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裝配式建筑現場施工的風險評價研究
發布時間:2019-06-14

摘要

  隨著我國科技、經濟的快速發展,建筑業也實現了產業結構調整,鑒于傳統建造方式的建造速度慢、施工工藝水平落后、資源浪費嚴重等現象日益不能滿足社會發展的需求,裝配式建筑成為現代建筑行業的趨勢。由于我國的裝配式建筑起步較晚,現如今正處于初級發展階段,為了減少施工過程中的安全事故,避免不必要的損失,準確識別風險因素,建立系統、科學的評價指標體系,對裝配式建筑施工階段的風險評價研究具有重要的實踐意義。本文在廣泛閱讀裝配式建筑國內外相關文獻,并進行施工現場訪談的基礎上,以裝配式建筑現場施工工作為導向,以裝配式住宅建筑為主體,根據其施工工藝及理論知識,對裝配式建筑施工階段的風險進行了評價研究。

  首先,在前人研究的基礎上,根據裝配式建筑的發展現狀及其施工特點,運用WBS-RBS(工作分解結構-風險分解結構)方法對裝配式建筑施工階段的風險影響因素進行識別分析,得到風險因素初始識別結果清單;

  其次采用粗糙集理論,運用其屬性約簡算法進行風險因素篩選,根據風險決策矩陣和風險分辨矩陣,在不丟失有效信息和不降低風險評價精度的情形下進行風險影響因素的約簡,并構建了包含組織計劃風險、管理風險、物料風險、施工作業風險和環境經濟風險五個方面的裝配式建筑施工階段風險評價指標體系。

  最后在風險評價指標體系的基礎上,結合裝配式建筑施工階段風險的復雜性及其不確定性,運用IFAHP法(直覺模糊層次分析法)的優越性對風險指標進行賦權,IFAHP賦權方法同時考慮了決策者猶豫時的狀態,直觀地描述了隸屬度、非隸屬度和猶豫度三方面的集結信息,更符合決策者的邏輯思維,增強了賦權的科學性和準確性;建立了基于D-S證據理論的裝配式建筑施工風險評價模型,結合工程實例,通過風險等級界定及證據信息合成,得出了項目施工階段的整體風險水平,驗證了模型的適用性,為后期裝配式建筑施工階段的風險控制措施的研究提供了借鑒。

  關鍵詞:裝配式施工風險;WBS-RBS方法;粗糙集理論;IFAHP法;D-S證據理論

裝配式施工

Abstract

  With the rapid development of science, technology and economy in China, theconstruction industry has also achieved industrial restructuring. In view of the fact thatthe construction speed of traditional construction method is slow, the constructiontechnology level is backward, and the resources waste is serious, it can not meet theneeds of social development. Prefabricated construction has become the trend ofmodern architecture industry. Due to the late start of prefabricated buildings in China, itis now in the primary stage of development. This study establishes a systematic andscientific evaluation index system,that in order to reduce safety accidents duringconstruction, avoid unnecessary losses, accurately identify risk factors. It is of greatpractical significance to study the risk evaluation of the construction stage of theassembled building.

  Based on the extensive reading of domestic and foreign literature on theassemblage architecture and the construction site interviews, this paper evaluates andstudies the risks of the construction phase of the assembly building based on theconstruction technology and theoretical knowledge.

  Firstly, on the basis of previous studies, according to the development status andconstruction characteristics of the prefabricated construction, the WBS-RBS (workbreakdown structure-risk decomposition structure) method is used to identify andanalyze the risk influencing factors of the prefabricated building construction stage, geta list of initial identification results of risk factors.

  Secondly, using rough set theory, using attribute reduction algorithm to screen riskfactors, according to risk decision matrix and risk discernment matrix, it reduces the riskinfluencing factors without losing effective information and without reducing theaccuracy of risk assessment. The risk assessment index system of the prefabricatedconstruction phase including the organization plan risk, management risk, material risk, construction operation risk and environmental economic risk;

  Finally, on the basis of the risk evaluation index system, combined with thecomplexity and uncertainty of the risk of the prefabricated building construction stage, the superiority of the IFAHP method (intuitive fuzzy analytic hierarchy process) is usedto empower the risk indicators, which is more in line with the decision makers. Thelogical thinking enhances the scientific and accuracy of empowerment. The riskassessment model of fabricated building construction based on D-S evidence theory isestablished. Combined with engineering examples, the risk level definition and evidenceinformation synthesis are used to obtain the project construction stage. The overall risklevel and the applicability of the verification model provide a reference for the study ofrisk control measures in the post-assembly construction phase.

