超高層建筑復(fù)雜模架支撐體系施工安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系構(gòu)建及評(píng)價(jià)研究

馬成燕(甘肅建投蘭州新區(qū)建設(shè)管理有限公司，甘肅 蘭州 730000)

0 引言

復(fù)雜模架支撐體系具有技術(shù)新、控制要點(diǎn)多、施工難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn)，屬于風(fēng)險(xiǎn)較大的分部分項(xiàng)工程，需要編制專項(xiàng)施工方案、組織專家進(jìn)行論證，并在施工過程中嚴(yán)格管控施工風(fēng)險(xiǎn)[1-2]。然而，在實(shí)際操作中，復(fù)雜模架支撐體系安全事故時(shí)有發(fā)生。目前，建筑行業(yè)正在積極推行建筑施工安全分級(jí)分類管控，通過規(guī)范建筑施工安全管理，提高安全風(fēng)險(xiǎn)整體管控能力，防范和遏制生產(chǎn)安全事故。因此，對(duì)于超高層復(fù)雜模架支撐體系施工項(xiàng)目而言，明確安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)并進(jìn)行科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)管控十分重要。

基于此，本文基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論，以某超高層建筑鋁模爬架施工項(xiàng)目為例，構(gòu)建復(fù)雜模架支撐體系施工安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系并確定各指標(biāo)權(quán)重，以期提升超高層建筑復(fù)雜模架支撐體系施工管理水平。

1 項(xiàng)目概況

某城市商務(wù)用地項(xiàng)目M由T1塔樓、T2塔樓以及商場和酒店組成，總建筑面積約27萬m2，其中，地下室3層，地上部分為32層，建筑高度約150m；西T2塔樓為辦公樓，22層，建筑高度約100m。該項(xiàng)目T1塔樓為核心筒+框架結(jié)構(gòu)，首層建筑為1732m2，頂層建筑面積為1620m2。核心筒為長方形，平面尺寸為15m×28m，核心筒結(jié)構(gòu)布置自地下至32層無較大變化，經(jīng)專家論證，擬采用鋁模爬架施工。

2 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)識(shí)別及權(quán)重計(jì)算

2.1 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)識(shí)別

根據(jù)《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 59—2011)、《建筑與市政施工現(xiàn)場安全衛(wèi)生與職業(yè)健康通用規(guī)范》(GB 55034—2022)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該項(xiàng)目施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地調(diào)研和安全檢查，初步確定超高層建筑復(fù)雜模架施工風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系。結(jié)合對(duì)近年來超高層復(fù)雜模架安全事故案例研究結(jié)果，通過專家咨詢與小組討論，最終確定該項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，包括人員風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、施工風(fēng)險(xiǎn)4個(gè)方面。

2.1.1 人員風(fēng)險(xiǎn)

(1)施工人員生理和心理狀態(tài)。超高層建筑復(fù)雜模架支撐體系施工屬于高空作業(yè)，作業(yè)周期長、危險(xiǎn)性高，施工人員的生理和心理狀況極有可能成為安全事故致因。

(2)施工人員技能水平。復(fù)雜模架支撐體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度大、危險(xiǎn)性高，且涉及多個(gè)施工環(huán)節(jié)，對(duì)于施工人員技能水平要求較高。部分崗位需要相關(guān)人員持證上崗，若施工人員技能水平不足或無證上崗，極有可能導(dǎo)致安全事故。

(3)安全責(zé)任意識(shí)。安全責(zé)任意識(shí)是指現(xiàn)場人員防范各類施工風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知水平與意識(shí)。若安全責(zé)任意識(shí)薄弱，存在投機(jī)僥幸心理，極有可能導(dǎo)致安全事故。

(4)管理人員綜合素質(zhì)。管理人員是現(xiàn)場安全工作的組織者與監(jiān)督者，對(duì)現(xiàn)場施工安全具有直接影響。管理人員綜合素質(zhì)低下將會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場管理混亂，引發(fā)施工安全問題[3]。

2.1.2 管理風(fēng)險(xiǎn)

(1)安全生產(chǎn)管理制度與機(jī)構(gòu)。建立安全生產(chǎn)管理制度與機(jī)構(gòu)是進(jìn)行超高層復(fù)雜模架工程安全管理的首要條件，貫徹落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制是進(jìn)行超高層復(fù)雜模架工程施工安全管理的重要基礎(chǔ)。完善的安全生產(chǎn)管理制度與機(jī)構(gòu)設(shè)置能夠?yàn)榘踩┕ぬ峁┍Ｕ稀?/p>

