第3章--工程管理的“四个平台”体系

第3章工程管理的“四个平台”体系本章主要讲述建设工程管理的最基本的“四个平台”体系。通过本章学习，应达到以下目标：(1)掌握工程技术平台、经济平台、管理平台以及法律平台体系；(2)熟悉“四个平台”之间的联系；(3)理解“四个平台”之间的相互融合关系 知识要点 能力要求 相关知识 工程技术平台 (1)工程技术体系的基本内容；(2)工程结构、材料、施工；(3)工程中的基本技术要求 (1)工程材料；(2)工程结构；(3)工程施工 经济平台 (1)技术方案的选择与 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 ；(2)工程项目的适用性； (1)技术方案的选择；(2)财务效益与国民经济效益 管理平台 (1)预定的目标分解成具体的操作指南；(2)对人员与资源进行组织来完成工程 (1)管理与协调；(2)事前、事中和事后控制；(3)偏差纠正 法律平台 建设法规体系的基本框架 法律、行政法规、部门规章和地方性法规、地方性规章工程技术平台、工程结构、工程材料、工程施工；经济平台、工程项目的经济性、工程项目的适用性；管理平台、事前、事中和事后控制、偏差纠正；法律平台、法规体系。引例悉尼歌剧院和设计者的荣辱悉尼歌剧院是唯一设计师在世时就被评选为世界文化遗产的建筑。1956年，澳洲政府发布了向海外征集悉尼歌剧院设计方案的广告。丹麦37岁的年轻建筑师约恩·伍重提交了一个设计方案。评选团专家之一，芬兰籍美国建筑师埃罗·沙里宁看到这个方案后，认为其造型新颖奇特，外形宛如一组扬帆出海的船队，也像一枚枚屹立在海滩上的大贝壳。沙里宁对此欣赏有加，并力排众议，在评委间进行了积极有效的游说工作。虽然伍重的方案早在初评中就已被淘汰，但是在沙里宁力荐下又起死回生，最终击败所有231个竞争对手脱颖而出。按伍重后来的解释，他的设计理念既非风帆，也不是贝壳，而是切开的橘子瓣，但是他对前两个比喻也非常满意。1959年，歌剧院正式破土动工。然而，伍重参加设计竞赛的方案过于简略，且反潮流的风格对传统的施工方案提出了尖锐的挑战，工程陷入了一系列的技术及经费的难 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 之中。例如起初设想那些巨大的壳片可以是钢筋混凝土整浇壳体结构，经过深入研究后发现，无法制作变曲率的模板并保证不变形，只能将每一个壳片划分为一条条钢筋混凝土的肋券并分段预制，然后才能组合成整体。为了减少施工的难度，又将全部壳片改为同样的曲率，使每一个壳片都相当于假想半径为76米的圆球表面的一部分。最后，10块贝形尖顶壳由2194块、每块重15.3吨的混凝土预制件拼成。为研究和设计这些壳片的结构，用去8年时间，施工也费时3年多。经过15年的艰难曲折，歌剧院终于在几度搁浅后，于1973年建成竣工。工程预算700万美元，实际费用达12000万美元，是预算的15倍。完工后的歌剧院建筑引来了世人的好评，英国女皇伊丽莎白二世亲自为其落成剪彩揭幕。这座建筑长183米、宽118米、高67米，贝壳结构外表覆盖着105块白色和奶油色的瓷砖。音乐厅、歌剧厅连同休息厅并排而立，各由4块巍峨的大壳顶组成，其中3块壳顶面海依抱，1块背海屹立，与周围的海上景色浑然一体，富有诗意，被誉为一件杰出的艺术品，成为世界各地旅游者和艺术家们向往的地方。它已经成了悉尼的骄傲、澳大利亚的象征。约恩·伍重并没有亲身感受到歌剧院落成的喜悦。事情的发展如同一场精彩的戏剧，落幕时赢得了满场喝彩，观众鼓掌欢呼时，却发现谢幕的主演换了一张陌生的面孔。1965年，支持歌剧院工程的澳大利亚工党政府在大选中失利下台，新上台的自由党政府指责前任政府“不惜巨额财力建一个世界上最大的歌剧院是奢侈和浪费”，拒绝为工程追加新的预算，并终止了与约恩·伍重的合同，他于1966年愤然辞职回国，当时工程才完成不到四分之一，余下的工程是由三名澳大利亚建筑师完成的。约恩·伍重从未亲眼目睹竣工后的悉尼歌剧院，至2008年逝世也没有再踏上澳洲的土地。对他个人来说，悉尼歌剧院不能不说是一出悲剧。3.1建设工程“四个平台”体系概述3.1.1建设工程管理“四个平台”体系结构建设工程管理教育是为社会培养具有土木工程技术、经济、管理、法律等基础知识和专业知识，能够从事项目全过程、全方位和全要素管理的复合型高级管理人才。建设工程管理的课程是跨学科的综合性课程，该课程把工程技术内容和管理知识以及相关经济和法律知识有机地结合在一起，其独特的教学内容是其他课程不能替代的。其平台课程包括工程技术平台课程、经济平台课程、管理平台课程、法律平台课程。作为工程管理者要取得“1＋1＋1＋1＞4”的效果，必须将以上四个方面的知识有机地结合起来。所以建设工程管理专业不仅要求学生有广阔的视野，更应该要求从事该专业教学的教师有广阔的视野，要求教师首先融会贯通以上四个方面的知识，而不是仅仅局限于自己狭窄的知识领域。以建设工程施工阶段的管理工作为例，要做好施工管理工作不仅要掌握施工方法和工艺流程等技术，以便能够对施工 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 进行合理的安排与控制，而且还应掌握对项目进行计划、组织、协调、控制等的管理工作，除此之外，还需要掌握经济和法律方面的知识，以便能更好地进行投资控制和合同管理等。只有全面、系统掌握了这四个方面的知识，才能在日常的施工管理工作中做到游刃有余。下面将对工程建设全寿命周期的几个阶段的知识体系进行分析。建设工程管理的平台体系分为四个子体系，每个子体系都是非常重要的，且它们相互间也有着十分密切的联系。同样，要做好建设工程管理工作也需要这四个方面的支撑。3.1.2构建建设工程管理“四个平台”体系的必要性在上节中已经介绍了建设工程管理的“四个平台”体系，本节将从工程实际出发介绍建设工程管理“四个平台”体系的必要性，下面将分别介绍工程技术平台、管理平台、经济平台以及法律平台的必要性。(1)工程技术平台的必要性工程技术平台主要是回答“怎么去做”工程，也是建设工程管理的基础与核心。除此之外，把施工图纸变成宏伟蓝图和在工程建设过程中采取的技术方法与手段以及满足工程要求的技术性能等都离不开工程技术的指导与支持。因此，要完成工程就必须对各项工程技术有很好的掌握。工程技术又分为工程结构、工程材料和工程施工等部分内容。(2)管理平台的必要性管理平台主要是回答“怎样去实现目标”，也就是通过管理手段来实现工程的目标，具体的手段是计划、组织、协调与控制。由于工程项目的复杂性，所以必须有强有力的管理才能保证工程建设顺利实施，最终实现工程建设的目标。工程从构思开始到建设完成，有许多工程专业活动和管理活动。工程建设是由成千上万个工程专业活动和管理活动构成的过程。这些活动有各种各样的性质，要取得一个工程的成功，必须按照工程的目标，将各个活动通过计划合理的安排，从而形成一个高效、有序、协调的过程，才不致出现混乱。并且还应在计划的实施过程中不断地检查与控制，及时对出现的偏差进行修正。这一切都是管理的工作内容，因此管理工作在工程建设过程中是非常重要的。(3)经济平台的必要性经济平台主要是回答“怎样做更合理”，也就是选择什么样的技术方案能使工程项目的经济效益最好。经济效益包括财务效益与国民经济效益。工程项目的目标不仅追求工程按时建成和运营，实现使用功能，而且还要取得相应的经济效益。从工程的构思开始，经过工程建成投入运营，直到工程结束，人们面临许多经济问题。工程技术的选择、工程的融资方案、工期安排都会对工程的建设成本(投资、费用)、工程的质量、进度等产生影响，进而会影响工程的经济效益。工程经济又分为工程项目的经济性与适用性。(4)法律平台的必要性法律平台主要是回答“依据是什么”，也就是在工程建设的各个领域都必须以法律法规为依据。由于工程建设具有投资额大、持续时间长、结构复杂、多方参与主体以及存在较大的不确定性的特点，工程建设承担着很大的社会责任和历史责任。特别是在工程建设的实施过程中，需要多方参与主体(如建设单位、设计单位、监理单位、承包商、分包商、政府监督机构)密切配合才能完成工程任务，而多方参与主体共同完成工程任务的前提基础就在于以法律作为各方行动的准则。因此，为保证工程的顺利进行，保护工程相关者各方面的利益，必须要有强有力的法律作为保障。3.2工程技术平台技术是根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种生产工艺、作业方法、操作技能、设备装置的总和。当今社会，科学技术对社会经济发展有着巨大的、深刻的、全面的影响。近半个世纪以来，随着科学技术突飞猛进地发展和科技成果的广泛应用，不仅社会生产力以前所未有的速度发展，而且科学技术已渗透到包括建筑工程领域在内的社会生活的各个领域。“工程技术”在建设工程管理中占有十分重要的地位，是区别建设工程管理与其他管理类学科的突出标志。建筑是建筑物和构筑物的统称。具体而言，供人们进行生产、生活或其他活动的房屋或场所称为建筑物，如住宅、医院、学校、商店等；人们不能直接在其内进行生产、生活的建筑称为构筑物，如水塔、烟囱、桥梁、堤坝、纪念碑等。建筑从根本上看由三个基本要素构成，即建筑功能、建筑物质技术条件和建筑形象，简称“建筑三要素”。与大多数形式和功能较为单一的产品不同，建筑要表现空间形式，同时它又被感受为一种总体环境。建筑产品往往既是综合的，又是具体的；它既有固定的形体，又具有无形的综合影响力。3.2.1工程基本结构建筑物存在的基本条件是能够承受作用其上的各种荷载而不破坏或影响正常使用。例如房屋除了抵抗自重作用外，还要抵抗设备、人群荷载，风、雪荷载和地震作用。工程结构必须满足外部荷载的需要，它通过不同的应力状态或变形行为承受外部作用，将其所承受的荷载传至其支承结构，再传至基础，通过基础传至地基。工程结构分析的基本原理可以概括为分解、简化、组合三个过程。通过分解，工程结构体系都可以转化为板、梁、柱、拱等简单的基本结构体系，把三维的结构构件尽量转化为二维、一维或者更为简单的受力形式以便加以组合，形成完整的可知的体系。合理地运用技术方法，可以使工程在结构上不断优化，从而使工程整体达到理想的效果。当今世界出现了大量结构与建筑美观相结合的优秀建筑，“力”与“美”的结合在这些建筑中得以良好的体现。土木工程的基本结构形式有以下几种：板、梁和柱结构；拱结构；桁架结构；框架结构；钢结构。本节主要沿着历史介绍各种结构的发展脉络，中间穿插材料、高度、受力诸角度。此外，还将介绍施工技术发展的进程。1.19世纪房屋结构的发展(1)金属结构的崛起土木工程在结构上取得革命性突破，往往在于新材料的应用。近现代结构工程的开启，可以归于金属材料首次成为房屋结构主体材料，改变了西方世界长期以砖石为主结构材料的面貌。水晶宫与铸铁结构的建设是世界结构工程界的一个里程碑事件。1849年，当时的英国经过工业革命，国力大增，拥有从亚洲到美洲、大洋洲广袤的殖民地，号称“日不落帝国”。军事上击败了欧洲的拿破仑法国和东方的清帝国，成为世界上头号强国。为展示其进步和繁荣，倡议举行一个文明世界的万国博览会(准确名称是伦敦万国工业产品大博览会，即现在的世界博览会)。为筹备博览会，英国于1850年7月宣布成立一个建筑委员会，开始征集博览会建筑设计方案，共有254个设计方案应征，这些方案大多沿用传统的砖石拱结构，外表庞大而室内狭小，均无法满足博览会要求。官方无奈地从中认可了其中一个方案，也被指连其所需的1500万块砖石也无法赶制，世博会似乎要流产了。眼看“山穷水尽”之时，一个名为约瑟夫·帕克斯顿的园艺师却带来了“柳暗花明”，他曾经受莲叶背面有粗壮的径脉呈环形纵横交错的启发，用铁栏和木制拱肋为结构，用玻璃作为墙和屋面，为朋友搭建了一个新颖的温室。他根据建造这种植物温室的原理，提出了一个全铸铁结构的展馆设计方案——水晶宫，水晶宫结构沿用拱结构形式，其铸铁主肋有点类似哥特教堂的六分拱，但拱顶非尖拱顶而是半圆形拱顶，并增加有一条脊肋。委员会认为，该方案结构骨架采用铸铁构件拼装而成，建筑结构新颖、简洁明快、建筑构件可以工厂预制，建成后的建筑本身就是工业文明的绝佳展示，施工快捷、布展面积大、基础荷载小、成本低廉，因而被委员会采纳。图3.1英国水晶宫图3.2巴黎埃菲尔铁塔展览馆建于伦敦海德公园内，建筑宽约124米，长约564米，共5跨，高3层，建筑面积约7.4万m2，相当于梵蒂冈圣彼得大教堂的4倍，大部分为铸铁结构，全部支柱的截面积只占总建筑面积的1%，共用去铁柱3300根，铁梁2300根，玻璃9.3万m2，9个月全部完工，成为当时世界上最大的单体建筑。外墙和屋面均为玻璃，整个建筑通体透明，宽敞明亮，故被誉为“水晶宫”。1851年5月1日伦敦世界博览会开幕，来自世界各地的600万参观者都异口同声地赞扬金属架玻璃形成的广阔透明空间、不辨内外、目极天际以及莫测远近的气氛。这种特色是任何传统建筑所达不到的境界，无人不欣赏这一奇观。水晶宫在新材料和新技术的运用上达到了一个新高度，实现了形式与结构、形式与功能的统一，向人们预示了一种新的建筑美学质量，其特点就是轻、光、透、薄，开辟了建筑形式的新纪元。有人描写在水晶宫里的感觉如同“仲夏夜之梦”，清朝官员张德彝在参观后曾形容说：“一片晶莹，精彩眩目，高华名贵，璀璨可观。”相信是贴切精当的描写！约瑟夫·帕克斯顿因为水晶宫设计而被女王册封为爵士。分析帕克斯顿成功的原因，应该说，维多利亚时代英国雄厚的工业实力为其方案的实现提供了基础，1850年，英国的钢铁年产量达到了250万t，以往全铸铁的结构只用在为实现跨度而不得不用铁的桥梁，现在终于开始大规模应用在房屋结构上了。另外，传统的建筑师习惯于自己的职业经验，往往在不知不觉中因循守旧，对新事物反应迟钝，从这个角度说，帕克斯顿在建筑业上的外行恰恰帮了他的忙。水晶宫几乎成为永久建筑。1852年，其被移至肯特郡的塞登哈姆重新组装，1866年历经一次火灾后修复，1936年再次失火后彻底被毁。历经水晶宫的成功后，铸铁结构此后一发不可收拾，在欧洲被广泛用于火车站等需要较大公共空间的建筑。埃菲尔铁塔虽然不属于房屋范畴，但是其在结构上的地位如此重要，是世界建筑史上具有划时代意义的伟大建筑。1884年法国政府为了庆祝1789年法国大革命100周年，决定举办世界工业博览会并兴建一座纪念建筑。当时参加这一建筑设计竞赛的方案有700多个。评委最后评定：法国埃菲尔公司设计的铁塔完全符合要求。埃菲尔公司的老板亚历山大·古斯塔夫·埃菲尔是从事金属建筑研究和建造的著名工程师。1876年美国建国百周年时法国政府赠送的礼物——纽约自由女神像，其中的金属骨架就是埃菲尔的杰作。当法国大革命百年纪念物竞赛征稿时，埃菲尔本人忙于一座金属铁路桥的事物，将竞标之事委托下属，其公司里两位年轻人拿出了一个创意方案——铁塔。起初该方案埃菲尔本人并不看好，但由于没有其他更好的替代品，只能以之提交评委会，不料被一举选中。埃菲尔与两位年轻人达成协议，以博览会所付工程款的百分之一作为交换条件，换取两位年轻人创意的署名权，此后的设计由埃菲尔完成。埃菲尔为铁塔安装提供了1700多张施工图，还为生产厂家提供了3000多张加工图。铁塔于1887年11月26日动工，于1889年3月31日竣工，历时21个月。