羅 成

（廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)總站有限公司 廣州 510500）

0 引言

大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)是一個(gè)綜合性的試驗(yàn)項(xiàng)目，涉及的危險(xiǎn)源和隱患非常多，安全管理難度非常大，但其現(xiàn)有安全管理主要集中在諸如試驗(yàn)平臺(tái)防傾覆和堆載偏心等具體安全技術(shù)措施上，沒有對(duì)試驗(yàn)的全過程進(jìn)行系統(tǒng)性的安全管理分析，缺乏一套科學(xué)的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。如吳偉衡等人［1］從大噸位樁基抗壓靜載試驗(yàn)深厚軟基支墩處理方法介紹了安全技術(shù)措施。毛悅等人［2］提出了管樁支承板技術(shù)，提高了大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的安全性。陳憲章［3］從技術(shù)交底、場(chǎng)地準(zhǔn)備等方面，詳細(xì)介紹了具體安全技術(shù)措施，解決的也是具體安全問題。朱曉偉［4］主要介紹的是大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的防傾覆措施。吳秀珍等人［5］討論了樁基靜載試驗(yàn)堆載偏心等安全問題以及相關(guān)解決方法。

現(xiàn)階段大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)安全管理就事論事多，缺乏系統(tǒng)性，但現(xiàn)有其他專業(yè)的安全管理體系的研究還是有很多，如溫佳惠［6］就基于區(qū)塊鏈技術(shù)，研究了地鐵項(xiàng)目安全管理體系。FANG 等人［7］介紹了能源投資風(fēng)險(xiǎn)安全管理體系的評(píng)估。GUO 等人［8］提出了從企業(yè)層面建立安全管理體系的一般規(guī)則。朱蓬勃［9］提出了核化工施工安全管理并指明改進(jìn)與優(yōu)化方向。趙博［10］應(yīng)用層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)電力工程施工進(jìn)行了安全評(píng)價(jià)。

綜上所述，現(xiàn)有大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)安全保障措施主要還是針對(duì)具體的問題針對(duì)性提出解決方案，整個(gè)大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的安全管理評(píng)價(jià)指標(biāo)沒有量化，缺乏一個(gè)合理的安全評(píng)價(jià)體系，安全管理還有較大提升空間。

1 安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)眾多，風(fēng)險(xiǎn)從試驗(yàn)準(zhǔn)備一直貫穿至設(shè)備退場(chǎng)。風(fēng)險(xiǎn)管理的第一步就是風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，按照4M 理論［11］的安全風(fēng)險(xiǎn)分類，大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)包含以下4 大風(fēng)險(xiǎn)：人的風(fēng)險(xiǎn)、物的風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)以及管理缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。

1.1 人的風(fēng)險(xiǎn)

大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的人員風(fēng)險(xiǎn)是指參與到試驗(yàn)當(dāng)中的人員所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。參與試驗(yàn)的人員包括檢測(cè)人員、吊車司機(jī)、司索工以及電工等人員，這些人員所帶來的風(fēng)險(xiǎn)的影響因素主要分為以下3 類：人的安全意識(shí)、人的技術(shù)能力、人的生理和心理狀態(tài)。

1.2 物的風(fēng)險(xiǎn)

大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)物的風(fēng)險(xiǎn)是指參與試驗(yàn)的機(jī)械和設(shè)備及一切物品所帶來的風(fēng)險(xiǎn)，這里更多強(qiáng)調(diào)的是參與到試驗(yàn)當(dāng)中的包括機(jī)械和設(shè)備等物品的風(fēng)險(xiǎn)。參與試驗(yàn)的機(jī)械和設(shè)備主要是指參與搭設(shè)試驗(yàn)平臺(tái)的主梁、次梁、混凝土配重塊以及其他機(jī)械設(shè)備。這些機(jī)械設(shè)備所帶來的風(fēng)險(xiǎn)因素又主要分為以下兩類：機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)、機(jī)械設(shè)備的使用。

1.3 環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)

