工程管理-超高层建筑的施工安全管理

摘要
从二十一世纪开始，由于我国迅速发展的经济，加快城市化提上了进程，大量农村户口涌向了城市，好的一面加速了城市经济的增长，糟糕的则是加剧了土地资源的紧张程度。

在人们对居住办公场所的要求越来越高的情况下，提高建筑的楼层层数成为了一剂良方，由此才能提高土地的利用率，缓解城市土地资源紧张，优化城市居住环境。

随着超高层建筑迅速崛起，优越性日渐突出，使其地位不断提高，超高层建筑如同脱缰的野马在现代化建筑进程中奔跑，而惟一的束缚已不再是技术问题，频繁出现的安全事故成为发展之路上的绊脚石。

为了防止人员伤亡及财产损失，保障现场施工的安全，使这一综合实力地标一样的存在地位更加牢靠，本文参考沈阳裕景中心大厦工程的实践案例，结合施工中潜在的隐患和出现的事故，联系超高层建筑自身的特点和施工难题，归纳出一套超高层建筑的施工安全管理方案，让超高层建筑在现代化路途中一马平川。

最后，本文通过对超高层建筑的特点和施工难点的阐述，基于实际案例的分析，得出结论，就这一问题应该彻析超高层建筑与普通建筑的不同之处，如建筑结构高，垂直运输量大，基坑开挖深度大，协同作业多等，以及潜在的危险因素，并提前作出预防措施和处理方案，将风险系数控制到最低，保证施工项目健康安全。

关键词：超高层建筑；现场施工；安全管理
目录
摘要 (1)
ABSTRACT ........................................... 错误!未定义书签。

第1章绪论 .. (3)
1.1研究背景及意义 (3)
1.1.1研究背景 (3)
1.1.2研究意义 (3)
1.1.3研究目的 (4)
1.2国内外研究现状 (4)
1.2.1国外建筑安全管理现状 (4)
1.2.2国内建筑安全管理现状 (5)
1.3研究内容与方法 (5)
1.3.1研究内容 (5)
1.3.2研究方法 (6)
1.4预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施 (6)
第2章超高层施工安全管理的相关理论 (6)
2.1超高层建筑概述 (6)
2.2超高层建筑的优越性 (7)
2.3超高层建筑的施工重点 (7)
2.4本章小结 (8)
第3章超高层建筑施工安全管理指标体系的构建 (8)
3.1指标体系构建的基本思路 (8)
3.1.1指标体系构建的意义及原则 (8)
3.1.2指标体系构建的步骤 (8)
3.1.3指标体系构建的方法 (8)
3.2超高层建筑施工安全事故树建立 (9)
3.2.1事故树分析步骤和常用符号及定义 (9)
3.2.2超高层建筑施工事故树分析 (9)
3.3本章小结 (15)
第4章针对沈阳裕景中心施工安全管理的案例分析 (16)
4.1工程项目概况介绍 (16)
4.2加强超高层住宅建筑对火灾隐患源头的管控 (16)
4.2.1加强消防安全的专项检查工作 (16)
4.2.2建立专业的防火巡查队伍 (17)
4.2.3加强安全过程管理中对火灾隐患凸出部位的检査 (18)
4.3加强超高层住宅建筑对高空坠落隐患的管控（含交叉作业） (18)
4.4加强超髙层住宅建筑对大型设备的监控与管理 (20)
4.5加强超髙层住宅建筑施工安全过程管理中的预控性部署 (21)
4.5.1预控性部署 (21)
4.5.2预先策划 (22)
4.5.3应急预案 (23)
4.6本章小结 (23)
第5章结论 (23)
参考文献 (24)
第1章绪论
1.1研究背景及意义
1.1.1研究背景
在现代化巨轮的推动中我国已经兴建了大量的高层和超高层建筑，这种惯性不会停止，承接超高层建筑工程的建设公司将日益增加，中国的建筑领域力将会在世界舞台绽放光彩。

