建筑施工坍塌事故不安全动作原因分析

孙世梅，景 然，唐彩萍，傅 贵

1 吉林建筑大学 应急科学与工程学院,长春 130118 2 吉林建筑大学 事故预防科学研究院,长春 130118 3 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,北京 100083

0 引言

建筑行业作为国民重要物质生产部门,在世界各国都存在极高的事故发生率.根据美国劳工统计局最新公布的致命工业伤害率,建筑坍塌是造成致命工伤率最高的行业,2017年，4 685人中就有971人死亡[1].其中经常发生的坍塌事故类型有:基坑坍塌、沟槽坍塌、模板坍塌、拆除工程的坍塌等.因此一旦发生建筑坍塌事故,就会对建筑施工单位或工人带来巨大的损失和伤害.

近年来，随着建筑坍塌事件的发生,国内外许多学者发表文章阐述建筑坍塌事故的研究成果.Soliman[2]从建筑坍塌前、中、后的场地条件(包括:土壤地质、雨水、开挖支护系统、空心混凝土桩等)来简短的分析建筑坍塌的可能原因,但没有考虑其他的内在因素.Wolfhard[3]对联邦德国铁路新的高速铁路隧道中发生的坍塌进行了首次调查,使用新奥地利隧道方法NATM进行常规工作适用于Mittelgebirge(低空山脉)的困难地质构造.Peng Jui-Lin等[4]人研究验证了钢筋混凝土结构在施工过程中坍塌的破坏机理,基于二阶分析,钢筋混凝土结构在施工过程中的破坏机理是由系统屈曲引起.陈绍清等[5]人运用了事故树和层次分析法,以地铁的深基坑为例,对其安全风险进行了分析,得出了3种导致事故发生的主要因素.徐桂花等[6]人通过分析2009-2010上半年所发生的坍塌事故进行原因分析,并提出相应对策建议,但该研究对坍塌事故原因背后的深层原因并没有阐述.齐宏伟等[7]人通过开发虚拟仿真系统,将基坑的场景运用虚拟仿真技术进行再现,对事故涉及的所有技术问题进行总结,直观展示了事故后果.目前,本课题组已经运用“2-4”模型对发生的建筑施工高处坠落事故、电气火灾事故以及石油化工事故等方面进行了原因进行分析[8-10],但没有在坍塌事故方面找到共性原因.因此,本文将研究导致建筑施工坍塌事故的行为原因，为有效减少建筑施工坍塌事故的发生提供指导.

1 理论基础及样本选择

1.1 理论基础

事故致因“2-4”模型是由中国矿业大学安全管理研究中心提出的,是在Heinrich，Reason模型基础上建立的[11-12].该模型将事故内部原因分为组织层面和个人层面,并将其分为4个阶段,分别是根源原因、根本原因、间接原因和直接原因.该模型简单易懂,使得事故原因分析更容易操作[13-15].实际上,除了在安全科学中的应用外,“2-4”Model还是一种通用的管理模型,组织和个人可以使用它来管理任何事物[16-17].“2-4”模型如图1所示.

图1 事故致因“2-4”模型Fig.1 “2-4” model of accident cause

1.2 样本选择

本文以2015年～2019年发生的100起建筑施工坍塌事故为样本,数据来源为安全管理网[18]及各个政府网站公示的事故调查报告.

2 建筑施工坍塌事故现状分析

为了更清楚地了解建筑坍塌事故近几年的发展现状,根据住建部网站公布的房屋市政工程事故数据，采用事故统计法研究建筑坍塌事故的总体趋势,从事故发生的时间、事故类型方面分析其规律特点,如图2，图3所示.

图2 2015～2019年建筑施工坍塌事故时间统计图Fig.2 2015～2019 time statistics of buildingconstruction collapse accidents

图3 2015～2019年建筑施工坍塌类型统计图Fig.3 Statistical charts of the types of buildingcollapse during 2015～2019

由图2可知,近年来建筑施工坍塌事故起数、死亡人数随时间变化波动较大,多次呈现波峰、波谷峰值.造成这种现象的原因是由于每当事故发生起数较高、死亡人数增多时才会引起相关部门、企业的重视,加大监管力度,从而控制住事故数量.持续一段时间后,管理人员监管便会松懈,导致事故再次发生高峰,如此反复.

由图3可知,拆除坍塌和基坑坍塌的事故数量较高,总数占坍塌事故总量的一半以上;造成死亡人数最多的是模板坍塌,死亡人数86人,占总死亡人数的37.4 %.虽然模板坍塌事故发生起数较其他事故量少,但造成的死亡人数最多,故应予以重视.

3 高频不安全动作分析

由于基坑坍塌和沟槽坍塌不同点仅体现于平面形状以及在工程预算方面的价格,故将基坑和沟槽工程的坍塌事故放在一起共同分析.运用事故致因“2-4”模型对模板坍塌、基坑(沟槽)坍塌、拆除坍塌事故进行详细研究分析,共得到不安全动作707个.根据坍塌事故不安全动作发出者的不同,将100起建筑坍塌事故不安全动作进行分类,分别为管理单位人员不安全动作396个；一线操作人员不安全动作258个；监理单位人员不安全动作48个；设计单位人员不安全动作5个.不安全动作宏观规律分析见表1.

