淺談鋼結構建筑工程質量數據統計分析方法

張華盛 陳 磊

（中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450003）

0 引言

工程質量管理是施工管理最為重要的內容，其管理的過程依托基礎的數據和堅實的理論分析。質量數據統計分析是施工單位保證施工質量應進行的專業工作，其實施方法需要針對不同質量類型和控制目的進行合理選擇，以達到準確、集約、高效的目的。為此，施工單位的質量管理人員應熟知各種質量數據統計的分析方法以及其適用環境。鋼結構建筑類型一般會應用于大型、重點或特殊情況下的建筑工程，對其材質的符合性、尺寸的精確性、結構的整體性要求極高，這說明工程質量對于鋼結構安裝工程的重要性。為此，本文就鋼結構建筑工程質量數據統計分析方法進行專題闡述。

1 工程概況及質量控制要求

南方某市區場館建設，主體（桁架）采用整體鋼結構，建筑面積約為5810m2，結構分為梁柱、高強度鋼制成的型管、H形鋼等，要求重點部位連接采用低氫焊條以及手工電弧焊的形式，其焊縫焊道超過10萬。

由于整體結構較大，對于焊接子分部工程的順序要求，按先分部焊接，再整體組焊。每一步均需經過焊縫檢驗、尺寸位置檢驗及矯正，焊縫不允許出現裂紋、未焊透、未焊滿、表面氣孔及夾渣，允許出現的焊腳不對稱、弧坑、焊瘤等尺寸和數量必須滿足規范要求；整體允許偏差：鋼梁垂直度1.5‰，標高2‰，且不大于±20mm。對于防腐蝕子分部工程的順序要求，按先地面底層防銹，后高空整體涂裝。不允許出現漏底、氣泡、起皮等缺陷，變色、厚度偏差等其他缺陷滿足施工規范要求[1]。

某鋼結構安裝工程公司中標后，認真研究并制定標后施工組織設計，針對質量控制，設置多個質量控制點及控制計劃，包括施工準備階段人員、機具、材料的選擇；施工過程中的焊接檢驗、整體尺寸檢驗；以及質量問題分析流程等。

2 施工方案的比選

施工方案中，對前期的質量控制，主要是針對各廠供應的焊材和不同的焊工在焊接試板進行焊接的最優組合，為此，采用分層法進行比選。

2.1 比選流程

在焊條選擇上，選擇三家供應合格低氫型焊條的廠家，分別為A廠、B廠、C廠；選擇8名具備特種作業證件的焊工，依次編號1～8。由于不同廠家焊材對于本工程中特定型號的高強鋼焊接性能具有差異性，并且不同焊工使用不同焊材焊接的質量同樣存在差異。因此，在試板焊接過程中，需要按照分層排列的方式收集數據，如：1號和2號焊工分別用A廠、B廠、C廠的焊條焊接足以排除偶然性的焊縫數量，統計其焊接的不合格數依次類推，直至8名焊工全部焊接完畢。

2.2 數據收集

通過比選方案的實施，按照焊接施工人員和不同廠商相對應的分層排列方式，經統計得到表1。

表1 焊接施工人員和焊材廠家組合分層表

2.3 數據分析

分析表1中的數據可知，針對不同的焊工應發放其焊接合格率高的焊條材料。例如：1號焊工，在使用B廠提供的焊條時，焊接不合格率為0，使用C廠焊條時，焊接不合格率為13.33%；2號焊工，在使用B廠提供的焊條時，焊接不合格率為36.36%，而使用C廠提供的焊條焊接時，不合格率為0。為此，焊材發放領取時，對1號焊工應發放B廠提供的焊條，對2號焊工應該發放C廠提供的焊條。

基于上述分析，本工程在焊接人員和材料選擇方面的質量控制要求：4號、8號焊工應發放A廠焊材；1號、6號焊工應發放B廠焊材；2號、3號焊工應發放C廠焊材。5號、7號焊工的最低焊接不合理率超過了5%的要求，不參與本次工程施工。

3 質量控制點的分析

在5號鋼結構單元分部焊接及檢驗完畢后，根據質量控制點檢驗計劃，需對其表面平整度、水平度、垂直度、標高等各項指標進行測量檢查。項目部制定了質量數據分析要求和分析方法。在要求方面，找出不允許或主要的質量問題，作為整改方案的依據，滿足工期和成本的要求。其分析方法選擇排列圖法[2]。

3.1 數據統計

排列圖法又名帕累托圖法，通常適用于在多個問題中找到主要問題，適用于本次質量檢驗要求。為此，需要對所有質量問題依據不合格數量從大到小依次排列（見表2所示），并按照出現頻率統計其嚴重程度，并區分關鍵的少數，依據工程需要進行數據應用[3]。

表2 鋼結構單元尺寸位置檢驗不合格數量統計

3.2 圖表繪制

針對質量檢驗發現的平整度、水平度、垂直度、標高、間距等問題，按照A類（0～80%）、B類（80%～90%）、C類（90%～100%）進行區分。繪制排列圖的目的在于直觀、高效地發現主要的質量問題。按照橫坐位為問題類型，縱坐標為出現頻率繪制曲線更加直觀。依據表2繪制鋼結構單元尺寸位置檢驗不合格數量排列圖，見圖1所示。

圖1 鋼結構單元尺寸位置檢驗不合格數量排列圖

3.3 結論分析

分析圖1，可以直觀地發現，平整度和水平度的累計頻率分別為47.5%和80%，屬于A類問題；垂直度為90%，屬于B類問題；標高、間距等問題大于90%。

安裝公司根據檢查情況，按照分層盯控負責機制，抓住“少數的關鍵”問題。其中A類問題由項目的領導組織整改；B類問題由項目部質量主管部門組織整改；C類問題由施工班組組織整改，確保質量得到保證。