塔原高300米(1959年在塔顶增设天线后增至320.7米)。除了4座塔墩是石砌的外，塔身全为钢铁结构，重达7000多吨。整个铁塔的大小钢铁构件共有18038件，全靠250万只铆钉铆成一体。铁塔底部有4条向外撑开的塔腿，在地面上形成每边长100米的正方形。塔腿分别由石砌墩座支起，地下有混凝土基础。整个塔身自下而上逐渐收缩，形成优美的轮廓线。在距地面57、115、276米处分别设置平台。平台由巨大的钢桁架梁支撑，自底部到塔顶的步梯共有1710踏步。建塔时安装了以蒸汽为动力的升降机，后改为可容50～100人的大电梯。步入平台，整个巴黎尽收眼底。天气晴朗时，从第三层平台上可以远眺80公里以外的自然风光。埃菲尔铁塔成为继埃及金字塔之后人类完成的最高建筑，落成之日，埃菲尔骄傲地向世人宣称，世界上只有法国的国旗具有300米高的旗杆。(2)钢筋混凝土结构的诞生19世纪土木工程界的另一项革命性突破是钢筋混凝土结构的诞生和发展应用。钢筋混凝土是其中埋置有钢筋或钢丝网的混凝土结构。1824年水泥发明后，人们发现水泥混凝土承受压力的能力非常高，而抗拉、抗裂能力非常差。第一个试图用钢铁材料改善混凝土性能的是法国花卉商莫尼尔(JosephMonier)。1849年，他开始用水泥覆盖钢丝网制造水盆和花盆；但因为对力学知识的缺乏，他最初是把钢丝网放在截面的中央，没有让钢丝处于抗拉的合理位置，后来他对错误的做法进行了改进。1867年他在巴黎展览会上展示了他的改进做法并取得在混凝土内放上纵横铁条的专利权：铁条承受张力而混凝土则承受压力。这一方法一直沿用至今。莫尼尔等人的钢筋混凝土在用于结构时是以梁、板等构件形式制作，然后再组装使用。纵观19世纪，房屋建筑技术方面取得的主要成就，除了铸铁、钢铁和混凝土成为重要的结构材料之外，还在地基基础工程、配套建筑设备、房屋发展到高层结构等方面取得了突破进展。结构形式方面出现了钢桁架、钢拱架、钢铁框架、钢筋混凝土框架等。应该说明，高层建筑在当时主要建造于美国，集中于芝加哥地区，后来发展到纽约。而欧洲出于对自己千年传统的尊重，当时是很少发展新式高层结构的。埃菲尔铁塔的建造在当时也引来一片反对声，例如法国著名的作家莫泊桑就声称如不拆除铁塔就将流亡国外，可见保守的欧洲对现代高层建筑的态度。2.20世纪房屋结构的发展(1)钢筋混凝土结构的发展如果说19世纪钢筋混凝土结构仅仅是崭露头角，那么进入20世纪，混凝土则替代砖石材料成为工业与民用建筑的主要用材。钢筋混凝土也拓展了其能力和应用领域。混凝土结构取得巨大突破首先表现在其跨度的增加和发明预应力混凝土。1916年，处于第一次世界大战中的法国在Orly地区用钢筋混凝土修建了一个大跨度的飞艇库，为达到跨越大空间的目的，只能采用使混凝土接近完全受压的拱券结构形式。构成飞艇库的拱券跨度达到96米，高度达58米，这是钢筋混凝土房屋达到的前所未有的跨度。上述飞艇库的设计者是当时被法军征召担任军队土木工程师的奥杰恩·佛莱辛奈(EugeneFreyssinet)。此人一生在混凝土结构领域贡献多多，其中最大的贡献是发明了预应力混凝土。预应力混凝土的发明源于人们对混凝土结构跨度的不懈追求。钢筋混凝土梁具有带缝工作的特点，混凝土受拉开裂后，钢筋混凝土梁的刚度(抵抗变形的能力)下降幅度非常大，所以钢筋混凝土梁式构件跨越空间距离的能力非常有限。20世纪20年代，从军队退役的佛莱辛奈继续他的土木工程师生涯，致力于完成使梁式混凝土构件免于受拉开裂的设想：给混凝土施加预压应力。在研究中，他确定了两个基本问题：①混凝土的收缩徐变对于预应力损失值有巨大影响，并得出徐变的初步规律；②为了有足够富裕的预应力值来抵消各种原因的预应力损失，必须采用高强度材料和高预应力。基于这种认识，他创造出了能在混凝土中建立有效的预应力的方法。1928年，佛莱辛奈将混凝土徐变理论系统化之后申报了专利。所以，许多史料把这一年称为预应力混凝土发明的时间。佛莱辛奈在预应力混凝土桥梁方面做出了许多杰出工作，是预应力混凝土的主要先驱，甚至被誉为预应力混凝土之父。预应力混凝土出现后，在混凝土跨越大空间的场合，例如桥梁、高层建筑的楼盖等，以及需要防止混凝土受拉开裂的场合，例如水池、筒仓等，都会使用预应力技术。钢筋混凝土的设计理论也在20世纪上半叶取得巨大突破。钢筋混凝土出现后直到20世纪初，钢筋混凝土结构的设计计算一直按照弹性理论进行，既不考虑混凝土开裂也不考虑截面上的塑性，依据材料力学的方法分析截面应力，认为截面上任意一点的应力达到某一允许应力，构件即告破坏，因此，允许应力的确定非常关键。直到20世纪30年代，苏联著名的混凝土结构专家格沃滋捷夫提出了考虑混凝土和钢筋塑性性能的破坏阶段设计法。以梁为例，该理论认为当受拉钢筋进入屈服阶段后可以持续变形，混凝土受压应力也可以进入塑性阶段，梁可以持续承载一直达到梁的承载极限。以梁达到承载极限时截面上的应力分布作为梁的设计依据。1938年，苏联颁布了世界上第一部按照破坏阶段设计钢筋混凝土的规范。1955年，苏联又颁布了更先进的极限状态设计法，它的设计思想是：钢筋混凝土结构应该按照不同的使用功能，取不同的状态作为极限状态(即设计的依据)。例如，如果结构是盛水的蓄水池，就要满足不漏水的功能，按照水池不裂要求，就应该取混凝土开裂作为其极限状态，设计计算就应该按照混凝土开裂时刻的截面应力分析进行。如果计算一块承担精密机床的钢筋混凝土楼板，由于考虑到楼板变形过大可能导致机床精密度下降，按照变形要求，可能就应该取钢筋应力达到屈服强度作为其极限状态。在房屋结构领域，极限状态设计法普遍为人们采用至今；而在某些领域，例如铁路桥梁，依然按照弹性理论设计。(2)摩天大楼的建造20世纪，结构工程取得的又一项杰出成就是摩天大楼的建造。摩天大楼在结构上就是所谓超高层结构。英文单词“skyscraper”中的“scraper”，是诸如擦窗器这样的刮、擦器具之意，故整个单词的原意是“擦拭天空”。那么摩天大楼究竟是什么时候出现的？考虑到1898年纽约建成19世纪最高楼为26层，接近百米的高度，而现在往往把30层楼高作为一个界限，可以认为，摩天大楼是20世纪初正式诞生的。在20世纪初，纽约曼哈顿地区出现了修建世界最高楼的竞赛。1908年，44层、187米高的大楼诞生于生产缝纫机的胜家公司；1911年就诞生了纽约都会保险公司大楼，其50层高达213米；1913年，零售业巨头伍尔沃思公司部分出于对早年向纽约都会保险公司贷款被拒的报复，建造了57层、高234米的大楼，从后者头上夺走了世界第一高楼的桂冠。下一个在结构高度上的里程碑是美国纽约帝国大厦(EmpireStateBuilding)。帝国大厦始建于1930年，矗立在纽约曼哈顿岛，俯瞰整个纽约市区，成为纽约，乃至整个美国历史上的里程碑。它能有这样的高度是美国两大汽车制造商竞争的结果。克莱斯勒汽车公司和通用汽车公司相互竞争，看谁能建最高的楼房。克莱斯勒大厦先于通用公司动工，后者决定奋起直追。通用汽车公司最初的计划是建一幢看上去低矮结实的34层大厦，后来经过16次修改，最后才采纳了“铅笔形”(pencilshape)帝国大厦方案，为迷惑克莱斯勒公司，建造前通用公司故意宣布大楼高度为“接近300米”。而实际上大厦共计102层，高度381米，这一高度上的记录直到1973年纽约世贸中心(110层，417米)落成才被打破。帝国大厦从方案确定到建筑落成不到两年时间。之所以能获得如此之高的建设速度，归功于采取了两项措施：首先，承包商采用了边设计边施工的作法，这种作法在当时非常前卫，在建筑物完整的设计图出炉之前先行动工，即下面的楼层开始架设结构时，建筑师连最上面几层楼的施工图都没有画好。其次，帝国大厦在结构上采用了钢骨混凝土这种结构形式，即型钢以铆拴连接成框架梁柱，再外支模浇筑混凝土，形成所谓钢骨混凝土结构，因为型钢组成的钢框架本身可承重，楼层的增高不必等待混凝土的强度生长，因此当时帝国大厦的建设速度是每星期建四层半，施工速度惊人。大楼安装了73部电梯，这些电梯的电梯间构成相对比较封闭的钢骨混凝土筒体，有很大的抗侧移刚度，筒体的外围是多圈框架柱，这种结构体系在高层结构中称为框架——筒体结构。图3.3世界八大著名建筑(从左至右)：帝国大厦、台北101、埃菲尔铁塔、多伦多电视塔、上海环球金融中心、迪拜塔、广州电视观光塔、自由塔整座大厦于1931年5月1日落成启用，造价比预计的5000万美元减少了10%，所用装饰材料包括5660m3的印第安纳州石灰岩和花岗岩，1000万块砖，730吨铝和不锈钢。帝国大厦迄今为止已存在了八十余年，其结构形式经受住了时间和灾难的考验。1945年7月28日，一架雾中迷航的美空军B-25轰炸机以每小时320公里的速度撞入帝国大厦78～79层，造成一个宽5.5米、高6米的大洞，并引发从第79层一直蔓延到86层的大火，造成13人死亡和26人受伤，但大楼巍然不动，说明帝国大厦的结构形式非常合理，钢结构外包裹的混凝土有效地起到了保护钢结构的作用。比较之40年后建造的世贸中心大楼，其采用全钢框架结构而没有外包混凝土，在2001年的9·11事件中被波音757客机撞击并引发大火，钢材在温度达到600℃时丧失承载力，结构终于被上覆的重量压塌，由此引发结构界对摩天大楼结构形式的反思。进入20世纪80～90年代，摩天大楼不再是发达国家的专利，一些二战后摆脱殖民地、半殖民地地位的新兴工业国家和地区为展示国家和地区经济实力，开始建造摩天大楼。马来西亚建造了著名的双子星塔楼，我国香港地区建造了国际金融中心大厦(二期)，台湾地区建造了台北101大楼，大陆地区也建造了上海环球金融中心和金茂大厦、深圳地王大厦等摩天楼。改革开放三十余年来，中国大陆地区经济高速发展，国力大增，已经成为国际上高层建筑和超高层建筑的最大市场。世界八大著名建筑摩天大楼参见图3.3。(3)大跨空间结构的发展在19世纪和20世纪初期，用结构跨越较大空间的手段是由平面桁架或平面拱架在一个方向上获得较大跨度。之所以采用平面结构，是因为空间结构计算复杂，当时人类的计算分析手段尚不能精确计算之。当计算理论和计算手段取得突破之后，人们越来越青睐于用空间结构解决问题。空间结构的卓越工作性能不仅仅表现在多向受力，而且还由于它们通过合理的曲面形体来有效抵抗外荷载的作用。当跨度增大时，空间结构就愈能显示出它们优异的技术经济性能。事实上，当跨度达到一定程度后，一般平面结构往往已难于成为合理的选择。图3.4穹隆结构穹隆是人类在古罗马时期就使用过的空间结构形式，其受力合理，只需要很少的材料就能实现大的跨度，但现代水泥混凝土发明之后，混凝土穹顶屋面并没有呈燎原之势，这主要因为其对模板的消耗太大，见图3.4。1957年，在古代穹顶屋面的诞生地罗马，又诞生了一座在世界土木工程界非常著名的穹顶建筑——罗马体育馆。该建筑实现了建筑与结构的完美结合，若干Y字形斜腿支撑着优雅的穹顶，此穹顶不是混凝土现浇完成，而是由预制的钢筋混凝土肋梁拼成复杂的相交曲线后再拼装盖板，穹顶内部构图非常优美。混凝土预制构件的可加工性毕竟不如钢材，而且相同重量的混凝土材料对强度的贡献也远小于钢材，因此，罗马体育馆这样的混凝土大跨结构并不普遍，空间结构更多地采用钢材，主要结构形式有网架、网壳、悬索等。(4)现代砌体结构与传统的砖石结构比较，现代砌体结构的面貌发生了非常大的变化。首先是砌筑材料不再限于砖石，各种空心砖和砌块成为材料的主体。更重要的是，砌筑方式也发生了巨大变化。为解决传统的砖石结构墙厚、抗震能力差的问题，现在国内外的砌体结构一般都会利用钢筋的强度和韧性。有的是空心砖内放置钢筋，砌筑之后在空心砖孔内浇筑细石混凝土。有的是在砌筑时砌出柱孔洞，放置钢筋后在孔洞内浇筑混凝土。我国的一般做法是将钢筋混凝土楼板与钢筋混凝土的圈梁、构造柱浇筑成整体，使得按照构造配筋的钢筋混凝土梁、柱在砌体结构中形成假框架结构。这样的砌体结构在地震作用下，即使出现裂缝和很大的变形，也不至于立刻垮塌，有机会让居民安全出逃。(5)现代木结构现代木结构的突出特点是用材的改变。从本书前面章节我们知道，传统木结构对木材要求很高，中国在清代粗大木材日渐稀少的情况下，木材粘合使用的概念初步形成。一些木柱用小尺寸仿木材料拼合，由牛筋熬制的有机胶粘接后，再用金属箍箍成一个整体的柱子。这样的木柱外表再用腻子和油漆装饰，从外观上看不出拼合痕迹。但是这种粘接拼合不能在垂直于木纤维的截面上进行，因此，木材纵向上有节疤等缺陷时无法截断粘接。而现代木结构广泛使用工程木产品(EngineeredWoodProduct)，包括层板胶合木、木基结构板材和结构复合木材。现代木结构呈现工厂化的趋势和特点。案例3.1重庆菜园坝长江大桥重庆菜园坝长江大桥(图3.5)是目前国内最大的公共交通和城市轻轨两用大跨度拱桥，为钢桁架拱结构，主跨420m，为中国第二大跨度拱桥，钢结构总重18000t。该桥结构形式采用中承式无推力钢管混凝土系杆拱桥，是集钢管拱、钢箱梁、钢桁梁各种新型桥梁结构形式和科技成果于一身的现代化桥梁，这种结构形式不仅在我国绝无仅有，而且在世界桥梁中也具有独特的地位。大桥于2007年10月29日建成通车。　　图3.5重庆菜园坝长江大桥　　　　　图3.6国家体育场(鸟巢)Y型混凝土钢构与提篮式钢箱系杆拱和钢桁梁组成，主跨420m，“公路＋轻轨”两用桥跨度居世界同类桥梁之首；主桥采用特殊智能化主动控制体系，确保主体结构施工的内力和稳定，该技术在国内是首次应用；独特的主桁体系和安装方法属全国首创，其中钢梁整体节段拼装，节段最大重量360t；Y型结构施工难度及支架工程规模，居全国之首；边侧孔钢桁梁安装支架难度和规模属全国第一；用于起吊的缆索吊机高达152m，从地面起算达202m，跨度达420m，规模居全国第一。案例3.2国家体育场“鸟巢”工程国家体育场“鸟巢”(图3.6)是2008年北京奥运会主体育场。“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱。它是由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师合作完成的巨型体育场设计，形态如同孕育生命的“巢”，它更像一个“摇篮”，寄托着人类对未来的希望。设计者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理，只是坦率地把结构暴露在外，因而自然形成了建筑的外观。“鸟巢”以巨大的钢网围合、覆盖着能容纳9.1万人的体育场，观光楼梯自然地成为结构的延伸，立柱消失了，均匀受力的网如树枝般没有明确的指向，让人感到每一个座位都是平等的，置身其中如同回到森林；把阳光滤成漫射状的充气膜，使体育场告别了日照阴影，整个地形隆起4m，内部作附属设施，避免了下挖土方所需的巨额费用。“鸟巢”是一个大跨度的曲线结构，有大量的曲线箱形结构，设计和安装均具有很大挑战性，在施工过程中处处离不开科技的支持。“鸟巢”采用了当今先进的建筑科技，全部工程共有二三十项技术难题，其中，钢结构是世界上独一无二的。“鸟巢”钢结构总重4.2万t，最大跨度343m，而且结构相当复杂，其三维扭曲像麻花一样的加工，建造后的沉降、变形、吊装等问题逐步解决，相关施工技术难题还被列为科技部重点攻关项目。