广东恒州路桥建设有限公司 广东韶关 512023
摘要:随着我国基建事业的发展,建筑施工的风险控制已经成为专家们关注的重点。有效的风险控制可以提高建筑的施工质量,可以给项目带来更多的收益。针对该技术国内外相关工作者做了大量的总结。随着技术的发展和时代的变革,该技术还在持续更新,因此文章做了以下内容研究:对造成建筑事故的原因进行了分析、建筑的安全风险识别、安全风险评估的方法、BIM技术在安全控制技术种的应用。通过以上内容的分析,表明层次分析法对风险评估的适用性,以及BIM技术在安全控制技术中的优势。通过文章的研究为建筑的安全风险管理提供了理论分析方法和技术指导,因此文章具有一定的价值。
关键词:基建事业;建筑施工;风险控制;BIM技术
0 引言
文章的主要结构脉络是:通过对建筑施工过程中影响安全的因素进行相关分析,搭建指标评价体系,通过层次分析法对影响因素进行分析和结果总结,最后利用BIM技术的优势建立安全风险控制系统,并对其重要部分进行分析,通过这种方式提高建筑施工的风险控制水平[1]。风险管理是项目管理的主要组成部分,有效的风险管理对项目的进展以及经济效益具有促进作用。因此研究风险管理具有很高的实用价值和社会意义。对工程进行风险管理可以有效降低施工风险[2]。一方面:可以使建设项目如期完工,保证施工的工期,降低危险的发生概率,保证项目质量;另一方面:能够降低施工造成的经济损失,提高项目的经济效益。
1 事故原因分析
1.1直接原因
建筑工程发生安全事故的直接原因主要有四方面:人员操作因素、材料质量及施工的因素、机械使用及施工的因素、环境造成安全因素。人员造成安全事故的主要原因是技术水平较低、文化程度低、安全意识低下、心理素质不健全、疲劳施工等。材料质量及施工的因素的主要原因是混凝土配比不合理、材料用料不达要求、原材料进场未检验等[3]。机械造成安全事故的主要原因有使用的机械设备落后、设备存在缺陷、防护措施不达标、机械设备和防护装置超负荷使用、临时支撑体系防护不牢、机械设备故障等。环境造成安全事故的主要原因有施工使用的材料和设备乱丢乱放、生产生活用电不合理、施工作业面顺序混乱等。
1.2间接原因
建筑工程发生安全事故的间接原因主要有里两个方面:施工技术不足、安全管理不妥当。施工技术不足主要体现在施工组织设计存在缺陷、安全技术交底不够彻底、施工的方式方法落后、施工方案不合理、新技术和新工艺应用不透彻等。管理造成安全事故主要体现在管理机构不完善、管理体系不健全、管理制度未设定、安全教育不彻底等[4]。
2安全风险识别
2.1基于WBS-RBS安全风险识别
文章通过风险矩阵法对项目进行结构分解。WBS-RBS风险识别方法的优点是:既可以对全局风险进行控制,还可以对风险的细节进行识别。
该方法可以将全过程的风险转化为各个施工阶段的风险因素,同时可对风险进行精确、全面的识别。通过风险矩阵法可以对项目的结构组成和风险成因进行剖析,对二者进行综合考虑来实现施工风险的识别。对建筑施工中的施工方法、工序主要节点等进行风险发生概率的分析,风险产生的原因及结果以及风险带来的损失进行相应的评估[5]。
①工作分解结构
工作分解结构是将项目按照一定的顺序进行分解,工序做为目标层,进行分解的作用是使项目相互独立、内容简单,这样便于对项目进行管理,可以直观的显示出项目的结构组成和重要程度。分解过程中应注意的是分解的层次不宜较多。文章通过对项目进行分解来划分不同阶段,主要包括基础施工阶段、主体施工阶段、装饰装修阶段、安装工程施工四个阶段,其中基础工程又可以分为土方开挖、基坑支护与降水、桩基施工等;主体施工可分解为:混凝土施工、模板施工、脚手架施工等;装修工程可分解为:抹灰工程、幕墙工程;安装工程可分解为:给排水工程、电气工程。WBS树如图1所示。
图1分解结构WBS树
②风险分解结构
文章对项目进行风险结构分解,主要从四个方面对影响因素进行分解,主要包括:人、材料设备、技术、环境。风险分解RBS如图2所示。
图2分解结构RBS树
③构建耦合矩阵
文章将WBS分项工程做为行向量,RBS为列向量,对建筑施工建立WBS-RBS耦合矩阵。结果如表1所示。表1种数字0表示:耦合不产生风险因素,同时无风险转化条件。数字1表示:耦合产生风险因素[6]。
表1 WBS-RBS 耦合矩阵
2.2案例分析
本案例所依托工程为某高层建筑,该建筑组成为:1栋23层塔楼、1 栋5层裙房、2层地下车库。塔楼 高度为99.3m,裙楼高度为31.55m。建筑面积为95508.79㎡,地面以上面积62451.50㎡,基础面积为5010.49㎡。该工程的基坑深度约为8.4m~8.9m。采用的设计等级为一级;设计使用年限为50年;地下防水设定为二级,屋面防水设定为一级,外墙防水设定为一级。结构采用的抗震裂度为7度。工程结构为剪力墙,一部分为钢筋混凝土结构。工程采用的基础形式为筏板基础。外墙采用形式为玻璃幕墙、石材幕墙。项目施工工期较长,共1200天,经历雨期和冬期施工。
①工作分解结构
通过对项目进行分析,将该建筑物分解为基础施工阶段、主体施工阶段、装修阶段、安装阶段。具体施工阶段内容的详细换分如图3所示。