但是超高层建筑的体系决定了它的施工难度，带来了更多的安全问题。

超高层建筑区别于普通单栋建筑的地方，顾名思义是它有着30层或100米以上的高度。

同时还要比普通建筑的功能多系统也更复杂，其建设规模也是普通建筑的几倍，其施工具有十分鲜明的特点。

如：工序多、配合复杂、工程量大、施工准备工作量大、施工工期长、工期紧；深基坑、基坑支护和地基处理复杂；高空作业、大型垂直运输；高度较大，安全防护要求严格；结构装饰、防水质量高，工艺复杂；平行流水、立体交叉作业多，机械化程度高。

综上所述，超高层建筑的施工过程带来的安全难题不仅是施工组织技术距离理想化还有一段距离，其自身的特点就制约着这一点，还有的就是本文讨论的重点：缺乏一套合理的施工安全管理方案，这就导致在施工过程中有许多不同的风险因素。

1.1.2研究意义
在科技力量的探索中，中国正在飞速城市化发展。

只有开拓垂直空间，才能缓解上述的难题，超高层建筑因此诞生。

这些决策无一不是明智的，超高层建筑不仅缓解了土地紧张问题，而且为城市和国家带来了综合实力的象征。

在超高层建筑的发展中安全难题坚如磐石，频发的安全事故成为了限制其发展的主要因素。

所以探索出一套健康可行且高效的施工安全管理方案是重中之重，具体来说有下述几点：
（1）对国家而言，超高层建筑如果做到了以零事故或低事故率竣工，这就是对政府监管部门管理水平的一个肯定。

超高层建筑作为一个城市的地标必然受到外界广泛关注，做好了这一点，国家的相关规范法规也会得以完善。

（2）对甲方乙方来说，如何降低人员伤亡率和财产损失的问题，对本课题的研究可得以解决。

尤其针对于乙方，如果在超高层建筑建设过程中安全零事故
竣工，那么会在未来的建筑领域道路上带来很多效益，有利于增加自己在行业内的竞争力。

（3）对施工人员而言，只有生命得到更好的保障才能激发工作热情，提高工作效率，所以总结一套健全的施工安全管理方案势在必行。

（4）对超高层建筑自身来说，其发展历程一直饱受争执，由于其存在更大的安全隐患会导致很多意想不到的安全事故，在初期阶段，很多国家的相关部门为此专门出台相关政策限制超高层的发展，所以探索出一套行而有效的管理方案，可以有效避免风险，使其快速健康发展。

因此，本课题的研究对国家社会乃至个人都拥有社会意义和现实意义，为此必须予以重视。

1.1.3研究目的
（1）总结目前的超高层建筑施工安全管理的资料
现在这个阶段确实有很多可参考的超高层建筑施工安全管理的相关资料，文献数量虽然很多，但是覆盖面过广却缺乏系统性，关于超高层施工安全管理这方面的文献我国积累的还未形成一定程度的系统化，这点相比于国外有一定差距。

（2）提高超高层建筑施工安全管理水平
本文就事故发生的原因进行分析和对危险源因素进行观测，以达到优化施工安全管理技术，控制事故发生概率的目的。

1.2国内外研究现状
1.2.1国外建筑安全管理现状
客观地说，欧洲在建筑业不仅是材料还是理论方面都颇有建树，特别是施工领域值得世界借鉴。

超高层建筑最早是在美国发展起来的。

纽约曼哈顿的人寿保险大厦建于20世纪90年代中期，开启了人类建造超高层建筑的步伐。

高达381米总层数103层的纽约帝国大厦于到20世纪30年代初建成。

美国打造了超高层的第一个高潮期，30年间为世界带来了9座超高层建筑，从起初的105米的高度增加到380米，尽管超高层建筑后来由于经济和战争等原因在美国停滞不前，但在20世纪70年代，美国又先后建造了大量超高层建筑，美国纽约世贸大厦（413m)就非常有代表性。

