张旭,张奔牛
(重庆交通大学重庆400074)
论建设工程质量事故和安全事故的成因与预防对策
张旭,张奔牛
(重庆交通大学重庆400074)
近年来,我国多次出现地铁坍塌和楼房倒塌等质量事故以及模板坍塌、塔吊和满堂脚手架倒塌等安全事故,针对这种现状,笔者从海因里希事故致因理论、预防原理出发,多个方面分析了质量事故和安全事故产生原因,提出了技术措施、人机控制、制度落实等方面的应对措施。
事故致因;预防原理;技术措施;人机控制;制度落实
工程质量和施工安全是工程建设的核心,是决定工程建设成败的关键。因此,研究和分析建设工程质量事故和安全事故的成因,探索预防对策,对减少事故的发生,促进建筑业健康发展,保证工程质量和施工安全,具有重要的意义。笔者利用从事建设工程质量事故和安全事故的研究和实际管理工作的体会,谈一些想法,与同行们商讨。
建设工程质量事故以及安全事故均具有复杂性、严重性、可变性和多发性的特点;由于研究的目的不同,角度不同,因此分类有多种方法,主要为:
2.1 建设工程质量事故的分类
按事故造成损失严重程度划分:
一般质量事故:直接经济损失≤1000万元;死亡≤3人;重伤≤10人;影响使用功能或工程结构安全,造成永久质量缺陷的。
较大质量事故:1000万元<直接经济损失<5000万元;3人<死亡<10人;10人<重伤<50人;严重影响工程结构安全,存在重大质量隐患的。
重大质量事故:5000万元<直接经济损失<1亿元;10人<死亡<30人;50人<重伤<100人;工程倒塌或报废的。
特别重大质量事故:直接经济损失≥1亿元;死亡≥30人;重伤≥100人;工程倒塌,性质特别严重的情况。
2.2 建设工程安全事故的分类
根据《企业职工伤亡事故分类标准》(GB6441-86),建筑安全事故分为物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、触电、淹溺、灼烫、火灾、高处坠落、坍塌、放炮、火药爆炸、容器爆炸、锅炉爆炸、中毒和窒息、其它伤害等类别。其中易发的和伤亡人数最多的是高处坠落、触电、物体打击、机械伤害和坍塌事故等五类。
海因里希(W·H·Heinrich)的事故致因理论,将事故因果链锁过程概括为5个因素:(1)遗传及社会环境:遗传因素形成鲁莽、固执等不良性格;社会环境妨碍教育、助长性格的先天缺点发展。(2)人的缺点:鲁莽、固执、过激、轻率、神经质等性格上的先天缺点和缺乏安全生产知识与技术等后天缺点使人产生不安全行为或造成机械不安全状态。(3)人的不安全行为和物的不安全状态是造成事故的直接原因。(4)发生事故:前3种因素经链锁反应,使潜在的危险暴露出来。(5)受到伤害:伤害是链锁反应造成的恶果。
图1 海因里希事故发生顺序图(牌骨法)
3.1 建设工程质量事故的成因
依据海因里希的事故致因理论,发生建设工程质量事故的原因,可归纳如下:
3.1.1 工程的立项、设计、地探、审核、监理、监督、验收等多个环节和建设程序上未照章行事
3.1.2 设备、材料及制品不合格
3.1.3 施工和管理的原因
农民工技术低,难规范管理。
工程技术人员或其他职工的质量责任制不落实,管理松弛。
机械设备选择不当,影响工程质量。
施工工艺、施工技术措施等选择不当,施工方法错误。
3.1.4 设计错误
结构方案不正确,计算简图与实际受力不符,荷载取值过小,内力分析有误等。其中施工图经常性的错误有:
标注问题:建筑图与安装图轴线标注不一致;同一部位建筑图与结构图,相同部位的平面图与剖面图标高不一致;建筑图预留洞口与结构图、安装图洞口位置不一致;施工图所列工程做法与施工规范要求不一致。
违规问题:在有砂、碎卵石含水层,深厚淤泥层(W>60%),垃圾填埋层等场地采用人工挖孔桩;不规则的复杂结构或混合结构中的错层两侧未采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系;连体结构各独立部分不具有相同或相近的体型、平面和刚度,未采用双轴对称的平面形式;7度、8度抗震设计时层数和刚度相差悬殊的建筑采用连体结构等。
基础设计问题:地面堆载、大面积填土未根据具体工程情况交待桩侧负摩阻力对基桩承载力的影响措施;建造在斜坡上或边坡四周的建筑物设有一侧或多侧开口的地下室时,设计时未考虑土压力影响进行受力分析,并验算整体建筑的抗倾覆和抗滑移稳定性;桩基础设计中,仅按竖向荷载作用进行布桩,未验算弯矩作用下承台底部边桩的反力;单柱单桩或垂直于两桩连线方向的基础梁设计中,未考虑平衡该方向柱脚在水平风荷载或地震作用下所产生弯矩因素;承台设计时,把单桩承载力设计值等同于桩的最大竖向力设计值(注:在偏心荷载作用下,边桩允许反力设计值应为单桩承载力设计值的1.2倍);锥体独立基础设计时,锥体斜面坡度大于1∶3,其混凝土很难振捣密实;附属建筑基础设计时,建筑物主体采用桩基础,附属建筑常采用浅基础,附属建筑与主体结构间未设置调整沉降的后浇带。