(2)安全教育培訓(xùn)與技術(shù)交底。安全教育培訓(xùn)與技術(shù)交底有助于相關(guān)人員提升安全防護(hù)意識(shí)，了解風(fēng)險(xiǎn)防范措施，掌握安全管理規(guī)章制度，了解復(fù)雜模架施工的工藝流程、控制要求及注意事項(xiàng)，有效避免安全事故。

(3)現(xiàn)場組織與協(xié)調(diào)水平。組織與協(xié)調(diào)是進(jìn)行項(xiàng)目管理的核心工作。現(xiàn)場組織與協(xié)調(diào)水平直接決定現(xiàn)場管理成效。

(4)檢查驗(yàn)收的嚴(yán)謹(jǐn)性。

2.1.3 設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)

(1)荷載計(jì)算。荷載計(jì)算是模架設(shè)計(jì)的首要步驟。荷載選擇不當(dāng)、計(jì)算荷載漏項(xiàng)或偏小會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全冗余度不足，架體安全性無法保障。

(2)模架體系整體選型與設(shè)計(jì)。模架體系整體選型與設(shè)計(jì)的目的是確定架體形式與規(guī)格，為后續(xù)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。若未根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)行分析與調(diào)整，簡單硬套設(shè)計(jì)方案，將會(huì)給后續(xù)工作埋下安全隱患。

(3)強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性計(jì)算。架體設(shè)計(jì)涉及強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等大量復(fù)雜的力學(xué)計(jì)算。若設(shè)計(jì)理論和方法掌握不足，很有可能出現(xiàn)桿件參數(shù)設(shè)置不合理、節(jié)點(diǎn)處理不當(dāng)?shù)扔?jì)算錯(cuò)誤[4]。

(4)構(gòu)造設(shè)計(jì)。復(fù)雜模架的構(gòu)造設(shè)計(jì)對(duì)于保障架體的各項(xiàng)性能具有重要作用，構(gòu)造設(shè)計(jì)不完善會(huì)極大地削弱架體的穩(wěn)定性、整體性、協(xié)調(diào)性及安全性。

2.1.4 施工風(fēng)險(xiǎn)

(1)施工原材料質(zhì)量。原材料是搭設(shè)模架的必要物質(zhì)條件，也是影響模架安全質(zhì)量的核心因素。若原材料的規(guī)格、型號(hào)、材質(zhì)、質(zhì)量及其他性能不符合相關(guān)要求，極有可能導(dǎo)致安全事故。

(2)專項(xiàng)施工方案。依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，制訂科學(xué)合理的專項(xiàng)施工方案，從管理、技術(shù)、措施、物資及應(yīng)急救援等方面保障復(fù)雜模架的順利施工。

(3)模架搭設(shè)質(zhì)量。模架搭設(shè)質(zhì)量直接影響模架安全。未按照設(shè)計(jì)圖樣進(jìn)行搭設(shè)、連接支撐不足、搭設(shè)質(zhì)量不符合要求、安全防護(hù)措施裝置設(shè)置不當(dāng)是模架安全事故的重要致因。

(4)施工作業(yè)規(guī)范化程度。超高層建筑復(fù)雜模架支撐體系施工屬于高空作業(yè)，具有技術(shù)新、風(fēng)險(xiǎn)高、控制要點(diǎn)多等特點(diǎn)。若不能嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行作業(yè)，極有可能發(fā)生安全事故。

(5)安全防護(hù)措施。完善的安全防護(hù)措施對(duì)于作業(yè)人員安全具有重要的保障作用。若施工時(shí)不能科學(xué)設(shè)置安全防護(hù)裝置、佩戴防護(hù)用具，很有可能埋下安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。

綜上所述，建立復(fù)雜模架支撐體系施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1 復(fù)雜模架支撐體系施工安全風(fēng)險(xiǎn)價(jià)指標(biāo)體系

2.2 權(quán)重計(jì)算

2.2.1 計(jì)算步驟

采用專家打分法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，步驟如下：

(1)邀請(qǐng)n名專家根據(jù)指標(biāo)的重要程度進(jìn)行打分，其中，1表示不重要，5表示極其重要?；诖蚍纸Y(jié)果確定各指標(biāo)得分si。指標(biāo)重要程度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如圖2所示。

圖2 指標(biāo)重要程度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

(2)去除專家評(píng)分的最大值與最小值，依據(jù)評(píng)價(jià)得分的平均值計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重wi，公式如下