美国等国在超高层建筑的开发上都比我国早得多，所以在理论和实际应用上[1][2]有很多值得借鉴的地方。

国外的研究学者十分重视安全管理工作研宄，尤其是超高层建筑安全管理研究工作，国外的诸多研究学者一致认为控制好安全管理工作的关键就是控制好过程的管理，具体措施是主要针对施工管理的各个方面及细节进行细化，同国内施
工管理有许多不同的地方，如国外采用大量机械作业来代替人工作业[3]，这是也是最主要的不同之处，这种管理模式对安全管理来说有着非常大的优势，众所周知，安全管理最难管理之处就是人的管理，而国外采用大量机械作业来节省人力的方式不仅保证了安全也提高了生产效率，同样还节省了施工成本，但运作这种模式是需要有一个前提的，必须有强大的机械科技能力做基础保证，而且在施工过程中必须加强安全过程管理中的机械管理，只有保证了机械的先进性、科学性，操作合理性，才能运行这样的施工生产模式，这也是我一个国很值得学习值得研究的地方。

总而言之，我们需要向国外建筑界学习吸纳的就是他们在系统论控制论等日趋成熟的条件下，将建筑安全技术和计算机技术结合起来探索归纳出的施工安全管理体系。

1.2.2国内建筑安全管理现状
从我国建筑安全管理领域这一大方向来看，国家近年来对安全管理是十分重视的，先后颁布一系列强制性的法律法规条文，这样做目的是加强国家宏观调控管理，可以极大程度的提高施工企业的自觉性，让施工企业自觉重视安全管理工作，强化并完善其建筑工程安全生产体制，要确保安全生产体制建立后能够合理有效地运行，否则将达不到国家法律法规各项条文的有关内容规定[4]。

总结我国现有的超高层建筑安全过程管理文献资料[5]，目前就我国在超高层住宅建筑安全过程管理[6]这块来讲与国外发达国家相比还是有一定差距的，差距之处主要存在以下几点：第一点是超高层建筑管理文献的积累没有形成系统性[7]；第二点是在施工管理过程中能够抓住安全过程管理的重点但却依然存在一些细小的不足之处[8]；第三点是在超高层建筑管理工作中已经采取了很多的安全管理措施[9]，但是却有依然存在部分的安全管理措施不够完善，而且部分安全管理措施[10]还需进一步的细化、强化，从而达到超高层建筑安全管理的预期目标。

就目前而言，相对比国外来说我国对于超高层建筑安全管理工作的研究起步较晚，但我国对其的研宄却工作从未松懈并一直在努力追赶发达国家，我国的超高层安全管理水平还有近一步提升的空间，相信在不久的将来我们也能赶超国外先进的管理水平。

1.3研究内容与方法
1.3.1研究内容
本文采取文献研究法，事故树分析法以及现场案例分析法，结合沈阳裕景中心大厦的工程案例。

对这些原因进行了总结和分析，可以充分体现在超高层建筑
安全施工中的事故指标体系，将各施工阶段的易发生事故一一列出，对其采取针对性措施，降低风险系数避免伤亡事故。

全文主要包括以下几个方面：（1）第一部分是绪论，主要阐述本论文的研究背景、目的与意义，国外国内对超高层建筑的施工安全管理的研究现状。

（2）第二部分阐述超高层建筑的概念和优越性，以及施工重点
（3）第三部分是进行我国建筑工程施工阶段安全管理影响因素分析。

（4）第四部分是结合沈阳裕景中心工程的现场案例，制定针对性施工措施，并引申出科学的施工安全管理方法。

（5）第五部分是论文的总结。

1.3.2研究方法
（1）文献研究法
结合国内外建筑领域先进学者在超高层施工安全管理的著作，分析超高层建筑关于施工安全的现状，在此基础上加深研究。

（2）事故树分析法
逆向思维从结果考虑问题产生的实质，将事故原因逐层列举，用它全面、深入、有逻辑地找出事故的根源，剖析超高层安全事故。

（3）现场案例分析法
建立安全评价模型，预设施工安全管理理论。

该模型在理论上是合理的，再结合超高层建筑施工现场案例，论证该理论的合理性和可行性。

1.4预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施
国内的大多数工作都是对安全控制的概述或一些经验。

数据可能会遇到实际困难，如数据收集、资料来源少、实际案例不全面，与国外相比还是有些差距。

建议利用网络资源和图书馆资源进行相关数据和政策实施，结合相关城市或地区的实际情况进行实证研究。

第2章超高层施工安全管理的相关理论
2.1超高层建筑概述
超高层建筑的概念诞生于国际高层建筑会议于1972年8月在美国宾夕法尼亚洲的伯利恒市召开，规定超高层建筑指高度超过100米，层数超过40层的建筑都被划分为超高层建筑。