结构设计问题:对于重要或风荷载比较敏感的高层建筑,其基本风压未按100年重现期的风压值采用;墙体水平分布钢筋未按要求在连梁范围内拉通连续配置;预制桩承台基础梁未按悬挑梁结构配筋,而是按简支梁配筋;楼面计算荷载偏小或者局部隔墙计算荷载遗漏、构件设计截面尺寸或材料强度等级与计算不符;门厅、越层会议室和餐厅、立面开洞等凹凸不规则和楼板局部不连续结构的设计方案,未采取有效加强措施;对框架结构底层层高很大,二层层高较小,且底层隔墙很少或者无任何隔墙,侧向刚度突变等竖向不规则结构,未按薄弱层处理,未采取加强措施;体育馆、影剧院、礼堂等大跨度空旷结构,与附属用房连在一起未设缝断开等。
3.1.5 工程地质原因
地质勘察报告有误,导致采用错误的基础方案,造成地基不均匀沉降、失稳,使上部结构及墙体开裂、破坏、倒塌。
3.1.6 自然灾害
规划选址不当,未避让地质潜在灾害发生区,洪水、大风暴、泥石流、山体滑坡、地震等造成重大的质量事故。
3.1.7 建筑物使用不当
任意加层;使用荷载超过原设计的容许荷载;任意开槽、打洞、削弱承重结构的截面等。
另外,还有勘察、设计、施工、监理以及业主中的一方或多方未严格履行质量行为;市场不规范造成无证施工、无照施工、越级施工、层层转包、出卖证照、冒名顶替、资质不符等,影响工程质量。
3.2 建设工程安全事故的成因
3.2.1 施工管理原因
安全管理不到位,违章指挥、违章作业,对物的不安全因素和人的不安全行为未能有效控制。
施工安全投资不到位,施工现场安全防护设施少,防护器材质量差,机械陈旧老化,缺乏作业的安全环境及安全措施。
企业缺乏或不落实安全生产保障体系,安全生产责任制、安全检查不落实,发现和消除事故隐患不及时。
特种设备未检先用,危险性较大的分部分项工程未编制专项施工方案,虽然编制了却不落实。
农民工安全意识低,自我防护能力差,缺乏安全生产技术培训。
3.2.2 技术措施的原因
临边无防护或防护不规范;洞口虽有盖板,但无防止盖板移动的措施。
脚手架搭设不规范,架体外侧无防护网、内侧与建筑物之间的空隙无防护或防护不严;脚手架板未铺满或铺设不严或不稳,其整体性差。
安拆脚手架、塔吊等设备时,作业人员没有系安全带,或使用不当。
施工机械带电作业,未及时检查保养就投入使用。
电缆、电线老化、破损漏电,多根导线任意绞、挂在闸刀开关上或保险丝上或直接将电线头插在插座上。
堆放材料超高造成倒塌或起重吊装材料散落;作业人员将废料随手往地面扔;拆脚手架时,拆下的构件、扣件随拆随扔;立体交叉作业时上下层间没有设置安全隔离层。
机械设备安全装置不可靠或失效,圆盘锯无防护罩,塔吊的“四限位两保险”不齐全或失效,机械设备运转中进行维护。
坑槽开挖未按规定放坡,基坑支护不符合要求,排水措施不畅通。
模板支撑刚性不够,强度低。
塔吊起重钢丝绳或平衡臂钢丝绳断裂。
3.2.3 监理工程师履行安全监理责任不力
3.2.4 一些管理部门履行管理责任不到位
根据海因里希的事故预防原理(3E原则):Engineering(工程技术):运用工程技术手段、技术措施消除或预防或减弱或隔离危险、有害因素;Education(教育):利用各种形式的教育和训练,使施工人员掌握工程质量、施工安全知识和技能;Enforcemet(强制):借助于规章制度、行政手段、法律法规约束施工人员的行为,控制物的不安全状态。建设工程质量事故和安全事故的预防对策可归纳如下:
4.1 技术措施控制
严格工序管理:在工序上遵循先地下、后地上;先土建、后设备;先主体、后围护;先结构、后装修的基本原则。
严格各项施工方案的编制、审批和落实。对脚手架、基坑支护、模板、施工临时用电、物料提机、外用电梯、塔吊、起重吊装、施工机具等危险性较大的各项施工方案,必须经技术负责人和总监理工程师审批,对深基坑、地下暗挖工程、高大模板工程等实行专家论证审查制度,从技术上和管理上采取措施,预防事故发生。
施工图控制:设计单位对有关的地形、地貌、水文气象,工程地质、水文地质以及设计意图、结构特点、施工及工艺要求、质量通病防治的设计措施和注意事项进行设计交底;组织施工单位、勘察、设计、规划、环保、消防、安全等有关单位进行图纸会审;图纸审查机构严格进行施工图纸审查。
实施安全技术交底制度,各种安全设施、防护装置落实到班组或个人;实施工序、质量通病防治等技术交底制度。
4.2 人的行为控制
