韩亮，宋康康，李勇伟，刘星宏

（中电建路桥集团西北基础设施建设有限公司，陕西 西安 710000）

1 引言

总平面布置反映了施工现场资源的分布情况，对工程施工有一定的指导作用。科学合理的总平面能够有力的保障工程的顺利开展，并且能够减少周转、节约成本、促进建筑行业健康发展。许多学者对此进行了一些研究。宋明健等介绍了施工总平面布置的基本原则，全面阐述了施工面布置的影响因素，结合实例施工总平面规划布置、原则和考虑因素进行了应用。孙晓阳等依托泰州万达广场项目探索其总平面管理的经验、思路、方法、途径，在工程实践的基础上对该项目的总平面布置和管理的原则及布置步骤和要求进行了探讨，取得了较好的经济效益。赵云辉等将基于BIM和物联网的数字孪生技术应用于施工总平面布置，较好地实现了现场的动态布置及管理。

随着房屋建筑施工的不断发展，工程施工现场的平面布置需要考虑的因素越来越多，场地周边环境越来越复杂，对房屋建筑工程施工总平面布置及管理有待进一步的完善和研究。

2 工程概况

车张佳园项目位于西安市沣东新城行政辖区内，位于天台路以东、征和四路以北、征和五路以南（见图1）。规划净用地约9hm（135亩），总建筑面积约42.2万m²，用地性质为居住用地。其中地上建筑面积约28.5万m²，包括住宅241609.36m，商业 32680.68m，配套公建 5906.59m，幼儿园 4617.58 m；地下建筑面积13.7万m²，包括地下车库110710.7m，地下设备用房 5510.7m，地下人防10764.2m，其他部分10255.9m。

图1 车张佳园总平面图

3 施工总平面整体部署

土方开挖完成后进行塔吊位置布置，塔吊位置宜选择在主楼外车库独立基础间隙处，标高±0.00以下钢筋、木工加工棚设置在主楼外车库底板上，且不得影响临时道路，车库施工由东南向西北倒退施工。待±0.00完成后且车库顶板混凝土强度达到要求后，再按照施工总平面布置图（见图2）布置钢筋、木工加工棚和施工道路。

图2 施工现场总平面布置

3.1 现场材料堆放

施工现场设钢筋堆放区与加工区、木料堆放区与加工区、砂浆搅拌区及其他材料堆放区。钢筋原材料堆放区、砂浆搅拌区尽量沿道路布置，方便建筑材料装卸。由于钢筋堆放区、砂浆搅拌区荷载较大，且置于地下车库顶板上部，故在此类材料堆放区下部铺设10mm厚钢板，增大地下车库顶板受压面积，同时该区域范围内地下车库模板支撑体系采取加固措施。

3.2 现场临时建筑设施

办公区设在施工现场西侧红线内，对办公用房进行内外装饰装修，达到标准化现场办公的条件，办公室按标准悬挂标牌。生活区紧邻办公区北侧设置，设职工宿舍和灶房、餐厅、浴室、卫生间等。职工宿舍为二层彩钢活动房，灶房、餐厅为单层彩钢活动房。现场设置混凝土标养室、门卫、配电室等。施工现场设置密闭式垃圾收集棚，生活垃圾和生产垃圾分类堆放，并做到当日清理。按照施工总平面布置图，搭建临时设施，硬化临时施工道路和材料堆场，以及给水、供电线路敷设工作，做好现场各种标语与警示牌。场区内设置4.5m宽200mm厚C20混凝土环形场区道路，两侧设置排水沟，消火栓设置在路边，满足消防要求。

现场设置了办公区、临时医疗站、厕所、门卫室、配电室、钢筋加工棚、木工加工棚、库房等，在塔吊覆盖范围内的上方均按要求搭设双层安全防护棚。

3.3 施工用水

根据施工总平面图及施工总部署，结合现场实际情况，施工现场无法设置生活区，故施工用水计算时不考虑生活区用水量。本工程现场用水主要分施工用水及消防用水。施工现场施工用水主要分砌筑用水与混凝土养护用水，混凝土浇筑高峰期处于地下室工程施工过程中，按高峰期每班混凝土浇筑量500m计算，大于主楼主体工程每班混凝土浇筑量160m与砌筑工程每班100m同时施工的用水量。故按地下室工程施工过程中用水量计算现场用水量，计算如下：

①现场施工用水量（q）

以高峰期作为最大日施工用水量，计算公式如下：

q=K∑Q×N×K÷(8×3600)

