裝配式混凝土建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)防范措施研究*

勾海珊 尹 晨 趙志強(qiáng) 閆 磊 蔣國航

(中建七局第四建筑有限公司 西安 710000)

裝配式建筑是由多種建筑預(yù)制構(gòu)件組成的建筑單體,即裝配式建筑將多個(gè)預(yù)制構(gòu)件按照規(guī)定的要求進(jìn)行精確的拼接,從而形成一個(gè)完整、緊湊、可靠、符合要求的建筑體系,不僅可以縮短施工周期,還能極大地改善房屋的使用體驗(yàn),使其更加環(huán)保、安全。2015年《建設(shè)行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展綱要》明確指出,為了推動建設(shè)行業(yè)的現(xiàn)代性進(jìn)程,我國的裝配式建筑將會大幅度增長,到2025年我國裝配式建筑將比例將會提升至50%。早在2018年之前,因缺乏有效的技術(shù)支持,我國的裝配式建筑規(guī)模有限,且缺乏完善的技術(shù),大量的資源投入到國外的研究與開發(fā)之中。而2018年之后,國家開始大力支持裝配式技術(shù)研究,我國各類裝配式建筑的施工技術(shù)得以顯著提高,預(yù)制件的生產(chǎn)、技術(shù)的完善,使得裝配式建筑應(yīng)用更加廣泛,隨著全國范圍裝配式建筑項(xiàng)目呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,其施工過程不可避免出現(xiàn)各類安全事故,導(dǎo)致當(dāng)前裝配式建筑施工周期內(nèi)安全事故率逐漸增高。為了確保裝配式建筑的安全,施工單位必須及時(shí)制定完善的安全管理計(jì)劃,仔細(xì)檢查和評估可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn),并采取必要的措施來降低或避免安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

1 裝配式混凝土建筑施工的特點(diǎn)

1.1 構(gòu)件工廠預(yù)制

裝配式建筑技術(shù)實(shí)際上是將各種不同的已預(yù)制好結(jié)構(gòu)部分組合成整體,從而達(dá)到高品質(zhì)的目的。為此,需要對所需的預(yù)制部分進(jìn)行精心設(shè)計(jì),并經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗(yàn),確保其符合規(guī)范,從而使建筑工程實(shí)現(xiàn)規(guī)?；⑴炕a(chǎn)。

1.2 裝配式作業(yè)

裝配式建筑利用先進(jìn)專業(yè)的機(jī)械設(shè)備和吊鉤,將各個(gè)構(gòu)件精確地組裝起來,形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu),可以輕松地完成建筑任務(wù)。

1.3 現(xiàn)場施工人員少

采用裝配式混凝土建筑施工工藝主要特點(diǎn)為大部分結(jié)構(gòu)單體在工廠里預(yù)制,然后通過運(yùn)輸進(jìn)入施工項(xiàng)目現(xiàn)場,這樣就可以省去許多水泥結(jié)構(gòu)的拆卸和安裝過程,而且比傳統(tǒng)的現(xiàn)澆法更加節(jié)省勞動力,只需要少量的施工人員使用相應(yīng)的施工機(jī)械設(shè)備就能完成這些任務(wù)。

1.4 現(xiàn)場吊裝作業(yè)需求量大

裝配式混凝土建筑預(yù)制構(gòu)件一般是批量生產(chǎn)的,并且數(shù)量相對較多,不同構(gòu)建需要吊裝完成安裝工作,所以施工現(xiàn)場往往進(jìn)行大量的吊裝作業(yè)。另外,大型建筑的預(yù)制件體積或質(zhì)量較大,要保證構(gòu)件在安裝中不會被損壞,需要通過吊裝進(jìn)行定位,因此裝配式施工對吊裝作業(yè)要求非常高。

2 裝配式混凝土建筑施工各環(huán)節(jié)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)

2.1 構(gòu)件存放時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)

當(dāng)預(yù)制構(gòu)件被送到施工現(xiàn)場之前,通常不會立刻將其安置到指定的位置,一般會先將其儲存起來,當(dāng)施工條件滿足后再進(jìn)行安裝。而且建筑施工現(xiàn)場往往場地受限,所以絕大部分構(gòu)件會堆積多層存放,若儲存條件不佳,或管理不到位,極易造成構(gòu)件損壞,比如堆積倒塌、構(gòu)件剛度不足被壓壞等。嚴(yán)重時(shí)還會導(dǎo)致嚴(yán)重的人身和財(cái)產(chǎn)危險(xiǎn),同時(shí),還由于缺乏有效的管控措施,構(gòu)件的存儲和運(yùn)輸過程中紊亂,從而加劇了安全風(fēng)險(xiǎn)。此外,由于臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不科學(xué),構(gòu)件可能出現(xiàn)變形,甚至造成構(gòu)件破碎,給建筑埋下安全隱患。

