建筑工程施工组织设计对施工效率的影响研究
党匀禧
湖北德馨建设工程咨询有限公司 湖北省荆州市 434000
随着建筑行业向高标准、高效率方向发展,传统粗放式的施工管理方式已难以适应复杂工程的精细化需求。在这一背景下,施工组织设计的重要性日益凸显,其不仅是施工全过程的纲领性文件,也是协调人、材、机资源高效运行的核心依据。施工组织设计涵盖施工部署、进度计划、资源安排、现场布置等多个环节,设计质量的高低直接决定了施工过程中各项任务能否有序开展。尤其在工程体量大、结构复杂、工期紧张的项目中,科学合理的施工组织设计已成为提高施工效率、确保质量安全的关键抓手。
一、施工组织设计的基本构成与功能定位
(一)施工组织总设计的内容结构
施工组织设计作为施工阶段的统筹性指导文件,其内容不仅包括工程概况、施工部署、进度安排和资源配置,还涵盖现场总平面布置、安全文明施工措施以及应急响应机制等关键内容。科学系统的设计能有效保障项目整体协调运行,避免因工序冲突、资源浪费或场地拥堵而影响效率 [1]。以某建筑面积约 3 万平方米、地上十层的框架—剪力墙结构综合楼项目为例,设计中充分考虑地形高差、道路出入口与周边建筑环境,将施工区、材料堆场、机械设备区、构件加工区及办公生活区进行合理划分,设置主次出入口及硬化运输通道,形成封闭式、环状流线组织,确保人流、物流、机械流相互独立。各施工阶段按照结构逻辑顺序划分为基础施工、主体施工、二次结构施工与装修施工四大阶段,每阶段设立专项作业班组,配套进度计划和资源配比,实施“分段- 分层- 平行流水”施工模式,确保各作业环节衔接有序、推进高效。
(二)施工组织设计的编制依据与技术规范
高质量的施工组织设计必须建立在详实的现场踏勘与多因素综合分析基础上,兼顾工程特点、环境条件、技术工艺与资源能力。编制时需充分考虑项目所处区域的地理环境、道路交通条件、地质水文特征及气候因素等,对施工可达性、作业安全性及组织实施的连续性进行预评估。以北方冬季施工为例,设计中应提前部署混凝土冬期施工措施,包括采用高效早强型外加剂,配置岩棉保温毯进行覆盖保温,局部区域设置暖风机循环加热系统,确保浇筑混凝土在低温环境下强度正常发展。此外,项目周期及任务节奏也是设计编制的重点内容,应根据总工期节点及关键路径安排高峰期资源集中投放,合理配置人材机,避免高强度叠加导致资源瓶颈,或因安排失误造成资源闲置和工期拖延,确保组织设计具有良好的计划性、协调性与可实施性。
(三)施工组织设计的动态调整机制
建筑工程施工周期长、影响因素复杂,实际执行中常面临材料供应延误、极端气候、设计变更、人力短缺等各种不确定事件。因此,施工组织设计不能是静态、一成不变的文件,而应具备动态调整机制和灵活应变能力。当前多数工程项目采用“滚动修编+ 节点控制”策略,即在整体计划不变的前提下,根据每月或每阶段实际执行情况对资源投入、工序安排及机械调配进行局部调整。以塔吊布置为例,初期根据基础钢筋施工与模板支设的集中需求布设主塔吊一台,在结构上升阶段再增加辅助塔吊并调整布置范围,实现对不同楼层或区域的精准覆盖。当主体结构封顶后,施工组织设计还需规划好设备的退场与拆除次序,避免现场设备拥堵与闲置,确保施工场地快速释放,提高现场机械使用效率和场地周转率。通过建立“计划—执行—反馈—优化”的动态控制闭环机制,施工组织可灵活适应现场变化,保障整体工程稳步推进。
二、施工组织设计对施工效率的主要影响路径
(一)对施工进度控制的影响
施工进度控制是工程管理的核心任务之一,而施工组织设计则是落实进度控制的技术载体。通过科学制定施工进度计划,可以有效协调各工序之间的逻辑关系,避免资源冲突与重复等待,从而提升施工效率 [2]。在实际工程应用中,常采用横道图明确各分项工程的起止时间和持续天数,再结合双代号网络计划图对关键线路(Critical Path)进行分析,识别进度控制点与浮动时间。在某大型住宅小区项目中,项目部采用“纵向分区 + 横向分段”的流水施工组织模式,将整个小区划分为 4 个作业区,每区内分 6 段平行推进,从土方开挖到结构封顶均按照统一节奏穿插作业,使项目整体工期压缩近 20% 。此外,进度执行阶段引入 EVM(Earned ValueManagement)方法,每周对计划完成值(PV)、实际完成值(AC)与挣值(EV)进行动态分析,当发现关键工序如模板施工或钢筋绑扎滞后时,立即调整劳动力配比或引入加班措施进行修正。结合4D BIM 技术,可实现进度仿真与工序优化,提前预演施工逻辑,有效规避进度冲突与资源空转,提升项目实施的计划性和可控性。。
