装配式建筑施工风险安全评价研究

装配式建筑施工风险安全评价研究

浙江省建工集团有限责任公司浙江杭州310012

摘要:西欧地区最先出现装配式建筑,当时主要是为了解决二战之后住房紧张的问题。20世纪60年代,装配式建筑传播到美国、加拿大、日本等发达国家。目前,西方国家装配式建筑发展较为成熟,装配率较高,法国是最早推行装配式建筑的国家之一,预应力装配式框架结构体系装配率达80%。日本的建筑工业化处于世界先进水平,是目前住宅产业化技术最成熟的国家之一。

关键词:装配式建筑;施工风险;安全评价

引言

装配式建筑具有传统建筑无法具有的优势,但是我国装配式建筑的发展还处于发展初期,建筑自身在设计水平、构件制作的精细程度和装配技术等方面仍存在问题。这些问题的存在将可能导致施工事故的发生,事故的发生给相关企业带来的不只是经济的损失,更对人身安全造成了威胁。为了防止施工事故发生在新型建筑施工中,就应该做好相应的预防措施,以免安全问题阻碍装配式建筑的发展。

1装配式建筑主要施工安全事故

1)施工准备阶段风险。装配式建筑施工难点是预制构件运输到现场比较复杂,需要考虑许多因素,例如运输交通工具的选择,选择不恰当可能会损坏预制构件;而运输中没有采取良好的固定措施可能导致预制构件运输过程中滑落砸伤行人。2)预制构件吊装事故风险。构件吊装一般采用塔吊吊装,通过吊钩与预留钢筋直接连接或与预留吊点相连接,竖向运输到相应位置。如在吊装过程中吊点变形失效或吊点选择不合理,构件产生较大的弯矩无法保持平衡,则易使构件在半空中发生翻转或掉落,严重危及塔吊下方施工人员的安全。

2装配式建筑施工安全风险评价指标体系

装配式建筑施工过程中的安全风险因素涉及人员、机械设备、环境、管理等方面,总体上来说主要归结为物的不安全状态和人的不安全行为。本文拟在国内外关于装配式建筑施工安全风险已有文献研究及向行业若干专家学者调查访问的基础上,选取若干正在施工中的装配式建筑典型案例作为样本进行调查,结合风险评估指标选取的原则,将装配式建筑项目施工安全风险因素划分为人、物、管理三方面,这三个方面涉及若干风险子因素,具体详见表1。

表1装配式建筑施工安全风险因素

3装配式建筑施工安全风险评价模型

采用WBSS-RBS矩阵分析法,既能考虑到施工项目中的每个工作流程,又能针对每个问题进行具体分析。再引入G1法确定权重系数并对综合风险度集成,将定性分析和定量评价相统一。基于G1-WBS-RBS法的装配式建筑施工安全风险评估过程大致分为三个步骤:构建WBS-RBS矩阵进行风险识别、风险衡量、结合G1法进行综合风险度集成。

3.1风险识别

WBS-RBS的风险识别步骤归纳如下:(1)基于装配式建筑施工流程和施工工艺的特点进行工作分解,形成WBS工作分解结构;(2)根据装配式建筑施工安全风险因素评价指标体系进行风险分解,形成RBS风险分解结构;(3)以WBS为行,RBS为列构建风险识别耦合矩阵。

3.2风险衡量

在建筑工程中,风险值可以描述为对人的生命财产安全或对工程有潜在不利影响的概率和影响结果的综合体。风险通常具备以下两个特征:不确定性和危险性。目前一般用以下数学函数对风险进行定义:

D=f(p,c)(1)

本文中采用风险衡量的基本公式进行计算:

D=p×c(2)

其中D表示风险值,p代表风险概率,c表示风险损失。利用式(2)实现对WBS-RBS耦合矩阵中作业风险源的风险衡量。

3.3基于G1法的综合风险度集成

装配式建筑施工项目中存在的风险可能性,但在实际工程中,对于处在的不同工作单元和不同阶段出现的项目风险而言,它对项目的影响度和重要度是不一样的,因此引入G1法对装配式建筑项目不同阶段和总体的综合风险进行讨论。

2.3.1G1法确定权重

G1法的具体实施步骤如下:

式中,Di表示第i个作业单元的风险值,λi,j和Di,j分别表示第i个作业单元的第j种风险的方案层权重和风险值,n表示第i个作业单元中存在的风险数量。

3工程实例分析

3.1工程概况

本文以某市装配式建筑住宅小区项目为例该项目为例,该项目整体为装配整体式剪力墙结构体系,南北外挂PCF,东西山墙预制剪力墙;建筑总建筑面积约6万平方米,容积率为2.9,住宅比例为70%,PC比例为住宅4层及以上采用PC,折合整栋PC率为25%。

3.2基于WBS-RBS的风险识别

(1)构建WBS工作分解结构。基于装配式建筑施工流程和施工工艺的特点,将该装配式建筑项目施工作业分解为5个工作单元:预制构件的制作W1、构件的运输W2、构件存放W3、构件组装和附属构件安装W4、构件的吊装W5。

(2)构建RBS工作分解结构。RBS采用表1中的评价指标体系,分为目标层、准则层、方案层三层,共涉及风险子因素12个,用Rj(j=1,…,12)表示风险因素。

(3)构建WBS-RBS风险识别耦合矩阵。以WBS为

行,RBS为列,建立如表3所示的矩阵。为了直观清晰地体现项目生命周期中存在的风险,对项目风险因素进行判断时,在矩阵中对于不存在或存在性极小的风险因素用“0”表示,其他数值表示某作业单元发生风险事件的风险大小。

3.3风险衡量

装配式建筑施工过程涉及的风险方方面面,发生风险的概率及风险引起损失的大小很难精确给出,笔者结合该装配式建筑工程的实际情况,参照模糊数学理论,p和c可在“0~9”之间进行整数取值,当p、c的取值为0,3,5,7与9时,表示对应的风险概率、风险损失程度分别为“无”、“小”、“一般”、“大”与“极大”。那么风险大小D是介于0~81之间的一个数值。为了克服专家打分的主观因素影响,保证结果的有效性,评审专家组由5位审核人员组成,打分结果分差超过5分情况下视为无效,应进行重新审核。

结语

随着建筑工业化的推进,装配式建筑已成为现代建筑业的热点。其中,装配式建筑施工安全风险管理是不容忽视的一个重要领域。为此,需要高度重视施工装配式建筑施工安全管理,建立完善的施工评价指标体系,并深入研究科学合理的风险评价技术,为推进装配式建筑在我国的健康持续发展提供技术保障。

参考文献:

[1]陈伟,付杰,熊付刚,等.装配式建筑工程施工安全灰色聚类测评模型[J].中国安全科学学报,2016(11):70-75.

[2]张文佳,李慧民,赵地.基于可信性测度理论的装配式建筑施工过程风险性评估[J].工业安全与环保,2017(8):13-17.

[3]汤彦宁.基于系统动力学的装配式住宅施工安全风险研究[D].西安:西安建筑科技大学,2015.

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