图3分解结构WBS树
②风险分解结构
通过前文分析可知,安全风险的来源主要由以下几方面:人员风险、机械风险、技术风险、管理风险、环境风险。人员风险的主要来源是:安全意识薄弱、技术人员较少、无证上岗、人员身体情况。机械风险主要有:机械超负荷工作、施工设备落后、使用的安全防护设备不合格。技术风险主要有:施工技术落后、验收不合格、设计不当、新工艺利用不当。管理风险主要有:操作不恰当、技术交底落实不到位、应急处理不到位。环境风险主要有:自然环境、周边环境、作业环境。具体风险分解树如图4所示。
图4分解结构RBS树
③构建耦合矩阵
通过对本案例进行相应分析,对建筑进行WBS-RBS 耦合矩阵的创建,最终通过对矩阵进行分析得到结论如下所示:施工中重点风险源为深基坑和主体施工。具有较大危险的工程为:基坑降水、基坑支护、土方开挖、脚手架和模板工程。
3 安全风险评估
3.1 层次分析法
层次分析法是通过判断矩阵的建立,分层把所有影响因素综合起来以量的形式表达出来,然后通过方根法等计算方法对矩阵进行处理得到最大特征根对应的特征向量,最后再对矩阵进行完全一致性判断,使错综复杂的问题分层的得到梳理。该方法的步骤如下。
⑴ 构造判断矩阵
本文中的判断矩阵如表2构造。
表2 判断矩阵
本文的判断矩阵通过1~9标度法实现,对于Pij(其中i,j=1.2.3...n)的标度含义如下所示:
标度Pij=1时,说明两因素对比,重要程度相同;标度Pij=3时,说明两因素对比,其中一个稍显重要;标度Pij=5时,说明两因素对比,其中一个明显重要;标度Pij=7时,说明两因素对比,一个比另一个重要许多;标度Pij=9时,说明两因素对比,其中一个极其重要;标度Pij=2、4、6、8时,说明上述两相邻判断中值。
⑵ 利用线性代数求特征根,然后找到最大特征根对应的特征向量。该过程一般采用方根法进行计算。在层次分析法中引入判断矩阵除最大特征根的剩余特征根的负平均值,作为判断矩阵偏离一致性的指标:CI=(λmax-n)/(n-1)
矩阵是否满足一致性还应通过判断矩阵的平均随机一致性指标值RI来确定。判断矩阵CR=CI/RI<0.1时认为判断矩阵具有满意的一致性,CR=CI/RI>0.1时认为判断矩阵不具有满意的一致性,矩阵需要调整。
4 安全风险控制技术
4.1基于BIM技术的安全风险控制技术
①施工场地布置
场地布置是通过Revit进行模型建立,目的是来反映拟建项目阶段、施工阶段、竣工阶段的场地状态,在该过程中及时发现问题,进行方案调整。对三维模型建立好以后将场地的实际环境通过数据方式进行添加,构建出可视化的施工场地。对人、材、机进行合理的布置。
②施工模拟
BIM技术不仅可以解决施工进度、施工质量等问题,还可以通过该技术对施工进展进行全面掌控。对拟建阶段可通过BIM技术对方案中存在的错误进行识别,从而进行设计优化,保证方案的可行性。在模型基础上对参数进行更新,通过BIM技术对工序进行模拟,分析该过程易出现的安全隐患,提高工程质量。
项目利用BIM技术对模型建立,使监理、施工、建设单位更加直观的理解设计目的,还可以进行设计优化,施工模拟等。
③施工安全风险控制
传统安全风险控制系统缺乏动态定位,满足不了监控的要求,,通过BIM平台能够对项目全寿命周期中出现的各类风险进行风险预测、风险分析、风险防控以及风险控制。BIM还可以进行安全设计和风险评估。通过对施工过程中的施工信息和现场情况进行记录、上传来保证施工进度信息的完整性。
相比于传统的施工数据管理,BIM技术可以对施工过程进行跟踪、数据管理、风险预控等,通过这种方式节约了人材机的投入。
5 结语
文章通过对建筑施工的风险管理与技术控制进行分析研究,结果表明:
①导致高层建筑发生安全隐患或者出现安全事故主要分为直接原因和间接原因。直接原因是人、材、机以及环境原因引起的;间接原因主要是施工技术不足和安全管理不当。
②文章主要通过WBS-RBS对建筑进行安全风险识别,主要包括三方面:工作分解结构、风险分解结构、构建耦合矩阵。
③对建筑进行安全风险评估主要采用的方式是层次分析法,该方法最后通过CR是否大于0.1来判定矩阵是否具有一致性。
④利用BIM技术对风险进行控制可以实现的方面有:施工场地布置、进行施工模拟、安全风险控制。
参考文献:
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[2]陈洁.水利水电工程施工危险源管理研究[J].广西水利水电,2020(05):105-109.
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[5]张银,许小江.电力工程建设项目地质灾害风险控制技术研究[J].科技经济导刊,2018,26(34):35-36.
[6]曾思凯.浅谈人工挖孔桩安全管理控制技术[J].四川水泥,2018(10):159.
作者简介:李宝源(1989-)男,汉族,广东湛江人,本科,市政路桥施工工程师,从事建筑施工工作