式中：K＝未预计的施工用水系数，取1.05

K＝施工用水不均衡系数，取1.5

Q＝每班计划工作量

混凝土8小时内浇筑量500m（自然养护）。每立方米混凝土养护耗水量以300L/m计，每立方米砖砌体耗水量以180L/m计。

q=1.05×(500×300)×1.5÷8÷3600≈8.2L/s

②消防用水量（q）

施工现场在250000m以内，故施工现场消防用水量取10L/s。

③施工现场总用水量（Q）

因q=8.2L/s＜q=10L/s

故Q=q+q/2=10+4.1=14.1L/s

故按实际计算用水量记取。用水管径d=√(4×Q÷(π×v×1000))

式中：d——配水管直径，m

Q——耗水量，L/s

V——管网中水流速度，取1.5m/s

d=√(4×14.1÷(3.14×1.5×1000))=0.109m

故施工现场用水主管为De125的PE管给水管。

3.4 施工用电

施工现场设三个一级配电，1号1级配电总功率458.67kVA，为生活、办公区、1-1、1-2、1-9、1-10、1-11楼及其施工电梯、塔吊、1号钢木加工棚、2号钢木加工棚供电；2号1级配电总功率463kVA，为1-3～1-8号楼及其施工电梯、塔吊、钢筋、木工加工棚供电；3号一级配电总功率425.5kVA，为2-1～2-5号楼及其施工电梯、塔吊、钢筋、木工加工棚供电。三个一级配电用电功率基本相等，用电设备集中、均衡布置。

P＝1.05×(K×∑P/COSφ＋K×∑P＋K×∑P)

式中：K、K、K——需要系数（取K=0.5、K=0.5、K=0.8）

P——电动机额定功率（kW）

P——电焊机额定容量（kW）

P——照明用电（kW）

COSφ——功率因数（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

施工现场用电设备尽量集中、均衡布置，用电区域内设有材料加工区时，根据总平面布置图及设备投入情况进行分析计算，得知施工现场 4#、7#、10#、11#、17#二级箱为最大的一路其用电总功率均为 187kW。2#、3#、9#、12#、13#、16#、18#二级箱为最小一路其用电总功率均为122kW。

用电功率大者计算电流为：

I=0.6×187×1000/√3×380×0.75

=227.30A

用电功率小者计算电流为：

I=0.6×122×1000/√3×380×0.75

=197.72A

故总配电室至各用电功率区域电缆均采用VV3×95+2×50电缆，钢管保护敷设。办公、生活营地总功率按150kW考虑。

计算电流为：I=0.8×150×1000/√3×380×0.75=243A

故总配电室至办公营地电缆采用VV3×120+2×70铜芯电缆。

现场用电线路布置现场设总配电室三个，电源由建设单位指定临电接驳点接入并挂表计量。根据施工总平面布置图，分19路由总配电室敷设至各用电区，施工区用电量采用VV3×95+2×50铜芯电缆。办公、生活营地用电设单独回路。总配电室至二级箱所有回路均沿地下室顶板下敷设，楼层内施工用电就近由二级箱沿电井敷设引入，每两层楼设一个楼层总箱，楼层内用电设备开关箱电源由楼层总箱接入。

4 基于BIM的施工现场资源优化管理

采用BIM技术可以对施工现场的平面布置进行组织优化，对材料的堆放、建筑机械运输的布置以及临时建筑的搭建进行更为合理的安排。此外，根据施工现场实际情况构建的BIM模型能够对工程量进行统计，通过结合施工进度要求对施工人员和施工机械的安排进行更为科学的组织和管理。具体包括以下内容：

①现场材料的堆放：通过使用BIM模型对现场的工程量进行统计，对施工机械和施工楼栋的相对位置关系进行分析，合理安排出施工各个阶段材料堆放的空间大小以及堆放位置，保障工程的施工进度。

②临时建筑的布置：对施工现场的临时建筑进行模型构建（如图3），科学规划出利于现场施工的临时建筑的占地面积及位置。

图3 现场临时建筑模拟图

③建筑机械运输的布置：通过4D施工模拟施工进度，对塔吊的安装及拆除、塔吊的施工半径以及塔吊的高度变化进行分析，合理安排施工机械的进出场以及施工范围。结合各阶段的工程量以及施工电梯的运载能力，计算出每日需完成的工程量，保障工程的顺利进行。

通过BIM的4D技术依照施工场地的布设方案进行建模，对工程现场的项目管理效率进行了提升并减少了现场施工风险，从而达到了优化施工现场资源的管理。

5 结论

①施工总平面布置贯穿于整个项目过程中，施工场地的布设对项目的开展意义重大。在房屋建筑工程现场布置中，应结合施工场地的实际情况按照紧凑合理的布置原则对施工现场的材料堆放、临时设施、施工用水、用电等进行布置设计，提高施工现场布设的合理性及科学性。

②为对现场布置管理进行优化，利用BIM的4D技术建立模型，对施工平面组织、材料堆场、现场临时建筑及运输通道进行了模拟，调整建筑机械等安排，为现场的平面布置提供了优化依据。