3.2.2工程材料材料是构成建筑物的物质因素，其费用占工程投资的比例高达60％～70%。了解、掌握材料的基本性能、使用方法与造价，对保证工程质量、加强财务管理、历行节约、实现资源的优化配置、达到投资最佳效益，是十分必要的。但是在本书的学习阶段，则主要学习了解材料的划分、一般功能、与土木工程有关的一般要求，以及它们的一些历史渊源。土木工程材料的范畴可以非常宽泛，从夯土、水到金属，土木工程几乎无其不用，但是习惯上，人们还是更关注按照建筑物的使用要求，体现出具体形态和使用性能的材料。例如混凝土少不了使用水，但是人们更关注在建筑使用时体现出性能的混凝土材料，而不会把水列为建筑材料。材料依照其在建筑物上的使用性能，大体可分为：①墙体围护材料；②建筑结构材料；③建筑功能材料。1.墙体围护材料(1)黏土制品砖、瓦属于建筑用陶，中国最早的建筑陶器是陶水管。到西周初期又创新出了板瓦、筒瓦等。老百姓习惯上说“秦砖汉瓦”，其实，历史上是先有瓦后有砖的。中国最早的砖发现于陕西扶风云塘的西周晚期灰坑中，此类砖用于贴筑土墙表面，只起保护和装饰作用而无承重作用。砖的普遍使用在春秋战国时期，所谓“秦砖汉瓦”，指其开始制式生产的年代。从工艺上说，黏土砖、瓦是以黏土为主要原料，经过成型、干燥、烧制而成的墙体与屋面材料。烧制的燃料早期是柴草，现代主要用煤。黏土砖瓦制作简便，分为机制和人工制作两种，缺点是它与农争田，耗煤量也大。普通黏土砖外观形状为直角平面六面体。由于其生产耗能毁田，使用时墙体保温节能性能也不好，因此，国家规定在城市将其逐步淘汰，代之以黏土空心砖或砌块。(2)工业废料制品煤矸石黏土砖是在制作砖坯时掺入一定量的煤矸石，烧焙时矸石也能发出一定热量，可节约燃料，且节约黏土和堆放煤矸石的用地，因此，生产煤矸石砖是利国利民的好事。但是如果砖的运输费用过高，产品将不具有竞争力，生产煤矸石砖的砖厂应尽量靠近大量用砖的城市，故煤矸石砖厂一般只能建在产煤城市或靠近水运码头。砌块是一种新型的墙体材料，由砂、卵石和水泥加水搅拌后在模具内振动加工成型，或用煤渣、煤矸石等工业废料加石灰、石膏经搅拌、轮碾、振动成型后再经蒸养而成。黏土砖制作不仅毁田取土，且耗煤量大。砌块则不然，不但不须取土、不占耕地，而且消耗废渣，可以大大节约能源。砌块制作方便，设备简单，建厂投资少，由于砌块尺寸大，用砌块砌筑工效较高。(3)新型轻质墙体近年来应用较多的轻型墙板有泰柏板和压型钢板墙板。2.建筑结构材料(1)胶凝材料能由浆体变成坚硬的固体，并能将散粒材料(如砂、石等)或块、片状材料(如砖、石块等)胶结成整体的物质，称为胶凝材料。胶凝材料根据硬化条件可分为气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料。只能在空气中硬化，并且只能在空气中保持或发展其强度的胶凝材料称为气硬性胶凝材料，如石膏、石灰等。如果胶结材料在凝结硬化过程中，不仅能在空气中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，称为水硬性胶凝材料。这类材料主要是水泥，它的强度主要是在水的作用下产生的。在中国古建筑中，常用石灰作胶凝材料使用。在周朝已使用石灰修筑帝王的陵墓。从周朝至南北朝时期，人们以石灰、黄土和细砂的混合物作夯土墙或土坯墙的抹面，或制作居室和墓道的地坪。据史料记载：南宋乾道六年(1170年)在修筑和州城时，采用了糯米汁与石灰的混合物作胶凝材料；明代的南京城，其砖石城垣的重要部位即是以石灰加糯米汁作为灌浆材料。此外，在古建筑中常以血料—石灰和桐油—石灰等用作腻子。1824年，一个英国泥瓦匠约瑟夫·阿斯普丁通过反复试验，摸索出了用石灰石与黏土混合烧制成水泥的最佳配比，其产物硬化后的颜色与英格兰岛上波特兰地方用于建筑的石头相似，被阿斯普丁命名为波特兰水泥。经过申请，阿斯普丁获得了波特兰水泥的发明专利权。波特兰水泥就是目前应用最广泛的硅酸盐水泥。水泥是现代最重要的建筑材料之一，也是使用最广泛的人造胶凝材料。其或者与砂、水按照一定比例混合均匀构成砂浆，或者与砂、石子、水及其他掺合料按照一定比例混合均匀构成混凝土。目前我国是世界水泥生产第一大国，水泥产量接近世界总产量的50%，2010全年水泥产量达到18.7亿t。除硅酸盐水泥外，水泥按照成份还可分为火山灰水泥、矿渣水泥、硫铝酸盐水泥等。混凝土是目前世界上使用最广泛的人造材料，全世界混凝土的年产量达到60亿t，地球人平均每人1t多。美国的混凝土年产量达到美国人均2.5t；我国混凝土年产量达到我国人均近2t。普通混凝土由水泥、砂、石和水所组成。在混凝土中，砂、石起骨架作用，故称为骨料。水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥砂桨起润滑作用，赋予混合物一定流动性，以便于施工。水泥砂浆硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体，混凝土形成强度。混凝土之所以为人类所青睐，除了其像石材一样耐久和能保证相当高的强度外，主要原因之一是它的可塑性，它几乎可以按照人类的要求塑造成任意形状。而要保证其可塑造性，就要求混凝土在施工阶段具有相当的流动性。混凝土拌合物经硬化后，应达到规定的强度要求。混凝土的抗拉强度比较低，通常只有抗压强度的1/8～1/10，所以混凝土适合于承压而不适合直接承拉。一般说的混凝土强度，指的是混凝土抗压强度。现代混凝土普遍由专门的商品混凝土搅拌站配制，混凝土在搅拌楼中搅拌，然后出料装入混凝土搅拌车。搅拌车将混凝土运送至工地，运送过程中不断搅拌以免混凝土凝结硬化。到达工地后再由泵车将混凝土泵送到所需楼层，因此，必须保证混凝土具有卓越的流动性。此外，混凝土科学的发展还可以为人类提供各种特种混凝土。例如：将纤维掺入混凝土中获得抗裂性能比较好的纤维混凝土；将聚合物掺入混凝土中获得抗渗性能比较好的聚合物混凝土；将陶粒或者其他轻型骨料替代普通石子配制出来的轻骨料混凝土；可以抵抗高温的耐火混凝土；可以减少辐射剂量的防辐射混凝土等。水泥属于无机胶凝材料，现代土木工程还常用一种有机胶凝材料——沥青，它在一定温度条件下硬化。沥青—砂—细石子三组分的沥青混凝土是上好的路面结构材料。(2)建筑钢材建筑钢材要求有一定的强度、变形能力、可焊接能力和耐候能力。由于用量大，价格也不能太过昂贵。在18世纪以前，由于生产工艺落后导致价格昂贵，人类除了在极个别场合，例如桥梁等之外，是很少使用钢铁作为建筑材料的。工业革命后，由于炼铁产量增加，铸铁开始成为人们可选择的建筑结构材料。但是铸铁固有的脆性使得对其使用有诸多限制。如果使用锻铁(红热状态下不断捶击，类似铁匠用锤打制铁具)，性能有所提高，但造价高昂。19世纪50年代，英国工程师贝塞麦注意到在设有鼓风设备的炉中熔化铁时，空气可除去铁水中的碳，炼出熟铁或低碳钢。于是，他采用风管从底部吹炼坩埚中的铁水，这样首先将铁水中的锰和硅氧化，形成褐色烟雾逸出，在这期间，铁水中的碳也被氧化成二氧化碳。二氧化碳等气体逸出钢液时反应非常剧烈，气泡逸出像火山爆发一样(这样炼出的钢被称为沸腾钢)。这样，钢水内残留的碳元素含量大为降低，整个过程约30分钟，而且不需要任何燃料就可以炼一炉钢。接着，他将炼钢炉从固定式结构改为可向一侧倾倒，以使炼好的钢水易于倒出，使炼钢炉成为可转动的炉，即转炉。这就是贝塞麦转炉炼钢法。该法于1856年获得专利。贝塞麦法的诞生标志着早期工业革命的“铁时代”向“钢时代”的演变。不仅在冶金发展史上具有划时代的意义，也深刻地改变了土木工程的面貌。钢材按照成分可以分为碳钢和合金钢。碳钢按照含碳量的高低分为高碳钢、中碳钢、低碳钢。碳含量越高钢材强度越高，但是变形能力和可焊接能力就越差，因此，建筑用碳钢一般是低碳钢。合金钢中合金含量高性能就好，但会严重影响价格，故一般建筑用合金钢是低合金钢。钢结构的梁和柱，可以由大、中、小型型钢，冷弯型钢或者钢管担任，也可以由厚钢板、薄钢板焊接形成。一般把截面焊成“工”、“口”形。需要说明的是，钢材是唯一一种可以几乎全部回收使用的建筑材料。当被2000℃高温熔化时，钢材就失去了从前的记忆，可以被制造成另一种完全不同的东西，因此其被视为不可替代的绿色建材。(3)木材木材是由树皮、木质部和髓心等部分组成。木质部是木材的主体。髓心在树干中心，质地松软、强度低、易腐朽、易开裂，对材质要求高的用材，不得带有髓心。在横切面上深浅相间的同心环称为年轮。对木材物理力学性质影响最大的是含水率。一般我们希望含水率低于一个临界值，这样不至于影响强度和胀缩性能。木材是非常明显的各向异性材料，以木材直接作结构材料要注意其力学性能的方向性。3.建筑功能材料(1)防水材料沥青作为防水材料使用的历史已有数千年。古巴比伦修筑空中花园时，每一层都铺上浸透沥青的柳条垫，上面再铺两层砖头，再浇铸铅水，以防渗水。然后铺上肥沃的泥土，种上奇花异草。但是古罗马后这种技术一度失传，现代大规模使用沥青则是始于19世纪。沥青与许多材料表面有良好的粘结力，它不仅能粘附在矿物材料表面上，而且能粘附在木材、钢铁等材料表面，是一种憎水性材料，几乎不溶于水，而且构造密实，是建筑工程中应用最广的一种防水材料。目前，建筑屋面和地下室防水常采用防水卷材。防水卷材有无胎和有胎之分。(2)保温材料在建筑和工业中采用良好的保温技术与材料，往往能起到事半功倍的效果。统计表明，建筑中每使用一吨矿物棉绝热制品，一年可节约一当量吨石油。采用良好的绝热措施与材料，可显著降低采暖与空调能耗，改善居住环境，同时有较好的经济效益。膨胀珍珠岩是一种常用保温材料，其来源于一种天然酸性玻璃质火山熔岩非金属矿产，包括珍珠岩、松脂岩和黑耀岩。由于在1000℃～1300℃高温条件下其体积迅速膨胀4～30倍呈米花状，故统称为膨胀珍珠岩。一般要求膨胀倍数大于7～10倍，用作高效保温、保冷填充材料。类似的材料还有蛭石，蛭石原矿经过高温焙烧其体积可迅速膨胀8～10倍，膨胀后的密度为130～180kg/m3，具有很强的保温隔热性能。我国北方地区常采用膨胀珍珠岩或膨胀蛭石作为骨料，浇筑成膨胀珍珠岩混凝土或膨胀蛭石混凝土作为屋面保温层。矿物棉也称岩棉，是一种优质的保温材料。1840年英国首先发现融化的矿渣喷吹后形成纤维，可以生产出矿渣棉。20世纪30年代，世界发达国家开始大规模生产和应用岩棉；1960～1980年，世界各国矿物棉发展最为迅猛；1980年以后国际上矿物棉制品的产量维持在年产量约800万t左右。产量不再增加的主要原因是其他保温材料如玻璃棉、泡沫塑料发展加快。矿物棉在建筑保温中应用最为广泛，据20世纪90年代统计，在发达国家占70％～90％不等。我国于20世纪80年代初在北京引进瑞典生产线开始生产，目前大量使用。玻璃棉是继岩棉之后出现的一种性能优越的保温、隔热、吸声材料。生产时将熔融状态的玻璃用离心喷吹法工艺进行纤维化并喷涂热固性树脂制成的丝状材料，再经过热固化深加工处理。它具有不燃、无毒、耐腐蚀、容重小、导热系数低、化学稳定性强、吸湿率低、憎水性好等诸多优点。该材料可制成不同密度的制品，低密度的毡，中、高密度的板和管，其保温隔热、吸声降噪效果十分显著。泡沫塑料是以合成树脂为基础制成的，内部具有无数小孔的塑料制品，主要产品为聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨醋泡沫塑料。泡沫塑料具有导热系数低，可加工成任意形状等优点，原来主要用于包装行业(如冰箱)、地下直埋管道保温、冷库保冷，目前在建筑领域开始应用，例如近年来用于钢丝网夹芯板材(泰柏板)、彩色钢板复合夹心板材，发展较快，但随着建筑防火对材料要求越来越严格，对该材料应用提出了新课题。(3)装饰材料装饰材料的装饰性能主要是通过材料的色彩、线形图案和质感来体现的。装饰石材分为花岗岩和大理石两大类。马赛克原义为镶嵌、镶嵌图案、镶嵌工艺，发源于古希腊。早期古希腊人的大理石马赛克最常用黑色与白色来相互搭配。到了古罗马时期，马赛克已经普及，一般民宅及公共建筑的地板、墙面都用它来装饰，显示出罗马的富裕及建筑的豪华。基督教最初传到古罗马时属于非法，教徒都是下层民众，由于受到迫害只能在地下室等通道中聚会。于是这些地下室的墙上就有了描述耶稣基督故事的玻璃马赛克壁画。后君士坦丁大帝使基督教合法化，并迁都君士坦丁堡(拜占庭)，拜占庭帝国的教堂都用大量马赛克来装饰美化，使用的色彩愈来愈多。马赛克用于装饰时，由于其单颗的单位面积小，色彩种类繁多，具有无穷的组合方式，因此它能将设计师的造型和设计的灵感表现得淋漓尽致，尽情展现出其独特的艺术魅力和个性气质，现在被广泛应用于宾馆、酒店、酒吧、车站、游泳池、娱乐场所、居家墙地面以及艺术拼花等。马赛克按照材质可以分为若干不同的种类，玻璃材质的马赛克按照其工艺可以分为机器单面切割、机器双面切割以及手工切割等，非玻璃材质的马赛克按照其材质可以分为陶瓷马赛克、石材马赛克、金属马赛克、夜光马赛克等。建筑陶瓷在我国使用最早，琉璃瓦就可以被归为建筑陶瓷的范畴。现存世界上最早的琉璃瓦实物见于唐昭陵。从古到今建筑陶瓷一直在高级建筑物上充当装饰材料。目前建筑陶瓷主要用作内外墙面砖、铺地砖和卫生洁具，成为建筑物不可缺少的组成材料。由于建筑陶瓷制品多用于室内建筑装饰，故对于产品辐射防护的安全性显得尤为重要。随着我国人民生活水平的不断提高，我国开始逐渐从西方发达国家引入了环保、健康建材的理念。陶瓷所使用的釉料含有微量的放射性元素，且原材料所含放射性核素的量随着产地的不同而不同，故为保护人体健康，应对产品放射性进行控制。玻璃也可以被认为是围护材料，其最早的发明者是远在五六千年前的古埃及人，后来传至欧洲大陆。最初人们认为中国的玻璃也是从西方传入的。但1965年，在河南出土了一件商代青釉印纹尊，尊口有深绿厚而透明的五块玻璃釉。在玻璃作为采光材料之前，英国人和德国人在窗上嵌油纸、涂蜡的白布甚至薄薄的云母片；俄国人则将牛膀胱的薄膜蒙在窗框上；中国人使用最多的是窗纸，还有削磨得很薄的牛角片。在11～13世纪的教堂，其窗玻璃是彩色的，但除非阳光直接照射，基本没有透光功能。直到14世纪，有一个名叫戈克莱的法国技师才发明了一种呈半透明状态的窗玻璃。过去的玻璃制品是像吹肥皂泡那样吹制出来的，窗用平板玻璃也取自大玻璃泡在冷凝前切开展平，要求高的还要磨平，成品率低，而且这样的玻璃还存在波筋(即透射后物体图像扭曲变形)，为了能够吹出曲率足够小的大玻璃泡，工人需对着吹管持续吹鼓，这样对工人健康的损害非常大。1952年，英国制造商皮尔金顿(AlistairPilking-ton)发明了所谓浮法玻璃，它是这样生产的：熔融状态的玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上，因为锡液表面平整光滑，玻璃液浮在锡液面上铺开、摊平后，冷却形成上下表面平整光滑的玻璃板，故称浮法生产。但玻璃冷却后须经退火、强化处理改善性能，否则在破碎时形成锋利碎片易伤人。浮法与其他成型方法比较，其优点是：没有波筋，厚度均匀，上下表面平整，单位产品的能耗低，成品利用率高；目前世界上的采光玻璃90％以上是浮法生产的。油漆涂料是乳状液的总称，通常由悬浮于液体介质中的色素组成，作为装饰或保护性的涂层使用。