預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁施工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理研究

劉緒明

0 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁目前在鐵路、公路、房屋建筑工程中得到普遍采用，跨徑從20 m，25 m，30 m，發(fā)展到目前50 m，70 m，75 m超大跨徑，其對(duì)生產(chǎn)工藝要求越來越嚴(yán)格，隨著跨徑的增大，施工工藝要求的提高，影響其質(zhì)量的因素也越來越多。

本人從大量箱梁生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)認(rèn)為:

1)預(yù)應(yīng)力箱梁設(shè)計(jì)模型及其參數(shù)的選擇有待進(jìn)一步研究與規(guī)范。2)預(yù)應(yīng)力箱梁生產(chǎn)工藝復(fù)雜且多，生產(chǎn)規(guī)范要求還有很多需要研究完善的地方，比如，混凝土外摻劑對(duì)混凝土后期強(qiáng)度的影響，以及對(duì)鋼絞線材的影響及混凝土內(nèi)應(yīng)力的建立影響研究還不夠;特殊生產(chǎn)工藝，如蒸汽養(yǎng)生工藝對(duì)混凝土強(qiáng)度的成長及內(nèi)應(yīng)力的建立影響程度研究還不充分，現(xiàn)場操作隨意性大，影響程度，即由此帶來的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)不清。3)任何風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的，不存在放之四海而皆準(zhǔn)的長時(shí)間不變的模型。

為此，本人認(rèn)為有必要對(duì)預(yù)應(yīng)力箱梁整個(gè)生產(chǎn)過程，以及其他相關(guān)生產(chǎn)投入因素中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素加以一一識(shí)別，引入風(fēng)險(xiǎn)分析模糊理論及其他成熟的方法，對(duì)所有因素的風(fēng)險(xiǎn)大小進(jìn)行定量研究，并建立適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)及時(shí)預(yù)測模型。

1 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

從各參建方及生產(chǎn)工序先后順序加以識(shí)別，具體如下。

1.1 業(yè)主方(投資方)

1)違反法律法規(guī)，確定不恰當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)勘探、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理承包人，違規(guī)進(jìn)行指定分包，過分壓低中標(biāo)價(jià)，致使劣質(zhì)承包人無原則降低標(biāo)準(zhǔn)，降低安全系數(shù);2)違反建設(shè)基本程序，邊設(shè)計(jì)邊施工，引發(fā)設(shè)計(jì)方案前后矛盾;建設(shè)資金鏈問題嚴(yán)重，致使資金短缺，資金運(yùn)轉(zhuǎn)困難，難以穩(wěn)定施工隊(duì)伍，質(zhì)量波動(dòng)嚴(yán)重;3)不當(dāng)介入施工過程，管理混亂，違規(guī)供材;4)可行性研究不充分不科學(xué)，投資與建設(shè)規(guī)模不協(xié)調(diào)，致使過分壓低技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與承包人中標(biāo)價(jià)格。

1.2 設(shè)計(jì)方

1)設(shè)計(jì)模型及參數(shù)選擇不當(dāng);2)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤;3)設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工條件結(jié)合不夠，致使設(shè)計(jì)意圖在當(dāng)前情況與條件下難以實(shí)現(xiàn)。

