Designing for construction safety concepts and practice

Designing ffoorr CCoonnssttrruuccttiioonn
SSaaffeettyy::
CCoonncceeppttss aanndd PPrraaccttiiccee
JJoohhnn GGaammbbaatteessee,, PPhhDD,, PPEE
SScchhooooll ooff CCiivviill aanndd CCoonnssttrruuccttiioonn EEnnggiinneeeerriinngg
OOrreeggoonn SSttaattee UUnniivveerrssiittyy
22000099 DDOOEE IISSMM CCoonnffeerreennccee
KKnnooxxvviillllee,, TTNN
AAuugguusstt 2244--2277,, 22000099

BBiioo –– JJoohhnn GGaammbbaatteessee
 JJoohhnn GGaammbbaatteessee iiss aann AAssssoocciiaattee PPrrooffeessssoorr iinn tthhee SScchhooooll ooff CCiivviill aanndd CCoonnssttrruuccttiioonn
EEnnggiinneeeerriinngg aatt OOrreeggoonn SSttaattee UUnniivveerrssiittyy.. DDrr.. GGaammbbaatteessee’’ss eedduuccaattiioonnaall bbaacckkggrroouunndd
iinncclluuddeess BBaacchheelloorr aanndd MMaasstteerr ooff SScciieennccee ddeeggrreeeess iinn CCiivviill EEnnggiinneeeerriinngg ffrroomm tthhee
UUnniivveerrssiittyy ooff CCaalliiffoorrnniiaa aatt BBeerrkkeelleeyy wwiitthh eemmpphhaasseess iinn ssttrruuccttuurraall eennggiinneeeerriinngg,, aanndd aa
PPhh..DD.. iinn CCiivviill EEnnggiinneeeerriinngg ffrroomm tthhee UUnniivveerrssiittyy ooff WWaasshhiinnggttoonn iinn tthhee aarreeaa ooff
ccoonnssttrruuccttiioonn eennggiinneeeerriinngg aanndd mmaannaaggeemmeenntt.. HHee hhaass wwoorrkkeedd iinn iinndduussttrryy aass aa ssttrruuccttuurraall
eennggiinneeeerr,, aanndd aass aa pprroojjeecctt eennggiinneeeerr ffoorr aa ccoonnssttrruuccttiioonn mmaannaaggeemmeenntt ffiirrmm.. DDrr..
GGaammbbaatteessee hhaass ttaauugghhtt ccoouurrsseess oonn ccoonnssttrruuccttiioonn ccoonnttrraaccttss aanndd ssppeecciiffiiccaattiioonnss,,
ccoonnssttrruuccttiioonn ssaaffeettyy aanndd pprroodduuccttiivviittyy iimmpprroovveemmeenntt,, ppllaannnniinngg aanndd sscchheedduulliinngg,, ssttrruuccttuurraall
aannaallyyssiiss aanndd ddeessiiggnn,, tteemmppoorraarryy ccoonnssttrruuccttiioonn ssttrruuccttuurreess,, aanndd eennggiinneeeerriinngg eeccoonnoommiiccss..
HHee hhaass ppeerrffoorrmmeedd rreesseeaarrcchh aanndd ppuubblliisshheedd nnuummeerroouuss aarrttiicclleess oonn ccoonnssttrruuccttiioonn wwoorrkkeerr
ssaaffeettyy,, ccoonnssttrruuccttaabbiilliittyy,, iinnnnoovvaattiioonn,, ccoonnssttrruuccttiioonn ccoonnttrraaccttiinngg,, aanndd lliiffee ccyyccllee pprrooppeerrttiieess
ooff cciivviill eennggiinneeeerriinngg ffaacciilliittiieess.. HHee iiss aa mmeemmbbeerr ooff tthhee AAmmeerriiccaann SSoocciieettyy ooff CCiivviill
EEnnggiinneeeerrss ((AASSCCEE)) aanndd AAmmeerriiccaann SSoocciieettyy ooff SSaaffeettyy EEnnggiinneeeerrss ((AASSSSEE)),, aanndd aaccttiivveellyy
ppaarrttiicciippaatteess oonn AASSCCEE’’ss CCoonnssttrruuccttiioonn SSiittee SSaaffeettyy CCoommmmiitttteeee,, CCoonnssttrruuccttaabbiilliittyy
CCoommmmiitttteeee,, aanndd CCoonnssttrruuccttiioonn RReesseeaarrcchh CCoouunncciill.. HHee iiss aa lliicceennsseedd PPrrooffeessssiioonnaall CCiivviill
EEnnggiinneeeerr iinn CCaalliiffoorrnniiaa..

