(北京建筑大學(xué)土木與交通工程學(xué)院 北京 100044)

高層建筑施工危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評估

姜帆

(北京建筑大學(xué)土木與交通工程學(xué)院北京100044)

高層建筑施工不同于一般建筑，由于其建設(shè)難度高存在更多的危險(xiǎn)因素，因此如何確保高層建筑施工安全是施工中的一項(xiàng)重要任務(wù)。建立高層建筑施工危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評估體系是施工安全管理的重要基礎(chǔ)。本文采用模糊綜合評價(jià)方法以及確定合適的高層建筑危險(xiǎn)因素綜合權(quán)重來進(jìn)行危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評估。首先，根據(jù)高層建筑施工危險(xiǎn)源進(jìn)行分析，建立影響施工安全的危險(xiǎn)源評價(jià)指標(biāo)。然后通過定性和定量的方法確定權(quán)重指數(shù)，利用模糊綜合評價(jià)公式計(jì)算出危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，得到最終的評估結(jié)果作為后期進(jìn)行危險(xiǎn)源控制的重要依據(jù)。

高層建筑；風(fēng)險(xiǎn)評估；模糊綜合評價(jià)

一、引言

高層建筑是指10層以上或者高于24米的建筑，這類建筑由于能夠容納更多的居民，土地利用率高，在我國城市建設(shè)中非常普遍，是城市發(fā)展必不要少的建筑。但這類建筑由于修建高度比較高，導(dǎo)致施工比一般建筑更為困難，很大一部分施工作業(yè)要在高空完成，導(dǎo)致其施工危險(xiǎn)性大為增加。根據(jù)國家相關(guān)統(tǒng)計(jì)，近年來，城市高層建筑施工故事頻發(fā)，2016年一年內(nèi)施工人員死亡數(shù)量達(dá)到232人[1]。事故類型主要包括有：高空墜落事故、施工塌陷事故、物體打擊事故、起重傷害事幫、觸電事故和機(jī)具傷害事故六大類。其中最主要的是高空附落事故。為了保障施工人員安全，減少事故發(fā)生次數(shù)，國家出臺相關(guān)法律對發(fā)生事故的責(zé)任人進(jìn)行處罰，要求企業(yè)要嚴(yán)格重視施工安全。由于施工危險(xiǎn)因素評估結(jié)果可以作為企業(yè)進(jìn)行事故預(yù)防的重要依據(jù)，在降低施工事故發(fā)生率方面發(fā)揮著重要作用。目前，企業(yè)也開始重視和研究安全管理，把施工危險(xiǎn)因素評估作為施工的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

評估施工危險(xiǎn)因素的方法有很多種，可以分為定性和定量研究[2]。定性的研究方法往往是通過概率分析，確定從安全到風(fēng)險(xiǎn)的適當(dāng)范圍，評估危險(xiǎn)因素是否符合安全要求，其特點(diǎn)是科學(xué)性強(qiáng)，適應(yīng)性廣，但缺乏對施工安全整體水平的評估[3]。定量研究的方法是通過對影響建筑施工安全的各種危險(xiǎn)性因素進(jìn)行分析，如評分或給定系數(shù)表示其危險(xiǎn)率，或通過安全分?jǐn)?shù)表示其安全程度[4]。這種方法的特點(diǎn)很簡單，可以給出準(zhǔn)確的評估結(jié)果，易于工程技術(shù)人員掌握，但全面性較差，評分存在任意性，不夠科學(xué)[5]。本文主要結(jié)合定性和定量分析兩種方法，利用這兩種方法各自的優(yōu)勢，采用模糊綜合評價(jià)定性和綜合權(quán)重定量的方式進(jìn)行研究，這種方法是完全可行的，能夠取得更準(zhǔn)確、更科學(xué)的結(jié)果。

二、高層建筑施工危險(xiǎn)源分析

影響高層建筑施工的危險(xiǎn)源有很多，如果按造成事故的原因來分類，主要分為三類，第一類是人的不安全行為。具體來說，就是施工人員在施工過程中自身缺乏安全觀念，不攜帶防護(hù)設(shè)施，不按規(guī)程進(jìn)行施工操作。如在搭設(shè)腳手架時(shí)，不系安全帶導(dǎo)致從高樓摔落。在張拉預(yù)應(yīng)力筋不按操作規(guī)程出現(xiàn)張拉傷人事故。第二類是物的不安全狀態(tài)，主要包括設(shè)備老化磨損嚴(yán)重、設(shè)備本身設(shè)計(jì)存在問題。如大型起重機(jī)在施工作業(yè)前沒進(jìn)行檢查，其吊索磨損嚴(yán)重，在起吊過程中吊索斷裂導(dǎo)致重物墜落，如加工機(jī)械本身設(shè)計(jì)就存在缺陷，導(dǎo)致出現(xiàn)工人在加工過程被機(jī)械損傷。第三類是環(huán)境影響。具體包括惡劣的天氣，地質(zhì)災(zāi)害，高分貝噪聲。如在開挖建筑地基過程中，由于突降大雨，導(dǎo)致基坑塌陷，造成事故。這些危險(xiǎn)源組成了高層建筑施工危險(xiǎn)源評估指標(biāo)體系。這個(gè)指標(biāo)體系能夠通過演繹邏輯來揭示事故危險(xiǎn)源之間的聯(lián)系，并揭示事故發(fā)生的潛在原因。