1.3 施工承包方

1)施工前期組織及工作。項(xiàng)目經(jīng)理不稱職，質(zhì)量意識(shí)差;項(xiàng)目部人員未按投標(biāo)書承諾的按時(shí)進(jìn)駐現(xiàn)場，人員素質(zhì)與人員數(shù)量明顯降低;非法層層分包或轉(zhuǎn)包，施工技術(shù)低下、施工組織混亂，致使施工質(zhì)量保證體系無法正常運(yùn)作;施工單位周轉(zhuǎn)資金不足，致使施工隊(duì)伍變換頻繁，施工質(zhì)量不穩(wěn)定;現(xiàn)場施工技術(shù)管理人員、施工工人隊(duì)伍不穩(wěn)定致使工序質(zhì)量偏差較大，梁體混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定性差、內(nèi)應(yīng)力建立與設(shè)計(jì)要求相比偏差較大;預(yù)制場投入的龍門吊未按投標(biāo)書承諾的標(biāo)準(zhǔn)投入，未按規(guī)定對(duì)進(jìn)場設(shè)備進(jìn)行技術(shù)鑒定，致使龍門吊等設(shè)備使用性能較差，混凝土施工被迫中斷，梁板混凝土出現(xiàn)冷縫;混凝土拌和設(shè)備未按規(guī)定進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定，混凝土配合比控制出現(xiàn)偏差，致使混凝土強(qiáng)度不穩(wěn)定;預(yù)制梁使用的砂石材料、鋼材鋼絞線、水泥等主要材料供應(yīng)場地考察不夠，致使施工過程中材料供應(yīng)脫節(jié)，或材料質(zhì)量不穩(wěn)定;未按投標(biāo)承諾配備現(xiàn)場試驗(yàn)檢測設(shè)備、混凝土養(yǎng)生室，未按規(guī)定對(duì)試驗(yàn)檢測設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，致使檢測試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠度下降，或不可信;預(yù)制場平面布置不合理，存梁場地面積與預(yù)制臺(tái)、橋梁下構(gòu)數(shù)量不配套、不協(xié)調(diào)，致使預(yù)制箱梁存放疊層超過三層，梁體存放支撐點(diǎn)與支座位置有偏差，梁體受力狀態(tài)與設(shè)計(jì)要求發(fā)生改變而開裂或扭傷;超期存放梁體，起拱度值加大，致使橋面鋪裝層厚度不足，降低使用壽命;鋼筋、鋼絞線未進(jìn)棚，未墊高，露天銹蝕嚴(yán)重，致使鋼筋、鋼絞線受力性能降低;砂石材料未進(jìn)棚堆放，含水量波動(dòng)性較大，致使混凝土配合比難以控制，影響混凝土強(qiáng)度及整個(gè)梁體強(qiáng)度的均勻性;水泥未進(jìn)棚墊高堆放，或存放時(shí)間過期，強(qiáng)度下降或結(jié)塊，致使梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;箱梁模板方案不合理，加大混凝土澆筑難度，致使出現(xiàn)空洞、露筋;芯模方案不合理，致使拆模難度較大，從而導(dǎo)致箱梁芯腔混凝土在脫模時(shí)受損嚴(yán)重;混凝土配合比設(shè)計(jì)不合理，流動(dòng)性差，工作難度大，致使梁體空洞、露筋質(zhì)量問題出現(xiàn);鋼絞線理論伸長值計(jì)算參數(shù)、模型選擇不當(dāng)，致使張拉應(yīng)力不能按設(shè)計(jì)要求充分建立;混凝土、張拉孔道壓漿用水泥漿外摻劑選擇不當(dāng)，影響混凝土收縮徐變量，或是對(duì)鋼筋與鋼絞線的腐蝕，影響梁體應(yīng)力的有效建立與耐久性;混凝土振搗工藝組合方案設(shè)計(jì)不當(dāng)，或是振搗設(shè)備選擇不當(dāng)，特別是附著式振搗功率過大或過小，影響混凝土密實(shí)程度，致使梁體混凝土強(qiáng)度分布不均，或達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;梁體預(yù)制張拉底座反拱設(shè)計(jì)不合理，或是不足，或是太大，致使張拉后起拱太大，影響橋面鋪裝層厚度，或是張拉后梁體呈明顯的下?lián)隙龋档驼麄€(gè)橋梁使用壽命。