项目经理、技术、质检、安全管理人员、一线生产工人等实行资格上岗制度。
监理工程师实现执业资格上岗制度,进行旁站监理,实施对原材料、构配件、设备及预拌混凝土的进场验收与检验工作。
4.3 物的因素控制
原材料、半成品、构配件质量控制:从材料、产品进货进场入手到检测合格、投入使用层层把好质量关。
设备控制:设备进场后进行标识,实行挂牌制;落实机械设备的安装、拆卸、验收、检测、使用、定期保修、维护、改造和报废等管理制度,审查机械设备供应单位的资质能力、生产许可证,审查机械设备安全性、可靠性和稳定性是否符合相关规定。
安全设施控制:有关设施设立警示和警告标志。
安全检查:定期和不定期检查特种设备、大型设备的安全防护和保险装置。
4.4 制度落实
施工企业落实工程质量标准体系、施工质量检验检查制度、各类人员的岗位责任制,以及其他各项工程质量管理制度;落实安全生产责任制度、安全生产资金保障制度、安全生产培训制度、安全检查制度、安全事故警示制度、事故报告处理制度、约谈制度等。
4.5 引进和推广先进的施工技术、工艺和设备,有效保证工程质量
4.6 施工环境
建设管理主管部门和机构加大质量安全管理力度,杜绝无证施工、无照施工、越级施工、层层转包、出卖证照、冒名顶替、资质不符现象的发生,保证施工条件和环境。
据统计资料证明,88%的质量事故和安全事故是人的失误造成的。然而,一切人因和物因事故都可以通过加强管理、技术措施、人机控制、强制标准、落实制度和治理隐患等手段得到及时纠正和有效预防。隐患是威胁工程质量和人民生命财产安全的最大杀手。隐患不除,质量安全难保。
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[2]陈立道,解华.全工程[M].上海:百家出版社,1995: 390,500.
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责任编辑:余咏梅
Construction Quality and Safety of the Cause of the Accident and Preventive Countermeasures
In recent years,there are many construction quality and safety accidents in china,such as inferior projects,subway collapsed,building collapsed,crane tower collapsed,template collapsed,full scaffold collapsed,etc.How to prevent or reduce quality accident and safety accidents has become a topic of concern to engineers and technicians.In view of this situation,the authors base on Heinrich accident-causing theory and principles of prevention,that has analysed the causes of quality and safety accidents in several aspects,and has put forward the countermeasures about technical measures,manual control and implementation of system,etc.It may be helpful on future engineering construction of building construction.
accident-causing;principle of prevention;technical measure;manual control;implementation of system
TU714
A
1671-9107(2010)11-0039-03
10.3969/j.issn.1671-9107.2010.11.039
2010-7-16
张旭(1984-),男,重庆交通大学硕士研究生,主要研究方向为工程力学、结构工程。
张奔牛(1975-),男,博士,教授,硕士生导师,国际结构健康监测协会(ISHMII)会员,国际频率传感器协会(IFSA)会员,重庆交通大学交通信息工程与控制研究所所长。