吳亞輝,黃純純,王 躍,呂金剛,孟玲峰(中建八局第二建設(shè)有限公司,上海 201600)
建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟的中堅力量,是繼工業(yè)與農(nóng)業(yè)之后的第三大產(chǎn)業(yè)支柱,對我國的經(jīng)濟發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用,但是隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展,當前建筑模式下也存在著很多安全問題,建筑業(yè)也是繼交通與采礦行業(yè)之后的第三大安全事故頻發(fā)行業(yè)。據(jù)相關(guān)部門不完全統(tǒng)計 2019 年 1—7月全國共發(fā)生建筑事故 300 余起,造成建筑施工人員死亡361 人,直接經(jīng)濟損失達到百億元人民幣,遠遠超過發(fā)達國家。近年來隨著國家對裝配式住宅建筑項目的大力支持,其中存在的安全風(fēng)險也備受關(guān)注,也是衡量建筑業(yè)施工安全的重要指標。
裝配式建筑工程施工階段安全性評價指標體系中包含著很多評價指標,由于施工現(xiàn)場的不確定性導(dǎo)致了其評價指標的影響因素眾多。從安全事故產(chǎn)生的機理與原因進行分析,總結(jié)出影響裝配式建筑的主要因素,主要包括五大類因素[1],分別是人員因素、機械因素、管理因素、技術(shù)因素和環(huán)境因素。根據(jù)安全評價指標體系把該體系劃分目標層(A)、準則層(B)和指標層(C)。以裝配式住宅施工安全評價作為目標層,五大類影響因素作為體系的準則層,五類影響因素包含的指標作為指標層,詳見表 1。
表1 裝配式住宅施工安全評價體系
表 1 中所列出的各評價指標對裝配建筑施工過程安全性的影響程度不一致。為了合理的確定各安全性評價指標的權(quán)重,本文運用基礎(chǔ)的層次分析法對所列出的各項指標進行賦值,為了賦值的準確可靠性,特此聘請 10 位相關(guān)專業(yè)的專家對安全性評價指標進行比較賦值,最后得出所有判斷矩陣的權(quán)數(shù)向量[2],最終結(jié)果見表 2。
表2 判斷矩陣權(quán)重向量表
綜合各層指標,所有影響因素的權(quán)重集合為:
W=(0.08,0.08,0.112,0.082,0.053,0.067,0.065,0.048,0.059,0.074,0.049,0.036,0.046,0.061,0.055,0.034)
裝配式建筑施工過程存在著許多安全風(fēng)險因素,為了實現(xiàn)評價方法的適用性和可操作性,本文采用灰色模糊評價法對評估過程中灰色、模糊、難以定量的安全風(fēng)險因素定量表示,實現(xiàn)評價結(jié)果的科學(xué)性和準確性[3]。
(1)確定評價樣本矩陣。選擇裝配式建筑領(lǐng)域相關(guān)的m位專家對每個安全風(fēng)險因素進行打分,根據(jù)專家的理論知識與經(jīng)驗得出相應(yīng)的分數(shù)[4]。例如有n個相關(guān)安全風(fēng)險因素指標,其中第I位專家對風(fēng)險因素指標j進行打分記為uij,得出式(1)。
(2)確定評價等級。根據(jù)相關(guān)理論依據(jù),得出裝配式建筑施工安全等級V=(V1,V2,V3…Vg),然后確定出相應(yīng)的評價等級。
(3)計算評估等級灰類值。本文運用基本的數(shù)學(xué)方法對其灰類的等級數(shù)、灰數(shù)和灰類的白化權(quán)函數(shù)進行詳細的計算確定,最終通過計算得出特征灰類值。根據(jù)裝配式建筑施工安全等級 V 可以得出白化權(quán)函數(shù),閾值是依據(jù)白化權(quán)函數(shù)在計算中出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點確定的,本文使用 di表示。安全等級的高中低分別用上類白化權(quán)函數(shù)、中類白化權(quán)函數(shù)以及下類白化權(quán)函數(shù)表示,詳見圖 1。