2)施工工序。鋼筋焊接質(zhì)量未達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求，特別是底板受力主筋，致使梁體承載能力降低;鋼筋、鋼絞線位置未按設(shè)計(jì)要求安裝，致使梁體內(nèi)力分布與設(shè)計(jì)驗(yàn)算相比變化較大，影響梁體承載能力;預(yù)應(yīng)力成型孔道波紋管穿孔、漏漿，致使張拉鋼絞線無法正常通過，或是加大鋼絞線與張拉孔道摩阻系數(shù)，降低梁體內(nèi)有效應(yīng)力;張拉錨墊板安裝未與鋼絞線垂直，致使張拉應(yīng)力不能有效建立;張拉錨墊板后加強(qiáng)鋼筋未按設(shè)計(jì)要求安裝，致使張拉時(shí)錨墊板處混凝土開裂，梁體應(yīng)力無法建立;混凝土每日開盤攪拌前，或是發(fā)現(xiàn)混凝土原材料含水量變化較大時(shí)，未及時(shí)進(jìn)行混凝土施工配合比調(diào)整，致使混凝土強(qiáng)度得不到保證;混凝土攪拌配料不嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行，加水計(jì)量設(shè)備損壞或靈敏度降低，致使混凝土強(qiáng)度降低，或是混凝土和易性降低，影響梁體混凝土強(qiáng)度和密實(shí)性;混凝土箱梁澆筑時(shí)間超過混凝土初凝時(shí)間，高頻振動(dòng)器振動(dòng)致使已初凝或終凝混凝土開裂或受損;張拉孔內(nèi)芯棒在混凝土凝結(jié)過程中未來回抽動(dòng)，致使PVC芯棒無法抽出，或折斷在張拉孔內(nèi)，使鋼絞線穿孔及張拉無法進(jìn)行，梁體應(yīng)力無法建立;摻入緩凝劑的混凝土，因緩凝劑失效，或摻量不足，致使混凝土早于整塊箱梁澆筑完成后初終凝，因使用高頻振動(dòng)器而振裂已初終凝的混凝土;頂板鋼筋安裝位置不準(zhǔn)確，致使后連續(xù)鋼筋無法連接，導(dǎo)致后連續(xù)部位承載能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;防止芯模上浮措施不力，芯模上浮，頂板厚度變薄，減少頂板受力截面;拆模動(dòng)作野蠻，箱梁芯腔及端部損壞嚴(yán)重，致使梁體腹板受力截面減少;插入式振搗不到位，或是組合振搗工藝要求未能摸索清楚，致使梁體，特別是張拉墊板后，以及腹板與底板結(jié)合部位出現(xiàn)空洞、露筋;梁體養(yǎng)生措施不力，或無效，致使梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;張拉設(shè)備老化，或是超過一個(gè)標(biāo)定周期超期服務(wù)，致使張拉油壓表讀數(shù)與張拉力不對(duì)應(yīng)，梁體內(nèi)應(yīng)力不能按設(shè)計(jì)要求建立，影響梁體使用壽命;張拉工人操作技術(shù)不熟練，操作失誤引起張拉應(yīng)力未按設(shè)計(jì)要求建立;張拉設(shè)備張拉時(shí)出現(xiàn)故障，致使張拉中斷，或單端張拉，梁體內(nèi)應(yīng)力因孔道摩擦損失嚴(yán)重，應(yīng)力不能按設(shè)計(jì)要求建立;張拉錨夾具不合格，張拉后咬合力不夠，張拉后應(yīng)力損失嚴(yán)重，減少梁體使用壽命;張拉后未按規(guī)范要求及時(shí)對(duì)張拉孔道壓漿，以及錨端封錨，致使錨具及鋼絞線銹蝕嚴(yán)重，影響梁體使用壽命;梁體混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度進(jìn)行張拉，致使張拉后梁體內(nèi)應(yīng)力損失嚴(yán)重，減少梁體使用壽命;梁體端部、翼緣板后連續(xù)部位鑿毛不夠，影響后連續(xù)新老混凝土結(jié)合強(qiáng)度，降低這些部位承載能力。

1.4 監(jiān)理方面

監(jiān)理工程師職業(yè)道德差，對(duì)施工質(zhì)量無原則“放行”;監(jiān)理人員技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)差，發(fā)出錯(cuò)誤指令;監(jiān)理業(yè)務(wù)層層分包，監(jiān)理設(shè)備、設(shè)施、人員投入不足，致使監(jiān)理工作不到位;監(jiān)理程序執(zhí)行不到位、不嚴(yán)肅，致使工程質(zhì)量失控。

