Abstract Based on the method of system engineering and con t ro l theo ry, analysis of con t ro l p rincip le and con st ituen t of con t ro l system is made of con st ruct ion quality p rob lem of foundation engineering.The precon t ro lmodel is p ropo sed fo r quality con t ro l and managemen t, and it’s p rincip le and con ten t are discussed.
建筑基础工程勘察、施工质量的低下, 势必影响到整个建筑工程的质量状况, 严重时还会造成建筑物的倒塌事故, 造成重大的人员伤亡和经济损失〔1〕,因此必须加强对基础工程质量的控制与管理。工程质量控制是一项复杂的系统工程, 传统的以工程规范检验为主的“后验”式质量控制管理模式, 很难适应现代工程施工的复杂性与动态性。笔者应用系统工程和控制论方法, 分析建筑基础工程勘察、施工质量事故控制系统的构成, 并提出“预控”式质量控制与管理模式及其实施方法。
1 基础工程施工质量控制系统
1.1 质量、安全与生产的关系
质量、安全与生产(施工) 构成三位一体的关系〔2〕。质量管理、安全管理和生产管理构成了“工产品”形成过程中重要的管理体系, 内容上三者有很多相互包容的成分, 在管理方法上它们有很多共通性。例如, 在ISO 9000 规定的质量体系中, 有不少包含或涉及安全的问题; ISO 9004 要求, 为了提高产品的安全性, 减少质量责任, 应识别和重视产品质量的安全问题, 力求使质量责任风险降到最低程度, 减少质量责任事故。因此, 基础工程质量的控制管理, 应同安全管理与施工管理紧密结合起来, 才可能取得良好的控制效果。
1.2 施工质量的构成与影响因素
基础工程的质量包括设计质量、施工质量和检验质量, 工程实施的各个阶段和环节都对工程质量发生影响和作用, 但工程的施工质量是一个重要环节。影响施工质量的因素有偶然性因素和异常性因素, 前者是指由于随机性因素造成材料、材质、施工等微小差别而产生的质量波动, 但在正常情况下这种波动影响不大, 在各工序的控制之中。后者是指那些凭借一定手段或经验完全可以发现与消除的因素。如原材料材质不合格, 尺寸超过允许偏差, 施工工艺编制不合理, 操作者不按技术规程或施工程序施工, 作业环境不符合工艺要求, 施工设备、检测器具不符合规范要求等, 都是影响工程质量的异常性因素。异常性因素对工程质量的影响比较大, 对工程质量的稳定性有明显干扰。因此必须正确地认识、分析它们, 并制定措施实施人为控制, 消除这些因素。异常性因素的构成很复杂, 可概括为以下5 个方面
(1) 人的因素 人的技术能力、技术水平发挥程度, 思想水平、情绪和心理状态、行为特征, 执行操作规程的认真程度, 对技术要求、质量标准的理解、掌握程度, 人身体的疲劳程度等都属于人的因素。
(2) 材料、构件、配件的因素 原材料、构件及配件的质量指标是否符合规定, 材料验收、入库保管、发放、现场管理及材料存储日期是否超过规定要求,材料的加工、处理是否达到技术标准和设计要求等。
(3) 施工机具的因素 施工机具的性能是否达到使用说明书和证明书的要求、使用性能的稳定程度、操作使用的难易程度等。
(4) 施工工艺的因素 施工工艺措施的制定是否合理和符合实际情况, 施工手段和机具的选用是否适用, 质检方法的确定、工序搭接的要求、异常情况的预防以及采取的对策是否得当等。
(5) 工作环境的因素 主要指操作环境的自然条件, 如温度、湿度、风速等是否满足工作要求, 操作环境是否有利, 有无环境障碍, 对操作者精神状态有无影响, 有无强光、震动、气味、噪音等, 是否便于检查和监督等。
