冷弯薄壁型钢结构装配式建筑实施阶段风险因素识别研究
陈罗宁
西南石油大学 四川成都 610000
随着 " 双碳目标 " 战略的提出,建筑行业亟需向低碳、绿色、智能化转型。冷弯薄壁型钢结构装配式建筑具有自重轻、强度高、施工便捷、绿色环保等优势,在低多层建筑中应用前景广阔。然而,由于技术体系和管理经验相对不足,项目实施过程中风险因素复杂多样,导致工期延长、质量问题、成本超支等现象频发,严重制约了行业健康发展。
国外发达国家在该领域起步较早,美国目前已有超过 40% 的房屋采用冷弯薄壁型钢结构,形成了完善的产业链体系。我国自 1983年引入相关技术以来,逐步建立了技术标准体系,从《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GBJ18-87) 到《冷弯薄壁型钢多层住宅技术标准》(JGJ/T421-2018),标志着技术法规的逐步完善。在风险管理方面,国外学者 Queipo 等人从全生命周期角度研究装配式建筑风险管控策略 [1],Court 和 Cheng 等人重点关注预制构件质量风险 [2]。国内学者陈兵 [4]、陈浩楠 [5] 等人分别识别装配式建筑实施阶段风险因素,但针对冷弯薄壁型钢结构装配式建筑的专门研究相对较少。本研究旨在:梳理冷弯薄壁型钢结构装配式建筑实施阶段风险因素,建立科学合理的风险因素清单;运用 DEMATEL-ISM 集成模型,定量分析风险因素间的关联关系,识别关键风险因素;针对关键风险因素提出有效的应对策略。理论上,丰富了装配式建筑风险管理理论体系;实践上,有助于提升项目参与各方的风险意识和管控能力,保障项目顺利实施。
一、冷弯薄壁型钢结构装配式建筑概述
冷弯薄壁型钢结构装配式建筑是指以冷弯薄壁型钢构件为主要承重结构,采用工厂化生产、装配化施工的建筑体系。与传统混凝土装配式建筑相比,其具有以下特点:结构轻质高强,抗震性能优良;工厂化程度高,质量可控性好;施工速度快,现场湿作业少;可回收利用,环保效益显著。
二、冷弯薄壁型钢结构装配式建筑实施阶段风险因素识别
在风险因素识别过程中,遵循全面性、系统性、针对性和科学性原则,充分体现冷弯薄壁型钢结构装配式建筑的特有风险,减少主观因素影响。本研究采用文献研究法进行初步风险因素识别,通过专家调查法对识别结果进行修正完善。文献研究法具有资料丰富、成本低廉的优势,但存在滞后性问题;专家调查法能够结合实践经验,提高识别结果的准确性。两种方法相结合,有效弥补了单一方法的不足。
通过中国知网、万方、百度学术等数据库,以 " 装配式建筑风险" 为关键词进行文献检索,选取被引次数大于 2 次或北大核心期刊的文献23 篇进行分析,共识别出463 项风险因素。 根据文献分析结果,冷弯薄壁型钢结构装配式建筑实施阶段主要风险因素包括:1、设计阶段风险:设计标准化程度不足、深化设计不到位、设计变更频繁、与施工实际结合不紧密等; 2、生产运输阶段风险:构件加工精度不足、原材料质量不达标、生产过程监督不力、运输设备能力不足等;3、施工阶段风险:施工技术不成熟、现场管理协调能力不足、吊装设备数量和能力不足、构件安装误差大等;4、管理阶段风险:各参与方沟通协调不及时、组织机构设置不合理、安全管理制度执行不到位等。邀请 15 位具有丰富装配式建筑项目经验的专家进行访谈调查,专家构成包括:高校教授 3 人、设计院总工 2 人、施工企业项目经理5 人、构件生产企业技术负责人 3 人、监理工程师 2 人。 通过专家调查,对文献研究识别的风险因素进行修正和完善,剔除重复和不相关因素,增补专家建议的重要因素,最终确定了 35 项关键风险因素。运用工作分解结构(WBS)方法,将冷弯薄壁型钢结构装配式建筑实施阶段划分为设计、生产运输、施工、管理四个主要阶段,对 35 项风险因素进行分类:
1、设计阶段风险因素(9 项):(1) 设计深度不足;(2) 设计标准化程度低;(3) 设计变更频繁;(4) 深化设计不到位;(5) 构件连接节点设计不合理;(6) 设计与施工实际脱节;(7) 设计图纸表达不清晰;(8)设计交底不及时;(9)BIM 技术应用不足。