PPrreevveennttiioonn tthhrroouugghh DDeessiiggnn
((PPttDD))
 ““AAddddrreessssiinngg ooccccuuppaattiioonnaall ssaaffeettyy aanndd
hheeaalltthh nneeeeddss iinn tthhee ddeessiiggnn pprroocceessss ttoo
pprreevveenntt oorr mmiinniimmiizzee tthhee wwoorrkk--rreellaatteedd
hhaazzaarrddss aanndd rriisskkss aassssoocciiaatteedd wwiitthh tthhee
ccoonnssttrruuccttiioonn,, mmaannuuffaaccttuurree,, uussee,,
mmaaiinntteennaannccee,, aanndd ddiissppoossaall ooff ffaacciilliittiieess,,
mmaatteerriiaallss,, aanndd eeqquuiippmmeenntt..””
(http://www.cdc.gov/niosh/topics/PTD/)

What is Designing ffoorr CCoonnssttrruuccttiioonn
SSaaffeettyy ((DDffCCSS))??
 AApppplliiccaattiioonn ooff PPrreevveennttiioonn tthhrroouugghh
DDeessiiggnn ccoonncceeppttss ttoo ccoonnssttrruuccttiioonn
wwoorrkkeerr ssaaffeettyy
 TThhee pprroocceessss ooff aaddddrreessssiinngg
ccoonnssttrruuccttiioonn ssiittee ssaaffeettyy aanndd hheeaalltthh iinn
tthhee ddeessiiggnn ooff aa pprroojjeecctt
 RReeccooggnniizzeess ccoonnssttrruuccttiioonn ssiittee
ssaaffeettyy aass aa ddeessiiggnn ccrriitteerriioonn
 ““SSaaffeettyy CCoonnssttrruuccttaabbiilliittyy””

WWhhyy DDeessiiggnn ffoorr CCoonnssttrruuccttiioonn
SSaaffeettyy??
 2222%% ooff 222266 iinnjjuurriieess tthhaatt ooccccuurrrreedd ffrroomm
22000000--22000022 iinn OOrreeggoonn,, WWAA,, aanndd CCAA11
 4422%% ooff 222244 ffaattaalliittiieess iinn UUSS bbeettwweeeenn
11999900--2200003311
 IInn EEuurrooppee,, aa 11999911 ssttuuddyy ccoonncclluuddeedd tthhaatt
6600%% ooff ffaattaall aacccciiddeennttss rreessuulltteedd iinn ppaarrtt
ffrroomm ddeecciissiioonnss mmaaddee bbeeffoorree ssiittee wwoorrkk
bbeeggaann22
11 BBeehhmm,, MM..,, ““LLiinnkkiinngg CCoonnssttrruuccttiioonn FFaattaalliittiieess ttoo tthhee DDeessiiggnn ffoorr
CCoonnssttrruuccttiioonn SSaaffeettyy CCoonncceepptt”” ((22000055))
22 EEuurrooppeeaann FFoouunnddaattiioonn ffoorr tthhee IImmpprroovveemmeenntt ooff LLiivviinngg aanndd
WWoorrkkiinngg CCoonnddiittiioonnss

AAbbiilliittyy ttoo IInnfflluueennccee SSaaffeettyy
Conceptual Design
Detailed Engineering
Procurement
Construction
Start-up
High
Ability to
Influence
Safety
Low
Project Schedule
(Source: Szymberski, 1987)