穴居古人使用天然的油漆给后人留下了他们生活的写照，时至今日，这些天然油漆绘制的岩画仍装饰着他们曾经居住的岩石洞壁。在地中海文明圈，古埃及人、古希腊人和古罗马人都使用过这样的釉料混合物：矿物成分(铜、铁、锰的氧化物)和蛋清、植物油(种类包含亚麻、胡桃、罂粟)。在中国，在距今约7000年的浙江余姚河姆渡文化遗址中出土的朱漆木碗表明了彩漆在我国的悠久历史。而山西陶寺村龙山文化遗址(距今约4350～3950年)中已出现了白灰墙面上刻画的图案，这是我国已知的最古老的居室装饰。我国木制品用漆来自漆树，到战国时期，设有专官对漆器生产进行管理。《史记》记载庄子曾任管理漆园的官职。虽然那个时代用油漆装饰的建筑没有留存下来，但是我们仍然可以从出土的同时代木漆器推测出装饰的水平。两千多年过去，油漆光亮色彩依然。历史上第一个有记载的油漆工厂是1700年由托马斯·切尔德(ThomasChild)在美国波士顿建立的。1867年，俄亥俄州的爱瓦瑞尔(D.R.Averill)取得了美国第一个精制油漆的专利权。这一阶段，普遍使用了易挥发的稀释剂，油漆成分更加趋向于现代化学油漆了。墙壁的装饰也开始使用添加有胶粘剂的化学墙用涂料，白灰装饰不再出现在较高级的室内装饰场合。我国普通百姓居家的墙面装饰到20世纪80年代依然普遍使用白灰。至20世纪90年代，当涂料的用户需求由低端产品向中、高端产品转变的关头，由于认识上的误区，各种声称能够复合其他功能的墙用涂料和墙纸一度纷纷出现。例如有的涂料宣传其兼有灭蚊功能，有的宣传其具有通电散热功能，可替代采暖散热片等。其实这样的涂料或者有毒性，或者对能源消耗很大，多不可取。除了涂料之外，我国的其他建材领域也一直长期存在生产高能耗、环境高污染等问题。随着绿色建筑的观念为人们所接受，人们对材料健康、环保、节能的观念也开始予以关注。4.绿色建材人类所使用的材料会对人类健康产生影响，这样的事情在历史上早有实例。古罗马帝国文明高度发达，但是当时的人们热衷于使用含铅的酒具和输水管，经过数代积累引发了普遍的慢性中毒，据有关专家认为，这是古罗马帝国最终灭亡的原因之一。工业文明之后，人类从自然获取资源的能力大增，但同时也给自然和自身造成了许多诸如环境破坏、资源耗尽、健康受损等方面的问题。通过本章前面的介绍我们了解到，一些材料、尤其是装饰材料使用不当，很容易对人体产生伤害。在这种背景下，绿色建材的概念应运而生。1988年第一届国际材料科学研究会上，日本学者首次提出了“绿色材料”这一概念。在这里，绿色是大自然的本色，代表现代人类对环保的向往，代表对健康的追求。1992年，联合国在巴西里约热内卢召开了全世界环境与发展首脑会议，会议通过了保护环境保护人类健康的《二十一世纪议程》。期间，国际学术界明确提出了绿色材料的定义：绿色材料是指在原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中对地球环境负荷最小和有利于人类健康的材料。由此，绿色建材又称生态建材、环保建材和健康建材，它是指采用清洁卫生生产技术生产的无毒害、无污染、无放射性，有利于环境保护和人体健康，安全的建筑和装饰材料。“绿色”可以归纳为八个字：“环保、健康、安全、节能”。经有关专家总结，绿色建材应包括以下内容：不含或少含有害有机挥发物(如甲醛、苯、卤化物溶剂、汞及其化合物等)的涂料、复合实木地板、强化地板(复合地板)等；低放射性的花岗岩、大理石、瓷砖、空心砖等；使用工业废料和建筑垃圾的墙体砌块、混凝土等；不含有害重金属元素的给排水设备，尽量使用塑料管材、节水马桶、节水水嘴等。绿色建材的理念为我国土木工程界所接受后，各种合理的材料 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 纷纷制定出台，一些落后于时代的产品和材料生产工艺被逐渐淘汰，包括有致癌可能的石棉瓦、各种有害挥发物含量大的涂料等。案例3.3国家游泳中心“水立方”工程国家游泳中心(图3.7)是中外建筑师、结构工程师合作，通过对表皮概念的理解、运用而完成的一项重要工程。相对于国家大剧院和国家体育场，国家游泳中心的表皮在概念、功能、结构上都具有完整的逻辑性，是最为成熟的一个项目。这是一个关于水的建筑，水是该建筑的创作母体。该项目摒弃了流动、波浪之类比较具体形象的形式，而是采用微观水分子结构作为形式来源，并将这个母体运用于构造细节上，由此扩展至整个建筑概念中。表皮的支撑结构和表皮的新型半透明材料是该建筑的创新之处。结构的灵感来源于Kelvin的泡沫理论，即模仿肥皂泡的结构，设计基于三维空间的网架结构。这种结构的模型在自然界中普遍存在，例如细胞组织单元的排列形式、水晶矿物质结构、各种泡沫的天然构造等。尽管从表面上看，这种网架比常见的正三角锥、正方体等简单几何体的网架要复杂得多，但同样具有很强的重复性，设计者首先设计了一个比较简单的正六边形网架，倾斜30°之后沿着正方体的四个面切开网架，暴露在四个立面上的网架结构就是设计者构想的有机“泡沫”图案。图3.7国家游泳中心外观效果图图3.8国家游泳中心结构外墙材料(图3.8)是一种双层聚四氟乙烯薄膜(ETFE)，它覆盖了结构表面的一系列多边形单元，这种材料的优点主要在于：阻燃——熔点高达2750℃；优良的隔热保温性能；良好的自洁性；质轻——每层仅0.2mm厚；良好的透光性；正常使用寿命可达30年；ETFE是半透明材料，通过附着在泡沫形网架上，形成了表现平静水体含义的表皮，很好地表达了设计者的初衷。在夜晚，可以通过内外部灯光的设计达到一种晶莹而朦胧的效果。2.2.3工程施工我国是一个在建筑施工技术方面历史悠久且拥有巨大成就的国家，从以木构架结构为主，使用柱、额、梁、拱等构件，采用镏金、玻璃装饰手法修建宫殿、庙堂，到土、石、砖、瓦、石灰、钢铁、矿物颜料和油漆相关技术及材料的大规模运用，再到用夯土墙内加竹筋的办法建造三、四层楼房，都表明我国建筑施工技术不断进步并始终保持着较高的技术水平。改革开放以来，随着我国建筑市场的蓬勃发展，大型、特大型和高难度建筑物不断涌现，我国在工程施工技术方面也取得了可喜的进步。在较好地掌握了大型工业设施施工和高层民用建筑施工的成套技术基础上，在软土地基处理技术、深基坑支护技术、预应力技术、高层施工技术、特种结构施工技术和计算机应用等方面也取得了很大的进展。案例3.4青藏铁路工程建设青藏铁路是党中央、国务院在新世纪之初做出的战略决策，是西部大开发的标志性工程，对加快青、藏两省区的经济、社会发展，增进民族团结，造福各族人民，具有重要意义。铁路已于2006年7月1日全线通车(图3.9)。青藏铁路由青海省西宁市至西藏自治区拉萨市，全长1956km。其中，西宁至格尔木段长814km，1979年建成铺通，1984年投入运营。格尔木至拉萨段，自青海省格尔木市起，沿青藏公路南行至西藏自治区首府拉萨市，全长1142km，其中新建1110km，格尔木至南山口既有线改造32km(图3.10)。青藏铁路建设面临着多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱“三大难题”的严峻挑战，工程艰巨，要求很高，难度很大。图3.9青藏铁路通车图3.10青藏铁路地图青藏铁路于2001年6月29日开工，当年完成投资11.8亿元，格尔木至南山口段既有线改造完成，南山口至望昆段路基基本成型，冻土试验段开工，实现了首战告捷。2002年完成投资53.2亿元，格尔木至望昆段线下主体工程建成，望昆至楚玛尔河段线下主体工程基本完成，楚玛尔河至布强格段线下主体工程完成80％以上；6月29日开始铺轨，年底顺利到达昆仑山。青藏高原素有“世界屋脊”、“地球第三极”之称，是我国的“江河源”。在青藏高原这种原始、独特、脆弱、敏感的地理生态环境中修建的青藏铁路是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路，翻越唐古拉山的铁路最高点海拔5072m，经过海拔4000m以上地段960km，穿越连续多年冻土区550km以上。在青藏铁路建设和施工中有效地保护生态环境，是青藏铁路建设的重要任务，也是国内外关注的焦点。党中央、国务院对青藏铁路建设的生态环境保护问题极为重视。朱镕基同志要求“一定要认真贯彻国务院有关加强保护青藏高原生态环境的精神，十分爱护青海、西藏的生态环境，十分爱护青海、西藏的一草一木，精心保护我们祖国的每一寸绿地”。为搞好青藏铁路建设的生态环境保护工作指明了方向。青藏铁路是目前世界上海拔最高的铁路，沿线常年平均气温在0℃以下，空气中的含氧量仅为平原地区的一半。“青藏铁路之最”：世界上海拔最高、线路最长的铁路；世界上最高的高原冻土隧道——风火山隧道；世界上最长的高原冻土隧道——昆仑山隧道；世界上海拔最高的火车站——唐古拉车站；我国最大的高原铁路铺架基地——青藏铁路南山口铺架基地；青藏铁路线上最长的“以桥代路”工程——清水河特大桥；青藏铁路第一高桥——三岔河大桥；长江源头第一铁路桥——长江源特大桥；环保投入最多的铁路建设项目；民工待遇最好的铁路项目之一。案例3.5攀天之路——成昆铁路工程联合国曾在1984年12月8日评选了由成员国赠送的、象征人类征服大自然的三件礼物，它们分别是：中国成昆铁路象牙雕刻艺术品(图3.11)、美国阿波罗宇宙飞船带回来的月球岩石和苏联第一颗人造卫星模型。它们分别代表了人类在20世纪创造的三项最伟大的工程杰作！成昆铁路象牙雕刻被排在了三项特别奖的首位。成昆铁路得到这一殊荣不是偶然的，充分说明了它在世界铁路建设史上的地位和意义。图3.11中国成昆铁路(象牙雕刻)成昆铁路作为铁路工程，在时间上比美国太平洋铁路落后了一百年，按照外行人的理解，这条铁路似乎不具有值得骄傲的本钱，然而实际上，二者在难度上是不可比拟的。仅以工程所遇到的岩石为例说明，太平洋铁路在山区遇到的困难，主要源于岩石太硬，这样的困难属于可控制的困难，出现安全炸药后几乎不值一提。而成昆铁路遇到的问题则是不仅有硬岩，而且有太多太“软”的软岩，软得随时会出现塌方，引发的灾难往往是不可控制的(图3.12、图3.13)。成昆铁路位于我国西南地区铁路网中的最西端，20世纪50年代在当时苏联专家参与下开始勘测设计，技术人员共徒步勘测了一万多公里山川，测绘了一万四千多平方公里，进行了一万多组地质实验和二十多万米地质钻探，勘测设计规模在中国铁路史上绝无仅有。当时提出了东、中、西三条选线方案。其中，中线较为容易，东线较难，西线最难。苏联专家主张采用中线，认为西线横穿大小凉山，线路高差大、障碍多、地质条件过于恶劣，铁路不可能通过。但是东、西沿线辐射人口多，中线辐射人口少，尤其西线将通过攀枝花钒钛磁铁矿，对于长期贫铁的中国来说有极其重要的战略意义。中国专家主张西线方案，提出采用长隧道降低越岭高程，并具体提出了选线技术上许多罕见的盘山展线方案(所谓展线是“展长线路”的缩略说法。一般来讲，展线只出现在因坡度限制或遇特殊地形条件的情况下，牺牲线路顺直程度来换取尽可能低的限制坡度)。最终决策时，中国政府采用了险峻的西线方案，东线方案则成为后来的内昆铁路。苏联铁路专家听说结果后感叹，中国人要修成昆线简直是疯了！他们中有人断言：即使铁路修通了，狂暴的大自然在十年之内也会使其成为一堆废铁。成昆铁路的沿线地势险峻，坡陡流急，有众多峡谷。从金口河到埃岱58公里的线路，就有隧道44公里，几乎成了地下铁道。穿越全线最高点小相岭(海拔2244米)的沙马拉达隧道全长6379米，是当时全国最长的隧道。越过岷江与雅砻江的120公里的地段内，4次盘山展线，13次跨牛日河，修了66公里的隧道和10公里的桥梁，绕行了50公里。金沙江河谷是地质上著名的深大断裂带，地质情况十分复杂，被称为“地质博物馆”。线路在这个河谷3次盘山展线，47次跨过龙川江。图3.12成昆铁路图3.13成昆铁路施工成昆铁路工程的艰巨浩大，举世罕见。全线共完成正线铺轨1083.3km，路基土石方9688万m3；桥梁991座，总延长106.1公里；隧道427座(其中长度在3公里以上的共有9座)，总延长344.7km，当之无愧地被各国隧道交通专家、大师称为“地下铁道”。全线桥隧总延长占线路长度41.6%。因为找不到地方设置车站，在全线122个车站中，有41个不得不将站线建在桥梁上或隧道内。因为穿越可能发生地质灾害的地段多，沿途设置了数百座钢筋混凝土的泥石流导槽。有的地段为避免山体崩塌，干脆用混凝土浇筑了巨大的墙壁将整个山体封闭起来。按当时物价计算，成昆铁路总投资30.75亿元，平均每km造价282万元，是当时普通平原铁路的4倍以上。在建设中铁道兵和铁路职工共牺牲近3000人，大都牺牲于塌方和泥石流。这个艰巨宏伟的工程于1985年荣获国家颁发的“科学技术进步特等奖”。成昆铁路以其神话般的诞生，奠定了在人类筑路史上无可争议的王者地位。为人类在险峻复杂的地理环境中建设高标准的铁路创造了成功的范例。成昆铁路是为三线建设配套而诞生的，但意义远不止是备战，在成昆铁路铺通的同时，攀枝花钢铁厂一号高炉正式投产，一座西部重要的重工业城市从此诞生。依托成昆铁路，我国重要的航天基地——西昌卫星发射中心也在20世纪70年代末被建立起来。成昆线和依托它的建设工程至少影响和改变了西南地区2000万人的命运，使荒塞地区整整进步了50年。同样依托成昆线与贵昆、川黔、成渝线相连构成的西南环状路网，西南地区建成了基本完备的重工业体系，一旦战争爆发，足以为军队提供种类齐全的现代武器装备，中国有了坚固的战略大后方和战争避难所。3.2.4建设工程技术发展趋势(1)超高层建筑迅速发展高层建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物，是现代工业化、商业化和城市化的必然结果。近几十年来，各式各样的高楼在世界各地拔地而起，其规模之大、数量之多、技术之先进、造型之别致，令人叹为观止。台北101大厦位于中国台北，1998年动工，2004年建成，共101层，到目前为止是世界上最高的建筑物。在世界高楼协会颁发的证书里，台北101大厦拿下了“世界高楼”四项指标中的三项世界之最，即“最高建筑物”(508m)，“最高使用楼层”(438m)和“最高屋顶高度”(448m)。(2)工程结构异型化图3.14国家大剧院图3.15中央电视台新楼以鸟巢、中央电视台新楼、国家大剧院为代表的大型异型结构建筑物的出现极大地改变了工程师传统的观念。异型建筑因其外观独特、跨度宽、空间大等特点而越来越受到欢迎，特别是音乐厅、博物馆、展览馆、体育馆等公共建筑，异型建筑的构造形式已成为较为常见的选择。位于天安门广场人民大会堂西侧的国家大剧院(图3.14)，是我国最高艺术表演中心。这个“漂浮”在水里、最大跨度达212m的银白椭球壳体建筑宛如在赤道处被切开的地球，又似浮在水面上磷光闪闪的“鸡蛋”。位于北京中央商务区核心地带的中央电视台新楼(图3.15)，总占地面积约18.7万m2，总建筑面积约55万m2，建筑最高处约230m，工程总投资约50亿元人民币。该工程于2003年3月动工，2008年竣工。这个类似巨型城市雕塑的设计一出台，就以其新颖、前卫的造型设计吸引了众人关注。图3.16美国弗吉尼亚州的绿色住宅(3)绿色节能建筑逐步推广世界上不同国家和地区由于其土地、气候、经济、文化和习俗等方面的情况各异，对“绿色建筑”的概念、定义及称谓有较大差异，图3.16所示的住宅即为一种绿色建筑。