超高层装配式建筑施工安全风险评价*

2022-05-26韩梅

陶瓷 2022年4期

韩梅

(甘肃工业职业技术学院甘肃天水 741000)

由于传统建筑在诸多方面表现出的弊端,如对资源的过度消耗、对环境的污染及破坏、对人工作业的过度依赖等突出问题,已经与国家提倡和大力发展的绿色、节能、可持续发展的理念背道而驰。

我国在2016年出台了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,之后我国各地包括上海、广州、成都等,都纷纷推出了多项有针对性的扶持政策。与此同时,越来越多的装配式建筑企业也逐渐涌现,其目的就是为了大力支持和推进我国装配式建筑的发展。

相较于发达国家,我国的装配式建筑起步相对比较晚,目前,对装配式建筑施工安全风险评价的研究比较少,装配式建筑施工安全风险评估方法的应用还很欠缺,而超高层建筑相较于一般的高层建筑,在设计、施工和管理中将面临更大的风险和问题,所以对超高层装配式建筑施工安全风险评价进行研究很有必要的。

1 装配式建筑施工风险评价指标体系

1.1 影响超高层装配式建筑施工风险评价因素

装配式建筑较传统建筑而言,具有明显的优势,施工速度快,建筑质量高,还节能环保,但是装配式建筑不管是在施工管理上,还是在施工的工艺上,和传统的施工建筑还是有着很大的不同,也因此会在实际的施工中出现更多的风险因素。

从大量的数据上分析,装配式建筑主要存在技术、管理以及设备等方面的风险因素。其中技术风险因素主要是因为在施工中,因为各种施工技术操作不合格或者是技术不成熟,导致安全风险大增,比较典型的就是在构件脱模起吊的过程中以及起吊后安装定位不精准、构件连接处处理问题、隐蔽工程的检测技术等;管理风险主要是因为管理层没有正确认识装配式施工管理的重要性,同时对装配施工的管理存在一定的认识不足。

因此在实际的施工中,不能有效地落实施工管理规范,比较明显的安全风险就是装配式构件在施工场内装卸、堆放、存储、保护等,还有装配式构件质量检测问题以及现场管理制度问题等;设备和材料风险主要就是因为装配式构件和机械设备存在的安全隐患,比如说质量问题、构件设计问题、支撑问题等;人为风险因素主要是指的是因为现场的施工管理人员或者是操作人员失误造成的风险。

这种风险是可以避免的,只要对管理人员和操作人员进行培训,就能够有效地降低风险的出现。人为风险因素比较典型的4个方面主要是施工人员的技术、施工人员的安全意识、操作人员的施工思想及教育等。环境因素主要是因为施工现场本身的地理环境或者是自然条件为施工带来的风险。环境风险不仅包括施工现场内部及周边的环境,还包括市场经济环境对施工的影响。

对现浇建筑与装配式建筑施工安全对比分析,结果如表1所示。

表1 现浇建筑和装配式建筑施工安全分析对比

1.2 装配式建筑施工安全风险评价模型

装配式建筑施工安全风险评价模型在建立的过程中,通常采用的是WBSS-RBS 矩阵分析法,这种方法不仅能够对每一个产生的问题进行详细的分析,而且能够兼顾施工项目的各个流程。然后在这个基础上,引入G1法对权重的系数进行确定,然后集成处理综合风险,统一定量评价和定性分析之间的关系。G1-WBS-RBS方法首先是建立WBS-RBS矩阵,识别出潜在的风险,其次将识别出的风险进行衡量,最后综合风险度整合结合G1方法,对所研究的装配式建筑安全风险加以评估。