  Key words: Prefabricated construction risk; WBS-RBS method; Rough set theory;IFAHP method; D-S evidence theory

目錄

  第1章緒論

  1.1研究背景

  當今時代經濟高速發展,建筑業在國民經濟中的地位尤為重要。伴隨著我國城鎮化的建設,能源不足、生態破壞及環境污染等社會問題日益嚴峻,粗放型的傳統建筑方式在建筑品質、成本及速度等方面已不能滿足現代社會穩步發展的需求,悄然成為制約我國建筑業向高水平、高質量發展的一大因素。近幾年來,裝配式建筑的興起逐漸受到國家的青睞,激起人們新的思路,順應了時代發展的方向,帶動了社會環境的可持續發展。裝配式建筑就是把預制車間里提前預制好的構件運送到施工場地,再運用專門的機械設備現場拼裝而形成的建筑。我國早在20世紀50年代初借鑒國外裝配式建筑發展現狀,60年代進一步研究其施工工藝,基本形成了裝配式建筑結構體系[1].我國較為典型的裝配式建筑體系主要有裝配式單層工業廠房建筑體系、裝配式多層框架建筑體系、裝配式大板建筑體系等。20世紀70~80年代裝配式建筑在我國快速發展[2],全國已有數萬家預制混凝土構件廠,裝配式建筑體系已被廣泛應用與認可。然而從80年代末開始,裝配式建筑在我國的發展卻停滯不前,遭遇了前所未有的低潮期。采用預制板的磚混結構房屋、預制裝配式單層工業廠房等在唐山大地震中被大量破壞[3],抗震性能遠不及現澆結構一直到最近幾年來,由于施工企業的"用工荒"以及國家提出的可持續發展政策,裝配式建筑再一次被建筑業關注。在國家政策的支持下,依次編制了有關于裝配式建筑的各項技術規程,再從自己的基本發展情況出發,借鑒國外的經驗,有選擇性地吸收引進國外技術,建立健全各指導規范,使得裝配式建筑新建建筑面積逐年上升。

  2015年我國裝配式建筑新開工的面積大概在3500萬到4500萬m2,2016年8月份全國鋼材產量同比增長4%,比年初提高了6.1個百分點,由于我國鋼材價格適中,產量也較大,足夠供給國內PC建筑在發展道路上的使用。根據《建筑產業現代化發展綱要》中提出的要求,截止到2020年我國裝配式建筑在國內基本普及,其比例要超過新建建筑的20%,截止到2025年要達到甚至超過新建建筑的50%[2].相對于傳統建筑來說,裝配式建筑的大部分建筑構件都是在預制構件廠加工完成的,再經過專用交通工具運輸到施工現場進行組裝施工。一方面裝配式建筑整體建造質量高、速度快,節省勞動力,減少現場濕作業,降低能源使用率以及施工現場的噪音,減少建筑垃圾產生率等,可以最大限度地滿足"四節一環保"的施工標準要求。青島萬科東郡工程3號樓、7號樓為裝配式建筑,其整個施工過程中項目工期縮短了約35%,混凝土損耗量、鋼材損耗、施工用水均節約60%,施工垃圾減少80%,現場技術人員縮減60%,這一系列資源的節約對我國建筑項目產業化、多樣化的發展提供了便利,促進我國未來建筑業的發展[4].另一方面,由于裝配式建筑在施工階段牽涉到各參與方(如圖1-1)、工程規模大、施工工藝復雜,因此施工階段會出現諸多不確定性因素,帶來更多的風險。

  圖1-1裝配式建筑施工階段參與方與傳統建筑施工方式不同,裝配式建筑在施工階段會出現很多新的風險因素,傳統建筑的風險評價指標體系已經不再適用,并且我國裝配式建筑尚處于初級探索階段,很多技術性問題未能得到解決,尚未形成系統、科學的風險評估體系。再加上沒有強有力的科研支持和政策強烈的約束力,導致裝配式建筑在我國的應用發展較為緩慢,所以施工階段的風險管理是對傳統建筑乃至裝配式建筑進行管理的重要工作之一。因此如何對裝配式建筑施工階段的風險因素進行有效評價,并且建立系統、全面的施工風險指標評價體系是建筑業亟待解決的問題。本文問題的提出主要是針對裝配式住宅建筑。

