本文是一篇工程管理论文,本文围绕我国装配式建筑吊装安全影响因素的识别与评价进行研究,由此提出了装配式建筑吊装安全管理相应的对策和建议。
1 绪论
1.1 研究背景
随着科技的发展和经济水平的提升,中国的建筑产业规模实现了进一步扩大。在“十四五规划”以及“双碳目标”的背景之下,传统建筑业的生产方式逐渐不再能够适应当今社会的发展要求,粗放式生产导致的大量能耗、生产废料及噪声污染,严重影响着周边居民的生产生活,与我国目前绿色、低碳、节能、环保的主题基调格格不入[1]。为了满足建筑业的发展需要、大力推进建筑工业化,对建筑行业的生产方式进行转型升级十分必要。装配式建筑具有机械化程度高、施工周期短、建设过程节能环保等传统现浇建筑鲜少具备的优点,这些优点使得它在提升建筑业效率、推动建筑业转型升级等方面具有巨大优势;将传统的混凝土现浇作业转为标准的工厂化生产,用机械化的施工形式代替传统的劳动密集型作业方式,以标准化设计、科学化管理取代传统低效率的现场管理模式,已日渐成为我国建筑业建造方式的重要发展方向之一。
根据国家住房和城市建设部颁布的《关于2019年房屋市政工程生产安全事故报告》可知,2019年全国相关安全事故发生率即伤亡人数及死亡率仍呈上升的态势。虽然装配式建筑的推广有了一定的成效,但由于我国的装配式建筑尚处于起步和初期发展的阶段,装配化施工整体水平不高,在施工安全等方面仍存在较大的隐患,绝大部分建筑企业尚没有完善的装配式建筑施工安全管理体系,与发达国家之间仍存在不小的差距。建筑业从业人员的基本素质与安全意识参差不齐,施工现场人员数量众多且流动性大,吊装设备数量多、建材与水电资源堆放复杂等问题[2],造成如人员坠落、触电、物体打击、起重伤害等施工安全事故时有发生。由于装配式建造方式成熟度尚且较低,虽然目前装配式施工作业存在提高效率、节能环保等优点,相较于传统现浇建造方式却具有不可忽视的安全隐患和风险。装配式建筑所带来的施工安全问题历来是业内专家重点关心的问题之一,全面而深入地了解装配式建筑施工过程中影响安全的关键因素是十分必要的。
1.2 研究目的及意义
吊装作业是装配式建筑施工安全管理的重点,也是建筑业施工全过程中的重要环节。对装配式建筑吊装环节进行风险因素识别与安全评价研究具有重要价值。本文通过提取装配式建筑吊装安全影响因素,分析各因素之间的层级关系与逻辑关系,构造装配式建筑吊装安全评价指标体系,结合研究对象的特点构造评价模型,从而有针对性地提出装配式建筑吊装施工作业的安全风险管控建议,以期为减少甚至避免相关事故的发生、推动装配式建筑在我国更加高效地发展做出一定贡献。
(1)理论意义
已有部分学者对于装配式建筑吊装施工的安全风险管控提出了相关研究,但在风险识别之后对影响因素进行系统性梳理的方面仍存在待丰富的研究空间。本文在对吊装施工安全风险分析的基础上,通过文献探究事故发生的原因,分析识别出装配式建筑吊装施工安全的影响因素,并构造适合装配式建筑吊装安全评价指标体系,进而对装配式建筑吊装环节的安全风险提出相应的对策和建议。研究对于影响吊装施工的影响因素进行了系统性梳理,分析出各个指标之间的逻辑关系;针对评价结果和关键风险因素有针对性地提出了相应的管理措施,为今后相关单位对装配式建筑吊装施工的安全风险管控提供了理论依据。
(2)现实意义
安全风险是装配式建筑推广过程中不可忽略的因素,吊装施工则是装配式建筑作业全生命周期中的重要组成部分;吊装作业安全事故频发,必然会阻碍装配式建筑的发展进程。因此,开展装配式建筑吊装作业安全风险评估和安全风险管控相关的研究,对减少吊装作业中的安全事故、营造安全良好的施工环境,具有重要的现实意义。本文通过实例分析验证评价模型的可行性,提出更加有针对性的管控措施,有效地将吊装作业的安全风险评价与控制相结合,使得结论更具科学性和可靠性。
2 相关概念与原则
2.1 装配式建筑概念与特点
装配式建筑通常是指在生产工厂中批量生产建筑的构件,提前进行传统现浇模式中的现场作业,并将加工养护等工作完成;按照一定的组织计划运送至施工作业所在地,并通过吊装等方法实现现场快速装配的建造模式。装配式建筑从设计开始到装配结束的全过程,主要特点为设计标准统一化、加工生产制作一体化、装配施工模式化等,具有施工周期短、安全可靠性强、环保程度高等优势。
(1)工厂预制化
装配式建筑最突出的特点是在施工现场进行模块构件组装,而构件则是在生产工厂中提前进行制作、加工、养护,最终生产出合格的预制件进行现场装配。工厂生产构件因为设计标准化,模具能够实现相同规格构件生产通用以及回收再利用,减少了工作量以及重复和失误的概率,一定程度上降低了生产成本。
(2)生产标准化