纵使每个国家定义的超高层建筑不尽相同，但都离不开基本原则。

中国颁布的《民用建筑设计通则》GB50352—2005规定：当建筑
物高度超过100米时，皆划为超高层建筑。

最后的新标准：300米以上皆为超高层，是世界超高层建筑学会指定的。

2.2超高层建筑的优越性
每个国家都会通过兴建超高层建筑来庆祝经济发展，作为城市和国家的名片，超高层建筑造型突出，视觉效果强烈。

比如环球贸易广场、吉隆坡石油大厦就是中国、马来西亚向世界展示自己是一个现代化发展迅速的国度。

具体可分以下几方面：
（1）展示国民经济建设的成就，突显城市魅力[11]。

超高层建筑的诞生不仅仅是对现代化建筑学成就的肯定，也是对现代卓越建筑技术的体现。

（2）土地资源的集约利用。

超高层建筑的意义决定了建筑领域的立体化发展，层数的增多将使稀缺的土地资源得以高效利用，大幅增加人们的生活空间，改善生活环境。

（3）生活工作的高效化[12]。

未来的超高层建筑很有可能将办公、生活、娱乐综合为一体，为人们节省路途时间和带来生活便利。

（4）带动相关学科发展，促进科技进步[13]。

超高层的兴建是一个多元的体系，它是材料、机械等多学科、多行业相互作用的结果，超高层的诞生为这些学科或行业提供了展示自己的空间。

2.3超高层建筑的施工重点
（1）基础埋置深。

超高层建筑结构要在巨大的水平荷载[14]作用下承受倾覆力矩及剪力[15]，通常采用桩基础和箱形基础等基础形式，不仅可以避免结构失稳，也将地下空间充分利用。

因此基础埋置都很深，基坑开挖深度一般都不小于20米，更有甚30 米以上，使得施工安全风险提高[16]。

（2）结构超高，部分建筑造型奇特，施工技术含量高[17]。

与一般建筑相比，超高层建筑最大的特点除了高度超高以外，也通常是当地的地标，为引起关注，奇特的外观是必不可少的，导致不断增加的高度以及奇特的造型增加了施工难度。

（3）工作面狭窄，难以合理有序地组织工人。

超高层是垂直向上发展的建筑，工作面极其有限，为了提高施工效率、合理有效地组织工人施工，充分利用作业空间是必要的。

（4）施工周期长。

从我国现代建筑技术水平来说，相比于一年的普通单栋建筑工期，超高层建筑平均工期在两年以上，更有甚者超过5年。

（5）垂直运输量大[18]。

除去施工过程中上上下下的施工人员不说，需要运
输的材料设备就数达十万吨，可见其垂直运输量多么巨大。

2.4本章小结
本章着重介绍了超高层建筑的设计理念，为城市带来的积极影响，再由施工
过程的风险性从而引出对超高层建筑的施工安全管理措施和研究方法。

总结出超高层建筑施工中的可能出现的安全问题很大一方面来自于超高层建筑自身的特点。

第3章超高层建筑施工安全管理指标体系的构建
3.1 指标体系构建的基本思路
3.1.1 指标体系构建的意义及原则
超高层建筑的建设作为体系庞大而且多元的工程，不难想象施工重点将放在施工安全管理上，为了保证施工安全管理工作如期有效进行，再从中分析比对影
响施工安全的个方面因素,选择一组既可以抓住主要矛盾又高效易行的指标体系[22]。

