楊道欣 楊大田 范良宜

(廣州高新工程顧問有限公司，廣東 廣州 510640)

0 引言

隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模越來越大，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的應(yīng)用范圍越來越廣泛。2017年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部出臺(tái)了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[1]。但是，施工工藝不合理、作業(yè)不規(guī)范等導(dǎo)致的管樁施工質(zhì)量問題時(shí)有發(fā)生，因此，如何開展科學(xué)有效的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量管理受到業(yè)界關(guān)注。

近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者在工程質(zhì)量管理、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量缺陷產(chǎn)生原因、管樁施工質(zhì)量控制、系統(tǒng)調(diào)整與發(fā)展分析方法(System Accommdation and Development，SAD)模型應(yīng)用等方面開展了大量研究和實(shí)踐。Elliott[2]認(rèn)為，人是工程質(zhì)量活動(dòng)的主體，對(duì)施工參與方人員進(jìn)行控制是工程質(zhì)量控制的重點(diǎn)。Arditi等[3]認(rèn)為，項(xiàng)目質(zhì)量管理貫穿項(xiàng)目管理全過程。Daniel等[4]認(rèn)為，質(zhì)量管理是施工過程管理的核心。Willar[5]認(rèn)為，提高施工單位自身管理水平是工程質(zhì)量管理的關(guān)鍵。Meijer等[6]指出，工程質(zhì)量控制的重點(diǎn)是作業(yè)人員的質(zhì)量行為。甘元初等[7]通過對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁質(zhì)量問題進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的防治措施。陳曉東[8]結(jié)合工程實(shí)例，研究了靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工過程中常見的質(zhì)量問題與管控措施。鄭曉偉等[9]分析了預(yù)應(yīng)力管樁施工中的質(zhì)量問題與質(zhì)量控制和管樁防護(hù)。陳文國[10]結(jié)合工程實(shí)例從5個(gè)方面分析了PHC管樁施工質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的原因，并提出了4個(gè)方面的應(yīng)對(duì)方案。周勁松[11]從沉樁終壓值、斜樁、樁體破損三個(gè)方面分析了靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工中存在的質(zhì)量問題及防治策略。何凱等[12]從人、機(jī)、料、法、環(huán)5個(gè)維度分析了混凝土強(qiáng)度不足的原因，并提出了基于SAD的施工質(zhì)量控制方法。宋俊杰等[13]應(yīng)用SAD-AHP組合模型研究了建設(shè)工程評(píng)標(biāo)指標(biāo)影響因素。于春紅[14]運(yùn)用SAD分析法，分析了農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)質(zhì)量管理措施。李中勝[15]研究了SAD模型在農(nóng)村小型水利工程中的應(yīng)用問題。劉舉進(jìn)[16]結(jié)合工程實(shí)例，應(yīng)用SAD模型對(duì)混凝土強(qiáng)度不足的問題進(jìn)行了量化分析研究。

綜上所述，雖然國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)施工質(zhì)量管理以及預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量缺陷產(chǎn)生原因及控制措施等方面開展了大量的研究，但是，有關(guān)SAD模型在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量控制方面的研究較少，特別是缺乏SAD-AHP-PDCA組合模型在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量控制領(lǐng)域的應(yīng)用研究?；诖耍疚囊許AD模型為核心，結(jié)合工程實(shí)例，研究預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量控制方法，以實(shí)現(xiàn)管樁工程質(zhì)量過程控制，為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁工程質(zhì)量精細(xì)化管理提供新的思路與方法。

1 SAD模型簡(jiǎn)介

1.1 基本理論

系統(tǒng)調(diào)整與發(fā)展分析方法(System Accommodation and Development，SAD)的基本原理是通過定量分析對(duì)影響總體目標(biāo)完成的各種因素加以整合并計(jì)算其影響程度，針對(duì)原有控制系統(tǒng)的控制措施進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，以強(qiáng)化管理效果，實(shí)現(xiàn)最終總體目標(biāo)。

