超高層裝配式建筑施工安全風險評價*

韓 梅

(甘肅工業職業技術學院 甘肅 天水 741000)

由于傳統建筑在諸多方面表現出的弊端,如對資源的過度消耗、對環境的污染及破壞、對人工作業的過度依賴等突出問題,已經與國家提倡和大力發展的綠色、節能、可持續發展的理念背道而馳。

我國在2016年出臺了《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》,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也逐漸涌現,其目的就是為了大力支持和推進我國裝配式建筑的發展。

相較于發達國家,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用還很欠缺,而超高層建筑相較于一般的高層建筑,在設計、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

裝配式建筑較傳統建筑而言,具有明顯的優勢,施工速度快,建筑質量高,還節能環保,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更多的風險因素。

從大量的數據上分析,裝配式建筑主要存在技術、管理以及設備等方面的風險因素。其中技術風險因素主要是因為在施工中,因為各種施工技術操作不合格或者是技術不成熟,導致安全風險大增,比較典型的就是在構件脫模起吊的過程中以及起吊后安裝定位不精準、構件連接處處理問題、隱蔽工程的檢測技術等;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范,比較明顯的安全風險就是裝配式構件在施工場內裝卸、堆放、存儲、保護等,還有裝配式構件質量檢測問題以及現場管理制度問題等;設備和材料風險主要就是因為裝配式構件和機械設備存在的安全隱患,比如說質量問題、構件設計問題、支撐問題等;人為風險因素主要是指的是因為現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。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、施工人員的安全意識、操作人員的施工思想及教育等。環境因素主要是因為施工現場本身的地理環境或者是自然條件為施工帶來的風險。環境風險不僅包括施工現場內部及周邊的環境,還包括市場經濟環境對施工的影響。

對現澆建筑與裝配式建筑施工安全對比分析,結果如表1所示。

表1 現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,這種方法不僅能夠對每一個產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。然后在這個基礎上,引入G1法對權重的系數進行確定,然后集成處理綜合風險,統一定量評價和定性分析之間的關系。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容,形成WPS結構分解;第二步是根據風險安全評價體系分解風險;第三步是構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有威脅或者是對工程的質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。在現階段,對風險的定義都是以數據函數的方式進行:

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間數理論

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查研究及問卷調查,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,接著賦予其三元區間數,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。基于混亂度和無序度為核心,在評價指數i統一的計算下,如果區間內隸屬值差距越大,那其對應的熵信息就越小;反之,如果隸屬值差距越小,其對應的熵信息就越大。其對應是熵值越小,那就代表著評價指數能夠給人們提供更多有效的的信息,能夠賦予的權重也就相對較大;如果對應的熵值越大,就說明評價指數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,所能夠賦予的權重也就隨之減小。

首先,計算出每個區間各指標中的三元區間數信息熵,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項目為樣本,該項目整體結構為剪力墻結構,采用裝配式施工,南北外掛PCF,東西山墻預制剪力墻。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工作構建方式為基礎,進行工作的分解,根據施工的流程和特點,將整個項目建設共分為5個部分,①預制構件的生產,標記為W1;②是構件的運輸,標記為W2;③構件的儲存,標記為W3;④構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工作構建方式為基礎,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個層次共設計到12個風險子因素,風險因素在本次系統構建中以Rj(j=1,…,12)表示。

最后,就是第三步構建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出來,在矩形設置中,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 結語

隨著時代的發展,裝配式建筑已經在現代建筑中得到了廣泛的應用。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的技術保障和決策依據。