应用“质量功能展开”对混凝土施工质量的可控性和可靠性进行

0引言
　　“质量功能展开”(QuatityFunctionDeployment),上世纪70年代产生于日本，简称QFD。是一种利用矩阵,将产品各项经济技术指标对产品质量的影响进行量化分析；从而将市场对产品的质量需求，转化为相关的技术要求和管理要求的方法。目前在日本、美国被用于新产品的开发。我国航空工业界在上世纪80年代中期引进，后逐步在汽车、电子、机械等行业应用，均取得一定的应用成果。目前还没有检索到应用于建筑行业的先例。
　　本文参照这种质量工具在国内外其他行业的应用实例，借用其展开方法和计算规则，尝试对建筑施工中质量波动较大的混凝土分项工程的施工过程进行“质量功能展开”。采用“质量屋”的形式，通过一系列矩阵表，量化分析混凝土的质量要求与采取不同的工程措施的质量保证率。为在特定条件下,采用自密实混凝土施工工艺提供决策依据。
　　1工程限定条件
　　北京某工程（建筑面积40万m2）南端的A座写字楼地下结构（共五层，基底标高－26m）建筑面积28159.82m2，型钢混凝土结构。型钢柱方型，最大截面为900×1300mm。型钢梁为工字形截面（图2）。中圈柱（筒）连通为1300～1460mm厚墙。其工程特点：
　　1.1型钢方柱柱外侧100mm厚混凝土中：纵筋Ф40；箍筋Ф25，间距100mm。梁、柱；墙、柱等交接部位钢筋密集，振捣棒插下不去。
　　
　　图1型钢柱柱脚投影图2型钢梁剖面
　　
　　图31-1剖面型钢柱柱脚投影
　　1.2地下五层钢柱柱脚钢板与混凝土基础底板之间，只有50mm厚的空隙，设计要求该空隙从柱内后浇混凝土灌实。（图1、图3）。
　　1.3钢柱下部，距楼层标高300mm处，预留直径105mm的圆孔。设计要求钢柱内部的混凝土，从柱子外侧沿预留孔向柱内持续浇注。
　　1.4层高在4.1m～5.2m之间。型钢柱外侧间隙小，柱、梁结点钢筋密，墙体密布梅花形拉结筋。无法实施串筒作业。
　　1.5地下五层部分墙体厚达1.46m。
　　1.6距此工程西侧不足30m,是一栋14层住宅楼。有扰民问题。
　　1.7为配合甲方招商要求，现场在一个月时间完成了全部地下五层结构的施工。为此，施工现场曾形成了钢结构安装、钢筋模板施工、混凝土浇筑，三层施工面立体交叉作业的非常规施工情况。在这种局面下，如何保证混凝土的施工质量？
　　2、模型建立与数据分析
　　2.1影响混凝土成型质量的主要因素
　　在施工现场，影响混凝土成型质量的因素，我们认为主要有以下几个方面：
　　（1）混凝土制备
　　（2）模板系统
　　（3）施工环境条件
　　（4）现场入模混凝土浇筑顺序
　　（5）振捣作用与施工人员的操作水平
　　（6）施工成本
　　以上因素，对于不同的施工项目，其重要程度是不同的。本示例所确定的因素重要程度（权重），是按照本特定工程各种限定条件所制定的。通过质量功能展开分析矩阵，综合考评各自在两种不同的混凝土施工工艺中，对混凝土施工质量影响程度。
　　2.2混凝土施工常见质量问题：
　　（1）属于混凝土内部结构的施工质量；混凝土结构实体强度等级必须符合设计要求；浇筑质量—整体性好，无冷缝；振捣密实—混凝土烂根、蜂窝、狗洞、钢筋外露等外观缺陷；
　　（2）属于混凝土脱模后的观感质量：混凝土表面开裂、气泡、色差、阳角脱落残缺不全；等。
　　2.3因素重要程度（权重）的确定:
　　重要度权重系数是根据混凝土施工常见质量问题对混凝土施工质量所产生的影响所确定。施工工艺质量保证水平权数是根据工艺可靠性的经验和施工工艺中所存在的施工风险所确定。工程改进措施影响程度中的预计改进效果系数，是根据工艺改进后施工质量的可控性和可靠性所作的综合评定构成。