HHiieerraarrcchhyy ooff CCoonnttrroollss
11.. EElliimmiinnaattee tthhee hhaazzaarrdd ((DDeessiiggnn ffoorr SSaaffeettyy))
22.. RReedduuccee tthhee hhaazzaarrdd
33.. IIssoollaattee tthhee hhaazzaarrdd
44.. UUssee eennggiinneeeerriinngg ccoonnttrroollss
55.. UUssee aaddmmiinniissttrraattiivvee ccoonnttrroollss
66.. UUssee ppeerrssoonnaall pprrootteeccttiivvee eeqquuiippmmeenntt ((PPPPEE))
(Sources: Manuele, 1997; Andres, 2002)

EExxaammppllee TToooollss aanndd PPrroocceesssseess
Begin
Concept
Design
Commence
Construction
Project Phase
CHAIR-2
CHAIR-3
CHAIR-1
Review of
Concept Design
Review of
Detailed Design
Construction
Hazard
Assessment and
Implication
Review (CHAIR)
process
Design for Construction
Safety ToolBox

EExxaammppllee TToooollss aanndd PPrroocceesssseess
• Establish design for
safety expectations
• Include construction and
operation perspective
• Identify design for safety
process and tools
Design
Kickoff Design Internal
Review
Issue for
Construction
External
Review
Trade contractor
involvement
• QA/QC
• Cross-discipline
review
• Focused safety
review
• Owner review
(Source: Hecker et al., 2005)

Example TTrraaiinniinngg aanndd SSaaffeettyy AAlleerrtt
SSyysstteemm
 AAllll AA//EE’’ss aatttteenndd ttrraaiinniinngg ccoouurrsseess ffoorr::
 CCoonnssttrruuccttiioonn ssiittee ssaaffeettyy
 DDeessiiggnniinngg iinnhheerreennttllyy ssaaffee bbuuiillddiinnggss
 SSaaffeettyy AAlleerrtt SSyysstteemm ((SSAASS))::
 SSaaffeettyy rreevviieewwss dduurriinngg ddooccuummeenntt pprreeppaarraattiioonn
 SSaaffeettyy ssyymmbboollss ppllaacceedd oonn ddrraawwiinnggss aatt
llooccaattiioonnss ooff ppootteennttiiaall hhaazzaarrddss
(Source: The Haskell Company, 2004)

IInntteeggrraattiioonn ooff PPrroodduucctt aanndd PPrroocceessss
DDeessiiggnn
Manufacturing
Taxonomy
Levels Construction
Project
Division
Activity
Basic Task
Elemental Motion
Orthopedics
Cell
Design-Fabrication
Interface
Interface Product Design
Machine
Design-Fabrication
Process Design
Fabrication
Product Design
Process Design
Fabrication
Technology
(Source: Everett, J.G. and Slocum, A.H. , 1994.
“Automation and Robotics Opportunities:
Construction versus Manufacturing.” Journal of
Construction Engineering and Management, ASCE,
Vol. 120, No. 2, pp. 443-452).

BBeenneeffiittss ooff DDffCCSS
 SSaaffeerr jjoobbssiitteess
 SSaaffeettyy hhaazzaarrddss eelliimmiinnaatteedd//rreedduucceedd
 FFeewweerr iinnjjuurriieess aanndd ffaattaalliittiieess
 RReedduucceedd wwoorrkkeerrss’’ ccoommppeennssaattiioonn pprreemmiiuummss
 IInnccrreeaasseedd pprroodduuccttiivviittyy aanndd qquuaalliittyy
 FFeewweerr ddeellaayyss rreellaatteedd ttoo aacccciiddeennttss dduurriinngg
ccoonnssttrruuccttiioonn
 AAlllloowwss ffoorr ccoonnttiinnuueedd ffooccuuss oonn qquuaalliittyy
 DDeessiiggnneerr--ccoonnssttrruuccttoorr ccoollllaabboorraattiioonn

