建筑坍塌事故原因分析及其對策研究

樹葉 王書明 胡陽

摘要：指出了我國目前建筑業(yè)的坍塌事故發(fā)生率較高.每年都有大量傷亡事故發(fā)生。坍塌事故的危害性很高.有效防治坍塌事故對預(yù)防建筑施工安全事故有著十分重要的意義。因此.對建筑施工常見坍塌事故進(jìn)行了分析，采用系統(tǒng)安全工程的事故樹分析方法，針對建筑施工的過程中頻頻發(fā)生的坍塌事故建立事故樹圖，從最小割集、最小徑集、結(jié)構(gòu)重要度3方面分析了坍塌引起人員傷亡的主要原因，找出了事故預(yù)防的關(guān)鍵途徑，提出了相應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞：坍塌事故;事故樹分析法;最小割集;最小徑集;結(jié)構(gòu)重要度

中圖分類號：TU712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）14-0190-03

1引言

我國經(jīng)濟(jì)正處于突飛猛進(jìn)的階段，建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一，也當(dāng)仁不讓地不斷飛速發(fā)展著。各種事物的發(fā)展總是伴隨著進(jìn)步和危機(jī)，建筑業(yè)作為一項復(fù)雜的獨特行業(yè)，有著工作強(qiáng)度高、工作人員密集勞作、多種工序工種交叉并行以及存在高危險性等各種特有的行業(yè)特點，這些原因?qū)е陆ㄖ袠I(yè)的安全問題存在著眾多的隱患。在最近這經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的十幾年，建筑坍塌事故在我國屢屢發(fā)生，并且每一次的坍塌事故都會造成較為慘重的傷亡。以往很多的事故報告、論文分析等對這類坍塌事故的探索，往往只是局限于某一方面或者某個單一的環(huán)節(jié)，這樣就會造成對于建筑坍塌事故問題的分析不夠全面、不夠系統(tǒng)，對建筑坍塌事故的原因探索也就依舊流于表面，不能夠做到從多方面、多角度、系統(tǒng)全局的分析事故發(fā)生的各種原因，因此也使得無法避免相同原因事故的再次發(fā)生。正因如此，在發(fā)生這樣的不幸事故時，就應(yīng)該善于帶著更加系統(tǒng)、更加綜合的觀點，運用科學(xué)正確的事故樹分析法對這一類的建筑坍塌事故進(jìn)行系統(tǒng)、安全的分析，將視線放在事故的全局，從各方面著眼分析事故發(fā)生的根本原因。

建筑施工中經(jīng)常發(fā)生的坍塌事故大致有：基坑坍塌、腳手架坍塌、模板坍塌、拆除工程的坍塌等，坍塌事故一旦發(fā)生，對于施工單位以及施工工人來說都會造成無法估量的損失。2016年建筑業(yè)的42次較大事故中，僅坍塌事故就發(fā)生了30次;傷亡的423名人員中，因坍塌傷亡的人員占到了84%。本文將著重對模板坍塌的典型案例運用事故樹分析法進(jìn)行分析，找到預(yù)防事故的關(guān)鍵，并給出相應(yīng)的應(yīng)對措施。

2模板坍塌事故分析

2.1某開發(fā)區(qū)“5.13”模板坍塌事故概況及事故經(jīng)過

2008年5月13日，某經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)某通信公司新建廠房工程，在施工過程中發(fā)生了模板坍塌事故，造成3人死亡、1人重傷。發(fā)生事故的廠房東西長151.6m。南北寬18.75m，建筑面積33074.8m²，為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu).地下1層，地上3層，局部4層，層高6m，檐高23m。_T程于2007年12月18日開工，2008年5月7日已先后完成樁基施工、地下室、首層和二層主體結(jié)構(gòu)。在模板坍塌事故發(fā)生的當(dāng)天，建筑施工過程中在對第3層6～10軸段的柱和頂部梁、板進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)時，已澆筑完的8～10軸段的3層頂部突然坍塌（坍塌面積約為700m²），并且在此位置進(jìn)行模板的觀察和加固工作的4名木工被埋壓，最終導(dǎo)致了3人死亡、1人重傷的慘痛后果。