国内对于绿色建筑的评价标准也不尽相同。建设部和科技部于2005年10月联合发布实施的《绿色建筑技术导则》中给出的绿色建筑的定义是，在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。随着《绿色建造导则》和《绿色建筑技术评价标准》等相关文件的出台和在全国范围内组织开展“绿色建筑”创新的评奖活动，绿色节能建筑的理念、结构、材料和施工技术必将得到更多的重视。建筑应该以节能、环保的方式满足居住者的健康、适用的要求，这正是人类必须寻求的可持续发展之路。3.3经济平台良好的经济效益和社会效益是实施所有工程项目的根本目的。而工程项目良好经济性能指标的实现，需在质量满足要求的前提下，从投资最省的角度出发，寻求适宜的建设工期，以达到投资、进度、质量的优化组合。作为工程项目重要指标之一的经济性，在工程项目实施中具有举足轻重的作用，亦是我们评价工程项目优劣的一个重要标准。3.3.1工程项目的经济性工程项目的经济性可以采用净现值、内部收益率和投资回收期等技术经济指标予以预测、比较和综合分析。案例3.6国家体育场“鸟巢”工程的“瘦身”国家体育场“鸟巢”工程可作为工程投资控制方面较为典型的案例。“鸟巢”由一系列辐射式门式钢桁架围绕碗状坐席区旋转而成，结构科学简洁，设计新颖独特，为国际上极富特色的巨型建筑。“鸟巢”设计方案由瑞士设计师赫尔佐格等人和中国建筑设计研究院合作完成。由于“设计新颖”等诸多优点，“鸟巢”在2003年13个参选设计方案中脱颖而出，最终中标。最初“鸟巢”预算造价超过35亿元人民币。然而，在工程开工后发现，实际造价可能超过预算很多，并且存在安全隐患，这引起国内很多专家和官员对“鸟巢”开始重新审视。随着整个奥运项目“瘦身”计划的实施，“鸟巢”成了奥运场馆的第一个“瘦身”对象。“鸟巢”暂停施工以调整设计和施工方案，其主要是基于对投资规模和安全性两点的考虑。一个运动场馆投资规模过大是否必要？能否承担？其工程的“性价比”是否合理？出于安全方面的原因，其总体结构也有必要做出调整。相关部门着手实施一项名为“奥运场馆结构造型及优化设计关键技术”的课题，将“鸟巢”结构自重降至5.3万t左右，减重8.3万t，降幅达61%。修改设计和施工方案后，“鸟巢”在保持原有外形和基本使用功能的前提下，其工程成本大幅降低，安全性明显提高。可见，工程项目的决策和实施阶段，对投资的把握和控制是十分重要的。“鸟巢”项目如果决策阶段对投资规模和成本分析有更准确的把握，则可能避免出现施工过程中暂停施工、变更设计的现象，减少不必要的损失。项目的投资是指建设方用于建造和销售项目产品的各项费用总和。对于一个工程项目而言，成本既是重要的最终目标，也是整个过程重要的控制要素。成本投资涉及项目过程的各个阶段，受到诸如劳动生产率的高低、原材料消耗程度、机械设备利用程度、施工组织和管理水平等很多方面的影响。“适用、经济、美观”也是我国对非生产性建筑设计的指导方针，是评价一个建筑的根本尺度。对于我们的建设工程项目来讲，所需资源是有限的，如何在现有资源的约束下较好地完成项目建设任务是我们必须要面对的问题。任何一种产品都有其寿命期，工程项目建成之后到报废或拆除前，这一段时间称为项目的使用寿命。通常情况下项目的使用寿命可以分为技术寿命和经济寿命。所谓产品的技术寿命是指产品由于技术方面的原因而报废时的使用寿命，主要表现为结构破坏、构造破坏、功能退化或丧失等。而工程项目的经济寿命是指产品由于经济方面的原因而报废时的使用寿命。这里所说的经济原因，一般主要是从经济角度来考虑，主要表现为因新产品、新工艺的出现而导致继续使用旧产品经济效益降低等。目前建筑产品的使用年限呈现逐渐缩短的趋势，产品的更新速度在不断加快。由于工程项目的经济性往往要经过一定时期才能够体现出来，因此作为工程的决策者和管理者一定要具有全局的观点和长远的眼光，不能只看到眼前的利益。比如现在提倡使用节能建筑，与不节能的传统建筑相比，节能建筑由于采取了多项节能措施，一般而言，需要增加一次性投资。所采用的节能技术不同，所增加的费用和所取得的收益也不一样。根据一些试点资料分析，住宅建筑节能50％时建筑节能投资增加额占建筑本身造价的7%～10%，占住宅开发建设费用的比例将会更小。与此同时，建筑节能投资一般可在3～7年全部收回。可见节能建筑，不仅其投资可以很快回收，而且能在建筑寿命期内通过减少温室气体排放，降低能源消耗而长期获利。因此，尽管节能建筑的一次性投资高于非节能建筑，但在建筑整个寿命期内，节能建筑的经济性、环保性将明显优于非节能建筑。与此类似，许多工程项目初建时一次性投入较多资金安装性能完备的污染处理设备，其初始投资虽然较大，但因污染治理较为彻底，在工程有效的使用期内用于污染防治的费用相对较低，其长期的经济性将优于初建时缺乏必要的污染处理设备，工程投入使用后再投资治理污染的工程项目。案例3.7日本磁悬浮列车的选择图3.17磁悬浮列车图3.18詹天佑图3.19京张铁路磁悬浮列车(图3.17)与传统的运输方式相比，优点是速度快，乘坐舒适，噪音较小，占用土地较少；其缺点是造价高，运行成本较大，不适用于近距离运输，不能利用现有的铁路设施。作为经济大国的日本早在20世纪70年代初就掌握了磁悬浮列车技术，1972年日本率先研制成功电动力悬浮列车，1977年又研制成功高速电动力磁悬浮列车。然而，日本在进行是否立即上马磁悬浮轨道项目的论证过程中，发现在当时的技术条件和客流量条件下，磁悬浮轨道项目的资金投入以及维修保养费用太大，在全寿命期内其经济性劣于现有交通系统的完善和更新(修建高速公路和高速铁路新干线)。为此，日本放弃了立即上马磁悬浮轨道项目的想法。直到20世纪90年代，随着技术条件和客流量需求的改变，磁悬浮轨道项目经济性得以优化后日本才着手进行磁悬浮轨道修建。2.3.2工程项目的适用性对于一个项目来讲，它的适用性是第一位的，评价一个项目在经济上是否合理，首先要看它是否适用。一个不适用的项目，可能会因为功能不健全、不配套或运行成本太高等原因影响正常的使用而无法体现其真正的价值。因此，项目的决策、设计和施工，首先要满足适用性这个前提，没有这个前提，经济性也就无从谈起，不能为了成本的降低而牺牲功能。对于项目投资方而言，经济性是个相对的概念，当“适用”标准一定时，无疑经济代价较小是最好的。然而当适用标准不同时，必须用价值工程的观点考虑项目的产出收益价值与投资成本的相互关系，取相对最优，力图使投入资源在其寿命期内体现的价值达到最大。比如成本增加，收益提高，但收益增加幅度高于成本增加幅度，实际的利润提高。在这种情况下，实际效益的提高使得经济性得到良好体现。案例3.8詹天佑及的京张铁路在近代中国工程建设历史上，以至于在我国近代社会历史上，詹天佑以及由他负责建造的京张(北京至张家口)铁路具有十分重要的地位。该工程于1905年9月动工。它是完全由中国自己筹资、勘测、设计、施工建造的第一条铁路，全长200多公里。此路经过高山峻岭，地形和地质条件十分复杂，桥梁和隧道很多，工程十分艰巨。詹天佑(1861年—1919年)(图3.18)勇敢地担当起该工程总工程师的艰巨任务，面对着外国人“修建铁路的中国工程师还没有出生”的轻蔑与嘲笑，发出誓言：“如果我失败了，那不仅仅是我个人的不幸，而会是所有中国工程师、甚至是所有中国人的不幸！为了证明中国人的智慧和志气，我别无选择”。他勉励工程人员为国争光，他跟铁路员工一起，克服资金不足、机器短缺、技术力量薄弱等困难，运用他的聪明才智解决了许多技术难题，特别是八达岭一带山高坡陡，行车危险的难题，创造性地设计出“人”字形轨道，把铁轨铺到八达岭，这项创新既保证了安全行车，又缩短了隧道长度，出色地完成居庸关和八达岭两处艰难的隧道工程。京张铁路原计划6年建成，在詹天佑和一万多建筑工人的努力下，经过四年的艰苦奋斗，于1909年9月24日，提前两年全线通车。原预算的工款为纹银7291860两，清朝政府实拨7223984两，而实际竣工决算仅为6935086两，较实拨工款节余288898两，较预算节省356774两。每公里造价比当时修筑难度较小的关内外铁路线还低。全部费用只有外国承包商索取价的五分之一，而且工程质量好。在京张铁路修筑中，詹天佑非常重视工程标准化，主持编制了京张铁路工程标准图，包括京张铁路的桥梁、涵洞、轨道、线路、山洞、机车库、水塔、房屋、客车、车辆限界等，共49项标准，是我国第一套铁路工程标准图。它的制定和实行，加强了京张铁路修筑中的工程管理，保证了工程质量，为修筑其他铁路提供了借鉴资料(图3.19)。从1888年起，詹天佑先后从事津榆、津卢、锦州、萍醴、新易、潮汕、沪宁、沪嘉、京张、张绥、津浦、洛潼、川汉、粤汉、汉粤川等铁路的修筑，为开创和发展中国铁路事业作出了重要贡献。3.4管理平台任何工程都是在一定的管理环境下完成的，即使具备了先进的工程技术、敏锐的经济头脑和清醒的法律意识，如果缺乏精良的管理，工程实施的全过程不能得到有效的计划、协调、控制和监督，则难以达到预期目标，甚至可能遭受不必要的损失。一个工程项目从形成概念、立项申请、可行性研究、评估决策、市场定位到勘察设计、招标投标、开工准备、材料设备的选型与采购，经施工实施再到最后的竣工验收、使用维护，这其中的任何一个环节，都直接影响到工程项目的成败。现代工程管理强调，对工程的管理必须贯穿以上所有环节的全过程。尽管每个工程项目的目标、任务和实施方式不尽相同，或是建造一幢楼房，或是修筑一条道路，或是开挖一座水库等。但以下目标几乎是所有工程项目共同追求的：有效利用有限资金，按期完成施工，工程质量达标，使工程项目顺利交付使用，各方利益相关者取得预期的经济效益和社会效果。所以，工期进度、质量标准、投资额度是工程项目的主要约束条件，与之相应的计划、协调、组织、控制、监督成为工程管理的基本职能。3.4.1计划职能工程项目的各项工作都要以计划为依据，工程项目计划是工程项目实施的指导性文件。所谓工程项目计划，即筹划安排工程项目的预期目标，对工程项目的全过程、全部目标和全部活动进行周密安排，用一个动态的可分解的计划系统来协调——控制整个工程实施过程。工程项目计划包括收集、整理和分析所掌握的各种信息资料，为投资者判断工程项目是否有必要进行，应该如何进行，实施项目可能达到的目标等一系列问题提供依据。以编制总指导性控制计划为基础，制订工程项目前期工作计划、设计工作安排计划、招投标计划、施工作业计划、机电设备及主要材料采购供应计划、建设资金使用计划、竣工验收安排计划等分阶段工作计划。计划是工程顺利进行的有力保证和行动依据，制订计划可以明确、分解和细化工程的总目标，通过计划落实贯彻工程的各项要求，依据计划检验工程实施的效果，计划是工程管理中极为重要的一环。案例3.9三峡水利工程及其决策过程长江三峡工程(图3.20)是开发治理长江的关键性骨干工程，其规模宏大，效益显著，是当今世界上最大的水利枢纽工程之一，也是一项多功能、综合性的世界顶级工程。图3.20　三峡水利工程示意图三峡工程大坝坝址位于湖北省宜昌市三斗坪，距下游已建成的葛洲坝水利枢纽工程约40km。它具有防洪、发电、航运等巨大的经济效益和社会效益。三峡工程主要由拦河大坝工程、电站厂房工程、航运工程和茅坪防护工程组成。泄洪坝段居河床中部，即原主河槽部位，其两侧为厂房坝段和非溢流坝段，水电站厂房位于两侧厂房坝段坝后，通航建筑物均布置在左岸。拦河大坝为混凝土重力坝，坝轴线全长2309.5m，坝顶高程185m，最大坝高181m。三峡水库正常蓄水位高程175m，防洪限制水位高程145m，总库容393亿m3，防洪库容221.5亿m3，枢纽最大泄洪能力为102500m3/s。水电站共设有左、右岸两组厂房，分别安装14台和12台700MW水轮发电机组，总装机容量达18200MW。三峡工程采用“一级开发、一次建成、分期蓄水、连续移民”的建设方案。长江三峡工程的设想计划首先由孙中山先生在1919年的《实业计划》中提出，到1993年付诸实施，历经了漫长的岁月，几代中国人的不断探索，以及对大自然、长江和长江流域的深化认识。经历了七十余年的不懈努力，在各个历史阶段完成了大量的社会调查、地质勘探、长期的水文观测、大规模的科学试验、多方案规划设计和分阶段的评估。1986年在国务院的领导下又组织了412名资深的科学家、工程师、地方基层代表及各相关方面的专家，对长江三峡工程的14个专题进行了长达4年的科学论证，于1990年提出了三峡工程的可行性论证报告，并由国务院直接组织了高层资深专家，进行了最终的审定。三峡工程论证框架图如图3.21所示。论证过程发扬了科学和民主的精神，深入和详实地调查核实了主客观条件，系统地对14个专题进行综合分析，对三峡工程的必要性、可行性、风险性、可持续性利弊性以及得失都进行了论证，其结论是长江三峡工程是长江防洪体系中的关键工程，没有其他可替代的方案，防洪是三峡工程建设的必要条件。工程的发电效益是巨大的，其经济效益完全可以补偿建设的巨额投资，是三峡工程建设的充分条件。同时改善长江通航条件，有利于中国西部经济的发展。结论认为三峡工程建设对于中国经济的发展是必须的，也是可行的，早建比晚建好，并作出了水库正常蓄水位175m高程的结论。1991年国务院向全国人大提交了三峡工程的可行性论证报告及审定 意见 文理分科指导河道管理范围浙江建筑工程概算定额教材专家评审意见党员教师互相批评意见 。1992年4月3日第七届全国人民代表大会第五次会议表决通过了《关于兴建长江三峡工程的决议》，工程前期的决策程序到此已经完成，此后三峡工程进入了实施阶段。图3.21三峡工程论证框架图3.4.2　协调职能在工程建设的全过程中，尽管工程的总体目标、任务及要求是明确一致的，工程计划对实施过程有较强的指导和约束作用，但在工程实施的不同阶段、不同环节和担负不同职责的不同部门、不同机构之间仍然需要有效的沟通和协调。而这其中，人与人之间的协调又最为重要。有效的协调能够实现不同阶段、不同环节、不同部门、不同机构之间的目标一致、步调一致，兼顾客观存在一定矛盾冲突的工期、质量和造价之间的关系以及时间、空间和资源利用之间的关系，确保工程计划的严格执行和工程目标的顺利实现。知识链接工程施工中各专业协调问题的实例1某公司承建某住宅楼的土建工程，水电安装工程由另一水电安装队施工。由于缺乏必要的沟通和协调，水电安装队在埋设电灯开关时没有注意到门的开启方向，结果待门安装好后，发现开关的位置正好在门的后边，电灯开关使用起来十分不便。由于门的开启方向不能随便更改，水电安装队只好把墙面凿开，重新埋管线另设电灯开关。知识链接工程施工中各专业协调问题的实例2某甲方人员按电梯生产厂家提供的电梯尺寸，请设计院设计电梯井施工图。设计人员未能向有关方面详细了解情况和认真研究技术资料，草率地按所提供的尺寸进行设计。施工人员按此设计完成了电梯井的施工。待电梯运到现场后发现，电梯轿厢尺寸与电梯井的尺寸不相吻合，无法安装。为查明出现误差的原因，各方共同翻阅图纸核对，才发现各方对电梯轿厢尺寸、电梯井设计尺寸和实际施工尺寸缺乏应有的沟通、协调和认同。但此时电梯井的尺寸已无法更改，只能改变电梯轿厢的尺寸。在工程施工过程中，上述案例及类似问题并不少见。