□□ 王春霞，王君儀 (沈陽建筑大學(xué)，遼寧 沈陽 110168)

引言

在國家綠色制造的背景下，裝配式建筑應(yīng)運而生，逐漸表現(xiàn)出工廠化、智能、環(huán)保等優(yōu)勢，成為建筑工業(yè)未來發(fā)展的重要方向[1]。裝配式建筑的施工安全系數(shù)高低對其發(fā)展與推廣有著直接地影響。所以，全面客觀地評價裝配式建筑的施工安全狀況和有針對性地采取相應(yīng)的預(yù)防措施，保證裝配式建筑施工的可靠性和安全性，已成為裝配式建筑發(fā)展進程中亟待解決的問題。

目前學(xué)術(shù)界對裝配式建筑施工安全方面的研究相對較少。李萬慶等[2]通過集對分析(SPA)計算各安全風(fēng)險因素的權(quán)重，并識別案例項目施工的安全等級；劉名強等[3]完成了裝配式建筑吊裝作業(yè)安全預(yù)警模型的構(gòu)建，并針對裝配式簡裝吊裝作業(yè)安全預(yù)警模型進行了仿真和學(xué)習(xí)訓(xùn)練。相比于現(xiàn)澆式建筑，裝配式建筑有其特定的施工工藝與特點。因此，以往的建筑施工安全評估方法并不能直接應(yīng)用于裝配式建筑，需要對其進行改進。鑒于此，需要借助新的方法對裝配式建筑施工安全狀況進行評判。

1 模糊因子評價路徑

模糊因子分析法是通過信息沉淀和訪談的方式篩選初始影響因素，利用因子分析法對其進行提煉明確裝配式建筑施工安全評價的指標體系，通過AHP法確定指標體系中各指標權(quán)重，最后基于模糊數(shù)學(xué)理論獲得評價結(jié)果[4]。具體思路如圖1所示。

圖1 裝配式建筑施工安全評價思路

2 裝配式建筑施工安全評價指標體系構(gòu)建

2.1 影響因素的確定

根據(jù)信息沉淀法[5]的相關(guān)原理：通過CQVIP維普期刊、萬方數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)、CNKI中國知網(wǎng)等平臺，綜合考慮裝配式建筑施工安全管理的具體狀況，確定可能影響裝配式建筑施工安全的若干要素。通過專家訪談而確定保留的15個因素為：構(gòu)件是否堆放于專用場地、構(gòu)件節(jié)點鋼筋是否滿足防護要求、構(gòu)件是否按正確方式堆放、構(gòu)件進場檢驗接收狀況、構(gòu)件是否正確運輸、吊裝設(shè)備運行情況、附屬吊是否匹配、機械是否正確操作、鄰邊支撐體是否穩(wěn)固、吊點節(jié)點連接是否牢固、施工環(huán)境是否安全、吊裝方案是否合理、構(gòu)件生產(chǎn)是否精確、構(gòu)件強度設(shè)計精度是否合理[6]。

2.2 數(shù)據(jù)采集與描述

采取走訪調(diào)查的方法獲取所需數(shù)據(jù)。問卷發(fā)放對象為監(jiān)理機構(gòu)、施工單位及開發(fā)單位的安全責(zé)任負責(zé)人和部分存在直接關(guān)系的學(xué)者。調(diào)查對象就問卷中的15個要素進行打分，分值越高，代表該要素的影響程度越大，最低分是1分，最高分是5分。

調(diào)查過程累計回收有效問卷160份。對有效問卷的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行分析，男性受訪者占比92.5%，30～50歲年齡段的男性占據(jù)總調(diào)查人群的絕大多數(shù)，原因如下：從事安全管理工作的人群主要是30～50歲的男性。從人員分布來看，參與項目的施工單位人員占據(jù)總調(diào)查人群的絕大多數(shù)，占總調(diào)查人群的41.9%，其次是開發(fā)單位人員和政府有關(guān)部門的負責(zé)人，分別為25%和18.1%。從教育背景來看，占據(jù)總調(diào)查人群18.1%比例的是博士及以上學(xué)歷，大多是有關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者和專家；占據(jù)總調(diào)查人群26.9%比例的是碩士學(xué)歷，本科學(xué)歷占比為29.4%，?？茖W(xué)歷占比為6.9%，高中以下學(xué)歷占比為18.7%(多為現(xiàn)場進行相關(guān)操作的一線員工)。