　　3、绘制的“质量屋”进行质量功能展开
　　3.1“质量屋”——采用自密实混凝土与普通混凝土的对比
　　
　　3.2质量屋的结构要素及影响因素权重系数的确定：
　　（1）屋顶影响因素相关矩阵（表达对混凝土质量有影响的诸因素相互之间的关系，用于进行专项控制的分析）
　　
　　（2）天花板影响因素（对混凝土质量有影响的诸因素）
　　（3）左墙规范标准及品质要求（对混凝土分项工程）
　　（4）房间关系矩阵（各影响因素对应规范标准及品质要求的关系度等级，本表采用了1、3、5、7、9五个关系等级权数：
　　1、该交点所对应的技术措施对规范标准及品质要求有微弱的影响：
　　3、该交点所对应的技术措施对规范标准及品质要求有一定的影响：
　　5、该交点所对应的技术措施对规范标准及品质要求有比较密切的关系：
　　7、该交点所对应的技术措施对规范标准及品质要求有密切的关系：
　　9、该交点所对应的技术措施对规范标准及品质要求有非常密切的关系：）
　　(5)右墙工艺比较（工艺与相对应的规范标准及品质要求的保证水平，采用1、2、3、4、5五个等级，来反映正常施工状态下的保证水平：
　　1、该交点所对应的施工工艺对规范标准及品质要求有重要缺陷（需另作结构补强或其他处理）：
　　2、该交点所对应的施工工艺对规范标准及品质要求有缺陷（经修补可达到合格水平）：
　　3、该交点所对应的施工工艺对规范标准及品质要求可达到合格：
　　4、该交点所对应的施工工艺对规范标准及品质要求可达到优良水平：
　　5、该交点所对应的施工工艺对规范标准及品质要求可达到行业领先水平：）
　　(6)地板对混凝土质量有影响的诸因素的工程控制措施
　　(7)地下室质量保证率
　　(8)重要度K1（该项规范标准及品质要求对分项工程质量的重要程度，本表取1、2、3、4、5五个等级
　　1、不影响分项工程质量实质性质量的要求；
　　2、对分项工程质量实质性质量的影响较小；
　　3、对分项工程质量实质性质量的影响较大；
　　4、重要的、影响结构耐久性及使用功能的性能要求；
　　5、基本的、涉及结构安全的、特别重要的要求；）
　　(9)工程改进措施影响程度hi（影响因素的工程控制措施关系等级权数与各项规范标准及品质要求重要度K1乘积的代数和）
　　(10)质量改进项目及预计改进效果系数（对应于⑤）
　　质量保证率Ti＝hi×预计改进效果系数／5hj
　　3.3.质量因素分析结论：
　　应用质量屋进行质量功能展开，及各项指数计算，找出了质量潜在隐患和显著的影响因素（混凝土配合比设计和混凝土浇筑顺序），估计后果的危害程度，并确定主要控制因素：混凝土配合比设计、混凝土浇筑顺序、施工人员操作水平，确定了较高水平的控制指标。通过对使用普通混凝土（质量保证水平0.4）和自密实混凝土（质量保证水平0.84）的评价，容易确认使用自密实混凝土浇注工艺的必要性。
　　4、应用体会
　　本文所尝试采用的“质量功能展开”，是以一个特定工程限制条件为例所进行的。对自密实混凝土施工质量的可控性和可靠性所进行的分析，求出的采用普通混凝土与自密实混凝土各自的质量保证水平，以及所采取的工程措施对混凝土质量影响的显著程度，都是在此工程限定条件下所作出的。也就是说各项权重系数的确定，与工程具体情况密切相关，绝对不是固定不变的值。本文的分析结论不具有一般的普遍意义，更不是说明自密实混凝土性能就必然优于普通混凝土。我们所做的尝试，只是证明“质量功能展开”作为质量分析工具，可以用于定量评价施工方法的质量可控性和可靠性，并将其用于确定关键的控制项目。
　　参考文献：
　　[1]ISO9000标准统计技术应用指导丛书八：
　　[2]肖诗唐、王毓芳主编《领导层对统计技术应用的筹划》P96～P106中国计量出版社