的規(guī)定工期節(jié)點(diǎn)

8、、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo) 準(zhǔn)、總包管理要求、分包管理職責(zé)等，需要清晰界定合同范圍和違約責(zé)任或獎(jiǎng)懲條例。總承包投標(biāo)階段需要選擇先進(jìn)高效地核芯筒和外框結(jié)構(gòu)施工所需的模板體系、塔吊數(shù)量和布 局方案、施工電梯的數(shù)量和布局方案以便提高標(biāo)準(zhǔn)樓層的爬升效率和提高垂直運(yùn)輸效率。招投標(biāo)階段是一個(gè)持續(xù)漫長(zhǎng)的過(guò)程需要結(jié)合總控計(jì)劃編制專項(xiàng)采購(gòu)計(jì)劃，其中位于基坑和樁 基礎(chǔ)工程之后的總承包采購(gòu)一般需要4-6個(gè)月?？偝邪M(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備時(shí)間約2-3個(gè)月，因?yàn)樾枰?在業(yè)主配合下開(kāi)展圖紙深化、方案報(bào)批、施工許可證辦理、材料報(bào)批、人員調(diào)動(dòng)等工作。5基坑及基礎(chǔ)施工超高層建筑因?yàn)榭紤]人流和車輛需求，一般需要設(shè)置5層以上地下室，因?yàn)槌蟮?/p>

9、建筑自身 重量和抗震、抗風(fēng)要求，需要采用8米左右的超大樁基礎(chǔ)，并配合4米以上的筏板基礎(chǔ)。如 此深基坑的支護(hù)需要采用地連墻或維護(hù)樁，樁基開(kāi)挖中如滲水嚴(yán)重則需要采用止水帷幕或旋 噴樁加固止水。故基坑支護(hù)工期為6-8個(gè)月，基坑開(kāi)挖工期為5-6個(gè)月，樁基礎(chǔ)工期為3-4個(gè) 月，大底板工期為2-3個(gè)月。故基礎(chǔ)施工工期約為16-21個(gè)月。6結(jié)構(gòu)施工超高層結(jié)構(gòu)施工主要分為從上到下的6道工序：核芯筒鋼結(jié)構(gòu)安裝、核芯筒墻體混凝土澆筑、 巨柱和外框鋼結(jié)構(gòu)安裝、外框樓板壓型鋼板安裝和鋼筋綁扎、核芯筒樓板和外框樓板混凝土 澆筑、巨柱混凝土澆筑。因核芯筒模板體系垂直占位、巨柱模板體系垂直占位、塔吊支撐附 著占位等技術(shù)方案

10、和合理工序步距需求導(dǎo)致超高層結(jié)構(gòu)施工期間的關(guān)鍵路徑和工效出現(xiàn)以下 變化。6.1核芯筒鋼結(jié)構(gòu)安裝到地面10層以前該階段關(guān)鍵路徑為塔吊制造及安裝、核芯筒爬模體系安裝及調(diào)試。需提前設(shè)計(jì)規(guī)劃好塔吊選 型及其預(yù)埋安裝方案，并確保塔吊按計(jì)劃運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)并完成安裝。需根據(jù)塔樓結(jié)構(gòu)體系選擇高 效合理的核芯筒爬模體系，并確保按計(jì)劃運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)并安裝。該階段因塔吊和爬模安裝、鋼筋 密集、鋼結(jié)構(gòu)焊接量大等原因，施工工效只有10至15天/層。6.2核芯筒鋼結(jié)構(gòu)安裝到10至30層期間該階段關(guān)鍵路徑為核芯筒鋼構(gòu)安裝及墻體模板體系安裝。該階段盡快為上述從上到下的6道 工序拉開(kāi)合理的步距，以免各工序之間相互牽制。該階段因需要逐步拉開(kāi)

11、各道工序的合理步 距，施工速度為6至8天/層。6.3核芯筒鋼結(jié)構(gòu)安裝到30層以上至核芯筒墻體封頂該階段關(guān)鍵路徑為外框樓板和巨柱砼澆筑。該階段各道工序的合理步距已拉開(kāi)，鋼結(jié)構(gòu)安裝 已進(jìn)入正常高效階段，外框樓板和巨柱的土建進(jìn)度將可能限制幕墻、機(jī)電、精裝單位的進(jìn)場(chǎng) 時(shí)間。該階段需重點(diǎn)協(xié)調(diào)組織各道工序同步等效爬升施工，盡可能為外幕墻按計(jì)劃開(kāi)始大面 積安裝創(chuàng)造條件。該階段因各道工序等步距流水作業(yè)，標(biāo)準(zhǔn)層施工速度可以達(dá)到4天/層。6.4核芯筒墻體混凝土封頂后開(kāi)始輪換拆除塔吊該階段因核芯筒墻體混凝土封頂后約1.5個(gè)月后外框巨柱鋼梁已安裝到塔吊底部支撐高度， 需要開(kāi)始輪換拆除塔吊，將不同程度地降低上述6到工序