2.3 數(shù)據(jù)分析與結(jié)果

2.3.1 因子分析條件檢驗

在統(tǒng)計軟件SPSS17.0的輔助下，系統(tǒng)分析調(diào)查問卷獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。其中KMO為檢驗統(tǒng)計量，p為Bartlett球形檢驗統(tǒng)計量對應(yīng)的伴隨概率。若各個因素滿足KMO>0.7且p<0.05的條件時，則表明具有相關(guān)關(guān)系，能進行因子分析。此處KMO=0.908>0.7且p=sig=0.000<0.05，故適用于因子分析[7]。

計算各因素的特征值和解釋方差貢獻率等指標，采用主成分分析法將公因子提取出來，計算結(jié)果見表1。衡量某因子重要程度的指標是特征值，需保留的重要因子特征值>1；衡量某因子信息量在信息量總體中所占比例的指標是方差貢獻率，衡量含某因子的前m個因子信息量在信息量總體中所占比例的指標是累計方差貢獻率。由表1可知，從第4個因子開始特征值均<1，基于此提取前3個主成分因子，其中累計方差貢獻率為60.206%，信息量表達滿足要求，這三個主成分因子分別為F1、F2、F3。

表1 解釋總方差

2.3.2 因子提取與命名

因子荷載矩陣見表2。表2中代表各因素與公共因子相關(guān)系數(shù)的是載荷值，相關(guān)性與該數(shù)值呈正比關(guān)系。

表1 解釋總方差

由分析可知，因子F1在因素吊裝方案正確性、構(gòu)件強度設(shè)計精度、構(gòu)件制作精確度上占有較高荷載，取名設(shè)計生產(chǎn)；從因子F2看，構(gòu)件進場檢驗接收狀況、構(gòu)件是否按照正確方式堆放、構(gòu)件是否存放于專用場地等3個因素占有的載荷較高，取名運輸存儲；因子F3在因素吊裝節(jié)點連接牢固性、施工環(huán)境安全性、員工安全生產(chǎn)意識、鄰邊支撐體是否穩(wěn)固、附屬吊是否匹配、機械是否正確操作、吊裝設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況等7個因素占有的載荷較高，將其命名為現(xiàn)場操作。

2.4 評價指標的確立

建立裝配式建筑施工安全評價指標體系，將一級指標A設(shè)置為裝配式建筑施工安全情況，將二級指標B設(shè)置為已經(jīng)選擇的三個因子，將三級指標C設(shè)置為能對各個因子產(chǎn)生一定影響的因素，確立如圖2所示的指標體系結(jié)構(gòu)。

圖2 裝配式建筑施工的安全評價指標體系

3 模糊層次分析評價模型

基于以上基礎(chǔ)通過AHP法確定各指標權(quán)重，再借助模糊評價相關(guān)知識進行度量。

3.1 確定指標權(quán)重

3.1.1 構(gòu)造判斷矩陣

將每個指標影響評價目標的程度進行比較，利用1-9標度法對其在同一比較層中的比重進行賦值，以n表示影響因素的個數(shù)，第i個指標bi相對第j個指標bj的重要程度用bij表示，判斷矩陣基本形式如下：

3.1.2 層次單排序

(1)

(2)

(3)

式中，W=(W1，W2，…，Wn)T，即代表特征向量，分量Wi則代表對應(yīng)權(quán)重。

(3)確定判陣斷矩B的最大特征根，計算見式(4)：

(4)

式中，向量BW的第i個元素表示為(BW)i。

(4)一致性檢驗

一致性指標CI的計算見式(5)：

(5)

式中，用λmax表示矩陣的最大特征根，矩陣階數(shù)表示為n。當矩陣完全一致時，CI=0。

平均隨機一致性指標RI按取值表確定。

隨機一致性指標CR的計算見式(6)：

(6)

若滿足CR≤0.1，則矩陣一致性滿足要求；反之則不符合要求。

3.2 綜合評判

3.2.1 確定評級指標集

完成裝配式建筑施工安全評價指標集的構(gòu)建，表達式分別為：A={B1，B2，B3}，B1={C1，C2，C3}，B2={C4，C5，C6，C7，C8}，B3={C9，C10，C11，C12，C13，C14，C15}。