表1 不安全动作宏观规律分析Table 1 Macroscopic analysis of unsafe actions

将其中的高频不安全动作分为违章操作类和违章指挥类,违章操作不安全动作由一线操作人员产生;违章指挥不安全动作由管理单位人员、监理单位人员和设计单位人员产生.由于引起建筑坍塌事故的不安全动作种类过多,故本文只对9类高频违章操作不安全动作和7类高频违章指挥不安全动作进行分析.

模板坍塌事故频率最高的3类不安全动作分别为“使用了错误的混凝土浇筑方式或次序”占模板坍塌违章操作比例的16 %;“立杆间距或高度不符合要求”占比14.8 %;“缺少水平或竖直方向的剪刀撑”占比8.6 %.基坑(槽)坍塌事故频率最高的3类不安全动作分别为“未按要求采取放坡或支护措施”占基坑(沟槽)坍塌违章操作比例的32.5 %;“在没有防坍塌措施的情况下冒险作业”占比18.7 %;“未按照设计方案施工”占比11.4 %.拆除坍塌事故频率最高的3类不安全动作分别为“使用了错误的拆除顺序或方法”占拆除坍塌违章操作比例的42.6 %;“在没有防坍塌措施的情况下冒险作业”占比14.8 %;“拆除作业时未佩戴个人防护作品”占比9.3 %.操作人员违章不安全动作统计见表2.

表2 操作人员违章不安全动作统计Table 2 Statistics of unsafe actions of illegal operators

从表3可以看出,模板、基坑(槽)、拆除工程违章指挥类高频不安全动作有7类,其中“未对工人进行安全教育培训”频数最高,占坍塌事故违章指挥类不安全动作的14.5 %,其次是未对施工人员进行安全交底,占比10.5 %.现场指挥人员是作业人员的直接领导人,若其指挥不当、判断错误、监督失职,会使现场施工人员疏忽大意而导致事故发生,故应严格控制指挥人员发出的不安全动作.

表3 指挥人员违章不安全动作统计Table 3 Statistics of unsafe actions of commanders in violation of regulations

从以上不安全动作所占比例可以反映出该动作的危险性,即某动作所占比例越高,则该行为在日常工作中出现的频率越大,且施工作业风险也随之增加,反之亦然.因此,通过控制操作人员和指挥人员引起的不安全动作,可以同时管理多种类型的坍塌事故.

4 习惯性原因规律分析

习惯性原因不安全动作引发的原因涉及到人员的安全知识、安全意识、安全习惯的欠缺.通过对模板、基坑(槽)、拆除建筑施工坍塌的不安全动作依次分析并处以各自的事故总数,将欠缺的安全知识、安全意识、安全习惯分别汇入表格中，见表4.

由表4分析可知,安全知识的欠缺不仅表现在操作人员身上,管理人员也有所体现.管理人员欠缺的安全知识主要体现在:不知如何进行安全培训、不知如何进行技术交底、不知是否应检查施工人员资质分别占比23 %,10 %和6 %.从表4中也能够清晰的看出，模板坍塌事故违章操作人员有三类安全知识欠缺严重,分别是“不知如何正确进行混凝土浇筑”、“不知立杆间距和高度范围”和“不知是否应使用剪刀撑”分别占比57.1 %,57.1 %和33.3 %;基坑(槽)欠缺的安全知识中最严重的为“不知放坡和支护的具体要求”、“不知自己正在冒险作业”、“不知施工方案的要求”分别占比61.2 %,30.6 %,36.7 %;拆除坍塌事故中频率最高的是“不知正确的拆除顺序和方法”、“不知如何采用防坍塌措施”和“不知如何佩戴防护用具”分别占比63.3 %,13.3 %和10 %.因此,无论是操作人员还是管理人员都应加强建筑安全施工方面的基本知识.

表4 安全知识不足引发高频不安全动作规律分析Table 4 Analysis of the law of high-frequency unsafe actions caused by insufficient safety knowledge

由表5分析可知,模板操作人员安全意识欠缺引发的高频不安全动作有“未意识到浇筑顺序或方式错误的后果”、“未意识到立杆间距过大的后果”、“未意识到剪刀撑的重要性”分别占比33.3 %,28.6 %和28.6 %；由基坑(槽)坍塌导致的安全意识欠缺有“未意识到放坡和支护的重要性”、“未意识到冒险作业的后果”、“未意识到施工方案的重要性”分别占比57.1 %,44.9 %和40.8 %；由拆除坍塌导致员工安全意识欠缺的有“未意识到错误拆除顺序带来的后果”、“未意识到冒险作业的后果”、和“未意识到佩戴防护用具的重要性”分别占各自不安全动作的56.7 %,16.7 %和13.3 %；违章指挥人员安全意识欠缺引发高频不安全动作主要体现在“未意识到安全培训的重要性”、“未意识到技术交底的重要性”、“未意识到检查施工人员资质的重要性”分别占比39 %,35 %和36 %.从以上数据可以得出,管理人员不仅要培养自身安全意识,也要对操作人员安全意识进行培训,不能仅凭借自己的经验进行操作.