由于水电、通信、燃气、消防等设备安装常由相应的专业施工队完成，房屋主体结构主要由土建施工队完成，不同施工项目和施工队伍之间尽管有施工计划和方案明确其职责，但计划、方案很难把所有问题列举穷尽，且尚有一些实际条件的改变将限制原有计划、方案的有效实施。因此，工程管理者需要依据拟定的计划、方案，结合客观条件的变化，及时做好沟通、衔接和协调工作，确保各施工环节的顺利完成。另一方面，一些建筑物就其外部形态、使用功能、结构形式、经济性和安全性等某一方面的质量和性能而言，不论设计、材料、施工都能得到很好的控制和保证。但多个方面的交叉叠加，往往会出现相互冲突，顾此失彼的现象。到了工程施工的后期，发现问题不得不返工，不仅造成工程投资的极大浪费，影响工期，甚至有时还会影响到建筑物的使用功能，严重的甚至还会带来质量问题和安全隐患。因此做好协调工作能够有效避免此类现象的发生。3.4.3组织职能建设工程项目作为一个系统，它与一般的系统相比，有明显的特征。如：建设工程项目都是一次性的，没有两个完全相同的项目；建设工程项目全寿命周期一般由决策阶段、实施阶段和运营阶段组成，各阶段的工作任务和工作目标不同，其参与或涉及的单位也不同，它的全寿命周期持续时间长；一个建设工程项目的任务往往由多个，甚至很多个单位共同完成，它们的合作多数不是固定的合作关系，并且一些参与单位的利益不尽相同，甚至是对立的。正是由于建设工程项目有以上的特征，如果要取得项目的成功，就必须要求有强有力的组织方式与形式，平衡参与各方的责、权、利，这也是通过组织的方式来达到管理的目的。组织的好坏是目标能否实现的决定性因素，如果把一个建设工程项目的项目管理视为一个系统，其目标决定了项目管理的组织，而项目管理组织的好坏是项目管理目标能否实现的决定性因素，由此可见项目管理组织的必要性。1.建设工程项目组织的实施主体工程项目的复杂性不仅在于其本身具有复杂的过程，更在于其所处环境的复杂性和不确定性。通常工程管理的范围要比工程项目本身更为宽广、更为复杂，突出表现在工程管理除需要处理诸多工程技术问题之外，还将直接涉及业主、政府部门、勘察设计单位、金融部门、施工承建单位、材料供应单位、监理单位和使用者等各个部门、单位及利益群体(图3.22)。(1)项目业主工程项目业主是工程项目的发起者和出资者。业主从投资的角度出发，根据建设意图和建设环境，需要自行或委托他人对项目的实施全过程进行有效的管理，业主应当为工程的实施提供必要的条件。(2)政府及主管部门政府及其相关的主管部门对工程项目主要是进行指令性的监督和管理，他们是工程相关法规的制定者。政府部门对建设立项、建设用地、规划、设计方案等进行审查批准，办理建设立项批文、建设用地规划许可证、建设工程规划许可证、建筑工程施工许可证等。另外政府下设的一系列监督机构受政府委托，负责对工程项目中有关质量、安全等方面进行监督检查。图3.22参与工程的主要单位和部门(3)工程研究咨询单位随着科技的迅猛发展，在工程项目的实施过程中，不断运用新结构、新工艺、新技术、新材料、新设备以及新的管理手段和管理理念等，这些都离不开研究咨询单位的技术支持。研究咨询单位是工程项目的知识后盾和人才基地。(5)金融机构工程项目建设过程的资金需求是相当巨大的，需要通过金融机构的介入，以获取充足的固定资产投资资金和流动资金。对于建筑企业和项目业主来说，有效地利用金融机构融资，对于扩大生产规模，抢占有利市场时机，降低经营风险，提高企业效益是十分重要的。同时，工程项目对资金有很强的时效性和敏感性，保证项目资金链的连续性，做好金融机构的协调工作显得尤为重要。(5)工程勘察设计单位工程勘察设计联系着项目决策和项目建设施工两个阶段。勘察设计先于施工开始，设计文件是项目施工的依据。同时，勘察设计又渗透于施工阶段，及时处理施工过程中出现的设计变更和技术变更。(6)工程施工单位工程施工单位是将工程项目由构想和蓝图变为具体的建筑产品的组织。作为工程的承建方，施工单位负责工程施工及管理工作，是工程的主要实施者和管理者。(7)材料设备供应单位材料设备供应单位包括建筑材料、构配件、工具与设备的生产厂家和供应商，他们为工程项目提供必要的生产要素。材料设备供应在产品质量、价格变动、服务质量等方面的能力和水平，对工程最终目标的实现将产生一定的影响。(8)工程监理单位工程监理单位受业主委托，依据国家法律法规、行业规范、建筑标准、合法的设计文件以及合同条款，对工程实施的全过程予以监督，(9)项目使用者项目使用者是项目的接受者和直接受益者。使用者对项目的最终评价即客户满意度是衡量项目完成情况的一个重要指标。一个工程项目需要上述部门、单位和利益群体共同参与才能顺利完成。激励、引导和协调这些部门、单位和利益群体积极参与项目建设并严格遵循共同认可的规则，必须依托高效的组织形式和满足强有力的约束条件。严谨的组织形式、严格的经济合同和工作责任制能够明确各方参与者的责、权、利及彼此的经济关系，将存在一定利益冲突的各方和谐地联系在一起。工程实施过程中，技术、管理和工程目标之间的内在联系可简化为图3.23。图3.23技术、管理和工程目标之间的内在联系可以看出，工程项目的实施首先是在技术条件下形成实体成果的过程。在实施过程中为保障项目的顺利完成需要运用管理手段加以规范和控制，努力协调项目内部各方与外界环境的关系。而项目的实施在深层次本质上，是项目各参与者之间、项目参与者与社会之间通过有组织的行为，在均衡各方利益的前提下寻求共赢。2.建设工程项目组织结构的基本形式建设工程项目组织结构是指为合理配置和使用人力、物力、财力资源，实现项目目标而建立的人们在工作和生产过程中的分工协作关系、责权关系及基于其项目成员之间的人际关系的模式。建设工程项目组织结构主要有以下几种形式：(1)直线式组织结构直线式组织结构又称军队式组织结构。其特点是从最高管理层到最低管理层按垂直系统建立的组织结构形式，各级生产行政领导者进行统一指挥和发挥管理职能，不设立专门的职能机构，其结构如图3.24所示。图3.24直线式组织直线式组织结构形式，结构比较简单，责权分明，指挥与命令统一，工作效率高，但是因为没有专业管理分工，要求生产行政领导者具有多方面的管理业务知识和技能。在管理业务工作繁重的情况下，领导者容易陷入日常管理、行政事务中，不利于培养未来的管理人员，不利于集中精力考虑企业的重大问题。因此，这种组织结构形式一般适用于生产简单、规模不大的企业。(2)职能式组织结构职能式组织结构是在各级生产行政领导者之下，按专业分工设置管理职能部门，各职能部门在其业务范围内对其下级发挥管理作用，下级领导者或者执行者既服从上级领导者的指令，同时也服从上级各职能管理部门的指令。图3.25职能式组织结构职能式组织结构形式，适应于企业生产技术发展和经营管理复杂化的要求，能够发挥职能部门的专业管理作用和利用专业管理人员的专长。但它容易引起多头领导，产生指令不一，使得下级领导者或者执行部门无所适从，且不利于责任制的建立，不利于工作效率的提高。职能式组织结构如图3.25所示。(3)直线职能式结构直线职能式结构又称生产区域管理制组织结构，是以直线式为基础，在各级生产行政领导者之下设置相应的管理职能部门，分别从事专业管理并作为该级领导者的参谋部，是企业内部组织结构的基本形式。职能部门拟定的计划、方案及有关指令由生产行政领导者批准下达。职能部门对下级领导者和下属职能部门无权直接下达命令或进行指挥，只起业务指导作用。其组织形式如图3.26所示。直线职能式组织结构形式是在综合直线式组织结构和职能式组织结构的优点、摒弃其缺点的基础上形成的。它保持了直线式组织结构的集中统一指挥的优点，并吸取了职能式组织结构发挥专业管理职能作用的长处，提高了管理工作效率，为发挥生产行政指挥系统作用提供了组织保证。其不足之处是，各专业分工的职能部门之间的横向联系较差，容易产生脱节和矛盾。(4)矩阵式组织结构矩阵式组织结构又称规划——目标结构组织，“矩阵”是借用数学上的概念。它把按管理职能划分的部门和按产品(或工程项目或服务项目)划分的小组结合起来组成一个矩阵，使同一名管理人员，既同原职能部门保持组织与业务上的联系，又参加产品或项目小组的工作。为了保证完成一定的管理目标，每个项目小组都设负责人，在厂长或者经理直接领导下进行工作。参加项目小组的成员受双重领导，一方面受项目小组领导，另一方面受原属职能部门的领导。组织形式如图3.27所示。图3.26直线职能式组织结构矩阵式组织结构的优点是：打破了传统的一个管理人员只受一个部门领导的管理原则，使企业管理过程中的纵向联系和横向联系很好地结合起来，加强了各职能部门之间的配合，及时互通情况，共同决策，使各项专业管理能够比较协调灵活地发挥作用，有利于提高工作效率；把不同部门的专业人员组织在一起，有助于激发人们的积极性和创造性，培养和发挥专业人员的工作能力，提高技术水平和管理业务水平；将完成某项任务所需要的各种专业知识和经验集中起来，有利于加速开发新技术和研制新产品，推广现代科学管理方法，同时也为企业综合管理和职能管理的结合提供了组织结构模式；这种矩阵式组织结构形式具有较好的适应性和稳定性，每个小组所担负的产品或项目，可以根据情况变化而变动。矩阵式组织结构形式的缺点是，由于在领导关系上的双重性，组织结构内部往往会发生一些矛盾。为确保工程建设的顺利实施，需要在明确部门职责、职权的基础上，建立行之有效的规章制度，使工程项目的各阶段、各环节、各层次职能到位、责任到人，从而形成一个高效的组织保障体系。同时，为了充分调动各管理层及一线员工的工作积极性和创造性，应该制定约束、激励机制及相应的奖惩办法。图3.27矩阵式组织结构3.4.4控制职能控制职能主要体现为工程目标的提出和检查，合同的签订和执行，招投标管理，工程技术管理，成本管理，各种指标、定额、标准、规程、规范的贯彻执行以及实施中的反馈和改进。合同的有关条款是在工程建设过程中对参与各方进行控制和约束的重要手段，同时也是保障合同各方权益的依据。工程技术管理是工程项目能否全面实现各项目标的关键。工程技术管理不仅需要完成委托设计、审查施工图纸等工程准备阶段和审定技术方案、规范工艺标准等工程实施阶段的许多重要工作，还要进行技术开发，以及新技术、新材料、新工艺的推广使用及技术培训。质量管理包括对设计单位、监理单位、施工单位和机电设备等材料供应商的资质审查，施工过程中对施工方法、材料、工艺标准、操作规程的质量检查，进行分项工程、分部工程和总体工程质量等级评定等工作，及时发现质量问题并采取整改措施。3.4.5监督职能监督的主要依据是工程项目的合同、计划、规章制度、规范、规程和各种质量标准、工作标准等。有效实施监督职能，除应充分发挥监理机构和专职从业人员的作用外，参与工程管理的各层面人员也应通过日常的巡视、检查以及反映工程情况的会议、报表、报告、文件等，及时分析和发现问题，堵塞漏洞，确保工程项目健康运行并达到预期目标。案例3.10上海市轨道交通4号线工程事故2003年7月，上海市轨道交通4号线工程发一生一起重大工程责任事故(图3.28)，直接经济损失1.5亿元左右。事故发生前，施工单位——某工程有限公司上海分公司项目部对原定的施工方案擅自进行了调整。事故调查专家组的分析认定，施工方案调整没有严格遵循冻结法施工工艺的有关规定，导致旁通道冻土结构在施工中出现薄弱环节。与此同时，工程总承包方本应尽责的现场管理之松懈让人感到痛惜。6月28日，隧道内向下行线冻结管供冷的一台小型制冷机发生故障，停止供冷长达7.5h，但从这天到6月30日的施工日记中，不仅没有任何险情征兆的反映，还堂而皇之地记载“一切正常”。负有重要管理职责的工程监理更是流于形式。旁通道施工期间，肩负工程质量安全监督重任的上海某监理公司现场监理部，没有安排冻结法施工专业技术监理人员到场实施现场监理。发生事故时，监理人员也根本不在现场。这起事故的相关责任人已受到司法机关的刑事责任追究。其中3人因涉嫌“重大责任事故罪”被正式批准逮捕，另有一些单位负责人受到撤职和行政记过处分。图3.28上海轨道交通4号线事故现场图3.29凤凰桥垮塌事故现场案例3.11湖南凤凰桥垮塌事故堤溪沱江大桥是湖南省湘西土家族苗族自治州凤凰县至大兴机场二级路的公路桥梁，桥身设计长328米，跨度为4孔，每孔65米，高度42米。按照交通部的标准，此桥属于大型桥。大桥上部构造主拱券为等截面悬链空腹式无铰拱，腹拱采用等截面圆弧拱。基础则奠基在弱风化泥灰或白云岩上，混凝土、石块构筑成基础，全桥未设制动墩。2007年8月13日下午4时40分左右，正在建设的堤溪沱江大桥发生坍塌事故，桥梁将凤凰至山江公路塞断，当时现场正在施工，造成64人死亡，22人受伤，直接经济损失3974.7万元(图3.29)。大桥在竣工前出现了整体坍塌，这是新中国成立以来建桥史上第一次。沱江大桥突然坍塌存在以下几个问题：(1)为了州庆缩短大桥养护期。沱江大桥施工工期过紧，施工中变更了主拱券砌筑的程序，拱架拆卸过早。据了解，因为湘西自治州要进行50年州庆，所以沱江大桥施工采取了项目倒计时。6月20日主拱券的砌筑完成，第19天开始卸架，养护期不够，比规定少了9天。按规定，大桥养护期是28天。因为养护期减短，大桥拱券承载能力减弱。(2)桥下地质复杂桥墩严重裂缝。施工中，就已经发现桥墩的地质构造比较复杂，而且还发现0号桥墩下面有严重裂隙。施工中虽然对此处进行了一些处理，但没有从根本上解决问题。大桥垮塌的方向从0号桥墩开始，像积木一样顺一个方向垮塌。(3)所用沙石含土量过高。第三个问题是主拱券砌筑质量有问题。砌筑要使用料石，才能够相互咬合。但事故后发现，塌下来的主拱券中还有片石。而且砌筑的砂浆混凝土不饱和，未填实，有空隙、空洞。另外，沙石含土量比较高。沙石应该用水洗过的沙，一含土就影响混凝土的凝结力。(4)工程层层分包质量管理混乱。四是质量管理方面存在问题。施工中施工单位有变更，却没有及时告知监理单位，监理单位对发现的问题也没有及时向上级工程质量监督管理部门反映，而且中层分包单位多，层层分包。桥梁专家认为造成桥梁坍塌是由拱圈下沉造成，其主要原因是：沱江大桥是四跨连拱，四个拱圈产生的推力通过桥墩实现相互平衡，一方面要求桥墩自身有足够的重量，另一方面，桥墩要足够牢固，二者是相辅相成的，因此石拱桥的桥墩体积一般都十分庞大。由于拱圈之间互有推力，只要一个拱圈出现问题，大桥就会像多米诺骨牌一样出现“一垮俱垮”的情形。3.5法律平台为最大限度地保障建筑业的健康发展，为人们创造良好的工作环境、生活环境以及生产环境，国家通过各种建筑法律法规来规范建筑市场，充分发挥工程管理应有的职能，不断加强工程建设行业的管理。由于工程项目投资规模大、资金回收期长，加之工程结构复杂、专业性要求较高、施工露天作业时间较长，较之其他生产行业，工程建设所具有的社会风险、技术风险、政策风险和信用风险等都相对较大。这也决定了管理者在工程的实现过程中必须具有较强的法律意识和法律法规实践运用能力，用法律手段维护工程实施的正常秩序和工程参与方的合法权益。此外，工程项目的多方参与主体决定了法律介入的必要性。法律法规作为政府进行行业管理的重要手段，在建筑市场中发挥着不可估量的监督和规范作用，具有协调整个建筑市场的有效运转，促进建筑行业的健康发展的重要功能。正确理解和有效运用建设法律法规，是工程管理从业者必需的基本素养。