2.2事故發(fā)生的直接原因

（1）該廠房工程的施工組織設(shè)計方案以及施工技術(shù)交底中曾經(jīng)有過明確的規(guī)定，要求嚴(yán)格按照先柱然后梁、板的前后作業(yè)順序進(jìn)行澆筑作業(yè)，而在施工的過程中，施工單位的現(xiàn)場施工人員，在進(jìn)行廠房第三層的6～11軸之間的混凝土澆筑作業(yè)過程中，擅自改動了施工組織設(shè)計方案，對柱、梁、板同時進(jìn)行澆筑工作，使得原本應(yīng)當(dāng)在8～10軸區(qū)域間的6根起剛性支撐作用的柱子失去了原有的效用，最終導(dǎo)致了天津市開發(fā)區(qū)“05.13”模板坍塌事故的不幸發(fā)生。

（2）架件之間的搭設(shè)間距，原先在專項施工方案以及腳手架的施工方案中也提出過特別的要求，要求指出架件之間的間距必須保持一致，并且水平桿的步距也應(yīng)該按照規(guī)定設(shè)置，不可以出現(xiàn)隨意加大或減小的行為，然而該施工單位在施工過程中并未按照要求進(jìn)行施工作業(yè)。除此之外，縱、橫向掃地桿的設(shè)置未按照具體的規(guī)定，剪力撐、水平支撐和橫向水平桿在搭設(shè)過程中也相繼出現(xiàn)了違規(guī)操作的現(xiàn)象，這些違規(guī)行為最終使得這項工程的支撐系統(tǒng)的承載力不斷降低，繼而釀成模板坍塌、人員傷亡的悲劇。

2.3事故樹的確立

從事故機(jī)理分析，模板坍塌發(fā)生與逃生失敗是事故引起人員傷亡的主要因素。但是多個因素綜合聯(lián)系和影響才是導(dǎo)致建筑工程施工過程中模板坍塌事故發(fā)生以及逃生失敗的原因，所以在對事故分析的時候，應(yīng)當(dāng)從上而下、追根溯源對于各個可能造成事故發(fā)生的直接原因、根本原因等多方面進(jìn)行綜合考量。因此根據(jù)前面的基本原理，可以作出“5.13”模板坍塌傷亡事故樹，如圖1所示。

2.3.1求出最小割集

從圖中的事故樹可以清晰地看出，這起建筑模板坍塌事件之所以會發(fā)生，其存在的初始原因一共有9個，在這里分別用y1，y2，…，y9代表這些初始原因，這9個原因就是日常生活中所謂的事故隱患。在日常作業(yè)下，并不是所有的9個初始原因都會如此恰巧的在同一時刻發(fā)生。只有在發(fā)生一些初始條件之時，從而可能導(dǎo)致頂上事件的發(fā)生，而這些集合則稱之為割集，即導(dǎo)致頂上事件的集合。假如割級內(nèi)所涵蓋的基本事件對于引起頂事件發(fā)生不但充分而且必要，則該割級稱為最小割集。在這里可以使用布爾代數(shù)法進(jìn)行簡化計算，從而能夠得出最小割集，計算過程如下：

完成簡化之后，可以十分輕松地得到10組割級，整理的詳細(xì)結(jié)果可見表1。顯而易見，這10組割級均為最小割集，并且也可以據(jù)此求得事故樹的4個最小徑集。

2.4結(jié)果分析

（1）由最小割集的分析可得，如果在一個事故樹中最小割集越多，那么系統(tǒng)就會越不安全。每一個最小割集就對應(yīng)著一個初始原因，所以可以從最小割集著手，有效地進(jìn)行事故的分析，并且可以依據(jù)最小割集提出或改進(jìn)事先計劃好的預(yù)防措施。

（2）從最小徑集的角度來看，它是使事故不發(fā)生的各基本事件的排列組合，因此它代表了系統(tǒng)的安全性，可以從中選取出確保系統(tǒng)安全的方案，從而有效地規(guī)避事故的發(fā)生。

（3）事故樹上有許多的基本事件，從事故樹的結(jié)構(gòu)人手，并對這些基本事件的重要程度進(jìn)行具體的分析了解，即所謂的結(jié)構(gòu)重要度分析。也就是說，在分析各項基本事件的時候，需要忽略其自身的發(fā)生概率，在這樣的前提條件下，才可以分析基本事件對事故發(fā)生的真實影響情況。事故的影響會隨著基本事件的結(jié)構(gòu)重要度的增大而增大，隨著基本事件的結(jié)構(gòu)重要度的減小而減小，即基本事件的結(jié)構(gòu)重要度與事故的影響之間存在線性關(guān)系。