CChhaalllleennggeess//BBaarrrriieerrss ttoo DDffCCSS
 CChhaannggee iinn pprroojjeecctt tteeaamm mmiinnddsseett
 CCoollllaabboorraattiioonn
 UUppffrroonntt iinnvvoollvveemmeenntt ooff aallll
ssttaakkeehhoollddeerrss
 CCoonnttrraaccttiinngg::
 RReevviisseedd mmooddeell ccoonnttrraaccttss
 AAlltteerrnnaattiivvee ccoonnttrraaccttiinngg mmeetthhooddss
 AAvvaaiillaabbiilliittyy ooff vviissuuaalliizzaattiioonn aanndd
wwoorrkk ffllooww ttoooollss
 EEdduuccaattiioonn aanndd ttrraaiinniinngg::
 FFrroomm sseeppaarraattee ttoo iinntteeggrraatteedd

DDffCCSS RReesseeaarrcchh SSttuuddyy
 DDeessiiggnneerr wwiilllliinnggnneessss ttoo ddeessiiggnn ffoorr ssaaffeettyy
Response
# of
Respondent
s
% of
Respondent
s
Interested / Willing 7 37%
Neutral 9 47%
Not interested / Not willing 3 16%
(Source: Gambatese, Behm, and Hinze, 2005)

 BBaarrrriieerrss ttoo ddeessiiggnniinngg ffoorr ssaaffeettyy
Barrier # of Times
Mentioned
% of
Respondents
Interferes with the constructor’s means and methods 7 37%
Increased liability 5 26%
Designers have limited or no construction
experience 4 21%
Time constraints; “Have enough to deal with” 4 21%
No control over who gets the bid 4 21%

 PPrriioorriittyy ooff pprroojjeecctt ccrriitteerriiaa
1.5
2.1
2.7
3.8
4.2
5.7
6
5
4
3
2
1
0
Average
Rank*
Quality
Final
occupant
safety
Project cost
Project
schedule
Aesthetics
Construction
worker
safety
*Ranking:
1 = Highest priority
6 = Lowest priority
A smaller number represents
higher priority.

EExxppeecctteedd IImmppaaccttss:: ““TTrraajjeeccttoorriieess””
 IInnccrreeaasseedd pprreeffaabbrriiccaattiioonn
 IInnccrreeaasseedd uussee ooff lleessss hhaazzaarrddoouuss
mmaatteerriiaallss aanndd ssyysstteemmss
 IInnccrreeaasseedd ccoonnssttrruuccttiioonn eennggiinneeeerriinngg
 IInnccrreeaasseedd ssppaattiiaall iinnvveessttiiggaattiioonn
 IInnccrreeaasseedd ccoollllaabboorraattiioonn aanndd
iinntteeggrraattiioonn
(Source: Toole, T.M. and Gambatese, J.A., 2008. “The Trajectories of
Prevention through Design in Construction.” Journal of Safety Research, Special
issue on Prevention through Design, Elsevier and the National Safety Council,
39, 225-230).

IImmpplliiccaattiioonnss
 Designers need kknnoowwlleeddggee ooff ccoonnssttrruuccttiioonn ssaaffeettyy
aanndd ccoonnssttrruuccttiioonn pprroocceesssseess
 MMoorree ssaaffeettyy iinn aarrcchhiitteeccttuurraall aanndd eennggiinneeeerriinngg ccuurrrriiccuullaa
 EEnnggiinneeeerriinngg lliicceennssuurree rreeqquuiirreemmeennttss
 DDeessiiggnneerrss nneeeedd ttoo bbeeccoommee bbeetttteerr ggaatthheerreerrss aanndd
ccoommmmuunniiccaattoorrss ooff pprroojjeecctt ssaaffeettyy iinnffoorrmmaattiioonn
 FFoorr eexxaammppllee:: eexxiissttiinngg ssiittee uuttiilliittiieess,, aavvaaiillaabbiilliittyy ooff
pprreeffaabbrriiccaatteedd ccoommppoonneennttss,, lliikkeellyy mmeetthhooddss ttoo bbee uusseedd,,
wwoorrkkiinngg cclleeaarraanncceess..