在應用排列圖時需要注意，如果通過數據統計發現找不到“關鍵的少數”問題，則需要重新制定分層標準，一般可能的原因是檢查的項目數量不足，或分層過粗或過細；對于一些細小的問題、不合格數量頻率較低的問題，可以合并為“其他”問題，以此更加直觀地抓住主要問題[4]。

4 質量問題的原因分析

鋼結構安裝的防腐蝕子分部工程完工后，對涂裝效果進行檢驗，發現部分不允許出現的返銹問題。工程建設單位對此按照質量問題進行處理，要求安裝公司對此進行處置。為此，安裝公司總結經驗教訓，按照因果分析法，找到造成返銹問題的各方面原因，并按照原因進行分類處置。

4.1 分析形式

因果分析圖法又稱為魚骨圖法，以問題發生的可能原因為研究對象，試圖找到問題發生的原因與行為間的因果關系。通過因果關系的查找，發現問題發生的主要原因和潛在因素，從而制定有效的整改措施，并以此總結經驗。

其分析的形式一般由一名人員主持，而主持者僅起到主持和總結作用，其問題的分析則交由參加人員。可以聘請專業人員參加，也可以內部組織進行。其原則是不應該過多地限制與會者談及與問題原因有關的可能原因，并按照主次分明、分層探討的方式，注重與問題之間的聯系。該工程中的質量問題分析，是由安裝公司派出質量工程師組織項目部全體人員及相關的施工班組參加。由工程師根據討論情況繪制魚骨圖。

4.2 實施方法

因果分析的類別應按照質量問題常見類型分類，并逐層深入進行。

4.2.1 第一層次原因分類

第一層次原因分類分為人的問題、機械或工具的問題、材料的問題、工法的問題以及環境的問題，簡稱“人、機、料、法、環”。

4.2.2 第二層次原因分類

第二層次原因分類就需對每類原因作進一步深入分析，即：

“人”的問題，分為油漆工本身問題；責任心不夠；業務知識不足。

“機”的問題，分為設備故障；工器具使用錯誤。

“料”的問題，分為油漆不合格；油漆選用錯誤。

“法”的問題，分為鋼結構表面未清理；工序安排不合理；除銹不到位；油漆配合比錯誤。

“環”的問題，分為現場溫度問題；工作面濕度大；現場粉塵大。

4.2.3 第三層原因分類

需要將第二層分類“人、機、料、法、環”中每一種問題發生的原因再次分類。比如，在“人”的問題上，責任心不夠，其原因可能是工作存在情緒；業務知識不足，其原因可能是上崗前未進行培訓或作業前未進行技術交底。在“機”的問題上，設備故障，可能的原因包括設備未按期檢定；設備日常保管養護不當。工器具使用錯誤，可能的原因包括工器具未按計劃發放。

按照上述方法，依次將第二層次分類中的原因再次查找。

4.2.4 圖表繪制

在原因調查分析完畢后，按照因果關系繪制圖表（見圖2所示），使得各層次可能發生的原因更加直觀。通過調查，排除不可能的原因后，剩下的按照主次原因即可得到本次質量問題的綜合原因。

圖2 鋼結構油漆表面返銹因果分析圖

4.3 結論分析

按照本次分層原因羅列，最終發現“人”和“機”占主要原因，其中，“人”的原因是作業前未進行技術交底，導致油漆工按照一般鋼材涂刷的方式，部分涂層厚度不足，導致有外漏底漆的現象，從而導致了返銹；而“機”的原因中，工器具使用不正確是主要因素，是由于噴槍噴嘴配置不及時，導致油漆工重復利用噴嘴，使部分噴涂不到位，外漏造成的返銹。

因果分析圖法的實施具有多種優勢，一方面，真實原因不易遺漏，該方法按照主次分明、層層分析的原則，發揮集體的思維優勢，從而使得各項可能的原因得到呈現，再由調查情況一一排除，從而得到真實原因；另一方面，能夠排除主觀因素的干擾，因果分析法在執行時，充分發揮各個層面、各個參與人員的認知，相比于傳統的分析方法中會議組織者或者領導層過多限定的思維框架，使得問題的顯現更加真實客觀[5]。

在因果分析圖法執行過程中，也需要注意一些問題。一方面，不能無限制地進行分層原因查找。這是因為各個原因之間是有其結合點的，例如：未按計劃配備工器具造成噴嘴更換不及時的問題，解決的辦法就是及時進行材料工器具的提報，而不必再深入地分析責任和原因。另一方面，因果分析圖法更易于分析單個問題，對于多個問題需要多張因果分析圖進行表示和分析。同時，因果分析圖法更有利于在項目及班組當中對具體問題進行分析，而不適用于過于龐雜的問題。

5 結束語

本文以某鋼結構安裝工程為例，對其前期方案的選擇、全過程質量控制點的檢驗分析以及具體問題的原因查找，采用了分層法、排列圖法、因果分析圖法等質量數據統計分析方法，驗證了相應方法的適用性和高效性。從本文的分析看，分層法更有利于體現不同種類之間的優選配對問題；以問題解決為目的，排列圖法更易直觀地表達出“關鍵的少數”，從而為更加清晰高效地解決質量問題提供依據；以查找單一問題的原因為目的，因果分析圖法則能夠更加全面、客觀、真實地發現問題原因。