2.5應(yīng)對措施

（1）加強(qiáng)教育培訓(xùn)，提高從業(yè)人員素質(zhì)。首先要加強(qiáng)對作業(yè)人員的教育培訓(xùn)。作業(yè)人員是工作在一線的人員，他們是最容易發(fā)生安全生產(chǎn)事故的人員，提高作業(yè)人員的安全意識和工作能力可以很大程度地降低安全事故發(fā)生幾率。其次要加強(qiáng)對管理人員的教育培訓(xùn)。對于在現(xiàn)場對各種施工進(jìn)行管理的技術(shù)工作人員，應(yīng)該要求其不斷加強(qiáng)自身的學(xué)習(xí)，同時保持著較高的業(yè)務(wù)素質(zhì)，并且對工作具有責(zé)任心，要求對現(xiàn)場工程的施工應(yīng)該不斷加強(qiáng)控制，可在現(xiàn)場加強(qiáng)巡視，最大程度降低安全生產(chǎn)事故發(fā)生的幾率。

（2）在建筑行業(yè)，難免會出現(xiàn)各種各樣的安全事故，對于此，在開始施工之前就應(yīng)該由專業(yè)人員提前建立好完整的、妥善的應(yīng)急救援措施系統(tǒng)，并且應(yīng)該時常在施工工地對現(xiàn)場的施工人員進(jìn)行應(yīng)急救援的教育和培訓(xùn)，從而可以防患于未然。除此之外，在施工現(xiàn)場施工單位也應(yīng)該準(zhǔn)備好所有應(yīng)急所需要的醫(yī)療設(shè)備等，以防對于受傷人員的救助過晚造成悲劇。并且應(yīng)定時且不定人負(fù)責(zé)進(jìn)行實操性強(qiáng)的應(yīng)急事件演練，讓現(xiàn)場的負(fù)責(zé)人能夠熟練于心所有可能出現(xiàn)的突發(fā)狀況，訓(xùn)練現(xiàn)場所有工作人員都能具備一定的應(yīng)急反應(yīng)經(jīng)驗和能力，防止當(dāng)真正的建筑坍塌事件發(fā)生之時，現(xiàn)場工作人員會手忙腳亂、措手不及，最終需要做到“聯(lián)得上、拉得出、能施救”。

（3）監(jiān)理單位應(yīng)在施工現(xiàn)場加大檢查監(jiān)督的力度，安排監(jiān)理人員在現(xiàn)場定時巡查檢驗，一旦發(fā)現(xiàn)有可能引起事故發(fā)生的苗頭，應(yīng)立即采用相應(yīng)的應(yīng)對措施，防范事故發(fā)生。

（4）在施工過程中要時刻確保現(xiàn)場施工人員按照合理設(shè)計的施工組織設(shè)計方案進(jìn)行施工，確保施工順序的正確性以及剪力撐、水平拉桿、立桿等專業(yè)防護(hù)設(shè)施能夠被正確設(shè)置。在施工過程中，也應(yīng)當(dāng)要做好各項安全措施，例如安全帽應(yīng)當(dāng)檢測合格并且被正確佩戴，安全帶和安全網(wǎng)也應(yīng)當(dāng)按照安全要求進(jìn)行合理設(shè)置，這樣就可以保證即使發(fā)生了建筑坍塌事故也能對現(xiàn)場施工人員進(jìn)行有效的防護(hù)。

3結(jié)論

在日常的建筑建設(shè)生產(chǎn)活動中應(yīng)貫徹落實國家的相關(guān)法律法規(guī)以及建筑行業(yè)的一系列施工標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，對建筑坍塌事故需要保留有一定的重視，控制好一些較有可能發(fā)生坍塌事故的關(guān)鍵節(jié)點、關(guān)鍵施工步驟。參與建設(shè)的各方團(tuán)體，在進(jìn)行施_丁之前就應(yīng)當(dāng)運用事故樹分析法提前做好相應(yīng)的預(yù)案，并且在施工的過程中時刻保持警惕，在發(fā)現(xiàn)建筑坍塌事故發(fā)生的時候，現(xiàn)場的各相關(guān)負(fù)責(zé)人要確保能夠在第一時間采取正確的處理方案。

本文中采取的事故樹分析法也應(yīng)當(dāng)大范圍地運用于建設(shè)施工工作中，可以組織相關(guān)負(fù)責(zé)人了解、學(xué)習(xí)事故樹分析法，它不僅可以在事故發(fā)生后有效地表述出各種坍塌事故發(fā)生的具體原因以及它們之間的各種相關(guān)邏輯關(guān)系，同時也可以一定程度上針對在事故發(fā)生前預(yù)測到各種可能出現(xiàn)的危險方面起到很大幫助，并針對原因選取好各項應(yīng)對措施，從而降低建筑坍塌事故的發(fā)生率。