  1.2研究目的及意義

  隨著我國城市化進程的逐步推進,裝配式建筑有著很大的發展空間,但現如今裝配式建筑在我國尚處于初級探索階段,在技術成熟度和施工現場管理等方面還不能滿足裝配要求。因此在施工過程中會面臨各種各樣的風險因素,而其施工階段的風險研究問題是業內關注的新的熱點問題,所以對裝配式建筑施工階段進行風險評價非常重要,有必要開展新的深入的研究。本文的目的就是要解決裝配式建筑在施工階段中的風險評價這一問題,進一步豐富裝配式建筑施工階段風險評價研究的理論知識,降低其施工階段風險發生的可能性,為裝配式建筑施工階段的風險研究提供具有參考價值的理論依據。裝配式建筑在施工階段的每道工藝都有很嚴格的要求,會新出現很多與傳統建筑不同的風險因素,比如構件的運輸、現場存放、吊裝等都與傳統建筑完全不同,組裝中各項數據參數必須嚴格按照施工標準和規范,工作人員稍有不慎就會帶給各參與方巨大的損失,因此要高度重視裝配式施工階段的風險問題研究。此外,傳統工程項目的風險評價指標體系已經不再適用于裝配式建筑,而我國對裝配式建筑施工階段尚未形成系統的風險評價體系,因此無法確定施工中的關鍵風險因素。施工管理者在進行選擇可行的決策方案時,也需要對施工階段中的風險進行綜合評價,以此來達到安全、質量、進度的和諧統一。綜上所述,在裝配式建筑快速發展的背景下,風險研究非常重要且是必不可少的。本文深入研究裝配式住宅建筑在施工階段的風險因素,形成系統的風險指標評價體系,并將其應用在實際案例分析中,為下一步研究裝配式建筑施工的細節問題及制定控制措施做鋪墊,因此本文的研究是有意義且有價值的。

  1.3國內外研究現狀

  1.3.1國外研究現狀

  (1)裝配式建筑研究廣泛意義上的裝配式建筑在很久之前已經在運用,但是總體實踐規模不大。早在20世紀中期,為了解決二戰后大量住房緊張問題,發達國家大力推廣并建造裝配式建筑,掀起了住宅工業化的熱潮。在裝配式建筑發展的過程中,國外學者積極探討裝配式建筑的應用,在裝配式建筑結構性能方面和施工方法方面都有了很大的收獲,積累了大量經驗。在裝配式建筑結構性能方面,Chakrabarti等對29個預制墻板接縫處的構件進行了一系列試驗研究,確定了豎向預制墻板的抗剪承載力和抗剪剛度,并對其抗剪承載力進行了評價,明確表示預制裝配式建筑的豎向接縫處在預制構件中的重要性[5].HalukSucuoglu對預制和現澆的混凝土結構抗震性能做了對比研究,計算了預制混凝土整體結構的非彈性地震反應性能,研究表明:兩者對地震的反映沒有顯著差異,也就是說預制裝配式混凝土在抗震方面具有良好的效果[6].AliKhaloo與Parastesh對預制混凝土構件在反復荷載下的受力性能進行了試驗研究,試驗結果表明預制混凝土梁柱連接可以抵抗一定范圍內的作用力,具有良好的延性性能[7].Lukaszewska等對木材與預制混凝土組合梁板的連接性能進了研究,提出了干燥連接方法,并對連接件的抗剪性能進行了分析,發現預制混凝土板連接系統可以像現澆樓板那樣連接性能良好,而且成本相對較低[8].RaminVaghei等對預制混凝土墻體在側向依次施加荷載作用下的連接性能進行了研究,建立了兩個墻板及其連接的有限元模型,并進行了側向荷載作用下的計算[9].

  在配式建筑結構性能研究中,專家們利用試驗對其進行了驗證,充分證明了裝配式建筑良好的性能,但大部分研究只是停留在構件的連接性能,尚可以進一步探裝配式建筑的其他性能。在裝配式建筑的施工方法方面,MelwinZimmerman提出了預制混凝土墻體結構施工的新方法,為裝配式建筑的墻體改造與創新提供了新思路,并對以后的預制混凝土墻體施工方法的研究指明了方向[10].ChoiEun-Gyu與ShinYeong-Soo對預制混凝土墻豎縫寬的施工連接方法進行了研究,運用非線性有限元模型對預制混凝土墻體的施工連接進行分析,結果表明PC墻具有較大的作用力承載性能和性性能[11].SilvaPedro等在提倡近零能耗建筑的基礎上提出了新的裝配式建筑外墻施工改造解決方法,并提出對其性能進行優化的措施以及仿真工具的應用,為裝配式建筑施工的改造方案提供了新思路,并希望獲得最低的能源消耗和廢棄物的排放[12].Zhaoyuhong通過理論說明了裝配式建筑施工的關鍵在于預制構件的重量和關鍵節點的連接,并闡述了裝配式建筑的優越性[13].HLGuo等對裝配式建筑在施工中可視化技術的運用進行了研究,通過文獻檢索和文獻綜述的方法以及海因里希的安全理論闡述了可視化技術在施工中可以提高安全管理等效果,以期將可視化技術廣泛運用在建筑安全管理中[14].通過以上研究,學者們對裝配式建筑的施工方法已進行了詳細分析,并加以創新,但施工過程中產生的危險因子方面還可以進一步研究。綜合以上研究,國外學者對裝配式建筑取得相應研究的同時,也逐漸注意到了裝配式建筑施工階段的重要性,對施工階段產生的風險因素更是不可忽視。