IImmpplliiccaattiioonnss ffoorr EEdduuccaattiioonn ooff
DDeessiiggnn EEnnggiinneeeerrss
 SShhiifftt iinn mmiinnddsseett
 HHoolliissttiicc vviieeww
 EExxppoossuurree ttoo DDffCCSS ffuunnddaammeennttaallss
 TTrraaiinniinngg iinn ssyysstteemm--ssppeecciiffiicc DDffCCSS
ooppppoorrttuunniittiieess
 EEnnggiinneeeerriinngg ccoouurrssee--ssppeecciiffiicc DDffCCSS
mmoodduulleess

IImmpplliiccaattiioonnss ffoorr CCoonnttrraaccttiinngg
 NNeeww ccoonnttrraacctt tteerrmmss nneeeeddeedd
 DDeessiiggnn--bbiidd--bbuuiilldd pprroocceessss ttyyppiiccaallllyy hhiinnddeerrss
ccoollllaabboorraattiioonn dduurriinngg ddeessiiggnn
 IInntteeggrraatteedd PPrroojjeecctt DDeelliivveerryy ((IIPPDD)) mmeetthhooddss
bbeetttteerr ffaacciilliittaattee ccoollllaabboorraattiioonn

IImmpplliiccaattiioonnss ffoorr UUssee ooff
IInnffoorrmmaattiioonn TTeecchhnnoollooggyy
 IITT rreepprreesseennttss eeffffiicciieenntt mmeeaannss ffoorr pprroovviiddiinngg
ddeessiiggnneerrss wwiitthh iinnffoorrmmaattiioonn nneeeeddeedd ttoo
ppeerrffoorrmm DDffCCSS
 MMaannuuffaaccttuurreerrss mmuusstt mmaakkee DDffCCSS
iinnffoorrmmaattiioonn aavvaaiillaabbllee
 AAllll eennttiittiieess wwiillll nneeeedd IITT ttoo ffaacciilliittaattee
ccoommmmuunniiccaattiioonn,, ccoollllaabboorraattiioonn,, iinntteeggrraattiioonn

DDffCCSS RReessoouurrcceess
 CCoonnssttrruuccttiioonn IInndduussttrryy IInnssttiittuuttee ((CCIIII)) ddaattaabbaassee
wwwwww..ccoonnssttrruuccttiioonn--
iinnssttiittuuttee..oorrgg/ssccrriippttccoonntteenntt/mmoorree/rrrr110011__1111__mmoorree..ccffmm
 CCHHAAIIRR
wwwwww..wwoorrkkccoovveerr..nnssww..ggoovv..aauu/PPuubblliiccaattiioonnss/OOHHSS/SSaaffeettyyGGuuiidd
eess/cchhaaiirrssaaffeettyyiinnddeessiiggnnttooooll..hhttmm
 UUnniitteedd KKiinnggddoomm HHeeaalltthh && SSaaffeettyy EExxeeccuuttiivvee ddeessiiggnn
gguuiiddeess
wwwwww..hhssee..ggoovv..uukk/ccoonnssttrruuccttiioonn/ddeessiiggnneerrss/iinnddeexx..hhttmm
 DDeettaaiilliinngg GGuuiiddee ffoorr tthhee EEnnhhaanncceemmeenntt ooff EErreeccttiioonn
SSaaffeettyy ((NNIISSDD/SSEEAAAA))::
wwwwww..sseeaaaa..nneett/ssttoorree/pprroodduucctt__iinnffoo..hhttmm
 DDffCCSS wweebbssiittee:: wwwwww..ddeessiiggnnffoorrccoonnssttrruuccttiioonnssaaffeettyy..oorrgg

TThhaannkkss ffoorr LLiisstteenniinngg
 QQuueessttiioonnss?? CCoommmmeennttss??
 FFoorr mmoorree iinnffoorrmmaattiioonn::
 jjoohhnn..ggaammbbaatteessee@@oorreeggoonnssttaattee..eedduu

Designing for construction safety concepts and practice

More Related Content

What's hot (20)

Viewers also liked (11)

Similar to Designing for construction safety concepts and practice (20)

More from DocumentStory (20)

Designing for construction safety concepts and practice