2.2 現(xiàn)場施工協(xié)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)

因?yàn)檠b配式建筑的預(yù)制構(gòu)件是在生產(chǎn)廠內(nèi)完成,所以建筑施工安全不僅僅限于施工現(xiàn)場,還與預(yù)制件制作環(huán)節(jié)有關(guān)。在施工現(xiàn)場還會面臨前期設(shè)計(jì)與制作所帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn),由于施工單位跟構(gòu)件制作單位脫節(jié),施工周期內(nèi)工人無法將工程設(shè)計(jì)、預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、現(xiàn)場施工布置和施工管理等緊密結(jié)合起來,在內(nèi)外條件的制約下,很難做到對現(xiàn)場施工的有效協(xié)調(diào)。比如各部門之間的信息溝通效率較低,往往不能及時(shí)傳達(dá)工程變更信息,而且在技術(shù)交底過程中也存在不到位的現(xiàn)象。另一方面,現(xiàn)場安全部署不到位,臨邊安全防護(hù)措施不全面,未根據(jù)作業(yè)面的推進(jìn)及時(shí)調(diào)整現(xiàn)場調(diào)整部署,非常容易出現(xiàn)安全問題。

2.3 制構(gòu)件吊裝階段存在的風(fēng)險(xiǎn)

為了完成裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工,必須遵守吊裝的規(guī)定。因此,必須采取一系列的技術(shù)手段,包括先進(jìn)的起重機(jī)械以及精準(zhǔn)的吊具,保證吊具能夠與預(yù)制件結(jié)構(gòu)相匹配,以便將預(yù)制構(gòu)件順利定位,從而達(dá)到最佳的安裝效果。一般吊裝作業(yè)中存在以下幾種風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.1 起吊位置不合理

在預(yù)制構(gòu)件的制作過程中,必須明確標(biāo)記起吊點(diǎn),而非僅僅憑借施工人員的經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)場標(biāo)記起吊點(diǎn),如果起吊點(diǎn)的強(qiáng)度低于規(guī)定的要求,構(gòu)件的中心沒有與起重機(jī)的吊鉤保持一致,就會導(dǎo)致構(gòu)件的破壞、傾斜,甚至可能引發(fā)嚴(yán)重的安全隱患。

2.3.2 施工機(jī)械選擇不合理

由于預(yù)制構(gòu)件的尺寸龐大,其承載的負(fù)荷也相對更加沉重,因此,在使用這種類型的起重機(jī)時(shí),應(yīng)該注意其承載的負(fù)荷,以免出現(xiàn)滑動的情況,否則將會引起安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.3 吊索、吊具、夾具的風(fēng)險(xiǎn)

由于長期不正確的操作,吊索、吊具、夾具等可能會受到嚴(yán)重的損壞,如斷絲、斷股、壓扁、扭結(jié)、繩芯凸出,而且由于吊具的變形,以及由于襯墊的磨損而導(dǎo)致的夾緊力減弱,這些問題均可能導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件的墜落和傾斜。

2.3.4 高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)

由于缺乏有效的高空作業(yè)防護(hù)措施,使得內(nèi)外腳手架的建立困難,加上安全帶的懸掛位置缺乏穩(wěn)定性,從而導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件的安裝精度受到嚴(yán)重影響,從而增加了可能出現(xiàn)的高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)使用預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行施工時(shí),常常有很小的偏移,導(dǎo)致它們無法被正確地安置,也無法和周圍的構(gòu)件進(jìn)行有效的銜接,導(dǎo)致整個(gè)建筑物的結(jié)構(gòu)失去平衡,甚至可能導(dǎo)致坍塌。

2.3.5 自然條件影響(施工自然條件惡劣)

由于極端的強(qiáng)烈的天氣,例如六級及更高的狂風(fēng)、濃煙、暴雨,使得正處于吊裝過程的預(yù)制結(jié)構(gòu)不停晃動、失去穩(wěn)定,甚至可能會導(dǎo)致相互之間的沖擊,脫離控制發(fā)生碰撞。