  (2)傳統建筑風險管理研究現狀風險管理起源于發達國家,并逐漸向發展中國家延伸。20世紀50年代,美國研究界學者格拉爾等出版了《保險學》一書,書中對風險管理的涵義進行了具體講解[15].在工程項目理論及實踐的基礎上,風險管理是現代工程項目管理中無可替代且必須進行的工作,而風險評價就是風險管理的主要步驟之一。基于國外學者對傳統建筑風險管理現狀的研究,從傳統建筑風險研究、施工階段風險評價兩個方面對其進行國外研究現狀分析。在傳統建筑風險研究方面,Williams與Heins在《RiskManagementandInsurance》一書中對風險管理的定義進行了準確描述,即風險管理是指通過對風險進行識別、分析和控制,以最少的投入從最大程度上降低風險帶來的損失[16].DavidBAshley與JosephJBonner提出了項目評價風險的系統方法,主要包括確定風險因素、評價其影響出現的可能性及其帶來的影響,最后制定措施進行風險控制等過程[17].OsamaAhmedJanadi與SalmanAlmishari針對工程項目中風險因素的特征,建立了一個工程風險估計的計算機模型(RAM)[18].StephenWard與ChrisChapman闡述了風險管理在建筑項目中的無可替代性,最后建議對工程的風險管理工作進行更新改革[19].LiuH與TsaiY提出了一種模糊網絡分析法(ANP)來識別風險因素,并基于模糊推理方法對工程項目的風險因素進行分析,最后運用在實際案例分析中,結果表明:ANP及模糊推理方法能夠提供令人滿意的風險評估價值和相應的改進策略[20].MoradiNavid等提出一種新的與EVM相結合的風險分析評估模型,利用區間值三角模糊數表示變量,在實際不確定條件下評價風險指標,并以實際項目為例給出了不確定條件下表明了EVM模型的有效性[21].

  在以上研究中,基本上已經形成了傳統建筑風險管理的模型,但還可以進一步研究構建系統、科學的風險評價模型,為提出相應的風險控制措施做好準備工作。在傳統建筑施工階段的風險評價方面,Han與Diekman提出了基于CIA的施工階段的風險評價方法[22].IremDikmen提出了適用層次分析法計算風險的評價險模型以及基于模糊綜合評價的風險評價模型,并列出了與施工相關的風險因素[23].Ku?ar在已有的項目管理基礎上添加了施工中風險事故的可能性,構建了基于熵權和灰色聚類的風險評價模型,以此來估計項目施工階段的風險水平以便采取風險控制措施[24].BotaoZhong與YongLi研究了方法論與本體論,將其組合建立模型,并針對工程項目各個階段具體探討施工風險[25].AminbakhshSamn等運用安全成本理論和AHP對工程施工安全風險進行分析,通過在項目實施中制作合理有效的計劃,進行項目施工過程中的資源、成本優化[26].通過以上學者的研究,工程項目在施工中的風險評價已經形成了系統的評價模型,為項目施工過程中風險評價工作提供了指導。綜合以上學者的研究,傳統項目的風險管理已經形成了相對成熟的思想體系,并逐漸在實踐中得到了驗證,為下一步發展裝配式建筑做足了鋪墊。

  (3)裝配式建筑風險管理研究現狀短時間內裝配式建筑在建筑業中的應用得到了迅速推廣,而由于裝配式建擁有自身獨特的施工工序和施工方法,因此在裝配式建筑的施工階段會新出現許多不確定性風險因素,帶來更多的新的施工風險。所以國外各學者在傳統建筑風險管理的基礎上,根據裝配式建筑的特點及優勢,對其展開了風險評價范疇的研究。以下從裝配式建筑風險研究和裝配式建筑施工階段的風險評價研究兩個方面進行國外研究現狀分析。在裝配式建筑風險研究方面,Staubfrench與Russell將互聯網和裝配式建筑相結合,引入BIM應用以及項目進度管理程序REPCON,通過對項目實施過程的模擬和進度的調節,來有效控制裝配式建筑的施工進度及施工質量[27].WenzhenXiao等構建了基于Fuzzy的裝配式建筑風險評價模型,運用熵權法計算各指標的權重,降低了主觀賦權帶來的偏差[28].