SAD模型是將質(zhì)量問題的各影響因素按因果關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)形成的矢量方框圖，即方框B4、B5、B6到方框B1、B2、B3、B7、B8再到方框A三者之間的關(guān)系框圖，如圖1所示。在圖1中，無輸入線的方框(B4、B5、B6)表示“改善手段”，也稱為外因問題；雙實(shí)線方框(A)表示“最終總體目標(biāo)”；其他單線方框(B1、B2、B3、B7、B8)表示“中間目標(biāo)”，也稱為內(nèi)因問題。

圖1 SAD模型示意圖

從圖1可以看出，只有經(jīng)過多級(jí)“中間目標(biāo)”(方框B1、B2、B3、B7、B8)和“改善手段”(方框B4、B5、B6)才能到達(dá)“最終總體目標(biāo)”(方框A)。由此可知，改善手段需要通過兩級(jí)或多級(jí)中間目標(biāo)才能實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)。

1.2 應(yīng)用流程

SAD模型在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量控制中的應(yīng)用思路是：首先，通過對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工過程中質(zhì)量控制的PDCA循環(huán)檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題；其次，運(yùn)用魚骨圖分析影響質(zhì)量問題的各種因素[17]，并通過層次分析法(AHP)確定各影響因素權(quán)重；再次，構(gòu)建SAD模型，量化分析質(zhì)量問題各影響因素，并計(jì)算各因素影響程度；最后，制定相應(yīng)的整改措施，并將改進(jìn)措施應(yīng)用于下一輪的PDCA循環(huán)控制過程。具體步驟如下：

(1)針對(duì)PDCA閉環(huán)質(zhì)量控制過程中存在的質(zhì)量問題，圍繞人員、設(shè)備、材料、方法和環(huán)境五大因素(4M1E)，將質(zhì)量問題影響因素逐級(jí)分層，從小到大、從粗到細(xì)，初步篩選出主要的質(zhì)量問題影響因素，并繪制魚骨圖。

(2)梳理和分析各質(zhì)量問題影響因素及相互關(guān)系，基于AHP分析法建立階梯層次結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)建比較判斷矩陣，計(jì)算各質(zhì)量問題影響因素權(quán)重。

(3)根據(jù)因果關(guān)系構(gòu)建質(zhì)量問題SAD模型，并計(jì)算各因素的影響程度(對(duì)外因問題進(jìn)行加權(quán)求和，得到其影響程度)，明確改進(jìn)對(duì)象。SAD模型定量計(jì)算步驟如下：

1)設(shè)總體目標(biāo)為Y，Y≤1。設(shè)影響總體目標(biāo)的外因問題為X1，X2，…，Xn，且0≤X1，X2，…，Xn≤1。

2)Y和Xi(i=1，2，…，n)之間的關(guān)系用線性數(shù)學(xué)方程式表示，即

Y=A1X1+A2X2+…+AnXn

式中，A1，A2，…，An為各影響因素Xi對(duì)總體目標(biāo)影響程度的權(quán)重，0≤A1，A2，…，An≤1，且A1+A2+…+An=1。

(4)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，并按影響程度對(duì)各影響因素進(jìn)行排序，確定影響質(zhì)量問題的主要因素和次要因素。針對(duì)影響質(zhì)量問題的主要因素制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，并將改進(jìn)措施應(yīng)用于下一輪的PDCA閉環(huán)控制過程。

2 案例分析

2.1 項(xiàng)目概況

天隆·三千海桃花島一期項(xiàng)目(1、2、3、4棟住宅樓及地下室)位于廣西北海市銀海區(qū)美景路88號(hào)，總建筑面積約9.4萬m2。其中，地下一層高度為5.3m，建筑面積約1.4萬m2；地上4棟33層住宅，首層架空層高為5.3m，2～33層層高為2.95m，總高度為99.55m，建筑面積約7.5萬m2。建筑抗震設(shè)防烈度為6度，耐火等級(jí)為一級(jí)，屋面防水等級(jí)為一級(jí)。結(jié)構(gòu)類型為框架、剪力墻結(jié)構(gòu)，塔樓外為天然地基筏板基礎(chǔ)，塔樓內(nèi)采用PHC管樁基礎(chǔ)(靜壓預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土Φ500mm×125mm(AB型)管樁)。該項(xiàng)目于2018年6月1日開工建設(shè)，2020年12月25日竣工驗(yàn)收。