圖1 三類白化權(quán)函數(shù)曲線
根據(jù)計算出的結(jié)果可以得出兩方面的數(shù)據(jù),一方面是根據(jù)最大的隸屬度原理,得出所評價項目的安全性等級;第二方面是各評價因素對項目安全風(fēng)險影響的程度。
為了驗證指標體系及評估模型具有實際的操作性,本文通過實際裝配式建筑工程項目作為案例進行施工階段的安全性因素評價。
上海市松江區(qū)某裝配式住宅項目,建筑面積約 11 萬m2,由多層洋房與 4 F 疊墅組成,共 29 棟單體。-1 F,框架剪力墻結(jié)構(gòu),該裝配式建筑住宅項目采用預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制梁、預(yù)制柱、預(yù)制樓梯、預(yù)制墻和預(yù)制樓板,裝配率達到40% 以上。
3.2.1 確定評價樣本矩陣
為了結(jié)果的可靠準確性,特別邀請 10 位相關(guān)專業(yè)的專家,專家具體情況如表 3,通過專家打分,形成了專家評價樣本矩陣(此次專家打分的分值區(qū)間控制在 1~10 之間,取值越大說明該因素對安全性的影響越大,越容易產(chǎn)生安全事故)。
表3 評分專家組組成情況
專家來源職稱數(shù)量常州某預(yù)制構(gòu)件有限公司高級工程師1上海某吊裝設(shè)備有限公司高級工程師1
根據(jù)打分結(jié)果,得出式(4)。
3.2.2 安全等級按照相關(guān)標準,可以把施工安全分為五個等級,其評價等級V(9,7,5,3,1),其代表的危險等級分別為很危險、較危險、一般危險、較安全以及很安全[5]。
3.2.3 特征灰類值評估
在上述評價等級給定的前提下,設(shè)y=fk(di),x=d,具體白化權(quán)函數(shù)如式(5)-(9)所示。
3.2.4 灰色統(tǒng)計數(shù)數(shù)值
以安全風(fēng)險評價指標C1為例,該安全風(fēng)險評價指標屬于一類白化權(quán)函數(shù)的統(tǒng)計值為n11=n.67,n21=6,n31=8,n41=6,n51=0;最終得出評價指標C1的總體灰色數(shù)值如式(10)所示。
根據(jù)上述計算過程,可以得出C2~C16的各個評價指標的總灰色數(shù)值。
3.2.5 灰色模糊評價權(quán)矩陣對于評價指標C1而言,屬于各類的權(quán)重位如式(11)所示。
同理可得:v21=0.243,v31=0.324,v41=0.243,v51=0。
通過該方法可以得出最終的模糊評價全矩陣如式(12)所示。
3.2.6 評價結(jié)果
A=W·v=(0.17,0.22,0.28,0.30,0.03) (13)
如式(13)所示,根據(jù)以上結(jié)果可以得出:該裝配式住宅項目的安全性等級一級到五級程度數(shù)值分別為0.17、0.22、0.28、0.30以及0.03。根據(jù)最大的隸屬度原理可以得出該裝配式建筑住宅項目最大程度值為0.30,等級為四級,說明該項目安全風(fēng)險處在比較安全的等級[6]。
根據(jù)上述裝配式建筑住宅項目安全性評估的結(jié)論可以分析出,雖然該案例項目受到多方面安全風(fēng)險因素的影響,但安全性仍處在比較安全的等級[7]。從權(quán)重的角度分析,經(jīng)過十位建筑專業(yè)相關(guān)專家的打分,最終得出在準測層的五個因素指標中人的因素對裝配式住宅施工安全性影響最大,在人的因素指標層中人員的技術(shù)水平安全影響最大;除此之外,吊裝環(huán)境、安全培訓(xùn)等也是安全影響的主要因素,因此在裝配式建筑住宅項目施工過程中要加強這些重點因素的管理。
根據(jù)評價得出的數(shù)值可以看出最高的影響因素集中安全性在“四級”程度上[8],整體處在比較安全的層面。但是從模糊評價矩陣中可以看出評價等級中安全數(shù)值一部分都是零,說明離比較安全的狀態(tài)還有一定的距離。
本文通過專家打分構(gòu)建出裝配式住宅施工階段安全性指標體系,然后通過灰色模糊綜合評價構(gòu)建安全性評估模型,最終確定該項目的安全性等級,通過該方法使得該評估更有條理化、科學(xué)性以及準確性,為以后的研究提供依據(jù)。