1.3 质量事故控制系统的构成
由上述可知, 控制基础工程质量, 防止质量事故的发生, 是一项复杂的系统工程, 须综合考虑各方面因素的作用。将基础工程施工视为一个系统, 根据系统工程与控制论的理论, 结合上述分析, 笔者提出的基础工程施工质量控制系统如图1 所示。
图1 质量事故控制系统
图1 所示的质量事故控制系统, 由前馈控制和反馈控制两个系统构成。前馈控制是对输入系统的控制, 它由检测、异常性因素分析、异常程度评定、质量缺陷与隐患信息、整改技术措施方案、决策、调解和执行机构组成。在实际工程施工中, 它主要负责对输入能源、物料、添置的新设备、新设计、新来工作人员等异常性因素的监控与管理。反馈控制是根据工程施工系统的结构状态信息及输出信息来控制工程施工系统, 它通过检测、系统质量隐患辨识、质量事故分析、工程质量缺陷评定来确定系统的质量缺陷与隐患信息, 经过技术经济分析提出整改方案、措施, 通过管理部门决策, 最后由质量整改执行机构实施对工程施工系统的控制。控制系统中的检测, 是指获取各种异常因素信息、施工系统结构状态信息及各种质量管理信息的过程。
与物理检测不同的是, 质量、安全管理中的许多信息检测, 需要管理人员按一定的方法(如质量、安全检查) 进行主动检测, 主要依靠人来完成, 获取的信息受人为主观因素干扰较大。为了提高控制管理的效率, 系统质量隐患辨识、质量事故分析、工程质量缺陷评定等, 可采用计算机进行数据的分析、处理工作。尤其是决策部分可用计算机进行辅助决策, 进行控制方案的分析、设计, 但最终还是靠人来决策是否实行控制及所采用的控制方案。
2“预控”式质量管理模式
2.1 “预控”式管理原则
由于质量事故的不可逆性, 且损失严重, 因此质量事故管理应以“预防为主”。据此, 在由图1 所示的控制系统确定质量管理模式时, 应首选前馈控制, 即图1 中的输入系统控制, 这样才能使异常性因素在输入系统前就受到控制, 保证具有高质量的输入系统, 从本质上保证工程施工质量。其次, 图1 中的反馈控制分为两种情况, 一是系统结构状态信息反馈,二是输出端信息反馈。前者是对施工过程中反映出来的质量缺陷隐患实施控制, 后者则是根据“工程成品”的质量事故信息进行反馈控制。“预控”式管理应采用前一种反馈控制。所以“预控”式管理模式的控制原则是建立在输入系统的前馈控制和施工系统结构状态信息的反馈控制。
2.2“预控”式管理模式的内容
2.2.1 异常、潜在缺陷辨识
其任务是利用科学手段, 对系统中异常性因素和潜在质量缺陷的性质、构成要素、危害程度及发生的可能性进行周密的调查研究, 在进行定性、定量判断的基础上, 提出整改措施。具体操作如下。
(1) 对基础工程的施工工艺、生产组织和管理、人员素质、材料材质、设备故障、质量缺陷和伤亡事故情况进行全面的调查、分析, 收集、整理有关质量缺陷、伤亡事故、设备故障等方面的数据和资料。
(2) 开展异常、缺陷预知活动, 根据第一步掌握的数据和资料, 进行初步辨识, 然后在施工现场以班组为单位开展异常、缺陷预知活动, 组织工人、技术人员、质量监理员、安全管理员、材料员等, 从材料、操作行为、设备、工艺、环境因素、管理状态等进行辨识分析, 归纳出主要质量故障(缺陷) 和异常的因素。
(3) 故障模式、影响和组成因素分析。
(4) 故障危害程度和发生条件分析, 对工程施工系统潜在缺陷和异常因素全面了解后, 再根据工程施工系统的设备、工艺故障、质量缺陷和伤亡事故情况, 对故障危害程度及发生条件进行定性、定量分析, 给出故障等级和发生条件。
最后填写故障模式分析表。以套管成孔灌注桩施工为例, 其质量故障模式分析表如表1 所示。表中只列出了部分常见的质量故障模式, 在不同的工程施工中, 具体故障模式及异常因素也不同, 故应全面分析确定。
2.2.2 质量隐患管理
事故的发生都具有因果性, 事故来源于隐患, 隐
表1 灌注桩质量故障(缺陷) 模式分析表
患先于事故。通过辨识技术查明各种质
