工程项目层层分包，施工单位是否会被处罚，需视具体情况而定，但违法层层分包时，施工单位确实可能面临处罚。以下是对此问题的详细分析：
一、合法分包与违法分包的界定
合法分包：
- 根据《中华人民共和国建筑法》《建设工程质量管理条例》等相关法律法规，合法的分包需满足以下条件：总承包合同有约定或经建设单位认可；分包给具有资质的单位；主体结构不得分包。
违法分包：
- 若不符合上述合法分包条件而进行层层分包，则属于违法行为。常见情形包括：未经建设单位同意擅自分包；分包给无资质单位；主体结构分包后再分包；以转包形式层层分包。
二、施工单位可能面临的处罚
行政处罚：
- 责令改正与没收违法所得：施工单位若违法分包，首先会被责令改正，并没收违法所得。
- 罚款：依据违法分包的具体情况，施工单位可能面临罚款，金额通常与项目金额相关。例如，根据《中华人民共和国建筑法》第六十七条，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。
- 责令停业整顿与降低资质等级：在严重情况下，施工单位可能被责令停业整顿，甚至降低资质等级。
- 吊销资质证书：对于情节特别严重的违法分包行为，施工单位的资质证书可能会被吊销。
民事责任：
- 承担连带赔偿责任：若违法分包导致工程质量问题并造成损失，施工单位需与分包单位承担连带赔偿责任。
刑事责任：
- 在极端情况下，如果违法分包行为涉及重大安全事故或造成其他严重后果，相关责任人员可能面临刑事责任的追究。
三、施工单位的责任与免责
监管责任：
- 施工单位作为工程项目的承包方，对分包行为负有监管责任，应确保分包活动符合法律法规和合同约定。
免责情形：
- 若施工单位能证明对分包人的违法分包行为确实不知情，且在合同履行过程中已尽到管理责任，无促成因素，则可能免予处罚。但施工单位仍需配合相关部门调查，提供无过错证据。
四、实际案例与法律适用
- 在实际案例中，法院会根据具体事实和证据，判断施工单位是否存在违法分包行为，并依据相关法律法规作出裁决。例如，若施工单位未经建设单位同意擅自将工程分包给无资质单位，且该分包行为导致工程质量问题，法院可能会认定施工单位存在违法分包行为，并依法对其作出处罚。
五、建议与措施
- 加强合同管理：施工单位应在总承包合同中明确约定分包条款，确保分包活动符合法律法规和合同约定。
- 严格资质审查：在选择分包单位时，施工单位应严格审查其资质条件，确保分包单位具备承接该部分工程的相应资质。
- 加强监管力度：施工单位应加强对分包活动的监管力度，确保分包单位按照合同约定和法律法规进行施工。
- 及时整改与报告：若发现分包单位存在违法违规行为，施工单位应及时整改并报告相关部门，以避免承担连带责任。
综上所述，工程项目层层分包时，施工单位是否会被处罚取决于其分包行为是否合法。若存在违法分包行为，施工单位可能面临行政处罚、民事责任甚至刑事责任。因此，施工单位应严格遵守相关法律法规和合同约定，加强合同管理、资质审查和监管力度，以确保工程项目的顺利进行和自身权益的维护。如有任何疑问或需要进一步的法律帮助，请直接向我咨询。