2.4 腳手架施工風(fēng)險(xiǎn)

裝配式建筑項(xiàng)目的重心是安裝腳手架,它們既可以支撐施工人員的行走,也可以存儲各種建筑材料。而腳手架的安裝需注意,因?yàn)樗鼈兛奂墓?jié)點(diǎn)抗滑力差、受人為影響顯著,很可能會因?yàn)橐馔馇闆r造成損壞。腳手架安全風(fēng)險(xiǎn)有以下幾種:

(1)腳手架搭設(shè)過程中,往往由施工人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)搭設(shè),難免會出現(xiàn)搭設(shè)不合理地方,比如搭設(shè)過程未按照施工方案進(jìn)行,搭設(shè)的立桿或者橫桿間距不符合規(guī)定要求,緊扣件的力矩超過材質(zhì)強(qiáng)度等,上述會導(dǎo)致腳手架的安裝出現(xiàn)問題,甚至?xí)l(fā)展成為一場嚴(yán)重的安全事故。

(2)如果施工者未能正確控制和管理,就會增加腳手架垮臺的危險(xiǎn)性。如果未經(jīng)過嚴(yán)格的地基處理,如平坦度、穩(wěn)定度等,而是僅僅依靠表面的粗糙處理,就會存在可能引發(fā)腳手架垮臺的危險(xiǎn)。

3 裝配式混凝土建筑施工安全的防范措施

3.1 對預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸和存放進(jìn)行科學(xué)管理

(1)為了保障建筑物的安全,必須嚴(yán)格控制預(yù)制材料的運(yùn)送及現(xiàn)場儲存,保障它們的質(zhì)量合格,否則將會受到嚴(yán)厲的處罰。因此,必須加強(qiáng)監(jiān)督,嚴(yán)格遵守相關(guān)的技術(shù)規(guī)范,保障所有的預(yù)制材料都符合規(guī)定,否則將會受到嚴(yán)厲的處罰。

(2)為了保障交通的順利完成,施工單位必須要安排一名經(jīng)驗(yàn)豐富的現(xiàn)場指揮人員來監(jiān)督和管理所有的交通工具。嚴(yán)格監(jiān)督交通工具的使用,保障它們能夠按照規(guī)定的路線達(dá)到目的地。

(3)在預(yù)制構(gòu)件安裝之前,要先完成構(gòu)件卸載,在卸載過程中,所有的吊裝作業(yè)都必須遵守嚴(yán)格的安全措施,包括設(shè)立警戒線,嚴(yán)格限制非相關(guān)人員的通行。同時(shí),為了確保安全,必須對所有的吊裝作業(yè)的支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和檢測,以便滿足規(guī)范的安全標(biāo)準(zhǔn)。

(4)構(gòu)件儲存必須嚴(yán)格控制預(yù)制構(gòu)件的存放地點(diǎn),避免它們和其他物品混合在一起。此外,嚴(yán)格限制任何非必要的人員進(jìn)出儲存地點(diǎn)。

3.2 建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型防范風(fēng)險(xiǎn)

裝配式建筑施工面臨著愈來愈多的挑戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)包括外界的環(huán)境變化、技術(shù)、監(jiān)管等多種多樣的因素,這些都會給工程的安全性帶來潛在的威脅,從而嚴(yán)重降低工程的總體質(zhì)量,并且使得工程的安全狀況變得更為復(fù)雜。為了高效地防范這些潛在風(fēng)險(xiǎn),施工單位必須采取有效的措施,如構(gòu)建高效的風(fēng)險(xiǎn)模型,設(shè)立嚴(yán)格安全預(yù)警體系,并且要求工作人員嚴(yán)格遵守相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),從而保證工程的順利完成。不僅如此,還要強(qiáng)化安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型應(yīng)用,基于模型分析和評估,采取適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對措施,制定完備的應(yīng)急計(jì)劃,以確保裝配式建設(shè)項(xiàng)目的順利進(jìn)行,并且最大限度地降低可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

為了有效地構(gòu)建一個(gè)完善的裝配式建筑施工風(fēng)險(xiǎn)分析模型,必須清楚地認(rèn)識到風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系的復(fù)雜性,對單體工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)因素,項(xiàng)目特點(diǎn)以及風(fēng)險(xiǎn)未知程度,借助灰色模糊理論對模型進(jìn)行優(yōu)化,并利用模糊數(shù)學(xué)來構(gòu)建有效的指導(dǎo)性模型。