  Boafo等綜合考慮裝配式建筑抗震性、熱性能、能耗和生命周期來分析預制過程中容易發生風險的情況,提供了基于動態案例研究的方法,對裝配式建筑易發生的安全事故進行了分析,并提出很少有研究集中于預制物和居住者舒適度的監測數據,需要更多的研究來了解公眾對裝配式建筑帶來的風險的看法[29].ClydeZhengdaoLi等應用社會網絡分析(SNA)來識別和調查預制住宅項目中利益相關者的相關風險因素,確定并分析了在構建整個PHP網絡中具有重要作用的關鍵風險和關系,并提出了以BIM(建筑信息建模)為中心的戰略建議,促進利益相關者的溝通并減少進度風險[30].ZLGuo等探討了基于粗糙集理論的DM技術,在現有研究方法的前提下,結合粗糙集理論,重新定義了影響預制裝配式住宅建筑的風險因素,量化評估風險因素,建立專家知識庫,減少冗余屬性的風險因素,最后形成最簡單的決策規則[31].通過以上研究,國外學者對裝配式建筑的風險問題已經進行了充分探討,也運用了相關方法對裝配式建筑的風險問題進行了解決,但是較少將施工階段的風險識別等納入統一的系統進行研究。在裝配式建筑施工階段的風險評價方面,EulogioEGS與MasRI建立了裝配式建筑施工現場中施工安全網的動態、非線性評估模型,運用數值模擬的方法進行試驗,設定兩個調整參數來評估施工中設定的安全網的作用,實驗表明在數值模擬中使用的動態模型是可行的,安全網可以對施工過程中的安全管理工作起到較好的指導作用[32].SinhaIB在前人研究的基礎上對住宅預制框架系統的施工階段進行了研究,對其施工中存在的風險問題進行了評價,并針對多種不同類型的構件支撐結構進行了研究,最后建議施工中采用完全標準化的支撐式骨架系統以保證預制結構的質量,減少施工階段的風險因子[33].LeeHyun-Soo等考慮到裝配式施工中的危險因素會導致建筑工地的事故,通過文獻綜述及現場施工作業的調查對風險影響因素進行詳細分析,并使用AHP建立風險指標的權重體系,將風險因素分類,運用風險矩陣和事故案例統計分析法進行風險評估[34].HinzeJimmie等引入了先行指標的概念對裝配式施工階段的風險進行評價,并對其施工安全過程提出了建議[35].Pinto構建了F-QRAM模型,為項目施工過程中的職業安全風險評價提供了指導,使用F-QRAM模型對不精確的風險變量進行評價,得出施工中的關鍵風險因素,為決策者的風險評估過程提供客觀、可靠的指導[36].通過以上文獻研究,裝配式建筑在施工階段的風險評價已經進行了初步研究,但對于風險因素的收集還不夠全面,可進一步探討。綜合以上國外專家對裝配式建筑風險管理的研究,已經初步形成了風險評價指標體系,但是尚未形成系統、完整的風險評價體系,還有進一步研究的空間

  1.3.2國內研究現狀

  (1)裝配式建筑研究現狀

  20世紀50年代我國開始了解裝配式建筑,經過實踐研究形成了一系列建筑體系。隨著國外學者對裝配式建筑在建筑業應用的研究,國內學者也開始對裝配式建筑進行了探討,從裝配式建筑發展趨勢、結構體系及施工技術三個方面對裝配式建筑研究現狀進行分析在裝配式建筑的發展趨勢方面,王茜等根據中國建筑工程的現狀,介紹了裝配式建筑在我國當前研究的概況,結合裝配式建筑的優越性及需求性,進一步指明裝配式建筑的一大前進方向:應引入BIM并將其運用在項目實施過程中[37-38].丁勇闡述了裝配式建筑未來發展的方向,且表明并行化的產品制造對PC建筑的設計以及制作過程都是未來可進行參考的,BIM與RFID技術的發展為裝配式建筑提供了捷徑,裝配式建筑也會緊隨其后,快速的發展起來[39].齊寶庫與張陽根據各學者對裝配式建筑的探討,從政策、技術體系、管理和成本幾方面來詳細闡述國內裝配式建筑現階段遇到的難題,并對推進PC建筑產業化發展提出相對策略[40].葉浩文等從工程建造、成本、工期、技術、信息化等角度,研究了EPC項目總承包施工管理對裝配式建筑進一步推進帶來的優勢,剖析了國內裝配式建筑在施工管理方面存在的問題,并給出了以EPC承包模式促進裝配式建筑進程的若干對策建議[41].通過以上學者研究,充分明確了裝配式建筑的發展困境及前進方向,以后詳細探討裝配式建筑的其他方面做好了鋪墊,但我國裝配式建還處于探索階段,有很大的發展空間。在裝配式建筑的結構體系方面,嚴薇等闡述了裝配式建筑體系,指出PC建筑施工中常發生的難題,提倡以技術為導向、創新為輔導,對裝配式建筑企業進行流程再造,盡最大努力滿足我國裝配式建筑的發展[42].何繼峰等對裝配式建筑的結構體系進行了研究,主要對預制剪力墻結構和典型結構體系作了詳細介紹,為我國建筑工業化的進步提供參考和理論依據[43].劉紅梁等根據我國為裝配式建筑的推進提出的規范標準進一步對其結構體系進行探究,通過比較并闡述多種體系性能,提出了新的設計思想,對裝配式建筑的結構體系的設計有良好的指導作用[44].

