超高層裝配式建筑施工安全風險評價*

韓 梅

(甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 甘肅 天水 741000)

由于傳統(tǒng)建筑在諸多方面表現(xiàn)出的弊端,如對資源的過度消耗、對環(huán)境的污染及破壞、對人工作業(yè)的過度依賴等突出問題,已經(jīng)與國家提倡和大力發(fā)展的綠色、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的理念背道而馳。

我國在2016年出臺了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》,之后我國各地包括上海、廣州、成都等,都紛紛推出了多項有針對性的扶持政策。與此同時,越來越多的裝配式建筑企業(yè)也逐漸涌現(xiàn),其目的就是為了大力支持和推進我國裝配式建筑的發(fā)展。

相較于發(fā)達國家,我國的裝配式建筑起步相對比較晚,目前,對裝配式建筑施工安全風險評價的研究比較少,裝配式建筑施工安全風險評估方法的應(yīng)用還很欠缺,而超高層建筑相較于一般的高層建筑,在設(shè)計、施工和管理中將面臨更大的風險和問題,所以對超高層裝配式建筑施工安全風險評價進行研究很有必要的。

1 裝配式建筑施工風險評價指標體系

1.1 影響超高層裝配式建筑施工風險評價因素

裝配式建筑較傳統(tǒng)建筑而言,具有明顯的優(yōu)勢,施工速度快,建筑質(zhì)量高,還節(jié)能環(huán)保,但是裝配式建筑不管是在施工管理上,還是在施工的工藝上,和傳統(tǒng)的施工建筑還是有著很大的不同,也因此會在實際的施工中出現(xiàn)更多的風險因素。

從大量的數(shù)據(jù)上分析,裝配式建筑主要存在技術(shù)、管理以及設(shè)備等方面的風險因素。其中技術(shù)風險因素主要是因為在施工中,因為各種施工技術(shù)操作不合格或者是技術(shù)不成熟,導(dǎo)致安全風險大增,比較典型的就是在構(gòu)件脫模起吊的過程中以及起吊后安裝定位不精準、構(gòu)件連接處處理問題、隱蔽工程的檢測技術(shù)等;管理風險主要是因為管理層沒有正確認識裝配式施工管理的重要性,同時對裝配施工的管理存在一定的認識不足。

因此在實際的施工中,不能有效地落實施工管理規(guī)范,比較明顯的安全風險就是裝配式構(gòu)件在施工場內(nèi)裝卸、堆放、存儲、保護等,還有裝配式構(gòu)件質(zhì)量檢測問題以及現(xiàn)場管理制度問題等;設(shè)備和材料風險主要就是因為裝配式構(gòu)件和機械設(shè)備存在的安全隱患,比如說質(zhì)量問題、構(gòu)件設(shè)計問題、支撐問題等;人為風險因素主要是指的是因為現(xiàn)場的施工管理人員或者是操作人員失誤造成的風險。

這種風險是可以避免的,只要對管理人員和操作人員進行培訓,就能夠有效地降低風險的出現(xiàn)。人為風險因素比較典型的4個方面主要是施工人員的技術(shù)、施工人員的安全意識、操作人員的施工思想及教育等。環(huán)境因素主要是因為施工現(xiàn)場本身的地理環(huán)境或者是自然條件為施工帶來的風險。環(huán)境風險不僅包括施工現(xiàn)場內(nèi)部及周邊的環(huán)境,還包括市場經(jīng)濟環(huán)境對施工的影響。

對現(xiàn)澆建筑與裝配式建筑施工安全對比分析,結(jié)果如表1所示。

表1 現(xiàn)澆建筑和裝配式建筑施工安全分析對比

1.2 裝配式建筑施工安全風險評價模型

裝配式建筑施工安全風險評價模型在建立的過程中,通常采用的是WBSS-RBS 矩陣分析法,這種方法不僅能夠?qū)γ恳粋€產(chǎn)生的問題進行詳細的分析,而且能夠兼顧施工項目的各個流程。然后在這個基礎(chǔ)上,引入G1法對權(quán)重的系數(shù)進行確定,然后集成處理綜合風險,統(tǒng)一定量評價和定性分析之間的關(guān)系。G1-WBS-RBS方法首先是建立WBS-RBS矩陣,識別出潛在的風險,其次將識別出的風險進行衡量,最后綜合風險度整合結(jié)合G1方法,對所研究的裝配式建筑安全風險加以評估。

1.1.1 風險識別

通過WBS-RBS的方法對風險的識別,第一步就是要分解施工工作內(nèi)容,形成WPS結(jié)構(gòu)分解;第二步是根據(jù)風險安全評價體系分解風險;第三步是構(gòu)建風險識別耦合矩陣。

