工程設計中的可施工性案例研究論文

　　［摘要］為改善設計企業的成品質量，提高設計企業的核心競爭力，匯總了某實際工程案例在設計施工中遇到的可施工性問題，并從產生原因、影響范圍及工程建設參與方等角度進行了分析，論證了可施工性問題會在項目的任何階段出現，設計階段的可施工性問題影響整個項目全生命周期，并可以通過溝通協調等方法避免，因此設計企業利用自身優勢聯合業主進行可施工性審查十分必要，進而提出了設計企業應從知識管理、生產人員組織、主動獲取和反饋機制等角度加強成品的可施工性。

　　［關鍵詞］工程設計;可施工性;工程案例;工程施工

　　0引言

　　在新常態下，中國經濟增速放緩，建筑工程行業遇冷，工程設計行業競爭日趨激烈，如何提高企業核心競爭力、增加效率甚至戰略轉型成為設計企業的著眼點。筆者認為，從可施工性角度提高設計品質，加強設計服務，可以作為增強企業競爭力的基石。可施工性是指將施工知識和經驗最有效的應用到項目策劃、設計、采購和現場施工中，以達成項目的總體目標;它需要將施工知識和經驗整合運用到項目的全生命周期中，各方人員不斷進行溝通交流，以期使項目總體目標最優［1］。Ｒussell通過分析工程實例，將可施工性要求整合在設計早期，可以節省10．2%的工程進度以及7．2%的工程費用［2］。G．Jergeas［3］分析認為，在設計階段合理且深入的利用可施工性知識，可以節省30～40%的安裝費用。雖然早在20世紀90年代美國CII和英國CIＲIA已經提出設計階段可施工性審查的實施路徑，但是由于我國的建設工程法規的限制，傳統承發包模式，設計施工分離，以及早幾年的行業過熱等原因［4-5］，可施工性要求一直沒有正式進入設計企業的設計實踐中。因此為提供更優質的服務，并提高核心競爭力，設計企業應積極主動的對自己的產品進行可施工性要求的評判，并利用人才優勢，積極了解建筑市場，率先提供可施工性審查服務。不同于以往的研究者們通過問卷調查取得可施工性問題數據［1，6-8］，筆者結合自己在某在建工廠的設計和駐場經歷，總結經驗教訓，分析可施工性問題發生的原因和影響范圍，提出了提高成品可施工性的措施。

　　1可施工性措施

　　現階段設計企業對可施工性要求的理解大多局限在施工便利性角度，其相關知識多來自于以往的設計項目，但由于施工企業、地點等的不同，其知識零散而不具有共性。因此，設計師知識的多寡，更多的來自于項目的積累;而設計成品的好壞，也被參與人的經驗所局限。同時設計企業對可施工要求的實踐也是不全面的。一是在設計前期，對影響工程建設和后期使用的問題，如建筑材料選擇、施工方案可行性和設計方案等，進行討論，并報請業主斟酌;然而對于設計企業，建筑市場信息難以準確獲取，而施工做法也非專業內知識，難以統籌全局，技術方案的確定也往往顧此失彼。二是在施工圖設計中，針對施工圖表達，及一些局部設計方案上從識圖便利和施工便利的角度進行;可施工性要求覆蓋不全面，和參與人的經驗、態度以及施工周期有莫大關系，難以通過制度進行保障。本次工程設計除采用常規程序(如加強校審，配備專業豐富的工程師參與設計，及配合工程建設進行交底及會審)外，設計方結合業主對工期和投資的要求，又采取了以下措施加強設計方案和施工圖的可施工性，以期減少問題的發生，促進工程施工順利實施。(1)在設計前期，邀請具有豐富設計及施工經驗的專家，組織評審會評比設計方案。(2)施工階段，安排駐場設計人員配合施工，加強溝通。(3)結合駐場工程師反饋，進行后續設計及變更。