  于龍飛與張家春在集成系統研究現狀的基礎上引入BIM,并提出BIM參與下的裝配式集成建造結構體系新概念,分析了該結構體系的實施目標、理論基礎及其關鍵技術,詳細分析了其支撐設計,并結合其優勢對引入BIM的裝配式建筑體系進行了總體分析及展望[45].通過以上文獻研究,對裝配式建筑的結構發展體系已經有了初步的認識,還可以深入研究并運用在實踐中。在裝配式建筑施工技術方面,龔志宏對裝配式建筑工藝流程中施工關鍵技術進行闡述,倡導標準化施工,降低預制構件工廠化生產施工難度,以提高PC構件在施工現場的安裝效率與施工產品的質量[46].張軍等對全裝配式結構(NPC體系)施工技術進行了探討,并把南通海門中南世紀城33號樓作為試驗項目,介紹其施工技術,在協調統一的基礎上做到優化配置,一方面保證不降低項目的安全性,另一方面又優化了結構性能[47].孫劍等研究了采用PC建筑在施工過程中的構件預制、進場存放、吊裝、節點連接等技術在項目施工階段中的具體運用[48].齊寶庫與李長福在裝配式建筑的施工階段引入BIM技術,詳細論述了BIM技術在PC建筑施工中的信息共享及風險監控,并結合實例進行分析[49].王小明主要闡述了裝配式建筑中PC構件起吊安裝及構件定位拼接等施工要點,使裝配式建筑技術廣泛應用于住宅工程中[50].通過以上文獻對裝配式建筑施工技術方面的研究,可以詳細了解到裝配式建筑在施工過程中所用到的關鍵技術理論知識,但對其在實踐中的應用還尚待深入探討。綜合國內學者對裝配式建筑研究現狀的分析,初步認識到裝配式建筑項目在我國的發展現狀,要想對裝配式建筑有一個全面、系統的理解還需進一步研究。

  (2)傳統建筑風險管理研究現狀

  由于工程實踐中的需要,對工程項目的風險管理工作在很早之前就已經展開了,并根據項目的實際情況選取適當的風險理論研究應用到項目實踐中,并在風險管理中取得了科學的效果,而風險評價就是其程序之一。基于國外學者對傳統建筑風險管理現狀的研究,國內學者也對其風險管理進行了研究,以下從傳統建筑風險研究、施工階段風險評價兩個方面對其進行國內研究現狀分析。在傳統建筑風險研究方面,曲東探討了EPCIMS風險管理系統,經過深刻分析后將EPCIMS的風險管理系統進一步深化,將EPCIMS運用到項目的風險管理中[51].邪莉莉對建筑設計項目的風險管理知識進行了闡述,建立了灰色關聯分析模型,通過實例分析對工程項目的風險管理工作奠定了基礎[52].單寶艷等對傳統項目結構設計等方面的關鍵風險因素進行了分析,并且將之發到設計院和施工圖審查機構進行審核及補充[53].鄧麗珊等探討了近年來大型工程的實施過程,總結出項目在實施過程中極易出現的風險,同時應用層次分析法確定風險等級以及對項目的影響程度,對提高大型工程項目風險的綜合能力提供幫助[54].通過以上文獻綜述,對傳統建筑的風險管理已經有了充分的理論基礎和研究方法,并運用到實踐中,對于工程項目的關鍵風險還需要深入研究。在傳統建筑項目施工階段風險評價方面,尹志軍與陳立文撰寫了我國傳統建筑風險管理研究的文章,探討了其風險發展狀況,在風險識別和評估中利用計算機系統對其定量化綜合分析,最后將效益納入到風險管理體系中[55].周直等以三峽工程為背景,對大型工程施工階段風險及其屬性、風險分析與管理模型以及實踐應用等問題做了探索性研究[56].熊征等從承包商的視角對建設工程施工階段風險進行了研究,分析風險影響因素,并構建風險評價指標體系,采取的定量方法主要包括熵權法和模糊綜合分析法等[57].王悅基于三輪德爾菲調查方法建立了風險識別指標體系,利用多級模糊綜合分析對風險進行評價,并運用到實際工程中,針對不同風險提出了風險控制措施[58].邊新茹等探討了在EPC模式下工程項目可能發生的施工風險因素,并站在承包商角度提出了建議[59].通過以上研究,傳統建筑在施工階段已經形成了相對成熟的風險評價體系,并在實例中得以驗證綜合傳統建筑風險管理國內學者的研究分析,傳統建筑在施工階段已經形了完整、系統的風險管理體系,其研究方法為裝配式建筑施工階段的風險評價研究提供指導。