大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)是指試驗(yàn)環(huán)境所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。試驗(yàn)環(huán)境包括場(chǎng)地環(huán)境因素帶來的風(fēng)險(xiǎn)、吊裝環(huán)境因素所帶來的風(fēng)險(xiǎn)、試驗(yàn)外部環(huán)境所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。這些環(huán)境所帶來的風(fēng)險(xiǎn)因素有主要分為以下3類：地基環(huán)境、吊裝環(huán)境、外部環(huán)境。

1.4 管理缺陷的風(fēng)險(xiǎn)

大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的管理缺陷風(fēng)險(xiǎn)是指試驗(yàn)管理缺陷所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。管理缺陷包括安全組織管理的缺陷、危險(xiǎn)源辨識(shí)的缺陷、作業(yè)管理的缺陷以及應(yīng)急管理的缺陷。這些管理缺陷所帶來的風(fēng)險(xiǎn)因素主要分為以下4類：安全組織管理的缺陷、危險(xiǎn)源辨識(shí)的缺陷、作業(yè)管理的缺陷、應(yīng)急管理的缺陷。

2 安全風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)價(jià)

大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)價(jià)，需要量化的分析方法來輔助進(jìn)行判斷，評(píng)估各風(fēng)險(xiǎn)因素，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果，發(fā)現(xiàn)管控過程中的問題進(jìn)行跟進(jìn)優(yōu)化，形成閉環(huán)管理，不斷改進(jìn)大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)安全管理。

應(yīng)用層次分析法進(jìn)行決策，就是運(yùn)用層次分析法計(jì)算各層次對(duì)整體目標(biāo)的決策值，為最終的決策分析提供數(shù)據(jù)支撐。為更好地量化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，本文擬用層次分析法確定評(píng)價(jià)權(quán)重，設(shè)計(jì)出大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)層次分析法風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。

2.1 構(gòu)建安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)層次模型

采用層次分析法對(duì)大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)的基本原理是：在前文各安全管理要素分析基礎(chǔ)上，建立安全評(píng)價(jià)的層次結(jié)構(gòu)模型，統(tǒng)計(jì)收集專家數(shù)據(jù)，構(gòu)造判斷矩陣，計(jì)算權(quán)重向量，并將權(quán)重加權(quán)后，求得各二級(jí)指標(biāo)相對(duì)于總體目標(biāo)的權(quán)重，最后得出優(yōu)先程度排序，就能建立一套大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

層次分析法安全評(píng)價(jià)的步驟可分為：①建立層次結(jié)構(gòu)模型；②構(gòu)造判斷矩陣；③一致性檢驗(yàn)；④權(quán)重總排序。以下就根據(jù)此步驟進(jìn)行大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系模型的架構(gòu)。

本文提出的結(jié)構(gòu)模型主要包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和子準(zhǔn)則層。

⑴目標(biāo)層A

本研究的目標(biāo)層是構(gòu)建大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)安全評(píng)價(jià)體系。

⑵準(zhǔn)則層B與子準(zhǔn)則層C

準(zhǔn)則層B 分為四大準(zhǔn)則：人的風(fēng)險(xiǎn)B1、物的風(fēng)險(xiǎn)B2、環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)B3、管理缺陷的風(fēng)險(xiǎn)B4。

子準(zhǔn)則C 中，人的風(fēng)險(xiǎn)B1 準(zhǔn)則細(xì)分為：人的安全意識(shí)C1、人的技術(shù)能力C2、生理和心理狀態(tài)C3；物的風(fēng)險(xiǎn)B2準(zhǔn)則細(xì)分為：機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)C4、機(jī)械設(shè)備的使用C5；環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)B3 準(zhǔn)則細(xì)分為：地基環(huán)境C6、吊裝環(huán)境C7、外部環(huán)境C8；管理缺陷B4 準(zhǔn)則細(xì)分為：安全組織管理的缺陷C9、危險(xiǎn)源辨識(shí)的缺陷C10、作業(yè)管理的缺陷C11、應(yīng)急管理的缺陷C12。