1.1.1 风险识别

通过WBS-RBS的方法对风险的识别,第一步就是要分解施工工作内容,形成WPS结构分解;第二步是根据风险安全评价体系分解风险;第三步是构建风险识别耦合矩阵。

表2 装配式建筑项目WBS-RBS耦合矩阵

1.1.2 风险衡量

建筑行业中各种风险,虽然不能详细描述,但可以具象化描述,也就是说人生命财产有威胁或者是对工程的质量和安全有影响的因素的概率。风险的特征非常明显,那就是具有较强的危险性和不确定性。在现阶段,对风险的定义都是以数据函数的方式进行:

上述公式中D 表示的是风险值,c代表风险损失,p表示的是风险概率。采用公式(2)计算出WBSRBS耦合矩阵中各类作业风险源的风险值,并且加以衡量。

1.1.3 基于G1法的综合风险度集成

由于不同的施工项目,在实际的施工过程中,装配式建筑工程存在着差异性,其风险的可能性,是针对不同阶段、不同工作单元而言的,因此对工程项目的影响程度还是有着很大的不同。因此,可以引进G1方法来讨论装配式建筑项目的不同阶段和整体综合风险。

2 超高层装配式建筑施工安全风险评价的区间数理论

2.1 评价指标隶属度的确定

对有差异性的超高层装配式建筑项目进行调查研究及问卷调查,得出如表3所示的风险评价的指标体系。超高层装配式建筑在其施工过程中,安全评价指标一般都是定向指标,但是因为超高层装配式建筑模型的评价指标有一个非常明显的特点,那就是多层级评价问题的不确定性。因此,为了改善传统装配式建筑施工安全风险降价存在的主观打分造成差异的问题,笔者就采用的评价原则是九级标度原则,先确定评价指标的隶属度,接着赋予其三元区间数,对施工安全风险影响最大的隶属度定位一级,影响最小的定位九级。具体如下所示:

图1 超高层装配式建筑施工安全风险评价指标体系

2.2 序列熵的计算

在判断矩阵中,利用所划分的评价指标的隶属度并引用熵理论。基于混乱度和无序度为核心,在评价指数i统一的计算下,如果区间内隶属值差距越大,那其对应的熵信息就越小;反之,如果隶属值差距越小,其对应的熵信息就越大。其对应是熵值越小,那就代表着评价指数能够给人们提供更多有效的的信息,能够赋予的权重也就相对较大;如果对应的熵值越大,就说明评价指数不能给人们提供有效的信息,或者是说提供的有效信息比较少,所能够赋予的权重也就随之减小。

首先,计算出每个区间各指标中的三元区间数信息熵,定义评价模型有n个评价指标,对象为m,我们对于指标i来进行熵定义,即:

上述计算式中,Ei就是评价指标i的序列信息熵。

3 实例项目分析

3.1 工程简介

本文选取湖北省某住宅小区项目为样本,该项目整体结构为剪力墙结构,采用装配式施工,南北外挂PCF,东西山墙预制剪力墙。整个项目建筑总面积大约6万m2,容积率为2.9。

3.2 基于WBS-RBS的风险识别

根据WBS-RBS的风险识别对工程进行识别,大致可以分为3个步骤:第一步是将工作流程进行分解,即以WPS工作构建方式为基础,进行工作的分解,根据施工的流程和特点,将整个项目建设共分为5个部分,①预制构件的生产,标记为W1;②是构件的运输,标记为W2;③构件的储存,标记为W3;④构件的组装和安装以及辅助组件,标记为W4;⑤吊装组件,标记为W5;第一步工作分解完成之后,就可以进行第二步,就是以RBS工作构建方式为基础,再一次进行分解。通常,RBS模型被分为3个层次:一个是目标层,二是准则层,三是方案层,3个层次共设计到12个风险子因素,风险因素在本次系统构建中以Rj(j=1,…,12)表示。

最后,就是第三步构建WBS-RBS风险识别耦合矩阵。为了将项目各元素的风险清晰直观地体现出来,在矩形设置中,对于风险较小的因素或存在感较低风险因素,可以用0表示,其他按顺序来表示事件风险的大小。