(二)对人材机资源配置效率的影响
施工组织设计在资源配置方面的合理性直接决定了项目执行效率和现场协调水平。首先在人力资源方面,设计需结合不同阶段的工序内容及劳动强度,进行动态配置与任务分解。例如在主体结构施工阶段,需集中安排钢筋工、模板工与混凝土工,并可根据作业面积配备 2~3 个并行作业班组,实行“单日双班”或“高峰补强”制度;在装饰施工阶段,则应转向细部作业人员,如抹灰工、电气安装工与防水工,并关注其工序间的穿插效率。其次在材料配置方面,推行 JIT(Just In Time)供应管理,将钢筋、水泥、商品混凝土等大宗材料以节点形式拆解至“日计划”,结合现场仓储能力制定堆放图与运输路线。以某高层项目为例,RFID 物料标签与手持终端结合使用,可实时监控材料入场时间、堆放区域与库存状态,实现按需发放与空间最小占用。在机械设备方面,组织设计需优化关键机械(如塔吊、施工电梯、混凝土泵车)的配置方案,避免重复布设和资源闲置。通常采取“主 + 辅 + 共享”的配置思路,通过划分作业面、设定作业时间段和作业区交替机制,提升机械使用频率。例如,HBT80 型混凝土输送泵在楼层施工中,通过提前预设泵送节点与备用管线,确保混凝土连续供应不间断,提高浇筑效率至每小时 45m3 以上,显著减少等待与倒运时间,提升整体资源协同效率。
(三)对施工现场管理效率的影响
现场管理的有序与否,是衡量施工组织设计质量的重要标准之一。合理的总平面布置不仅关乎施工效率,也直接影响作业安全与文明施工水平。在实际工程中,施工现场常被划分为施工作业区、材料加工区、周转材料堆放区、办公生活区和安全隔离区。组织设计需根据项目规模与施工阶段动态调整功能区布局,以避免人车混行、工序交叉、通道阻塞等问题。在高层建筑项目中,塔吊布置方案需结合建筑体量与作业密度综合设计,一般设置在结构中心或 L型布置的夹角处,确保吊臂旋转半径覆盖主施工区域的 95% 以上。施工道路宽度通常不应小于 4.5 米,且设有硬化处理及临时排水设施,以保障雨季通行安全。为提升现场管理效率,集中设置钢筋加工棚、木工操作区及搅拌区,并采取封闭式围挡与遮雨顶棚控制扬尘与噪声。现场设立集中式垃圾临时堆放区,分区收集建筑垃圾与生活垃圾,配合洒水车定时喷洒与出入口冲洗池控制污染扩散。同时,施工现场布设人行通道与设备通道分离系统,设置门禁、摄像头与巡检点位,实现人员定位、出入记录与安全巡查自动化。借助智慧工地平台对现场各类数据(如温湿度、塔吊运行、扬尘浓度)进行集中管控,不仅提高了施工现场运行效率,也大大降低了人为管理盲区与风险隐患,为建筑施工精细化管理提供了可靠支撑。
三、施工组织设计优化策略与实践建议
(一)引入信息化工具提升设计精度与执行力
在建筑工程日益复杂化、项目管理趋于精细化的背景下,施工组织设计信息化成为提升效率的重要途径 [3]。BIM(BuildingInformation Modeling)技术的应用已渗透至施工组织设计各环节。通过 Revit 建立建筑三维模型,在 Navisworks 中实现进度模拟、施工动画与冲突检测,可直观展示施工阶段的工序演变与资源流线。例如在某地标超高层写字楼项目中,利用 BIM 辅助布设两台主塔吊与施工电梯,其覆盖区域、旋转半径与作业重叠率均实现了模型仿真验证,避免了后期调整造成的资源浪费。同时,利用 Project 或Primavera P6 编制的施工进度计划与人材机资源台账实现联动,可自动输出资源高峰曲线、任务冲突提醒与关键路径预警。在施工过程中,智慧工地平台接入环境监测仪、结构应力传感器与设备定位系统,可实时掌握关键构件受力状态和机械运行数据。例如,在某大型桥梁施工中,模板支撑系统集成压力传感器,当应力值接近安全阈值即自动报警,并联动暂停泵送系统,有效避免支架失稳事故的发生。信息化手段不仅提升了施工组织设计的精度和执行力,也实现了“设计- 施工- 监控”的全过程数据闭环。
(二)基于项目特点制定差异化施工策略