2、生产运输阶段风险因素(8 项):(1) 构件加工精度不足;(2)原材料质量不达标;(3) 生产过程质量控制不严;(4) 构件标识不清晰;(5) 生产计划与施工进度不匹配;(6) 运输设备能力不足;(7) 运输过程构件损坏;(8) 构件存储保护措施不当。
3、施工阶段风险因素(12 项):(1) 施工技术不成熟;(2) 施工人员技能不足;(3) 吊装设备能力不匹配;(4) 构件安装精度控制困难;(5) 现场施工组织不当;(6) 施工工艺流程不合理;(7) 质量检验标准执行不严;(8) 安全防护措施不到位;(9) 天气条件影响施工;(10) 施工现场协调管理不善;(11) 临时支撑体系设计不当;(12) 施工进度控制困难。
4、管理阶段风险因素(6 项):(1) 各参与方沟通协调不畅;(2)项目组织机构设置不合理;(3) 合同条款约定不明确;(4) 信息传递不及时准确;(5) 项目管理制度执行不力;(6) 应急预案准备不充分。
三、冷弯薄壁型钢结构装配式建筑实施阶段风险因素研究结论和启示
本研究通过文献研究法和专家调查法,系统识别了冷弯薄壁型钢结构装配式建筑实施阶段的 35 项关键风险因素,并运用 WBS 方法进行了科学分类。研究发现设计阶段风险主要集中在设计深度和标准化程度方面,深化设计不到位是影响后续环节的重要风险源;生产运输阶段风险与构件质量和物流管理密切相关,需要建立完善的质量控制体系;施工阶段风险因素最多,主要体现在技术能力和现场管理两个方面,是风险控制的重点环节;管理阶段风险贯穿项目全过程,各参与方的沟通协调是关键。基于研究结论,提出以下政策建议。加强技术标准体系建设,完善冷弯薄壁型钢结构装配式建筑设计、生产、施工标准;建立人才培养体系,加强专业技术人员培训,提升行业整体技术水平;推进产业链协同发展,鼓励设计、生产、施工一体化经营模式;完善质量监管体系,建立全过程质量控制机制。
本研究虽然对冷弯薄壁型钢结构装配式建筑实施阶段风险因素进行了系统识别,但仍存在一定局限性。未来研究可从以下方面深入:运用 DEMATEL-ISM 集成模型对识别的风险因素进行定量分析,构建多层次风险因素结构模型;结合具体项目案例,验证风险因素识别结果的有效性;针对关键风险因素,深入研究风险应对策略的有效性;结合新技术发展,如BIM、物联网等,探索智能化风险管控方法。
参考文献:
[1]Queipo G, et al. Risk management in prefabricated building construction[J]. Construction Management and Economics, 2009, 27(9): 843-856.
[2]Court P F, Cheng E W L. Critical success factors for modular integrated construction projects[J]. Engineering, Construction and Architectural Management, 2009, 16(6): 580-595.
[3]Barlish K, Sullivan K. How to measure the benefits of BIM in prefabricated construction[J]. Automation in Construction, 2012, 24: 149- 159.
[4] 陈兵 . 装配式建筑 EPC 项目风险因素识别及评价研究 [D]. 西安建筑科技大学 , 2020.
[5] 陈浩楠 . 装配式建筑项目实施阶段风险评价研究 [D]. 河北工程大学 , 2021.
作者简介:陈罗宁(1991—),女,汉,四川巴中市人,学生,工程管理硕士,单位:四川省成都市土木工程与测绘学院,研究方向:工程管理