3.3 構(gòu)件吊裝時(shí)的安全防范措施

針對裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的吊裝工作,由于其承受的負(fù)荷極高,因此具有極高的安全風(fēng)險(xiǎn)。為此,必須要求吊裝作業(yè)單位提出詳細(xì)的方案實(shí)施,并且要求其根據(jù)實(shí)際情況,結(jié)合相關(guān)的安全技術(shù)要求,完成相應(yīng)的安全措施。在安全操作前,必須嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范及設(shè)計(jì)規(guī)范,仔細(xì)審核吊裝機(jī)械、吊具、鎖具,特別是那些采用焊接的,必須通過嚴(yán)格的強(qiáng)度測試,確保其質(zhì)量符合規(guī)范,才能安全操作。

為了保證工程質(zhì)量,在首次進(jìn)行吊裝操作,先完成試吊工作,試吊時(shí)將所需吊裝的構(gòu)件吊起離地面10 cm,并維持不動,詳細(xì)檢查和分析吊裝機(jī)械與構(gòu)件的穩(wěn)定性,確認(rèn)無誤后,再進(jìn)行下次操作。后續(xù)繼續(xù)吊裝時(shí),每次起吊時(shí)均應(yīng)在構(gòu)件剛脫離堆放點(diǎn)時(shí)適當(dāng)停頓一段時(shí)間,保證無安全風(fēng)險(xiǎn)后,繼續(xù)完成安裝。為了確保預(yù)制構(gòu)件的安全吊裝,必須對其進(jìn)行有效的管理,包括在其兩端安放牢固的牽引繩,以防止其出現(xiàn)偏斜、晃動或者扭曲的情況;同時(shí),要確保其處于垂直狀態(tài),避免出現(xiàn)斜拉或者斜吊的情況。為了確保施工的順利進(jìn)行,必須盡快將構(gòu)件安置到指定的地點(diǎn),不得在高空停留時(shí)間過長,而且要盡量減少它們的浮動。當(dāng)施工環(huán)境惡劣時(shí),如出現(xiàn)大風(fēng)、冰雹、暴雨、濃霧等天氣,必須要停止施工,以防止安全事故。

3.4 腳手架施工風(fēng)險(xiǎn)防控措施

為了確保安全,在腳手架搭設(shè)期間要對所有安裝工人進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn),并保證他們能夠熟練掌握并遵守相關(guān)的規(guī)范。同時(shí),施工單位還要建立一套完善的檢驗(yàn)制度,嚴(yán)格控制所有腳手架材料質(zhì)量達(dá)標(biāo),特別是重復(fù)使用多次的腳手架,要在搭設(shè)之前對工程材料進(jìn)行檢測,挑出不合格的腳手架構(gòu)件。另外,在施工中還要強(qiáng)化管理,對腳手架關(guān)鍵部位都要有嚴(yán)格的監(jiān)督,以保障其順利運(yùn)行。如果出現(xiàn)建筑模板的搭建、拆卸、更換、維修或其他任何可能影響安全的行為,必須要采取必要的措施,以防止出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語

由于建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展,裝配式混凝土建筑已經(jīng)代替了傳統(tǒng)單一的現(xiàn)澆混凝土建筑,并且在許多方面展現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。尤其是近些年,裝配式施工技術(shù)發(fā)展成熟,極大減少了施工難度,縮短了施工周期。裝配式混凝土建筑可以在短的時(shí)間內(nèi)完成復(fù)雜的預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)和運(yùn)送,并且可以在現(xiàn)場進(jìn)行吊裝和固定,同時(shí)還可以進(jìn)行套筒灌漿。

盡管這種方法可以省去很多的勞動,但它同樣會帶來一些潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此,施工單位必須謹(jǐn)慎應(yīng)對安全風(fēng)險(xiǎn)。筆者通過對裝配式混凝土建筑施工環(huán)節(jié)所面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行研究,提出從預(yù)制件的運(yùn)輸和儲存管理、建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型防范風(fēng)險(xiǎn)、吊裝管理、腳手架施工管理等多方面來降低施工安全風(fēng)險(xiǎn),提高建筑施工的質(zhì)量。