表2 裝配式建筑項目WBS-RBS耦合矩陣

1.1.2 風險衡量

建筑行業(yè)中各種風險,雖然不能詳細描述,但可以具象化描述,也就是說人生命財產(chǎn)有威脅或者是對工程的質(zhì)量和安全有影響的因素的概率。風險的特征非常明顯,那就是具有較強的危險性和不確定性。在現(xiàn)階段,對風險的定義都是以數(shù)據(jù)函數(shù)的方式進行:

上述公式中D 表示的是風險值,c代表風險損失,p表示的是風險概率。采用公式(2)計算出WBSRBS耦合矩陣中各類作業(yè)風險源的風險值,并且加以衡量。

1.1.3 基于G1法的綜合風險度集成

由于不同的施工項目,在實際的施工過程中,裝配式建筑工程存在著差異性,其風險的可能性,是針對不同階段、不同工作單元而言的,因此對工程項目的影響程度還是有著很大的不同。因此,可以引進G1方法來討論裝配式建筑項目的不同階段和整體綜合風險。

2 超高層裝配式建筑施工安全風險評價的區(qū)間數(shù)理論

2.1 評價指標隸屬度的確定

對有差異性的超高層裝配式建筑項目進行調(diào)查研究及問卷調(diào)查,得出如表3所示的風險評價的指標體系。超高層裝配式建筑在其施工過程中,安全評價指標一般都是定向指標,但是因為超高層裝配式建筑模型的評價指標有一個非常明顯的特點,那就是多層級評價問題的不確定性。因此,為了改善傳統(tǒng)裝配式建筑施工安全風險降價存在的主觀打分造成差異的問題,筆者就采用的評價原則是九級標度原則,先確定評價指標的隸屬度,接著賦予其三元區(qū)間數(shù),對施工安全風險影響最大的隸屬度定位一級,影響最小的定位九級。具體如下所示:

圖1 超高層裝配式建筑施工安全風險評價指標體系

2.2 序列熵的計算

在判斷矩陣中,利用所劃分的評價指標的隸屬度并引用熵理論?；诨靵y度和無序度為核心,在評價指數(shù)i統(tǒng)一的計算下,如果區(qū)間內(nèi)隸屬值差距越大,那其對應(yīng)的熵信息就越小;反之,如果隸屬值差距越小,其對應(yīng)的熵信息就越大。其對應(yīng)是熵值越小,那就代表著評價指數(shù)能夠給人們提供更多有效的的信息,能夠賦予的權(quán)重也就相對較大;如果對應(yīng)的熵值越大,就說明評價指數(shù)不能給人們提供有效的信息,或者是說提供的有效信息比較少,所能夠賦予的權(quán)重也就隨之減小。

首先,計算出每個區(qū)間各指標中的三元區(qū)間數(shù)信息熵,定義評價模型有n個評價指標,對象為m,我們對于指標i來進行熵定義,即:

上述計算式中,Ei就是評價指標i的序列信息熵。

3 實例項目分析

3.1 工程簡介

本文選取湖北省某住宅小區(qū)項目為樣本,該項目整體結(jié)構(gòu)為剪力墻結(jié)構(gòu),采用裝配式施工,南北外掛PCF,東西山墻預(yù)制剪力墻。整個項目建筑總面積大約6萬m2,容積率為2.9。

3.2 基于WBS-RBS的風險識別

根據(jù)WBS-RBS的風險識別對工程進行識別,大致可以分為3個步驟:第一步是將工作流程進行分解,即以WPS工作構(gòu)建方式為基礎(chǔ),進行工作的分解,根據(jù)施工的流程和特點,將整個項目建設(shè)共分為5個部分,①預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn),標記為W1;②是構(gòu)件的運輸,標記為W2;③構(gòu)件的儲存,標記為W3;④構(gòu)件的組裝和安裝以及輔助組件,標記為W4;⑤吊裝組件,標記為W5;第一步工作分解完成之后,就可以進行第二步,就是以RBS工作構(gòu)建方式為基礎(chǔ),再一次進行分解。通常,RBS模型被分為3個層次:一個是目標層,二是準則層,三是方案層,3個層次共設(shè)計到12個風險子因素,風險因素在本次系統(tǒng)構(gòu)建中以Rj(j=1,…,12)表示。

最后,就是第三步構(gòu)建WBS-RBS風險識別耦合矩陣。為了將項目各元素的風險清晰直觀地體現(xiàn)出來,在矩形設(shè)置中,對于風險較小的因素或存在感較低風險因素,可以用0表示,其他按順序來表示事件風險的大小。

4 結(jié)語

隨著時代的發(fā)展,裝配式建筑已經(jīng)在現(xiàn)代建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。因此,必須要建立起完善的施工評價指標體系,確保裝配式建筑能夠進行安全的施工,并在這個基礎(chǔ)上,合理對所確定的風險進行評估和衡量,為我國裝配式建筑的施工安全管理提供相應(yīng)的技術(shù)保障和決策依據(jù)。