12、的施工效率。該階段施工平均工效 約為8至10天/層，一般持續(xù)時(shí)間為4-5個(gè)月。之后的塔冠鋼結(jié)構(gòu)安裝工期約為3-4個(gè)月， 但塔冠鋼結(jié)構(gòu)工期不再是關(guān)鍵路徑。6.5外框樓板和巨柱砼澆筑封頂后該階段關(guān)鍵路徑為高區(qū)核芯筒內(nèi)施工電梯與正式電梯分批交叉輪換拆除和安裝、組織100層 以下的室內(nèi)機(jī)電安裝和精裝修的分段交叉施工。超高層電梯安裝因井道高、安裝精度和調(diào)試 標(biāo)準(zhǔn)高，導(dǎo)致電梯安裝周期長(zhǎng)，需要盡早策劃電梯井道移交方案和電梯井分段安裝等方案。 該階段一般按照設(shè)備層分成每段約15各樓層組織機(jī)電和精裝修交叉施工，重點(diǎn)是合理調(diào)度 塔吊和施工電梯的垂直運(yùn)輸、合理高效協(xié)調(diào)電梯井道、豎向管井、設(shè)備房的多道工序施工。 該階

13、段一般在結(jié)構(gòu)封頂后10-12個(gè)月完成大面積機(jī)電和精裝修工程，可以算是超高層項(xiàng)目的 成功范例。7幕墻安裝外框巨柱混凝土澆筑到35層以上開(kāi)始安裝幕墻鋼結(jié)構(gòu)，外框巨柱混凝土澆筑到50層以上開(kāi) 始安裝幕墻單元板。幕墻單元板安裝在前10層只有4-5天/層的工效，在中間的標(biāo)準(zhǔn)層可以 達(dá)到3天/層的工效。幕墻安裝到100層以上后因受高區(qū)結(jié)構(gòu)施工的塔吊拆除降效、高空塔吊 和電梯運(yùn)輸降效等原因，工效只有平均5天/層，但只要做好未封閉樓層的雨水流失管理，不 會(huì)影響室內(nèi)機(jī)電和精裝修的關(guān)鍵路徑的施工進(jìn)度。8室內(nèi)機(jī)電安裝及裝修外幕墻封閉30層以上，將有條件開(kāi)始室內(nèi)機(jī)電和精裝修樣板和大面積施工的條件，該階段 管理重點(diǎn)是加

14、快樣板施工及審批進(jìn)度，加快深化圖紙制作及審批進(jìn)度、加快設(shè)備和材料的審 批進(jìn)度、合理組織塔吊和施工電梯的垂直運(yùn)輸分配管理、加快低區(qū)正式電梯的安裝進(jìn)度以便 盡快替換拆除部分低區(qū)的施工電梯、按計(jì)劃將大型設(shè)備運(yùn)抵設(shè)備樓層、合理組織機(jī)電和精裝 修的分段流水交叉施工、高效協(xié)調(diào)電梯井道/管井/設(shè)備房的交叉施工順序等。一般每個(gè)設(shè)備 層之間的15個(gè)樓層機(jī)電和精裝修施工工期為3個(gè)月。9竣工驗(yàn)收 根據(jù)高低區(qū)的分段驗(yàn)收需求以及相關(guān)消防法規(guī)的規(guī)定，提前策劃結(jié)構(gòu)分段驗(yàn)收、幕墻驗(yàn)收、 消防驗(yàn)收、燃?xì)怛?yàn)收、人防驗(yàn)收、節(jié)能環(huán)保驗(yàn)收、民航驗(yàn)收、電梯驗(yàn)收等專項(xiàng)驗(yàn)收，提前準(zhǔn) 備竣工驗(yàn)收資料，一般需要4-6個(gè)月完成各項(xiàng)驗(yàn)收。10結(jié)束語(yǔ)綜上所述，600米左右的超高層項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)及建設(shè)總周期為：方案及擴(kuò)初設(shè)計(jì)6-