該項(xiàng)目屬于創(chuàng)優(yōu)工程，樁基工程施工工期緊、質(zhì)量要求高，保證樁基工程施工質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)的關(guān)鍵所在。

2.2 樁基施工概況

按照樁基施工程序，施工前進(jìn)行了試樁，確定了壓樁標(biāo)準(zhǔn)。在施工過程中，通過PDCA質(zhì)量控制例行檢查發(fā)現(xiàn)了一些質(zhì)量問題，如管樁出現(xiàn)孔洞及表面裂紋、管壁厚度不夠等。經(jīng)過工程現(xiàn)場(chǎng)處理，順利完成了樁基施工。通過樁基檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在198根動(dòng)測(cè)樁中，Ⅰ類樁為195根，Ⅱ類樁為3根。在管樁施工過程中采取了基于PDCA質(zhì)量閉環(huán)管控措施，保證了管樁施工質(zhì)量，取得了良好的控制效果。

2.3 質(zhì)量影響因素分析

限于篇幅，本文僅對(duì)管樁沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量問題進(jìn)行分析，確定質(zhì)量影響因素，繪制魚骨圖，如圖2所示。

2.4 確定質(zhì)量影響因素權(quán)重

運(yùn)用AHP分析法對(duì)該質(zhì)量問題進(jìn)行多因素決策分析，建立層次結(jié)構(gòu)模型，計(jì)算各影響因素權(quán)重。首先，邀請(qǐng)來自項(xiàng)目施工和監(jiān)理等單位的10名具有高級(jí)工程師職稱的技術(shù)專家依據(jù)項(xiàng)目工程特點(diǎn)及巖土勘察報(bào)告等資料，基于SAD-AHP模型，按照1～9標(biāo)度法對(duì)比較判斷矩陣進(jìn)行賦值，并將賦值的平均值作為最終數(shù)據(jù)輸入MATLAB軟件進(jìn)行計(jì)算，得到各影響因素權(quán)重。

圖2 沉樁質(zhì)量問題影響因素魚骨圖

2.5 基于SAD模型的質(zhì)量控制分析

2.5.1 構(gòu)建SAD模型

為了確定管樁沉樁質(zhì)量問題的主要影響因素和次要影響因素，以更好地優(yōu)化項(xiàng)目資源，提高管樁施工質(zhì)量控制水平，根據(jù)管樁沉樁質(zhì)量問題因果分析結(jié)果，建立SAD模型(圖3)。圖3中數(shù)據(jù)為各影響因素權(quán)重。

2.5.2 計(jì)算各因素影響度

假設(shè)管樁沉樁質(zhì)量Y=1，造成管樁沉樁質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的外因?yàn)閄i(i=1，2，…，19)，按SAD模型計(jì)算步驟及方法，得到各影響因素的權(quán)重，結(jié)果如下：

δx1=0.405×0.374+1.000×0.164×0.272×0.177+1.000×0.418×0.372×0.177+1.000×0.328×0.372×0.177+1.000×0.200×0.372×0.177+1.000×0.163×0.079=0.24，同理可得：δx2=0.24，δx3=0.06，δx4=0.02，δx5=0.01，δx6=0.07，δx7=0.02，δx8=0.02，δx9=0.03，δx10=0.04，δx11=0.09，δx12=0.02，δx13=0.03，δx14=0.03，δx15=0.01，δx16=0.03，δx17=0.01，δx18=0.01，δx19=0.02。