2 風(fēng)險(xiǎn)分析模型建立

2.1 風(fēng)險(xiǎn)因素層次劃分

風(fēng)險(xiǎn)因素層次劃分見表1。

表1 風(fēng)險(xiǎn)層次劃分

2.2 風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重分析

本人多次利用工地例會(huì)和預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁蒸汽養(yǎng)生工藝研究專題會(huì)議、大跨徑箱梁防裂縫專題會(huì)議、箱梁應(yīng)力建立與強(qiáng)度和齡期專題會(huì)議，以及混凝土外摻劑與水泥適配性等專題會(huì)議，廣泛邀請(qǐng)專家、施工一線技術(shù)負(fù)責(zé)人對(duì)以上各種因素對(duì)箱梁強(qiáng)度、外觀，以及內(nèi)應(yīng)力有效建立等影響程度進(jìn)行量化打分，再借助風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，給出了以上各因素影響權(quán)重(風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重)，具體評(píng)價(jià)時(shí)共分四層，對(duì)各次層對(duì)上一層影響程度進(jìn)行權(quán)重分析，現(xiàn)以第一層權(quán)重評(píng)價(jià)如下:

1)風(fēng)險(xiǎn)程度量化等級(jí)見表2。

表2 風(fēng)險(xiǎn)程度量化等級(jí)

2)業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理對(duì)箱梁施工質(zhì)量影響程度分析表見表3。

表3 判斷矩陣

3 風(fēng)險(xiǎn)決策

對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁預(yù)制風(fēng)險(xiǎn)決策主要任務(wù)就是對(duì)于具體的工程項(xiàng)目、具體的管理水平、施工能力、監(jiān)理設(shè)計(jì)水平與責(zé)任心狀況，分析出具體風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)概率大小，然后根據(jù)預(yù)先設(shè)置的承受概率，作出繼續(xù)施工、停工整改、撤換施工隊(duì)伍、監(jiān)理單位、更換設(shè)計(jì)代表、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法等決策。

可承受風(fēng)險(xiǎn)概率設(shè)置:

1)承受概率設(shè)置方法，可組織專家，或通過對(duì)正在或以前梁板預(yù)制施工單位各風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析，得出綜合風(fēng)險(xiǎn)概率值，并與實(shí)際施工質(zhì)量狀況進(jìn)行對(duì)比，得出綜合風(fēng)險(xiǎn)可容忍概率數(shù)值，并以此為基數(shù)，劃出繼續(xù)施工、停工整改、停工撤換施工隊(duì)伍等決策。當(dāng)然也可以對(duì)業(yè)主、施工、設(shè)計(jì)、監(jiān)理各單體風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值進(jìn)行分析比對(duì)，得出是否需要整頓業(yè)主管理方式、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、整頓監(jiān)理隊(duì)伍等決策。通過以上方法，假設(shè)綜合風(fēng)險(xiǎn)承受數(shù)值(或質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)綜合概率限值)P綜限。2)綜合概率計(jì)算。分析圖見圖1。假設(shè)W1111情況出現(xiàn)的概率為P1111，W1112情況發(fā)生或出現(xiàn)的概率為P1112，依此類推，則P綜=W1×W11×W111×W1111×P1111+W1×W11× W112×W1111×P1112+W1×W12×W121×W1211×P1211+…，當(dāng) P綜≥P綜限，需要采取相應(yīng)的措施，以避免質(zhì)量問題出現(xiàn)。

4 結(jié)語

混凝土小箱梁預(yù)制質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理意義重大，但進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)概率的大小估算時(shí)受主觀因素影響較大，目前還沒有一個(gè)成熟的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與控制模型，如何提高風(fēng)險(xiǎn)估算與風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)還有很多方面需要進(jìn)一步深入研究，但是能做到預(yù)制梁板質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理量化控制，建立質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制也是一種進(jìn)步與趨勢。工程技術(shù)與質(zhì)量管理人員在平時(shí)工作中要注重積累相關(guān)歷史數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行辨別，及時(shí)對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，是提高風(fēng)險(xiǎn)分析準(zhǔn)確性的有效途徑。

［1］ 馬 貽，馬 鋒.淺談建筑工程質(zhì)量管理［J］.山西建筑，2010，36(17):211-212.