建设法律法规体系是指由国家制定或认可，并由国家强制力保证实施的，旨在调整在建设工程的新建、扩建、改建和拆除等有关活动中产生的社会关系的法律法规系统。它是按照一定的原则、功能、层次所组成的相互联系、相互配合、相互补充、相互制约、协调一致的有机整体，是针对建设工程的专业性法律法规。改革开放初期，国务院及其相关行政主管部门制定并颁布了许多有关建设方面的规定，但未形成完整的体系，更无一部建设法律。1989年建设部组织了建设法规体系的研究、论证工作，并于1991年制定出“建设法律体系规划方案”，使我国建设立法走上了系统化发展之路。我国现行的建设法律法规体系不设“中华人民共和国建设法”，而以若干并列的专项法律共同组成体系框架的顶层，依序再配置相应的行政法规和部门规章，形成若干相应联系又相对独立的小体系，即梯型结构方案。根据我国立法权限，建设法规体系的基本框架分为五个层次(如图3.30所示)，即法律、行政法规、部门规章和地方性法规、地方规章。目前，我国已经形成了以《城市规划法》、《城市房地产管理法》、《建筑法》、《住宅法》等8部建设法律为主干，38部建设行政法规细化，以及建设部门规章和地方法规、规章为补充的较为完善的建设法律体系。此外，与建设活动关系密切的相关法律、行政法规和部门规章，也起着调整一部分建设活动的作用。其所包含的内容或某些规定也是构成建设法规体系的内容。图3.30我国立法的五个层次3.5.1建设法律建设法律是指由全国人民代表大会及其常务委员会审议颁布的属于建设方面的各项法律，它是建设法规体系的核心。我国建设法律体系中设置八项法律，即：(1)《中华人民共和国城市规划法》(2)《中华人民共和国城市房地产管理法》(3)《中华人民共和国建筑法》(4)《中华人民共和国物权法》(5)《中华人民共和国合同法》(6)《中华人民共和国招标投标法》(7)《中华人民共和国环境保护法》除此之外，建设工程管理工作中涉及的其他法律主要有《中华人民共和国民法通则》、《中华人民共和国安全生产法》等。案例3.12“中国地铁修建史上最大的事故”——杭州地铁工地坍塌事故2008年11月15日下午，杭州萧山湘湖段地铁施工现场发生塌陷事故。风情大道长达75米的路面坍塌，并下陷15米。正在路面行驶的11辆车陷入深坑，数十名地铁施工人员被埋。在行驶中陷落深坑的车辆，包括一辆327路公交车、一辆大货车、一辆面包车以及多辆私家车、出租车等(图3.31)。中国建设城市地铁已有好几十年的历史，发生如此重大人员伤亡、如此大面积工程损毁的事故还是第一次。“中国地铁修建史上最大的事故”——杭州地铁工地坍塌事故造成多人死亡失踪。事故原因之一是工程存在着转包、外包等因素，安全标准也难以达到等，这次事故乃是十足的“人祸”。中国工程院院士、北京交通大学教授王梦恕在查看了地铁工地事故现场，调阅了相关数据幷与其它专家交换意见后，他的判断是：工程项目建设存在规划、设计、施工、运营4道风险。王梦恕说，杭州地铁边上的道路规划错了，不应从施工区域通过，原因是发生事故的工地离公路太近，交通繁忙，每天约有3万辆的车流量，其中40%是大车、重车，而且工地附近还有水塘，一旦出现问题，就可能造成群死群伤事故。对这一点，施工方事先缺少分析。类似这样复杂的环境，一般不适宜建设地铁。如果一定要动工，也应完善方案，事前采取限行等措施，幷对路面加固。另外，如采用“暗挖”法施工，相对来说安全性更高一些，但实际上这里采用的是花费较少的“明挖”法施工。“加上连续几天下雨，工地水管又破裂渗水，几个因素加起来，酿成了事故。”王梦恕表示，此次事故原因是综合性的，是长期积累问题的总暴露。图3.31杭州地铁工地坍塌事故现场工人未经安全培训，在杭州地铁坍塌事故中幸存的工人，大多从事扎钢筋、木工、防水工、泥工等工作，不少人是刚刚种完小麦来到城里打工的农民。他们几乎无一例外地对记者说，自己只知道干活，在上岗前没有经过起码的技术培训或者安全培训。由于没有经过培训，在事故发生时，现场施工的工人大多惊慌失措。“有人吓得四处躲；有的跑错了方向，钢柱一倒，人就不见了；有的被倒塌的钢柱死死压住，发出撕心裂肺的呼叫。”不止一位目击者这样说。地铁工地塌陷事故早有端倪，就在杭州地铁塌陷事故发生前一个月，曾有人发现施工路段的路面出现裂缝；事发前，工地工友也已经发现基坑维护墙面出现一道明显的裂缝，有10米多长，宽度能伸进去一只手；此外，杭州当地安全部门负责人称，杭州地铁工程很可能存在转包的情况，这就带来比较大的风险；另据报道，现场施工工人有些没有经过严格培训，安全管理人员不到位，杭州市委书记曾表示，事故发生后应急预案竟然等于零。最教人啼笑皆非的是，施工现场出现较大的裂缝后，按有关规定，应该立即停工整改，结果却是在等待领导批示的时候“带病”施工，地铁也就在等待批示的过程中“突然”坍塌。有逃生的老工人披露，塌方前工人们已预感不测，据他说，“他参与过很多地方的地铁建设，发现这里与别的地方不一样，在基坑里越往里深挖，越发现全是稀泥，几乎没一块石头”。由是观之，“人祸”不除，杭州地铁施工出事故是必然的，只是时间早晚而已。反复转包层层扒皮，施工“潜规则”造就豆腐渣工程。湘湖站项目业主为杭州地铁集团，主要施工方虽为中铁集团，但到承建方手中已转手了四次——杭州地铁一号线的承建方是中铁四局杭州地铁项目部，而中铁四局隶属于中铁集团下属的中国中铁股份有限公司。而据知情人士称，所谓的“项目部”，通常就是一些有能力但却拿不到项目的小公司，这些公司上缴给中铁股份有限公司5%的管理费后，便变身为中铁集团层层下包的最后一环。在建筑行业中一直有“一流队伍中标，二流队伍进场，三流队伍施工”的“潜规则”，但现在竟在中铁四局身上验证了。明知有风险，还要赶工期：追溯杭州地铁工地事故源头，一个个怪像匪夷所思：头一天还在家里种菜的农民第二天就被招进地铁工地干活；戴顶安全帽就算有了“安全措施”；施工路面裂缝一天天扩大，就浇上沥青一填一抹，既不停工检修，更没采取进一步的预防与补救措施，反而马不停蹄地日夜赶工期……一个个悲剧后面，或可以看到对利益不择手段的追逐；或可以看到长官意识、官僚作风；或可以看到钱权交易的腐败；或可以看到急功近利的盲目赶超。目前国内基础设施建设最大的问题是“急着抢工期”——本应该为3年合理工期的杭州地铁一号线湘湖站，在签合同之时，被“提速”了整整1年。后因拆迁未能及时完毕，又拖了1年。最后留给施工方的时间只剩下1年。就这样，处于进退两难之间的施工方，“明知有风险，还要赶工期。”一边建设一边修改，前期准备不足，中途变更失控。曾参加过杭州地铁一号线初期的征求意见稿的浙江大学区域与城市规划系教授周复多表示，杭州地铁存在边规划、边建设、边修改的“三边”现象。前期准备不足，中途变更失控，是地铁施工事故频发的另一诱因。中国城市轨道交通专业委员会专家表示，对线路设计的前期论证做得不够扎实，给后期工作带来隐患。一些工程实施甚至没有依靠专家意见，施工在危险情况下进行，极易出现事故。3.5.2建设行政法规建设行政法规是指由国务院依法制定或者批准发布的属于建设方面的法规。行政法规及其发布形式有两种：一是直接以国务院令的形式发布；二是由国务院批准，由国家建设行政主管部门或者与国务院相关部门联合发布。建设工程管理工作主要涉及的建设行政法规有国务院于2000年1月31日公布并实施的《建设工程质量管理条例》、国务院于2003年11月12日公布并于2004年2月1日起施行的《建设工程安全生产管理条例》、国务院于2000年9月25日公布并实施的《建设工程勘察设计管理条例》和国务院于1998年11月29日公布并实施的《建设项目环境保护管理条例》等。3.5.3　建设部门规章建设部门规章是指由国家建设行政主管部门根据国务院规定的职责范围，依法制定并发布的各项规章，包括国家建设行政主管部门与国务院相关部门联合制定并发布的规章。工程管理工作主要涉及的建设部门规章主要有建设部于2000年8月25日公布并实施的《实施工程建设强制性标准监督规定》、国家发展改革委员会于2003年3月8日公布并在2003年5月1日实施的《工程建设项目施工招标投标办法》、建设部于2001年6月1日公布实施的《房屋建筑和市政基础设施工程施工招标投标管理办法》、国家发展改革委员会于2000年7月1日公布实施的《工程建设项目自行招标试行办法》等。知识链接分包与转包、挂靠分包是中标人将所承揽项目中的专业工程或者劳务作业发包给其他建筑业企业完成的活动。我国《招标投标法》第48条对分包有如下规定：①分包应当由中标人按照合同约定或者经招标人同意。②将中标项目的部分非主体、非关键工作分包给他人完成。③接受分包的人应当具备相应的资格条件，并不得再次分包。④中标人应当就分包项目向招标人负责，接受分包的人就分包项目承担连带责任。合法的分包须满足以下几个条件：①分包必须取得发包人的同意．②分包只能是一次分包，即分包单位不得再将其承包的工程分包出去。③分包必须是分包给具备相应资质条件的单位。④总承包人可以将承包工程中的部分工程发包给具有相应资质条件的分包单位，但不得将主体工程分包出去。转包则是指承包人在承包工程后，又将其承包的工程建设任务转让给第三人，转让人退出承包关系，受让人成为承包合同的另一方当事人的行为。由于转包容易使不具有相应资质的承包者进行工程建设，以致造成工程质量低下、建设市场混乱,所以我国法律、行政法规均作了禁止转包的规定。在实践中，常见的转包行为有两种形式：一种是承包单位将其承包的全部建设工程转包给别人；另一种是承包单位将其承包的全部建设工程肢解以后以分包的名义分别转包给他人，即变相的转包。但无论采用何种形式，都是法律所不允许的。我国《建筑法》第67条明确规定了承包单位违法转包应承担的法律责任：承包单位将承包的工程转包的，或者违反本法规定进行分包的，责令改正，没收违法所得，并处罚款，可以责令停业整顿，降低资质等级；情节严重的，吊销资质证书。承包单位有前款规定的违法行为的，对因转包工程或者违法分包的工程不符合规定的质量标准造成的损失，与接受转包或者分包的单位承担连带赔偿责任。“挂靠”，即所谓“企业挂靠经营”，就建筑业而言，是指允许一个施工企业允许他人在一定期间内使用自己企业名义对外承接工程的行为。允许他人使用自己名义的企业为被挂靠企业，相应的使用被挂靠企业名义从事经营活动的企业或自然人为挂靠人。最高人民法院在制订《最高人民法院关于审理建设工程施工合同纠纷案件适用法律问题的解释》时并没有直接将该行为定义为“挂靠”，而是表述为“借用”，即没有资质的实际施工人借用有资质的建筑施工企业名义从事施工，“挂靠”与“借用”实际上系同一概念。在建筑业，此类行为容易造成工程质量低劣，安全有重大隐患，造成严重亏损，如果一旦发生纠纷，被挂靠企业则成为被告，挂靠企业逍遥法外。所以在建筑行业中历来被我国的部分规章、规范性文件、法律法规所禁止。3.5.4地方性建设法规地方性建设法规是指在不与宪法、法律、行政法规相抵触的前提下，由省、自治区、直辖市人大及其常委会制定并发布的建设方面的法规，包括省会(自治区首府)城市和经国务院批准的较大的市人大及其常委会制定的，报经省、自治区、直辖市人大或其常委会批准的各种法规。地方性法规在其行政区域内有法律效力。3.5.5地方性建设规章地方建设规章是指省、自治区、直辖市以及省会(自治区首府)城市和经国务院批准的较大的市的人民政府，根据法律和国务院的行政法规，制定并颁布的建设方面的规章。“十一五”期间，国内各省、自治区、直辖市根据国家有关法律法规，结合当地工作实际，颁布、实施了一大批地方性建设法规和建设规章。3.6建设工程管理“四个平台”体系相互融合关系在前面几节中已经对建设工程管理支撑体系的四大平台即工程技术平台、经济平台、管理平台和法律平台分别进行了比较深入的介绍。虽然每个平台都有自己比较完整的知识体系，但每个平台并不是独立存在的，它们之间存在很大的内在联系。也正是通过对这四大平台的掌握与有机结合，才能使建设工程管理工作顺利进行，最终促成项目的成功。工程技术、经济、管理和法律“四个平台”体系的相互融合关系如图3.32所示。建设工程管理“四个平台”体系的相互融合的基础可归纳为以下几点：①在工程技术领域，学科融合的特点：技术、经济、管理、法律的相互交叉渗透最直接；②工程实践技术性和经济性的双重特点，催生工程技术学科与经济学科的交叉融合；③工程项目中，资金、物资、人力等各种资源的组织配置离不开科学的管理；④工程项目多方参与的特点，决定了法律要素的融入。图3.32工程技术、经济、管理和法律“四个平台”体系的相互触合关系3.6.1技术与经济的关系工程建设是在技术和经济两个基本条件构成的环境中进行的，两个条件均不可缺，它们相互促进、相互制约。经济是技术进步的目的和动力，技术是经济发展的手段和方法。工程技术经济学的研究目的就是如何实现工程技术的先进性与经济的合理性两方面的统一，以保证项目的成功建设。(1)技术与经济互为基础、条件技术是变革物质代谢过程的手段，是科学与生产联系的纽带。技术变革了劳动手段、劳动对象和劳动工具，改善了劳动环境，使我们能够更加合理和有效地利用资源，提高了劳动生产率，推动了社会经济的发展。同时，应该认识到，任何一项新技术的产生都是出于经济上的需要而引起的，在一定的社会经济条件下才能得以推广和应用。无论是国家、行业还是企业对工程建设项目中发展及技术方案的选择，很大程度上都会受到其经济实力的制约。(2)经济是技术的目的，经济发展为工程技术的进步提出了新的要求和发展方向技术是人类改造自然、改善生活的手段和方法，其产生具有经济目的。随着经济的不断发展和人类生活水平的提高，人们的需求也在不断增长，对生产和生活提出了新的要求，如三峡工程、智能建筑等，工程技术遵循此方向而进步、发展。因此，在工程技术与经济的关系中，经济始终居于支配地位，工程技术进步是为经济发展服务的。(3)技术与经济的协调发展技术与经济之间的关系可能会出现两种情况，一方面技术进步通常能够推动经济的发展，技术与经济是协调一致的；另一方面，先进的技术方案有时会受到自然、社会条件以及人等因素的制约，不能充分发挥作用，实现最佳经济效果，技术与经济之间存在矛盾。工程技术经济学的任务就是研究工程技术方案的经济性问题，建立起工程技术方案的先进性与经济的合理性之间的联系桥梁，使两者能够得以协调发展。案例3.13未经技术经济论证导致“决策失误”背景资料：国家投资近30亿元建设的福州长乐国际机场，由于建设规模过度超前，目前旅客量和货邮量只达到设计规模的1/3左右，航站楼和机场生活区大量闲置，运营5年累计亏损已达11亿元。审计署署长李金华在全国审计工作会议上指出，决策失误造成国有资产损失严重。仅2002年，审计机关审计查出由于违规担保、投资和借款等，已给国家造成损失多达72.3亿元。当出现了问题时，人们爱用“天灾人祸”来形容。但是，对于福州长乐国际机场11亿元的亏损和2002年全国审计出来的72.3亿元的巨额损失，恐怕得将“天灾”二字抹去，仅用“人祸”足矣。既然是人祸，套用时下一句因流行而显得有些俗气的口头禅——“都是决策失误惹的祸”，倒是恰如其分。上个世纪，我们曾“创造性”地提出过“人有多大胆，地有多大产”的口号。时至今日，这句口号的遗风犹存，只不过摇身一变，成了“人有多大胆，祸有多少碗”。