装配式构件由于是独立完整的建筑不见,受天气因素对构件性能影响程度小;相比之下,现浇建筑在浇筑与养护质量等方面受到天气的影响,特别是处于雨季频繁或冬季漫长时期的施工项目,对工期延误影响严重的同时也不利于建筑质量的保障。此外,装配式建筑中预制构件以流水线形式设计和生产,规范化的生产减少了建筑施工中的误差和质量问题,大大提高了现场建设的施工效率。
(3)施工模式化
装配式建筑现场构件安装模式化,施工标准程度高,对于施工工人数量要求较少,在一定程度上可以实现建筑主体同步作业,工作效率相对提高。同时,构件是在规模化生产工厂完成养护工作,现场扬尘和作业量大大减少,不仅能够减轻建筑噪声,也可以起到减少空气污染和保护环境的作用。
(4)技术严格化
与传统现浇施工方式不同,装配式建筑施工主要是围绕预制构件开展,虽然不需要现场浇筑,但是制作、运输、存放等过程都关系着施工安全;而且装配式建筑的施工环节更为复杂,需要更多运用技术手段予以保护。其中,在构件运输阶段为了保护其不受损,对于装载数量和装载规范有着严格的标准,确保预制件的安全问题;在吊装阶段,不仅需要更高性能和更受频繁养护的吊装设备对普遍偏重的预制件进行吊装,还需要更加严格地把控连接部件的施工工艺,确保建筑质量和施工安全,减少安全隐患和意外发生。
2.2 装配式建筑吊装环节的重点与难点
装配式建筑现场吊装环节包括预制构件的吊运和安装。与传统的吊装作业相比,装配式建筑的吊装作业有很大的不同:
(1)人为因素的比例增加了。起重作业主要由相关工人完成,人为因素是影响吊装安全的重要风险因素。伴随着装配式建筑吊装环节施工任务量的增加,人为因素在影响现场施工安全风险中的比例也随之增加。
(2)吊装作业难度更大。由于装配式建筑吊装构件的重量大、形状多样,以及吊装作业所需吊装设备的特殊性,都增加了装配式建筑的吊装作业的难度和专业性。
(3)需要更高程度的合作与协调。吊装作业由塔吊经理、指挥人员和吊装工人共同完成,对安装精度要求较高,只有多方协调配合才能保证吊装作业顺利完成。
装配式建筑吊装安全管理的重点和难点主要包括以下方面:
(1)群塔操作难以管理
装配式建筑施工过程中每栋建筑都要有塔吊覆盖,都需要满足吊装重量要求,起重机械的高密度使得管理成组塔架变得更加困难。因此,有必要制定有针对性的吊装施工方案和保障措施,加强吊装施工管理:应严格控制设计方案中的起吊高度,根据现场进度统一确定场地,确保相邻两塔有安全距离;现场施工人员应避免接触吊装器械及吊绳等潜在危险;管理部门应指派专人进行监管,现场应有吊装运行指挥和监督员,并划分安全管理责任区、签订安全协议。
(2)预制构件吊装的安全管理
预制混凝土构件重量大且外形不规则,这给吊运和安装工作带来很大困难,存在较大安全风险。因此有必要制定科学、完善的吊装作业安全管理计划。
3 装配式建筑吊装安全影响因素识别 ................... 12
3.1 装配式建筑吊装安全影响因素的初步识别 .................... 12
3.2 装配式建筑吊装安全影响因素维度划分 ....................... 14
4 装配式建筑吊装安全影响因素调查分析与确认 ........................ 20
4.1 装配式建筑吊装安全影响因素问卷的设计与检验 .................... 20
4.1.1 调查问卷的设计 ............................. 20
4.1.2 调查问卷的收集与整理 ...................... 20
5 基于 DEMATEL-ISM 的装配式建筑吊装安全指标体系的构建 ... 26
5.1 DEMATEL-ISM 模型 ........................... 26
5.2 装配式建筑吊装安全影响因素 DEMATEL-ISM 模型构建 ..... 29
6 基于毕达哥拉斯模糊TOPSIS法的装配式建筑吊装安全评价
6.1 评价指标权重的确定
6.1.1 权重确定方法
与同级别的其他指标相比,评价指标体系中的各凭技术指标所具有的影响力各不相同,需要对各个指标的影响力进行分析,确定其权重。指标的权重一般与指标的重要程度直接相关,分析各指标的权重是构建评价指标体系的必要前提。
作为装配式建筑吊装安全评价模型的核心组成部分之一,各项指标的权重具有特殊的重要性。国内外现有的权重确定方法主要分为主观赋权法和客观赋权法两大类。主观赋权法过度依赖专家经验,而客观赋权法可能存在与事实不符或搜集大样本数据困难的情况。结构熵权法是一种主观赋值与客观赋值相结合的方法,结合定性分析与定量计算从而确定权重,具有主观赋权解释性强及客观赋权精度相对较高的优点,适合装配式建筑项目的安全评价。
评价指标根据其性质可分为两类:一类是定性指标,另一类