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，繪制沉樁質(zhì)量問題影響因素權(quán)重分布圖，如圖4所示。

圖3 管樁沉樁質(zhì)量問題SAD模型圖

圖4 沉樁質(zhì)量問題影響因素權(quán)重分布圖

2.5.3 結(jié)果分析與對(duì)策

從圖4可知，人員、設(shè)備、材料、方法和環(huán)境五大因素(4M1E)影響權(quán)重分別為：“人員”因素影響權(quán)重0.64(0.24+0.24+0.06+0.02+0.01+0.07=0.64)；“設(shè)備”因素影響權(quán)重0.11(0.02+0.02+0.03+0.04=0.11)；“材料”因素影響權(quán)重0.09；“方法”因素影響權(quán)重0.09(0.02+0.03+0.03+0.01=0.09)；“環(huán)境”因素影響權(quán)重0.07(0.03+0.01+0.01+0.02=0.07)。因此，在管樁沉樁質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的五大影響因素中，影響最大的因素是“人員”，高達(dá)64%；排名第2的是“設(shè)備”；排名第3的是 “材料”和“方法”；影響最小的是“環(huán)境”。

在管樁沉樁質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的各影響因素中：排在第1位的是“施工人員缺乏責(zé)任心”和“管理人員管理不到位”，其影響度均為24%；排在第2位的是“管樁強(qiáng)度不符合要求”，影響度為9%；排在第3位的是“技術(shù)交底不明確”，影響度為7%；排在第4位的是“施工人員操作經(jīng)驗(yàn)不足”，影響度為6%；排在第5位的是“設(shè)備故障”，影響度為4%；排在第6位的是“未配置應(yīng)急電源”“接樁質(zhì)量不良”“施工方案不合理”“雨季、臺(tái)風(fēng)天氣施工”，影響度均為3%；排名第7位的是“施工人員不聽從專業(yè)指揮”“設(shè)備老舊，保養(yǎng)不當(dāng)影響正常使用”“未對(duì)壓樁設(shè)備進(jìn)行性能檢查”“沉樁順序不當(dāng)”“管樁持力層發(fā)生變化”5個(gè)因素，影響度均為2%；其他因素(施工人員流動(dòng)性大、未按作業(yè)指導(dǎo)書施工、地下有障礙物、有厚度較大的硬夾層)影響度最低，均為1%。

綜上所述，“管樁沉樁質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求”這一質(zhì)量問題主要影響因素是“人員”。為提高預(yù)應(yīng)力混凝土管樁工程施工質(zhì)量，應(yīng)針對(duì)“施工人員缺乏責(zé)任心”“管理人員管理不到位”“施工人員操作經(jīng)驗(yàn)不足”“技術(shù)交底不明確”等因素采取以下措施：①貫徹落實(shí)質(zhì)量責(zé)任制，強(qiáng)化作業(yè)人員教育；②建立施工動(dòng)態(tài)協(xié)同管理機(jī)制，強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)協(xié)同管理；③增強(qiáng)學(xué)習(xí)意識(shí)，積累管理經(jīng)驗(yàn)，實(shí)施創(chuàng)新管理；④強(qiáng)化施工隊(duì)伍的專業(yè)技術(shù)和施工規(guī)范、施工工藝標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)和考核；⑤細(xì)化技術(shù)交底內(nèi)容，嚴(yán)格執(zhí)行將交底內(nèi)容落實(shí)到施工過程中等有針對(duì)性的措施。

3 結(jié)語

本文基于SAD模型，將決策分析方法(AHP)與PDCA質(zhì)量閉環(huán)管理方法相結(jié)合，應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量控制研究，拓寬了SAD-AHP-PDCA組合模型理論工程應(yīng)用領(lǐng)域，豐富了樁基工程施工質(zhì)量控制理論體系，提供了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁工程質(zhì)量過程管理與精細(xì)化管控的新思路，優(yōu)化了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工質(zhì)量控制措施，提升了管樁工程施工質(zhì)量管理效能。