  (3)裝配式建筑風險管理研究現狀

  隨著我國經濟快速發展,裝配式建筑的應用得到了迅速推廣,由于裝配式建筑擁有自身獨特的施工工序和施工方法,因此在裝配式建筑的施工階段會存在許多不確定性影響,帶來較多的施工風險。在國外各學者在傳統項目風險管理的基礎上,國內學者根據我國發展的實際情況及裝配式建筑的特點,并借鑒國外裝配式建筑的發展,對其展開了風險管理的研究。以下從裝配式建筑風險研究和裝配式建筑施工階段的風險評價研究兩個方面進行國內研究現狀分析。在裝配式建筑風險研究方面,曹云峰研究了關于如何識別、評估和處理裝配式建筑供應鏈風險,并且建立了供應鏈風險預警體系以及基于模糊綜合評判法的裝配式建筑供應鏈風險評估模型[60].張招華對裝配式建筑中施工全過程的風險因素進行研究,包括PC構件設計、現場吊裝等知識,總結其影響施工的風險因素,最后對其經濟效益的進行相應研究[61].齊寶庫與李長福闡述了裝配式建筑施工特點,構建PC建筑施工質量評價指標體系,采用AHP-FUZZY法對裝配式建筑施工質量綜合評價,并運用于實踐中,為相關部門采取相應措施提供一定參考[62].常春光等基于魚刺圖法識別了裝配式建筑施工風險因素,根據風險指標對PC建筑造成的影響發表了相應觀點,為后期制定風險應對措施打下了基礎[63].通過對裝配式建筑風險的研究,已經形成了裝配式建筑風險管理的流程并在實踐中得到初步運用,但對于裝配式建筑施工階段的風險管理還尚未形成系統的研究,還需進行深入研究。在裝配式建筑施工階段的風險評價研究方面,田黎基于風險矩陣法,探討了PC構件在施工過程中可能發生的的施工安全風險,并針對風險管理的生命周期過程對PC建筑的施工工藝提出了相應建議[64].文敏等對我國的預制裝配式建筑施工安全風險評價進行了研究,重點分析了PC建筑施工過程中安全事故的類型和原因[65].施慶偉等構建了基于流圖的裝配式建筑施工安全風險預警仿真系統模型,使用VensimPLE軟件對施工風險的評價過程進行仿真,提高了裝配式建筑施工階段的風險管理效率[66].

  陳偉等運用安全事故成因理論,對裝配式建筑施工階段的安全風險因素進行分析,應用G-AHP法構建施工安全評價指標體系及評價模型,將其運用于實踐中[67].羅杰等根據裝配式建筑施工現狀,從PC構件出廠、進場堆放、起吊安裝、現場管理及指導等方面分析了裝配式建筑施工風險因素,有效指導裝配式建筑的風險管理[68].李穎等對預制裝配式建筑施工安全風險進行了評估,運用AHP及事故樹分析法對施工過程的危險源進行分析識別,采用專家調查法對其進行量化處理并建立評價矩陣[69].通過學者對裝配式建筑施工風險評價研究,在風險識別的基礎上已經初步形成了風險評價體系,但尚不完善,需要多方面的風險因素綜合整理,在定性、定量分析相結合的基礎上進行裝配式建筑施工階段的風險評估。綜合以上文獻分析,國內學者對裝配式建筑施工階段的風險管理進行了初步研究,并形成了相關的風險管理方法,但裝配式建筑施工階段的風險評價研究還不夠完善,還需進行深入研究,建立全面、系統的風險指標評價體系,并運用在實踐中。

  1.3.3研究現狀評述

  綜合以上國內外研究現狀可知,風險管理廣泛運用于裝配式建筑施工階段并取得了諸多成果,不僅對裝配式建筑下一步的發展提供了指導,也初步實現了其節能環保的功能,帶動了社會的可持續發展。但基于現有的研究現狀,仍存在以下研究空間:第一,對裝配式建筑施工階段的風險研究多為施工安全、施工風險分析,較少將施工風險因素識別、風險控制等過程納入統一的系統進行研究。隨著裝配式建筑逐漸趨于大型化、復雜化,涉及到眾多參與方,其施工階段的風險管理有進一步研究。第二,我國裝配式建筑市場尚處于初級探索階段,很多技術性問題未能得到解決,在施工風險管理上還存在局限性,風險評價尚不夠科學性及系統性,通過合理的風險識別方法構建風險評價指標體系,并建立更符合實際的風險評估模型來提高風險管理工作的效率,最后通過驗證運用到實際工程中。

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  1.4主要研究內容與方法
  1.4.1研究內容
  1.4.2研究方法
  1.4.3技術路線圖
  1.4.4創新點
  1.5本章小結

  第2章裝配式建筑施工風險評價研究理論基礎
  2.1裝配式建筑理論概述
  2.1.1裝配式建筑概念
  2.1.2裝配式建筑的需求性分析
  2.1.3裝配式建筑的優越性及不足
  2.2工程項目風險理論概述
  2.2.1工程項目風險概述
  2.2.2工程項目風險的構成要素