　　2可施工性問題

　　盡管采取了諸多措施，還是出現了很多可施工性問題。典型問題介紹如下:(1)基礎選型某車間持力層位于標高－7～－5m，施工方建議采用旋挖樁方案，地勘部門建議使用干振沖碎石樁處理地基，而設計部門考慮到業主對地基處理效果的擔憂，建議采用獨立基礎。技術經濟比較時，業主和施工方完全忽略了此處地質的特殊性，強烈要求采用旋挖樁方案。在實際施工時，因此處為古河道，卵石多且大，上層粉砂過厚;鉆孔困難，并引起很大震動，造成塌孔;加之施工方案不合理，僅安排一臺樁機施工，工程進度嚴重受挫;同時地勘部門也表示難以確認樁端是否到達持力層。協調后，改為獨立基礎方案。本問題的出現在于業主對地質條件不了解，施工方對施工難度預估不足，干預技術方案選擇;沒有在設計前期避免問題發生，造成工程進度和投資的損失，且因塌孔嚴重，一度影響到樁基施工區域的安全。(2)屋架選擇某車間屋架因跨度較大采用主次桁架形式，設計方采用以往的成熟案例，將次桁架設置為梯形屋架(a))。業主在招標過程中發現，因車間跨度較長，很多次桁架超高超寬，造成加工和運輸困難。后經協調，將次桁架一律改為平行弦桁架(圖1(b))，降低了屋架高度，減少了屋架類別，提高了加工速度，降低了運輸困難.本問題的出現在于設計方沒有透徹掌握業主對工程進度和投資的要求;也在于平時沒有對不同的技術方案進行對比，知識儲備匱乏;造成設計方案推翻，延誤招標。(3)設備基礎側壁設備基礎水平轉折太多，雖表面上節省了混凝土，但此方案不僅增加了模板量和鋼筋量，還消耗了過多的勞動力，于工期也不利。如圖2(b)所示，設備基礎豎向拐角太大，且需要設置埋件，引起混凝土澆筑困難，無法振搗的情況。本問題的出現在于具體設計人在施工圖繪制時，只參照工藝資料，不思考施工方案，不結合施工實際，缺失技術經濟概念，造成施工困難。此邊模只采用鋼筋加強，忽視了邊模懸挑長度，引起整體剛度不足。施工時，施工單位不慎將混凝土泵管設置在附近，其引起的振動，造成邊模塌陷，本問題的出現在于設計人沒有具體問題具體分析，一律采用相同的節點。同時施工單位也沒有注意到該處的特殊性，造成質量和安全問題。(5)道路雨水管網設計團隊按照以往成熟經驗，采用單側排水方案，即主干管置于路單側，對側雨水口穿路基進入主干管。由于業主需要在較短的時間內完成路網，以達到迎檢要求，同時也需要在較短的時間內完成排水管網，以滿足雨季施工中的排水泄洪要求。而原方案要么會引起前期預埋太多，延誤施工;要么造成后期破路太多，增加投資，降低道路質量。后經協調，采用雙側排水方案，減少過路穿管。本問題的出現在于設計方沒有及時了解業主對管網的具體要求，沒有進行個性化定制。出現設計返工現象。雖然此方案增加了投資，但是對工程進度以及后期施工質量都有保障。(6)地基處理材料原設計圖中針對地基處理采用級配碎石和三七灰土，施工調研發現，當地地材稀缺，價格很高，而現場土方施工中，挖出大量的天然級配砂礫石和紅泥巖。后經試驗確認后，地坪及肥槽回填采用此材料。本問題的出現在于工程參與方沒有及時了解當地施工情況和常用做法，對工程進度造成了影響。(7)圖集問題在施工中發現，施工圖中引用圖集造成三類困難:其一，沒有結合具體實際，引起施工困難，勉強安裝則引起后期使用不便;其二，引用不常用圖集，造成技術員和工人交流困難;其三，相同構件引用不同圖集造成做法不同。(8)構件沖突外墻設計時，忽略了貼建輔助用房，造成龍骨不能施工的問題，見圖4(a);忽略了電氣專業插座的要求，造成難以施工問題，見圖4(b)。本問題的出現在于各專業設計人在施工圖設計時缺乏溝通，不但引起了施工不便的問題，還造成了后期使用不便。(a)貼建輔助用房位置，(b)樓板上部檁條干外墻龍骨難以施工涉電氣插座預留(9)標注混亂土建設備基礎施工圖中，標注混亂，總尺寸和分尺寸不協調，選擇定位點和定位線不合理，圖面比例不合適等導致表達不明確。本問題的出現在于施工圖設計師不了解施工放樣、預算及審計細節，沒有站在施工角度繪制施工圖。造成施工困難，影響施工進度、質量，也對預算和審計工作的推進造成困難。(10)管道干涉公用管道安裝與工藝設備平臺安裝同步進行，屢屢發現公用管道干涉工藝設備問題。后經協調，暫時停止公用管道施工，令工藝方將所有圖紙資料提報給設計方，并要求工藝方仔細會簽，出新圖再行施工。本問題的出現在于設計前期工藝和公用沒有進行深入而細致的交流，缺乏溝通;造成工期和投資損失。