3.2.2 確定安全評價評語集

裝配式建筑施工安全狀況劃分為安全性低、安全性較低、安全性一般、安全性較高、安全性高5個等級。以各個評價等級的評定要求為依據(jù)，賦分后對象的評語集是：VT=(V1，V2，V3，V4，V5)=(100，80，60，40，20)。

3.2.3 模糊評判矩陣的確定

對評價模型的準則層進行單因素評價的形式是專家打分，rij表示第i個因素相對于評語集中第j個評語的隸屬度，用來表示獲得的單因素評價集。分別評估各個指標集因素，隸屬度矩陣Ri為：Ri=(ri1，ri2，…，ri5)。

3.2.4 模糊綜合評價

將各二級標權(quán)重Wi與對應(yīng)的單因素矩陣Ri相乘，得到單因素模糊評價向量di，進而得到模糊綜合評價向量E，具體計算見式(7)、(8)、(9)：

di=Wi·Ri=(di1,di2,…,di5),(i=1,2,…,n)

(7)

R=(d1,d2,…,dn)T

(8)

(9)

在上述公式中，模糊綜合評估指標用ei表示，歸一化標準評估結(jié)果用E表示，每個評價模型準則層因素所占綜合權(quán)重用Wi表示，每個設(shè)計生產(chǎn)指標所占權(quán)重全用W1表示，W2為運輸存儲各指標的權(quán)重，各現(xiàn)場操作指標所占權(quán)重用W3表示[8]。

綜上所述，裝配式建筑施工安全評價值是F=E·VT。

3.2.5 評價結(jié)果隸屬度劃分

根據(jù)上述得到的裝配式建筑施工安全綜合評價值，總結(jié)項目安全評價水平，可知二者的隸屬關(guān)系見表4。

表4 隸屬度關(guān)系表

4 案例分析

以政府某公租房項目為例，該項目總占地面積為99 621 m2，總建筑面積為118 026 m2，項目整體設(shè)計結(jié)構(gòu)是預(yù)制體式剪力墻，建設(shè)工期為兩年。邀請5位專家(施工、開發(fā)、監(jiān)理單位各1人，高校學(xué)者2人)就該項目的各指標進行評判，具體步驟如下。

4.1 確定各指標權(quán)重

比較準則層和指標層中各因素的重要性，所得判斷矩陣見表5～表8。

表5 A-B的判斷矩陣與相對權(quán)重向量WA

表6 B1-C的判斷矩陣與相對權(quán)重向量W1

表7 B2-C的判斷矩陣與相對權(quán)重向量W2

表8 B2-C的判斷矩陣與相對權(quán)重向量W3

由上表可知，該裝配式建筑項目安全評價各判斷矩陣一致性比例CR<0.1，即符合一致性檢驗要求。

4.2 確定模糊評判矩陣

根據(jù)專家小組成員對各因素隸屬度的評價情況，得到準則層模糊評判矩陣為：

4.3 綜合評價

利用單因素評價法對每個準則層指標進行處理，得到的結(jié)果是：

通過綜合評價裝配式建筑的風(fēng)險防控，得到的模糊判斷矩陣是：

通過綜合評價目標層：

E=WA·R=(0.309 0.353 0.315 0.014 0.008)。

通過綜合評價裝配式建筑的風(fēng)險防控，得到的綜合評價值是：

根據(jù)上述結(jié)果發(fā)現(xiàn)，綜合評價該裝配式建筑的風(fēng)險防控最終結(jié)果為78.8，項目具有較高的安全系數(shù)，比較安全。按照相同的方法，分別評估各環(huán)節(jié)的施工安全情況，結(jié)果依次為74.47、77.30和78.90，每個環(huán)節(jié)均具有較高的安全系數(shù)，滿足裝配式建筑施工安全管理的相關(guān)要求。

5 結(jié)語

利用因子分析法確定影響裝配式建筑施工安全性的因素，從而建立安全評價指標體系，既可以避免原始指標間的相關(guān)性對評價結(jié)果所造成影響，又可以確保指標體系內(nèi)容涵蓋施工階段的不同環(huán)節(jié)。然而因子分析中的數(shù)據(jù)來源主要以走訪調(diào)查為主，具有一定的主觀性，有待于進一步完善。