这具有重要的现实意义：
（1）需要从众多威胁超高层建筑安全的危险源中筛选出可能导致人员伤亡和机械设备损害的，再通过建立安全管理指标体系，重点针对这些危险源。

（2）很多施工单位在施工安全工作上的花费的精力极其有限，是因为隐形的效益。

必须将注意力放在主要危险源上，为其合理分配人力资源。

在构建指标体系的过程中，需要遵循科学性、系统性、全面性、代表性、可操作性的基本原则。

3.1.2 指标体系构建的步骤
（1）确定系统。

（2）调查收集资料。

（3）选择事故分析方法。

（4）分析超高层建筑中常见安全事故。

（5）筛查出安全事故发生的主要指标。

（6）分类危险源。

3.1.3 指标体系构建的方法
（1）经验分析法[24]。

当监管人员在很多超高层建筑施工现场中经历多次危险情况就可以结合自身管理阅历，可以粗略指出主要的危险指标。

（2）现场观察法。

在保证具有一定安全技术知识的观察人员熟悉施工现场的情况下，对现场施工人员的身体状态，大中型施工设备运转的情况和现场安全防护措施的检查及时判断危险指标
（3）安全检查表法[25]。

提前将预设好的安全检查表准备好，到达现场直接
进行比对筛查安全隐患。

（4）事故树分析法（简称A TA）是分析安全系统的一种演绎方法，它从事故导致的结果出发探讨事故发生的原因，层层剖析出事故的直接原因及间接原因。

用它直接、全面、深层次、有逻辑地找出事故的根源。

[26]。

3.2超高层建筑施工安全事故树建立
3.2.1 事故树分析步骤和常用符号及定义
为使对超高层建筑安全事故的分析合理有序，分析中可按以下步骤进行：（1）确定被分析的系统。

为了合理性及实用性，必须对系统内部组成部分之间的影响及系统与环境之间的关系充分了解。

（3）研究发生的各类事故。

整合超高层建筑安全事故，全面了解发生的及将发生的危险。

（4）确定事故树的顶上事件。

根据事故造成的影响或发生的几率来选取。

（5）调查与顶上事件有关的所有事件。

从顶上事件出发层层剖析找出导致事故发生的相关原因。

（6）事故树作图。

用逻辑门根据各事故之间的因果关系将这些事故关联在一起绘制出事故树。

事故树分析法常用符号表如下表（3-1）所示
表3-1 事故树绘制常用符号表
分类名称事件符号定义
事件符号顶上事件或中间事件
表示事故事件需要进一步被
分析下去的
圆形符号
表示不能再继续往下分析
的最基本事件
屋形符号
系统正常状态下发生的正
常事件
逻辑
门
符
号 与门符号
表示 E 1、E2...En 同时发生,事件 E 才会发生 或门符号
表示 E 1、E2...En 中任一事件发生 E 事件发生 条件与门符号 表示 E 1、E2...En 中所有事
件同时发生且满足条件 a
时，E 才会发生
3.2.2 超高层建筑施工事故树分析
根据住房和城乡建设部近年来（2008—2018）发布的《房屋市政工程生产安全事故情况》整理出来的伤亡事故原因比例（见表 3-2）可以看出，建筑安全事故中高处坠落、坍塌、物体打击、起重四类发生比例较高。

下面对这四种安全事故类型进行事故树分析：
表 3-2 2008—2018 年房屋市政工程生产安全事故情况表（单位：%）
年份
高处坠落 坍塌 物体打击 起重 其他 2018
52.52 10.57 15.30 8.83 12.78 2017
53.17 14.93 13.35 7.24 11.31 2016
52.87 13.60 12.07 9.58 11.88 2015
55.47 15.30 13.03 8.07 9.07 2014
52.77 13.76 12.11 10.72 11.09 2013
53.31 14.60 12.05 8.32 11.72 2012
48.13 18.69 14.02 8.41 10.75 2011
47.90 20.40 11.20 6.70 13.80 2010
56.41 12.82 15.38 7.69 10.25 2009
45.45 20.36 11.56 6.42 16.21 2008 41.03 20.61 12.79 8.78 16.79
（1）高处坠落事故树模型和物体打击事故树模型。

超高层建筑在施工过程
n 2
中存在大量的吊运作业，比如主体施工时钢筋及钢结构构件的吊运，模板按拆时的吊运，木方的吊运、脚手架的吊运、装饰材料的吊运等。

在施工过程中需要同时使用很多的卸料平台，这些卸料平台如果搭设的不够规范，很容易发生安全危险事故，必须搭设前对卸料平台的搭设做好施工方案及部署，在搭设过程中进行严在我国现阶段超高层住宅混凝土施工一般都采用超高压地泵作为灌注混凝土的输送设备，在浇注混凝土及振捣过程中容易造成小石子及碎石掉落，以上这些情况会增加超高层住宅建筑在施工中物体打击与高处坠落发生的可能性。