  2.3裝配式建筑施工階段風險研究理論概述
  2.3.1裝配式建筑施工特點
  2.3.2裝配式建筑施工風險來源
  2.3.3裝配式建筑施工風險評價基本方法
  2.3.4裝配式建筑施工風險評價的流程
  2.4本章小結

  第3章裝配式建筑施工階段風險識別
  3.1風險因素識別的思路
  3.2風險因素識別常用的方法
  3.3基于WBS-RBS的裝配式建筑施工風險因素識別
  3.3.1風險因素識別過程
  3.3.2風險因素識別結果清單

  3.4基于粗糙集理論的裝配式建筑施工風險因素約簡
  3.4.1粗糙集理論
  3.4.2裝配式建筑施工風險因素約簡
  3.5本章小結

  第4章裝配式建筑施工階段風險評價
  4.1方法的基本原理及適用性分析
  4.1.1直覺模糊集基礎理論
  4.1.2直覺模糊層次分析法的適用性分析
  4.1.3D-S證據理論基本原理
  4.1.4D-S證據理論的適用性分析
  4.2IFAHP賦權的步驟實現
  4.3基于D-S證據理論的裝配式建筑施工風險評價模型
  4.4本章小結

  第5章辛莊安置區項目施工風險評價實證研究
  5.1工程概況
  5.2裝配式建筑施工風險評價指標體系權重的確定
  5.2.1建立直覺模糊判斷矩陣
  5.2.2一致性檢驗及修正
  5.2.3計算指標權重值

  5.3基于D-S證據理論的裝配式建筑施工風險評
  5.3.1計算綜合概率值
  5.3.2證據融合
  5.4風險評價結果分析
  5.5本章小結

6 結論與展望

  6.1 結論

  隨著我國城鎮化進程逐漸推進,建筑業實現了快速發展,而傳統建筑在建造速度、施工工藝、環保等方面已不能滿足社會發展的需求,裝配式建筑逐漸走進人們的視野。但由于我國的裝配式建筑起步較晚,如今正處于初級發展階段,對于裝配式建筑的研究大部分集中于發展前景與綜述、施工工藝設計、施工技術要求和發展的優越性,對其施工階段的具體風險因素評價并不多,因此對裝配式建筑施工階段進行風險評價研究具有重要的意義。本文在研讀裝配式建筑國內外相關文獻與施工現場訪談的基礎上,以裝配式建筑施工階段為出發點,結合相關理論以及系統評價方法,對裝配式建筑施工階段的風險進行了評價研究,主要研究成果有以下幾點:

  (1)在前人研究的基礎上,根據裝配式建筑的發展現狀及其施工特點,運用WBS-RBS 方法對裝配式建筑施工階段的風險影響因素進行了識別分析,得到風險因素初始識別結果清單;

  (2)采用粗糙集理論,運用其屬性約簡算法篩選風險因素,根據風險決策矩陣和風險分辨矩陣,在不丟失有效信息和不降低風險評價精度的情形下進行風險影響因素的約簡,并構建了包含組織計劃風險、管理風險、物料風險、施工作業風險和環境經濟風險五個方面的裝配式建筑施工階段風險評價指標體系

  (3)在風險評價指標體系的基礎上,結合裝配式建筑施工風險的復雜性及其不確定性,運用 IFAHP 法對風險指標進行賦權,更符合決策者的邏輯思維,增強了賦權的科學性和準確性;建立了基于 D-S 證據理論的裝配式建筑施工風險評價模型,結合工程實例,通過風險等級界定及證據信息合成,得出了項目施工階段的整體風險水平,為后期裝配式建筑施工階段的風險控制措施的研究提供了借鑒。

  6.2 展望

  裝配式建筑是一項高技術、高風險的工程建筑項目,對其施工階段進行風險評價研究具有重要的實踐意義。本文采用 WBS-RBS 方法和粗糙集理論構建了裝配式建筑施工階段的風險評價指標體系,運用證據理論建立了裝配式建筑施工評價模型,并結合工程實例進行研究,驗證了模型的適用性。雖然本文的研究為裝配式建筑以后的發展提供了借鑒,但由于作者實踐經驗和研究水平的局限,在裝配式建筑施工階段風險評價研究方面仍有以下問題需進一步探討。

  (1)本文是在裝配式建筑文獻研讀及施工特點的基礎上進行風險因素識別,并構建風險評價指標體系,由于裝配式建筑國內外文獻資料和工程實例有限,在風險識別中有可能會出現指標的遺漏,可以考慮對評價指標體系進一步細分指標,對其進一步完善。

  (2)在運用 D-S 證據理論對裝配式建筑施工階段的風險進行評價研究時,其風險概率值容易受專家主觀意愿的影響,因此在實例分析中數據的收集存在較大困難,且尚未考慮專家數量對評價結果產生的偏差,有待于進一步探索

  參考文獻

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