不同类型的建筑工程在结构体系、功能需求、施工环境等方面差异显著,施工组织设计应因地制宜制定差异化策略[4]。在装配式建筑中,由于构件尺寸大、运输频繁、起吊精度高,施工组织设计需精确制定构件吊装计划、运输线路、堆场布置及临时道路通行方案。例如在某装配式医院项目中,设定每天吊装计划不得少于 60块墙板或叠合板,构件吊装区采用硬化场地、钢结构防雨棚,确保吊装效率与构件质量安全双重保障。城市更新类项目施工空间狭小,周边环境敏感,必须在组织设计中强化环保控制和施工扰动减量。例如在深圳某旧城更新改造工程中,项目团队采用“夜间拆除 + 白天转运”的方式,避开交通高峰,并结合全封闭围挡、负压除尘系统及高空喷雾装置,有效控制了扬尘扩散和噪声扰民,获得周边居民较高满意度。此外,对于文保类、山区类、复杂基坑类工程,也应在组织设计中设置特殊分项管理,如设临时支护、专用施工平台、限振限爆控制区等,确保施工顺利推进且符合监管要求。
(三)加强施工组织设计的评估与反馈机制
科学的评估与反馈机制是施工组织设计能否落地执行并持续优化的关键保障。在施工过程中,应建立全过程可量化的执行评估体系,结合月度生产例会、节点计划达成率、人工台班投入与实物工程量完成比值等关键数据,对施工组织执行偏差进行动态追踪。例如在某大型城市综合体项目中,项目部设立“施工组织执行评估表”,对各施工段的进度达成情况、人员配置偏差、机械利用率等进行红黄绿三色评价,发现问题后及时向施工组织设计编制人员反馈调整意见 [5]。此外,施工日志与巡视记录应规范填写,特别是涉及到施工组织调整(如临时转场、计划提前、设备突发停运)等情况,应进行记录归档。项目竣工后,应形成完整的施工组织设计执行总结报告,包含典型问题分析、资源投入效率分析及经验成果梳理。例如在北京大兴国际机场航站楼建设中,项目团队开发了“组织设计执行指标库”,将施工中的节点完成数据、人材机资源消耗曲线、调度记录及现场问题解决流程以结构化方式归档,成为后续类似大型公共建筑组织设计的参照模板。通过不断积累与反馈,施工组织设计可实现从经验式编制向数据驱动优化的转型。
总结:施工组织设计是建筑工程项目管理中的基础性环节,其设计合理性直接影响施工进度控制、资源高效配置与施工现场管理水平,是保障工程按期、优质、安全完成的关键技术手段。通过强化施工部署逻辑、精细化人材机配置、优化现场空间布置及引入BIM、物联网等信息化工具,可显著提升施工效率与执行质量,降低资源浪费与管理成本。在多样化、复杂化的现代工程实践中,施工组织设计需不断向标准化、模块化、智能化方向发展,推动施工方案的科学制定与动态调整。未来应建立以全过程管理为导向的施工组织体系,强化项目数据积累与经验反馈机制,真正实现施工组织从“静态编制”向“动态优化”的转变。
在另一处高层建筑邻近深基坑项目中,基坑紧邻建成多年的框架结构高层住宅,地质条件复杂,存在局部软弱夹层,施工环境极为敏感。项目团队采用三维激光扫描技术对基坑、支护结构及周边地表进行高密度空间信息获取,扫描密度高于每平方米5000 个点,结合信息化自动监测系统,实时监控地表沉降、支护结构变形与倾斜发展趋势。通过基于实测数据的反演分析,识别出基坑西南角存在厚度约 1.2m 的软弱夹层,土体强度不足,易引发不均匀沉降。针对该风险区段,及时调整设计方案,加密支护桩布设至 2m 间距,采用高压旋喷桩加固土体,提升地基承载力。经过持续监测,周边高层建筑沉降变化稳定控制在 ±3mm 以内,避免了结构不均匀沉降、倾斜变形等安全隐患,充分体现出监测与数据反演分析在复杂基坑环境下辅助风险识别、优化设计与控制变形的技术价值。
参考文献
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[2] 武婉婷. 合肥某住宅楼施工组织设计[C]// 北京力学会. 北京力学会第 30 届学术年会论文集 . 中国矿业大学 ( 北京 ) 力学与土木工程学院 ;,2024:70-71.
[3] 胡晋升 , 白鑫 , 王锦 . 施工组织设计对建筑工程造价的影响研究 [J]. 建筑监督检测与造价 ,2023,16(04):64-68.
[4] 吴鹏 . 施工组织设计在土建施工管理中的应用 [J]. 房地产世界 ,2023,(12):67-69.
[5] 郝荣 . 建筑工程施工组织设计发展问题与优化分析 [J].内蒙古科技与经济 ,2023,(11):31-33.