表5 安全意识缺乏引发高频不安全动作规律分析Table 5 Analysis of the law of high-frequency unsafe actions caused by lack of safety awareness

安全习惯不佳引发高频不安全动作规律见表6.

由表6分析可知,模板操作人员安全习惯引发的不安全动作体现在“习惯同时进行混凝土浇筑”、“按施工习惯规定立杆间距和高度范围”、“习惯不使用剪刀撑”,分别占安全习惯欠缺的23.8 %,23.8 %,19 %；操作人员安全习惯不佳引发基坑(槽)操作人员高频不安全动作主要有“习惯于不进行放坡和支护”、“习惯冒险作业”、“按以往的施工习惯进行施工”,分别占比22.4 %,16.3 %和16.3 %；拆除坍塌引发操作人员不安全动作主要体现在“习惯按以往拆除顺序进行施工”、“没有采用防坍塌措施的习惯”和“习惯不佩戴防护用具”,分别占比33.3 %,16.7 %和13.3 %；管理人员安全习惯不佳引发的高频不安全动作所占比例较大,主要表现在“习惯性不制定施工方案”、“习惯性监管工作不到位”、“习惯性发包给不具备施工资质的企业”分别占比45 %,35 %和17 %.

表6 安全习惯不佳引发高频不安全动作规律分析Table 6 Analysis of the law of high-frequency unsafe actions caused by poor safety habits

通过对表4～表6的整理,分别对违章操作人员和违章指挥人员进行分析,可以得出管理人员安全知识、意识、习惯不佳会增大管理者违规监督可能性,一线操作人员欠缺安全知识、意识、习惯会增加在施工过程中违规违章操作的可能性.其原因在于操作人员和管理人员的安全知识、意识、习惯欠缺,因此，在培训安全教育时应侧重于安全知识、意识、习惯的培养.

5 结论

本文以事故致因“2-4”模型为分析媒介,分析了2015年～2019年发生的100起建筑施工坍塌事故,得到具体不安全动作及坍塌事故发生的行为原因规律,具体结论如下:

(1) 研究建筑施工坍塌事故发生的一般性规律.对2015年～2019年的建筑施工坍塌事故的基本情况进行研究发现:通过比较2015年～2019年建筑坍塌事故起数、死亡人数,得到近年整体事故数量呈下降趋势;按照建筑施工坍塌类型分为4类,拆除工程和基坑工程发生事故的数量最高;模板坍塌事故造成死亡人数最大.

(2) 对建筑施工坍塌事故的模板工程、基坑(槽)工程、拆除工程建筑坍塌不安全动作进行分析过程中,将建筑施工坍塌事故不安全动作分为两大类,分别是违章操作类和违章指挥类.违章操作类中模板坍塌事故频率最高的不安全动作为“使用了错误的混凝土浇筑方式或次序”;基坑(槽)坍塌事故频率最高的不安全动作为“未按要求采取放坡或支护措施”;拆除坍塌事故频率最高的不安全动作为“施工时采用错误的拆除方法”.模板、基坑(槽)、拆除工程违章指挥类高频不安全动作有7类,其中“未对工人进行安全教育培训”占比最高.

(3) 安全知识的欠缺不仅表现在操作人员上,在管理人员也有所体现.管理人员安全知识不足主要体现在“不知如何进行安全培训”占比23 %，操作人员在模板坍塌方面体现的安全知识不足主要体现在“不知如何正确进行混凝土浇筑”;发生基坑(槽)坍塌时,作业人员缺乏放坡或支护措施的知识;操作人员不知正确的拆除顺序和方法导致拆除坍塌.

(4) 管理人员未意识到安全培训的重要性所占比例达到39 %;操作人员在模板坍塌方面体现的安全意识欠佳体现在未意识到浇筑顺序或方式错误的后果;发生基坑(槽)坍塌时没有采取放坡或支护措施的意识;拆除作业人员未意识到错误拆除顺序带来的后果所占比最高.

(5) 当意识到需要进行安全培训时却经常违规操作,这反映出管理人员安全习惯不佳.模板工程操作人员习惯同时进行混凝土浇筑导致坍塌,所占比例达到23.8 %;发生基坑(槽)坍塌时习惯性采取不规范的放坡或支护措施;拆除作业人员习惯按以往拆除顺序进行施工所占比例最高.

针对事故致因分析,从管理人员和操作人员两个层级提出预防建筑施工坍塌事故的对策措施,改变人的不安全行为,从而达到预防事故的目的.