高处坠落事故树模型图如图3-1 所示；物体打击事故树模型图如图3-2所示。

（2）坍塌事故树模型。

坍塌事故主要是支撑物的承载力由于外力降低从而低于承受荷载，引发结构稳定性下降的事故。

导致超高层在施工中发生坍塌事故的主要有以下三种情况：
①深基坑坍塌。

超高层建筑大多位于市中心地段，在基坑深度超过20米
而且无法放坡开挖的条件下，需要大工程量的支护结构，一旦出现缺陷就容易
导致事故发生。

②脚手架或施工平台坍塌。

若脚手架或施工平台施工质量存在隐患或承载
力不足易引起坍塌事故。

③大模板坍塌。

我国超高层建筑施工所用的结构材料主要是钢筋混凝土，成本较低，耐火性能好。

大部分施工技术采用结构完整性好、抗震性强的现浇结构。

因此，模板工程主要采用大模板。

其设计和生产必须有足够的强度和刚度，否则会导致事故的发生。

设计方案不合理、施工质量不合格或模板材料不合格是大模板倒塌的主要原因。

坍塌事故树模型图如图3-3所示。

（3）起重事故树模型。

超高层住宅建筑往往是成片的住宅建筑形式，而且单体住宅建筑运输量就己经很大了，除了混凝土之外95%以上的材料都需靠塔式起重机和施工电梯来运输，塔式起重机更是其中最为核心的运输设备。

使用如此频繁，一旦操作失误或者超重就容易引起其中事故。

起重事故树模型图如图3-4 所示。

图3-1 高处坠落事故树模型图
图3-2 物体打击事故树模型图
图3-3坍塌事故树模型图
图3-4 起重事故树模型图
3.3本章小结
本章节阐述了指标体系构建的基本思路和意义，表明构建指标体系对于超高层建筑的施工安全管理科学合理、又符合施工现场的实际。

介绍了指标体系构建
的步骤和方法，对比经验分析法、现场观察法、安全检查表法、事故树分析法四种事故分析方法的优缺点，最后采取事故树分析法结合近十年的房屋市政工程生产安全事故情况对超高层事故进行全面深入的分析。

第4章针对沈阳裕景中心施工安全管理的案例分析
4.1工程项目概况介绍
本课题研究背景资料选自辽宁省沈阳市市政广场南侧的沈阳裕景超高层住宅工程项目，选其中最早开工的两栋超高层住宅建筑作为背景工程A区的5号及11号楼并对其进行分析，其中，A5号楼建筑高度210m，总共61层，标准层高度为3.15m，标准层建筑面积约1300m²，基础形式筏板基础（板厚4.5m，深坑部位8.6m），主体结构形式为劲性框支剪力墙；A11号楼建筑高度为171m，建筑层为51层，标准层高3.15m，标准层建筑面积约1300m²，基础形式筏板基础（板厚3.5m，深坑部位7.4m），主体结构形式劲性框支剪力墙。

超高层住宅建筑为沈阳裕景住宅工程如图4-1所示，顶点高度为210米。

图4-1沈阳裕景超高层住宅工程效果图
4.2加强超高层住宅建筑对火灾隐患源头的管控
2016年5月31日14时30分许，沈阳市青年大街中山路附近的裕景中心起火。

据悉，起火位置为楼体靠外墙竖向外挂空调机井道（半敞开），燃烧物为外挂空调机可燃构件，超高层住宅建筑在施工过程中一旦发生火灾将带来不可预估的灾难，在发生火灾过程中火势蔓延速度及快并且扑救困难，所以控制火灾隐患必须从源头开始抓起，必须要加强超高层住宅建筑对火灾隐患源头的管控。

对于如何管控火灾隐患的源头，本文提出以下三种方法。

4.2.1 加强消防安全的专项检查工作。