　　3可施工性問題評價

　　將上一節的可施工性問題按照產生原因及影響進行分類可施工性問題產生的原因涉及工程建設參與各方;而可施工性問題的影響設計工程的.全生命周期。其中，業主對總體目標宣貫不明，引起的損失最大，且影響面極廣;設計方輕視探求業主目標、忽視設計方案的審視、降低圖紙細節的管理及缺乏專業溝通對后期施工的影響最大;而施工方在施工前沒有設計施工方案，沒有照顧施工細節，忽視可施工性審查，引起不必要的損失，不過其影響范圍小，容易補救。由上述分析可知，設計方在整個建設階段起承上啟下的作用，應深入分析設計方。多數研究者將可施工性問題簡單的分為第一類可施工性問題和第二類可施工性問題。第一類可施工性問題是指由于設計質量問題引起的難以施工或不便施工的問題;第二類可施工性問題是指由于項目總進度計劃、總平布置或總體施工方案等引起的難以施工問題［2，9-10］。嚴玲［11］和F．Wong［1］將可施工性問題按照設計階段進行劃分。筆者按此思路將可施工性問題列于表2，結合表1可知，方案階段容易產生第二類施工性問題，業主的工程目標、咨詢方的能力以及設計部門的溝通和方案能力對此影響較大。施工圖設計階段，設計師在繪制圖紙時不注意圖面質量、細節則容易產生第一類可施工性問題，對工程影響最小;但是如果專業間不注意溝通，也能產生第二類可施工性問題，引起很大的損失。而在初設階段，兩類問題都會產生;如果不注意技術方案細節，則容易產生第一類可施工性問題;如果不注意建設當地信息收集，不注意與業主之間的溝通交流則容易產生第二類施工問題。

　　4加強可施工性措施

　　針對以上可施工性問題的分析，現有傳統承發包模式下，設計方可以通過以下幾點增強設計成品可施工性要求:(1)知識管理。以部門為單位，針對以往項目的全壽命周期，分析可施工性問題;并按照設計階段和問題性質，對可施工性問題進行分類;形成部門文件庫，部門成員隨時學習。(2)組織生產人員。對生產人員普及可施工性審查內容及意義，并開展可施工性審查。安排有豐富施工經驗的人員參與整個設計周期，并擔任可施工性審查主要負責人，進而培養復合型人才。(3)主動獲取。要求工程師主動搜集建設當地的工程建設經驗，了解建設環境;要求工程師加強與業主的溝通，了解業主目標。(4)反饋機制。施工時，各專業應設置聯絡專員，對施工配合全權負責，了解施工進度，配合解決施工問題，并搜集可施工性問題豐富部門文件庫。

　　5結論

　　本文通過實際工程案例，對設計施工過程中的可施工性問題進行了匯總，從產生原因、影響范圍及工程建設參與方等角度進行了分析，論證了設計成品的可施工性要求，是未來提升設計品質的重要方面:(1)可施工性問題的產生原因涉及工程參與各方，可施工性問題的影響范圍涉及整個建設周期以及運維，需要各方在各個階段積極溝通、協調配合才能有效的減少可施工性問題。(2)可施工性問題大部分可以在設計階段避免，所以設計企業應結合自己的優勢，聯合業主著力注重成品的可施工審查。(3)針對本次發生的可施工性問題，提出了設計企業利用自己的人才優勢，從知識管理、生產人員組織、主動獲取及反饋機制等方面提高成品的可施工性要求。

　　參考文獻

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