表1 高層建筑施工危險(xiǎn)源評估指標(biāo)體系

三、模糊綜合評價(jià)方法原理

模糊綜合評價(jià)是一種模仿人腦面對不確定性和模糊性作決定的一種數(shù)學(xué)工具，它針對情況不定的危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評估能夠取得比較好的效果[6]。其原理為：

假設(shè)一個(gè)評價(jià)事件U是多個(gè)影響因素組成，即U={U1,U2,.....Un},對每個(gè)因素進(jìn)行評價(jià)，得到對應(yīng)的評價(jià)集V={V1,V2,.....Vn}，事件U和評價(jià)V之間存在一個(gè)對應(yīng)關(guān)系，它們之間可能通過評價(jià)矩陣進(jìn)行聯(lián)系，如公式1所示：

(1)

其中rij表示事件U和評價(jià)V的模糊關(guān)系。在模糊綜合評價(jià)方法中，影響評價(jià)精度除了影響因素外，最主要的是綜合權(quán)重，綜合權(quán)重由主觀權(quán)重和客觀權(quán)重組成。設(shè)A={a1,a2,…an}表示影響因素的主觀權(quán)重，有：

(2)

主觀權(quán)重用于表示影響因素Ui在主觀上對評價(jià)因素影響Vi的大小，屬于一個(gè)模糊統(tǒng)計(jì)。同樣可以確定客觀權(quán)利β={β1,β2,…βn}，有：

(3)

定義綜合權(quán)重為w={w1,w2,…，wn},綜和權(quán)重由主觀權(quán)得和客觀權(quán)重組成，具體公式為：

wj=μaj+(1-μ)βj,0

(4)

為得到最終的評價(jià)結(jié)果B，需要完成三項(xiàng)工作，一是得到評價(jià)矩陣，二是計(jì)算出綜合權(quán)重，三是計(jì)算公式5，得到最終結(jié)果。

B=W·R

(5)

三、建筑施工中危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

根據(jù)表1可以確定影響因素，具體包括人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)以及環(huán)境影響三個(gè)方面。而評價(jià)集V包含有四個(gè)元素，分別為非常安全，安全，不安全，非常不安全，即V={非常安全，安全，不安全，非常不安全}。對于每個(gè)影響因素中的各類情況，采用專家測評以及事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的辦法，得到權(quán)重的主客觀指標(biāo)，各個(gè)指標(biāo)是概率數(shù)據(jù)形式顯示。

表2 專家高層建筑施工危險(xiǎn)源評估表

這個(gè)數(shù)據(jù)是根據(jù)專家打分情況進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)得到的結(jié)果，為主觀權(quán)重。之后根據(jù)具體高層建筑工程相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，計(jì)算各個(gè)因素在V中各個(gè)評價(jià)指標(biāo)中所占比重，得到客觀權(quán)重。利用公式4,μ作為偏好系數(shù)，根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行確定，最終得到綜合權(quán)重：

w=[0.26,0.16,0.18,0.16,0.09,0.06,0.09]

下一步要確定評價(jià)矩陣，要充分考慮各個(gè)影響因素之間的互相關(guān)系，通過概率計(jì)算得出它們之間的模糊聯(lián)系。比如施工人員操作不當(dāng)與裝備老化之間的條件概率，再加上專家對這個(gè)項(xiàng)目的打分情況，得出最終的矩陣參數(shù)。

根據(jù)公式5計(jì)算得到最終結(jié)果。

B=W·R=

四、總結(jié)

高層建筑施工危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評估是建立了具體施工狀況基礎(chǔ)上的風(fēng)險(xiǎn)管理，開展高層建筑施工危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評估可以有效防范和控制建筑施工事故發(fā)生。創(chuàng)新之處在于在研究方法上采用模糊綜合評價(jià)，并通過客觀和主觀兩個(gè)方面確定綜合權(quán)重。從理論與案例實(shí)證分析表明本文提出的評價(jià)方法是可行和可操作的，能夠得到更為準(zhǔn)確的結(jié)果。

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[2]劉沐宇,金開明. 大跨徑懸索橋施工風(fēng)險(xiǎn)評估的集對分析方法[J]. 土木工程與管理學(xué)報(bào),2017,(05):1-7+14.

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姜帆(1988.03-)，男，漢，黑龍江，北京建筑大學(xué)土木與交通工程學(xué)院，碩士研究生。