(1)

2.2.2 計(jì)算結(jié)果

邀請(qǐng)5名專家根據(jù)重要程度對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，結(jié)果見表1。

表1 各指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果

3 評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

3.1 建立評(píng)語集

根據(jù)目前國內(nèi)復(fù)雜模架支撐體系施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)實(shí)際情況，結(jié)合相關(guān)研究成果，將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)設(shè)為4個(gè)等級(jí)，即V={Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ}={極高風(fēng)險(xiǎn)，高風(fēng)險(xiǎn)，臨界風(fēng)險(xiǎn)，低風(fēng)險(xiǎn)}，具體見表2。

表2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)集

3.2 構(gòu)建隸屬度矩陣

邀請(qǐng)n名具有豐富模架施工經(jīng)驗(yàn)的專家，按照所設(shè)定的評(píng)語集對(duì)該項(xiàng)目各風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分，構(gòu)件評(píng)價(jià)隸屬度矩陣R。即

式中，rij表示第i個(gè)因素對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)等級(jí)vj的隸屬度。

3.3 綜合模糊評(píng)價(jià)

將各指標(biāo)權(quán)重向量W與隸屬度矩陣R相乘，計(jì)算綜合評(píng)價(jià)向量B。公式如下

B=W×R

(2)

根據(jù)綜合評(píng)價(jià)向量B及最大隸屬度原則，確定該項(xiàng)目頂模施工工程安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

4 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

4.1 確定各評(píng)價(jià)隸屬度

基于圖1中的各風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，運(yùn)用上述公式計(jì)算各指標(biāo)的隸屬度，結(jié)果見表3。

表3 各風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)隸屬度

4.2 一級(jí)模糊評(píng)價(jià)

根據(jù)表3數(shù)據(jù)構(gòu)建隸屬度矩陣及各二級(jí)指標(biāo)權(quán)重，利用式(2)計(jì)算各指標(biāo)向量B。得到人員風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)向量B1，即

B1=W1×R1

=(0，0.100，0.735 ，0.165)

同理可得，管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)向量B2=(0.024，0.176，0.514，0.285)；設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)向量B3=(0，0.049，0.352，0.600)；施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)向量B4=(0.018，0.359，0.343，0.262)。

根據(jù)最大隸屬度原則可知，人員風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)為“Ⅲ級(jí)(臨界風(fēng)險(xiǎn))”，管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)為“Ⅲ級(jí)(臨界風(fēng)險(xiǎn))”，設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)為“Ⅳ級(jí)(低風(fēng)險(xiǎn))”，施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)為“Ⅱ級(jí)(高風(fēng)險(xiǎn))”。

4.3 綜合模糊評(píng)價(jià)

基于一級(jí)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果，利用式(2)計(jì)算綜合評(píng)價(jià)向量B。公式如下

B=W×R

=(0.018，0.195，0.471，0.316)

根據(jù)最大隸屬度原則可知，該項(xiàng)目施工工程綜合風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“Ⅲ級(jí)(臨界風(fēng)險(xiǎn))”。由此可見，本文所構(gòu)建的模架支撐體系施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型可將對(duì)施工現(xiàn)場零散、感性的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知轉(zhuǎn)化為定量、客觀的整體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，有助于相關(guān)單位提升風(fēng)險(xiǎn)管控水平。

5 結(jié)語

本文通過梳理相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，識(shí)別出超高層建筑復(fù)雜模架支撐體系施工安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，構(gòu)建了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并以實(shí)際工程案例進(jìn)行驗(yàn)證。主要結(jié)論如下：

(1)超高層建筑復(fù)雜模架支撐體系施工安全風(fēng)險(xiǎn)可分為人員風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、施工風(fēng)險(xiǎn)4個(gè)方面，共17個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，權(quán)重由大到小排序?yàn)椋菏┕わL(fēng)險(xiǎn)R4>人員風(fēng)險(xiǎn)R1>管理風(fēng)險(xiǎn)R2>設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)R3。

(2)本文所提出的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法有效解決了超高層建筑復(fù)雜模架支撐體系施工安全風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)價(jià)問題，并應(yīng)用于某項(xiàng)目施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，有助于提升相關(guān)單位風(fēng)險(xiǎn)管理水平。

(3)該評(píng)價(jià)體系指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法仍需細(xì)化。今后，可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)一步完善評(píng)價(jià)指標(biāo)，引入現(xiàn)場智慧管理平臺(tái)等，提升復(fù)雜模架施工風(fēng)險(xiǎn)水平。