建筑工程结构施工安全的预测方法研究

杨静深

摘 要:本文介绍了研究建筑工程结构施工安全的预测方法的重要性,并从四个方面总结了影响建筑结构施工的主要风险来源,通过介绍国内外学者的研究现状,认为对施工现场安全危险源前馈信号和对安全风险实时预警方法的研究,将是建筑工程安全预测领域未来的研究方向和热点。

关键词:建筑工程施工安全预测方法

中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(b)-0048-01

1 引言

建筑业在我国经济中处于支柱产业的地位,中国每年基本建设投资额约占GDP的六分之一左右,中国经济以每年8%左右的增长率发展,离不开基建投资的拉动。因为建筑业自身的特征,决定了建筑业是一个易发生事故、危险性高的行业。随着中国社会越来越关注方方面面的安全问题,对建筑工程安全施工的要求越来越高,目前建设工程的安全施工形势仍十分严峻,事故频发的现象没有得到根本扭转,需要我们从施工的全过程对安全施工进行监控,并坚持“安全第一,预防为主”的观念,推行实行事前预控的管理模式,在事故发生之前对其进行有效的预测和预防.

建筑结构施工的技术复杂性,施工难度大的特性,使工程施工过程中更容易发生工伤伤亡。项目建设是个复杂的大系统工程,各个阶段、各个流水施工工段之间的相关关系对安全产生重大影响。建筑工程安全事故随着工程的进度,是一种不断变化的动态复杂过程,涉及到工程相关的人、机械等多方面因素,在一定条件下发生的,具有很大的不确定性、随机性和偶发性,但安全事故的潜伏、初露端倪和最终爆发带有一贯性、相关性和可类推性。

因此,人们可以通过对事故的现状和历史数据进行综合分析,预测安全事故发生的情况,引起工程建设的各相关利益主体对安全问题的重视,为采取切实可行的措施提供参考。依据预测成果,工程建设相关单位,可以采取安全措施,准备应急预案,准备一旦事故发生时,迅速对人员急救、消灭事故,最大限度降低事故损失。

2 建筑结构工程施工的主要风险来源

建设工程施工的风险主要来源于:环境及地质情况的恶劣性、材料及机械设备工具的不安全状态、人员的不规范行为和其他不利因素。

2.1 环境及地质情况的恶劣性

施工现场的环境复杂性或恶劣条件容易导致安全事故发生。例如,在低谷、潮湿、山地或雷雨多发区等地,容易发生人员意外伤害和财产损失;潜伏污泥和土地里的各种有毒气体,造成地下施工人员中毒或窒息等伤害;不可抗拒级别的自然灾害,如等级以上洪水、台风、暴雨等因素易造成意外事故;因地质情况造成管涌、流沙、地陷等现象造成的意外事故。

2.2 材料及机械设备工具的不安全状态

施工过程中,由于项目的规模、类型不同,施工机械的种类也繁杂,如各种起重机、挖掘机、车辆、传送机械、混凝土搅拌机械等在施工场地相互配合,如果处于不良状态,可能会导致相应的事故。如,运输车辆刹车装置失灵而未能及时发现,有可能导致车辆伤亡事故;如塔吊高空运输材料,如果钢丝绳处于不稳定、强度不够状态,有可能导致高空坠物,发生事故。

2.3 人员的不规范行为

在施工过程中,由于人员没有按照规范采取安全防护措施、生产指挥人员不当等不规范行为,导致设备故障、损坏,伤害现场人员。施工人员的操作失误,使自己和他人处于不安全状态。

2.4 其他不利因素

不容易归类的影响安全的因素,例如,设计部门的设计失误,导致的安全事故;各工种之间交叉作业组织不当,相互之间发生事故等;施工组织设计中对安全隐患考虑的不充分,可能导致安全事故的发生

3 建筑施工安全预测方法的相关研究

当前建筑施工安全预测是研究的热点问题,国内外大量学者在建筑施工安全预测方法的相关研究领域做了大量卓有成效的研究。

3.1 国外学者的研究内容1

由于建设施工市场安全风险预测缺乏相关数据和有效模型;Bentil构建了一种能够让建筑业预测事故的模型;Janicak研究了通过利用施工人员因素和安全程序因素的组合来有效地预测事故的方法。Gillen研究一些独立变量如高空摔落的高度、安全气候数值和安全装置的位置对受伤严重性有着显著的影响。Schmidt研究了一种以用来预测建筑事故造成损失的工具。Quintana等学者发展了一种事故的预测模型来提高安全绩效,这种模型需要实时地确定和评价潜在的安全危险源。还有学者主要研究安全意识、安全文化和安全氛围方面对施工事故发生的影响;有学者从工程项目全生命周期的角度分析,强调在设计阶段对安全问题的重要影响,应高度重视安全问题。

Hinze和Gambatese论证了影响专业的施工单位安全成果的关键因素。Teo等学者研究发现,在某些因素下,现场安全施工发生的概率变大,如公司规章制度不健全、安全防护工作不足、现场员工不重视、安全责任范围界定不清楚和施工人员安全知识培训不足等。

Yi和Langford介绍了导致安全事故不同风险因素组合效果的概念。Carter和 Smith认为目前的安全危险源的识别水平远远不能满足实际施工安全工作的要求,指出安全危险源的识别对于现场安全管理至关重要Blackmon 和 Gramopadhye观测到现场施工人员常常把现场的警告当成一般的噪声,从心里学角度分析,认为这个问题被认为是人的一种固有缺陷,即在没有正面反馈时,无法保持持续的注意力。

3.2 国内学者对施工安全预测方法的研究

有学者根据某大型建筑沉降的动态数据,建立该建筑物沉降变形的时间序列模型,对建筑变形进行了检测和预报,经校验该模型能较准确检测和预报建筑的变形,证明该模型的应用价值。

天津大学吴铭教授将模糊事故树的方法应用到工程的实际当中,运用正态模糊理论建立事故树,对高处作业坠落的具体实例进行分析。该分析方法能反映概率本身的模糊性,并允许概率赋值在一定程度上的误差,有利于试验数据和现场经验的结合。丁传波教授根据系统工程学原理,将建筑施工现场作为一个完整的系统,利用数理统计的方法,整理1994-2002年我国发生的建筑施工事故,分析管理和技术这两个因素对施工安全状况的影响,提出了预防和控制施工伤亡事故的对策。天津大学张文胜教授介绍了支持向量机理论的概念,并探讨了支持向量机算法(SVM)的理论。对支持向量机算法和最小二乘法--支持向量机(LS-SVM)算法进行了研究,并进行建筑施工安全预测。

国内的研究2,主要以安全数据为依据进行预测分析,而没有结合我国建筑施工安全形势的变化。

4 结语

从文献综述可以看出,目前研究的成果只能“预测”到哪些工程区域和施工的哪些时候,施工现场安全风险容易爆发,而无法在施工现场安全事故发生之前做出及时和准确的判断3。目前关于安全风险实时预警方面的研究不足,主要在于:1、现有的研究没有充分重视施工现场安全危险源前馈信号;2、对安全风险的预测精度还不能令人满意,离实时预测的要求还有很大差距。因此,研究施工现场安全危险源前馈信号和对安全风险实时预警方法的研究将是新的研究方向和热点。

参考文献

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[2] 张乾乾.建筑结构施工安全的预测方法[D].北京交通大学,2008.

[3] 王君,张明媛,袁永博.基于RS-GA-BP的建筑施工安全预测研究[J].工程管理学报．2010,24(6)647-650．