2.2 構(gòu)造判斷矩陣

2.2.1 專家打分法確定指標(biāo)權(quán)重

本模型獲取斷判矩陣的各項(xiàng)參數(shù)采用的是專家打分法。有研究指出人的主觀意識(shí)最多只能對(duì)9 個(gè)等級(jí)的差異做出科學(xué)判斷，所以本模型專家打分將采用1～9 的比例標(biāo)度法，參與調(diào)查的專家們對(duì)各指標(biāo)的相對(duì)重要程度按照1～9 的比例標(biāo)度法進(jìn)行打分，1～9打分的數(shù)字含義如表1 所示，其中前者與后者的重要程度之比等于后者與前者重要程度之比的倒數(shù)。

表1 1～9比例標(biāo)度法的數(shù)字含義Tab.1 1～9 Numerical Meaning of the Proportional Scaling Method

本研究采用專用調(diào)查問卷的方式收集各專家對(duì)判斷矩陣相關(guān)指標(biāo)的評(píng)價(jià)。問卷回收后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一致性檢驗(yàn)無法通過時(shí)，應(yīng)立即反饋給相關(guān)專家重新進(jìn)行調(diào)查。

問卷調(diào)查完成后，將采用算術(shù)平均值的群組判斷方法對(duì)各調(diào)查問卷的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，最終轉(zhuǎn)化為整體的判斷矩陣數(shù)據(jù)。

2.2.2 層次分析法計(jì)算及結(jié)果分析

應(yīng)用上述方法取得的數(shù)據(jù)，建立各準(zhǔn)則層和各子準(zhǔn)則層判斷矩陣，并應(yīng)用層次分析法計(jì)算后得出相應(yīng)重要程度排序。

⑴準(zhǔn)則層判斷矩陣

準(zhǔn)則層的判斷矩陣計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 準(zhǔn)則層比較判斷矩陣Tab.2 The Criterion Layer Comparison Judgment Matrix

表2可得本層的單層次排序向量，即權(quán)重向量如下：

其中，W1、W2、W3、W4是各因素B1、B2、B3、B4 對(duì)應(yīng)于上一層“大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系A(chǔ)”的相對(duì)重要性權(quán)重。

⑵子準(zhǔn)則層判斷矩陣

子準(zhǔn)則層的比較判斷矩陣如表3所示。

表3 人的風(fēng)險(xiǎn)B1的比較判斷矩陣Tab.3 Comparative Judgment Matrix of Human Risk B1

這里以人的風(fēng)險(xiǎn)B1 的比較判斷矩陣來介紹比較矩陣中權(quán)重系數(shù)的計(jì)算方法，其中a12=2.362 0，a13=1.573 0，a23=0.782 0。如表1 人的風(fēng)險(xiǎn)B1 的判斷矩陣A為：

利用方根法，將矩陣A的各行進(jìn)行乘積并進(jìn)行歸一化，得到特征向量W。

①計(jì)算Ai，A的元素按行相乘得到新向量：W就是權(quán)重系數(shù)的矩陣。B2、B3、B4 比較判斷矩陣均可按該方法進(jìn)行計(jì)算，這里就不再贅述。

2.2.3 一致性檢驗(yàn)

層次分析法比較評(píng)價(jià)的因素較多，所以就必須確保前后評(píng)價(jià)一致時(shí)，分析結(jié)果才能被認(rèn)為是科學(xué)有效的。

按照相關(guān)理論，判斷矩陣只有當(dāng)一致性比例CR＜0.1 時(shí)，才認(rèn)為一致性處于可接受的程度，反之就應(yīng)該進(jìn)行修正，以達(dá)到一致性要求。

一致性比例CR，需要先計(jì)算λmax、CI、RI等參數(shù)。⑴最大特征根λmax的計(jì)算

λmax為判斷矩陣A的最大特征根，本文將采用方根法，也叫幾何平均法進(jìn)行計(jì)算，公式如下［12］：

式中：A為判斷矩陣；W為特征向量，即排序權(quán)重向量；n為因素的個(gè)數(shù)，即判斷矩陣的階數(shù)。

⑵一致性指標(biāo)CI的計(jì)算

一致性指標(biāo)CI的計(jì)算公式如下［12］：

CI代表判斷矩陣偏離一致性的程度。

⑶平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI

平均隨機(jī)一致性指標(biāo)的主要作用是衡量CI 的大小，其值是通過大量重復(fù)的隨機(jī)判斷矩陣特征值計(jì)算后得到的。該指標(biāo)的取值與判斷矩陣的階數(shù)有關(guān)系，其數(shù)值關(guān)系如表4所示。