当然，个别人酿成的祸端，最终不合理地硬性盛到国家这个大碗里，而那些“决策失误”的始作俑者却躲到一边，充当看客角色，任凭国家痛苦地吞下这一碗碗苦酒，最终由全体纳税人埋单。案例评析：技术经济论证是指对各种技术实践活动进行分析、比较与评价，选择技术先进、经济合理的最优方案或满意方案。以福州长乐国际机场的建设为例，投资近30亿元的巨资，花这么多钱建成什么样的规模，应该事先进行严格的技术经济论证。方案拿出后不经过一定期限的公示征求公众的意见，仅凭有限几个决策者召开个圆桌会议就决定，这种决策机制是导致“决策失误”的罪魁祸首。技术经济论证的任务是根据国家长远经济发展计划和布局规划的要求，对建设(或改造)项目方案进行技术经济论证，选出技术上可行和经济上合理的技术方案，为正确决策与技术设计提供科学依据。技术经济论证必须遵从以下基本原则：①整体性原则，即必须从国民经济全局出发，把宏观经济论证与微观经济论证结合起来；②效益性原则，即以经济效益的优劣，作为方案取舍的重要原则；③目的性原则，即采用多种方案比较，要求各方案具有可比性，务求达到最优目标；④政策性原则，即必须遵守国家规定的方针政策。3.6.2技术与管理的关系技术的管理问题，日益成为重要的研究领域。在市场经济体制中，组织管理者关注的一个永恒主题就是如何维持一个组织的竞争力。鉴于技术对竞争力举足轻重的贡献，一个企业的技术先进性越来越成为企业成败的核心因素。从国家的角度而言，维持技术先进性成为许多政府的行动目标，因为它代表着国民经济发展的关键因素。技术在经济发展中占有举足轻重的地位，这是管理界重视技术问题的根本原因。建设工程管理就是探寻工程实施过程中的管理，要做好这项管理工作首先必须对技术有很好的掌握，没有过硬的技术背景是很难驾驭这项管理工作的。纯技术的范围比较窄，而纯管理又比较虚，但建立在技术背景下的管理却是虚实相结合的精确管理科学，有人将它形象地比喻成医学上的外科学，自然科学中的物理学。它们之间的关系可以用以下几点来说明。(1)技术是管理的基础在建设工程管理领域，要做好工程项目管理工作，必须要有工程技术的支撑，否则管理工作就会无法进行，因为在工程建设过程中有很多技术问题，如果不懂这些工程技术，根本就没有办法对其工作进行计划、组织、协调和控制，所以说懂技术是做好管理工作的基础。(2)有效管理促进技术的发展有效的管理能最大化地把技术转化为生产力，取得良好的经济效益，为技术的开发与创新提供资金保障，从而间接地促进技术的进步与发展。除此之外，通过管理手段对技术进行合理的计划、组织和优化，充分发挥技术的优势效益，促使技术的可操作性越来越强，从而推动技术的发展与进步。3.6.3经济与管理的关系在建设项目中，经济与管理的概念有点相近，因为它们之间存在直接的联系，管理是经济的手段，经济是管理的目的与依据，同时它们之间又是相互促进的关系，具体而言，体现在以下几个方面。(1)经济是管理的目的和依据，管理是经济的手段一般情况下，建设项目的目的是实现经济的最大效益，要实现这一目标必须通过有效合理的管理来实现，所以说经济是管理的目的。在建设项目可行性研究阶段，评价项目的经济可行性是进行项目决策管理的依据，所以说经济是管理的依据。(2)经济与管理相辅相成、相互促进在建设项目中，通过良好的经济效益可以促使管理结构与组织职能的优化，从而更好地发挥管理职能的效用，相反，管理水平的提高又可以促使项目经济效益的提升，所以说经济与管理的关系是相辅相成、相互促进的关系。3.6.4技术、经济、管理与法律的关系法律即人类在社会层次的规则，社会上人与人之间关系的规范，以国家的强制力为其实施的手段，因此在建设工程管理过程中的技术、经济与管理活动都受到法律的制约。法律因素是各种组织环境因素中的重要成分，和政治、经济、技术、社会文化等环境因素一样，它是管理者自己不能直接控制的。对于建设工程管理的一切活动，法律都有至高无上的制约作用。技术、经济和管理活动也只有在国家相关法律的保护、支持和约束下，才能顺利进行。法律与技术、经济和管理活动的关系有三层意义：提供法律保护；支持正当的活动，促进国家需要的活动，约束对社会不利的行为；指导发展方向。优秀的管理者首先要成为社会的“好公民”，就是要遵守法律规定，接受法律监督。法律对技术、经济与管理的三大作用具体表现在：(1)促进作用法律通过确认技术、经济与管理在建设工程管理中的特殊地位来支持工程建设，以国家强制力为实施保障。通过理顺建设工程管理过程中的各种关系，协调各种冲突，使建设工程管理符合社会发展的内在规律。(2)保护作用法律通过保护技术、经济与管理成果的知识产权和人们从事技术、经济与管理活动的权利，保护建设工程管理的发展。(3)预防作用法律通过明确技术、经济与管理的基本原则和制度、行为规范和法律责任，预防技术、经济与管理方法和手段的滥用和失控。案例3.14黄河小浪底水利枢纽工程施工合同管理的转折点小浪底水利枢纽工程(图3.33)是一个在工程技术和合同管理方面都具有挑战性的大型国际工程。在地质条件复杂的黄河干流段上修建一座154m高的黏土心墙堆石坝，本身就是一个重大的技术难题。尤其是要在左岸单薄的山体上修建16条隧洞，其中3条导流洞(导流后改建为3条孔板泄洪洞)，3条排沙洞，3条明流泄洪洞，6条引水发电洞，1条灌溉引水洞，它使小浪底工程的设计和施工技术成为国际水利工程建设罕见的复杂课题。从工程的招标和施工合同管理方面讲，小浪底水利工程也是一项真正的大型国际工程。它是世界银行对中国单项工程贷款额度最大的项目，是面向世界各国大承包公司进行国际竞争性招标的项目，是采用当前世界最先进的管理方式进行合同管理的项目。在小浪底工地上集中了全世界190多个知名工程承包公司的、来自51个国家或地区的700多名外国工程承包人员，按照国际工程的标准合同条款——“非迪克(FIDIC)”合同条款进行施工管理。由于我国各级领导的重视，万余名中国工程技术、企业管理人员和工人们的辛勤劳动，以及世界银行派出的外国专家的技术协助，工程进展顺利，施工质量优良，经过顽强拼搏，已于1997年10月28日按计划实现截流。可以肯定：小浪底工程的建设，不仅对黄河的除害兴利起到关键作用，也为我国培养出了一批管理大型国际工程建设的人才。图3.33黄河小浪底枢纽工程示意图不可否认，小浪底工程的施工是通过克服极为复杂的一系列困难而走上正轨的。1995年5月，国外承包商在导流洞(第二标工程范围)施工时遇到了数次塌方，便擅自停工。在咨询工程师的反复催促之下，直至1995年12月，3条导流洞的施工仍处于半停顿状态，施工实际进度较原合同计划工期拖后达11个月，使计划于1997年10月底实现主河道截流的目标即将落空。如果截流拖期，不仅给我国造成严重的政治和经济损失，还将引起承包施工大坝(第一标)和发电厂(第二标)的国外承包商的连环索赔，会形成不可收拾的局面。在这一关键时刻，小浪底工程建设管理局在上级领导的支持下解决了以下三个关键性的问题，为工程的按期截流和顺利施工打下了基础。第一，在施工进度严重拖期的情况下，由谁来督促承包商履约？小浪底工程是按照FIDIC合同条款进行施工管理的。因此，一切合同实施中的问题，应由咨询工程师(施工监理)——小浪底工程建设咨询公司来主持处理。但是，二标承包联营体的牵头企业——德国旭普林公司(ZublinA.C.)绕过咨询工程师而直接与业主单位——小浪底建设管理局的领导接触，进行“高层会谈”，讨论工期延误如何处理的问题，并借此机会向业主提出高额补偿，而且不保证按合同规定的截流日期(1997年10月31日)实现截流。这样的高层会谈反复10余次，不能达成协议，竟使承包商感到业主有求于他。这显然不符合FIDIC合同条款的规定，势必使工期延误更趋严重。水利部领导派专家组同业主及监理单位的领导充分协商以后，决定停止高层会谈，而由咨询工程师按合同条款的规定直接处理这一合同问题。这样，才把施工合同管理工作纳入了正常轨道，使二标承包商处于承担合同责任的严峻压力之下。第二，对严重拖期的二标承包联营体采取什么措施？导流洞施工进度的严重延误，主要是承包商的责任。隧洞施工中发生塌方，在土建工程中是经常发生的现象，应由承包商主动与咨询工程师磋商，采取克服措施，力争实现合同规定的截流日期，承包商绝对无权暂停施工，更不能以此要挟业主。事实上，二标牵头承包公司进场施工设备的数量和时间远远没有达到合同规定的要求。因此，工期延误的责任主要在承包商方面。对以“旭普林”为首的二标承包商的严重拖期如何处理，讨论中产生了不同的意见。有的专家认为，二标承包商没有能力实现按期截流，多次谈判又达不成协议，应按FIDIC合同条款第63.1条“承包商违约”处理，由咨询工程师决定终止二标合同，由中国的施工单位取代，靠我国自己的水电施工队伍，实现按合同规定日期截流。第二种意见是以“旭普林”为首的二标承包商已进场相当数量的设备，可向他提供一定数额的赶工费，促其迅速增加施工设备，加快施工进度，仍靠他实现合同规定的日期截流。第三种意见是终止合同的风险太大，会导致合同纠纷，影响加速施工及按期截流。靠二标承包商的设备及技术实力，难以实现按期截流，应强调其合同责任，要求他按合同规定实现截流，并建议他引进中国的施工力量，进行施工分包，以确保实现按计划日期截流。经过反复研究，决定按第三种意见办理，由咨询工程师正式致函承包商，要求其采取施工分包，加快施工速度，实现按计划日期截流。旭普林公司最终迫于合同压力，不得不采纳咨询工程师的意见和决定。第三，如何加强施工力量，保证按计划日期截流？实践已经证明，旭普林公司靠自己的能力无法组成强有力的赶工队伍，势必要引进中国成建制的水利水电施工队伍，加强施工管理，才能把已经延误了的11个月工期抢回来，实现按计划日期截流。经过艰难而紧张的谈判，旭普林公司在1996年2月8日同中国水电一局、三局、四局和十四局(简写为OTFF方)签订了“劳务分包合同”。应该说，这项劳务分包使旭普林公司具备了加速施工的实力，也使业主对按期截流有了依靠，对合同双方都是有利的。但是，在“劳务分包合同”正式签字后不久，旭普林公司特别致函咨询工程师及业主，强烈要求咨询工程师承认1996年2月8日签订的“劳务分包合同”为“指定分包商”性质。紧接着，在1996年2月21日，加拿大国际工程管理公司(CIPM)的专家亦来函强调这个分包应属于“指定分包商”。二标承包商和加拿大咨询专家提出的这一要求，在中方领导人员中引起了分歧与争论，不少的人坚持认为应该承认是“指定分包商”。这里存在有关合同责任界定的问题。旭普林公司既然已经在与OTFF的“劳务分包合同”上签了字，为什么又提出OTFF是“指定分包商”呢？这说明，他对“劳务分包”是否能实现按计划日期截流没有信心。因为按照合同责任，如果是“劳务分包”，不能按期截流的责任完全在总承包商旭普林公司的肩上；如果是“指定分包商”，不能截流的责任自然会推到咨询工程师和业主“指定的”分包商肩上，即责任在业主方面。与此同时，由于小浪底工程合同“专用条款”中没有采用“指定分包商”的具体规定，业主一方“强迫”承包商接受指定的分包商，则属于业主的违约。因此，很明显，咨询工程师和业主不应同意OTFF是“指定分包商”的提法，轻率地同意为“指定分包商”，会使业主陷入尴尬的合同责任中去。基于这一分析，专家组坚持不能承认OTFF为“指定分包商”，并明确指出：旭普林公司想把它已签了字的“劳务分包”改为“指定分包”，是没有道理的。事实已经证明：成建制地引进中国的施工机构进行劳务分包，是外国承包商应该采用的一种正确做法，它保证了小浪底工程的按期截流成功。中国水利水电施工队伍介入导流洞施工以后，很快地显示出他们的顽强拼搏精神，使大量延误了的工期逐步地抢回。旭普林公司从这里受到了启示，尝到了甜头。此后，他又主动地把隧洞群的进口段施工分包给水电十一局，把出口段分包给水电七局。事实证明，如果不采取成建制分包的措施加强施工力量，小浪底工程不可能实现按期截流。以上三个问题的正确处理，理顺了小浪底工程的合同实施，保证了按期截流。整个工程在水利部的关心和领导下，施工进展顺利，工程质量良好，管理工作达到了国际一流水平。本章小结工程技术平台、经济平台、管理平台以及法律平台构成了建设工程管理的最基本的“四个平台”体系。在学习过程中，我们不仅要掌握好工程技术方面的知识与技能，而且还需掌握经济方面的知识。除此之外，我们还应具备良好的管理方法以及健全的法律知识，只有通过这些知识的交叉利用，才能更好地解决工程中的实际问题。在前面几节中分别对工程技术平台、经济平台、管理平台、法律平台以及四大平台之间的联系进行了分析与阐述。现将其总结如下：(1)工程技术平台：工程技术主要是回答“怎么去做”工程，也是建设工程管理的基础与核心，要完成工程必须对各项工程技术有很好的掌握。工程技术又分为工程结构、工程材料和工程施工等。(2)经济平台：工程经济主要是回答“怎样做更合理”，也就是选择什么样的技术方案能使工程项目的经济效益最好。经济效益包括财务效益与国民经济效益。工程经济包括工程项目的经济性与工程项目的适用性两个方面。(3)管理平台：工程管理主要是回答“怎样去实现目标”，也就是通过管理手段来实现工程的目标。首先是通过计划把预定的目标分解成具体的操作指南，再对人员与资源进行组织来完成工程。在组织过程中难免出现一些摩擦，这就需要管理的协调职能，并且在工程建设的各个阶段都应做好事前、事中和事后控制，对产生的偏差及时进行纠正。(4)法律平台：建设法规主要是回答“依据是什么”，也就是在工程建设的各个领域都必须以建设法规为依据。建设法规体系的基本框架根据我国立法权限分为五个层次，即法律、行政法规、部门规章和地方性法规、地方性规章。(5)“四个平台”之间的相互融合关系：“四个平台”之间的联系十分紧密，构成了复杂的平台交叉网。主要表现在“技术与经济互为基础、条件”、“经济是技术的目的，经济发展为工程技术的进步提出了新的要求和发展方向”、“技术与经济的协调发展”、“技术是管理的基础”、“有效管理促进技术的发展”、“经济是管理的目的和依据，管理是经济的手段”、“经济与管理相辅相成、相互促进”以及“法律是技术、经济与管理的执行准则”等。习题1.现代工程建设中需要解决哪些技术问题？这些技术问题与成功的工程有什么关系？2.现代工程建设中需要处理哪些经济问题？这些经济问题与成功的工程有什么关系？3.现代工程建设中有哪些组织问题？4.在工程建设过程的各个阶段应完成哪些工程管理工作？这些问题的解决对工程的成功产生什么影响？5.工程建设中有哪些法律问题与合同问题？6.实践活动：参观正在进行工程项目，了解该工程在建设中有哪些技术问题、经济问题、管理问题、和组织问题等需要解决。7.简述工程项目管理的作用和工作内容。8.简述建设法规和合同管理的作用和工作内容。经理项目班子2项目班子1班组3班组4班组1班组2经理职能科室3职能科室4职能科室2职能科室1项目班子2项目班子3项目班子1职能组2职能组1班组1班组2班组3公司经理职能科室职能科室分公司分公司分公司工程组职能组职能组项目班子项目班子项目班子班组班组班组经理行政管理部门采购管理部门生产管理部门工程管理部门管理人员采购人员生产人员工程人员项目1管理人员采购人员生产人员工程人员项目2管理人员采购人员生产人员工程人员项目3国家法律国家行政法规国家部门规章地方行政法规地方部门规章_1234567890.doc教学目标_1234567891.doc教学要求