表4 隨機(jī)一致性指標(biāo)RI與矩陣階數(shù)n的關(guān)系Tab.4 Relationship between the Stochastic Consistency Indicator RI and the Matrix Order n

⑷一致性比例CR的計(jì)算

一致性比例CR的計(jì)算公式如下［12］：

本模型每一個(gè)判斷矩陣都應(yīng)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，當(dāng)判斷矩陣CR≥0.1 時(shí)，就要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行檢查，并進(jìn)行重新賦值。

2.2.4 層次總排序及分析

⑴子準(zhǔn)則層評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)于總目標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

前文已計(jì)算得出準(zhǔn)則層各因素對(duì)應(yīng)于目標(biāo)層的相對(duì)重要性權(quán)重Wk，以及子準(zhǔn)則層各評(píng)價(jià)指標(biāo)在其相應(yīng)準(zhǔn)則層指標(biāo)內(nèi)所占的權(quán)重Vi，就能以此為參數(shù)計(jì)算子準(zhǔn)則層各評(píng)價(jià)指標(biāo)C1～C12 相對(duì)于總目標(biāo)的合成排序權(quán)重，計(jì)算過程如表5所示。

表5 大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算Tab.5 Weight Calculation of Safety Risk Evaluation Index of Vertical Compression Static Load Test

⑵層次總排序計(jì)算

由表5 中各評(píng)價(jià)指標(biāo)C1～C12 相對(duì)于總目標(biāo)的合成排序權(quán)重Ui構(gòu)成權(quán)重向量：

根據(jù)上文給出的權(quán)重指數(shù)，可以得出大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)一級(jí)指標(biāo)權(quán)重最高為管理缺陷所造成的風(fēng)險(xiǎn)，指標(biāo)占了37.9%，其次環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)也占了27.5%，這兩項(xiàng)加起來基本都占了一級(jí)指標(biāo)的2/3，可見后期的安全風(fēng)險(xiǎn)管控應(yīng)著重對(duì)這兩個(gè)一級(jí)指標(biāo)進(jìn)行控制。另外，二級(jí)指標(biāo)中，地基環(huán)境權(quán)重為0.168 0，其次為危險(xiǎn)源辨識(shí)風(fēng)險(xiǎn)（0.164 1）、人的安全意識(shí)（0.105 0）、組織管理缺陷（0.101 2）、機(jī)械設(shè)備的使用（0.069 0）。這些權(quán)重值將為后續(xù)大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)安全管控措施的改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支撐，將直接改善大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的安全管理。

3 結(jié)論

本文針對(duì)大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、安全風(fēng)險(xiǎn)分析、安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)各環(huán)節(jié)，運(yùn)用層次分析法，建立了一套完備的大噸位單樁抗壓靜載試驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，找出了安全管理最應(yīng)注意的問題，得出以下結(jié)論：

⑴大噸位單樁抗壓靜載試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)一級(jí)指標(biāo)權(quán)重最高為管理缺陷所造成的風(fēng)險(xiǎn)，其次是環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

⑵大噸位單樁抗壓靜載試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)二級(jí)指標(biāo)中，地基環(huán)境、危險(xiǎn)源辨識(shí)、人的安全意識(shí)、組織管理缺陷、機(jī)械設(shè)備的使用這5 個(gè)二級(jí)指標(biāo)是權(quán)重系數(shù)的前5名，需要重點(diǎn)設(shè)置風(fēng)險(xiǎn)管控措施。

⑶應(yīng)用大噸位單樁抗壓靜載試驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系改變了單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)安全管理均等化管理的局面，做到了有輕有重、層次分明的管理特色，改進(jìn)了大噸位單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)安全管理。