基于層次分析法的鉆孔灌注樁施工質量控制

董紀偉

（山西西山金信建筑有限公司，山西 太原 030200）

0 引言

A 項目共設計樁數為822 根，其中試、錨樁樁數為40 根，試樁（p1t）為8 根，錨樁（p1a）32 根，工程樁（p1）共計782 根。試樁樁長44.5m，混凝土強度為C50，錨樁樁長44.5m，混凝土強度為C45。工程樁樁長為36.6m（一樁一柱部位為38.2m），樁端持力層位細砂層，樁端進入持力層不小于1.6m，工程樁混凝土強度為C45。本工程所有樁樁徑均為800mm，鋼筋籠籠徑700mm，錨樁鋼筋籠主筋為HRB400-32/HRB400-28，工程樁及試樁鋼筋籠主筋為HRB400-25/HRB400-22。本工程樁基設計等級為甲級。試樁極限承載力為8800kN。

1 相關理論

本文主要是以全面質量管理理論為基礎，從劉源張教授“三全”管理出發，結合“4M1E”質量管理因素分類方法，對JX 公司A 項目鉆孔灌注樁質量進行控制。

1.1 全面質量管理理論起源

全面質量管理理論的前身為美國某學者于1951 年所提出的全面質量控制理論（TQC），其指出，質量是一個結合了價格、成本、資源、戰略等諸多因素的綜合概念，不能只著眼于質量控制本身，要樹立起“大質量”的意識。另一位學者強調了全員參與的重要性，認為隨著生產率的發展，質量控制會變得越來越重要，隨著全球化生產格局的形成，質量控制水平的提高，形成“世界級”質量，必須人人都參與進來。隨后，“PDCA”循環的全面質量管理的工作程序即plan、do、check、action 質量控制循環吧被提出，通過這個循環，使質量控制能夠循環上升。再經過進一步完善，才形成了全面質量管理理論（TQM），隨后TQC 逐步被TQM 所取代。

我國對于全面質量管理的應用起源于1978 年黨的十四屆五中全會，如今也有四十多年的歷史。劉源張[1]指出全面質量管理是指對質量控制進行全人員，全過程，全方面的“三全”管理，也是對領導，干部、群眾的“三結合”管理。不僅是一種保證質量的技巧，更是一種應當全社會參與的活動。焦緒學[2]提出了施工項目管理中人力（manpower）、資金（money）、材料（material）、機械（machine）、環境（environment）的4M1E 項目分類。王樹德[3]在此基礎上，提出了施工階段影響質量的五大因素，人（man）、機械（machine）、材料（material）、方法（method）、環境（environment），使質量控制因素分類變得更加科學和實用。

1.2 全人員質量管理控制

JX 公司A 項目全人員主要是指項目施工人員、項目技術人員及項目領導者。

（1）項目領導者是指項目經理、安全、質量副經理等管理層成員，這類人員屬于項目的領導者，對于項目的質量控制進行大方向的把控。

（2）項目技術人員是指項目安全、技術部門負責人及相關管理人員。這類人員并不直接進行工程實體建造工作，但是需要對施工質量目標如何完成進行具體的、系統性、科學性的安排和交底，并全程監督施工是否按照工程交底進行施工，是保證施工必不可少的一類人員。

（3）項目施工人員是指直接參與具體施工工序，在項目領導者及項目技術人員的領導下，進行項目施工的人員。

1.3 全過程質量管理控制

JX 公司A 項目全過程控制是指事前控制、事中控制、事后控制。

（1）事前控制是指在進行某工序施工前，為了保證施工質量，進行的全方面、一系列準備工作。

（2）事中控制是指在進行某工序施工過程中，將施工實際情況控制在施工質量目標范圍內的一系列質量控制工作。在實際施工過程中，會遇到一些質量問題，這些質量問題中，一部分我們在事前控制環節已經有所預料并制定了相應的質量控制措施，面對這些質量問題，只需要嚴格按照措施進行控制即可。但是由于施工過程的復雜和不可控性，會產生一些不可預料的質量問題，這類問題對于人員、機械、材料、方法及環境都是很大的考驗，只有進行科學的決策，合理地安排各施工要素，才能保證施工質量處于可控的狀態。

（3）事后控制是指在某項工序施工完成后，對完成施工的部分進行驗收并對通過驗收的部分進行保護的工作。

1.4 全方面質量管理控制

JX 公司A 項目全方面控制主要體現在“4M1E”質量控制，即對人的因素、機械因素、材料因素、方法因素、環境因素全等方面控制。值得注意的是，這里所提出的各類因素，并不是相互割裂、相互獨立的關系，相反，只有將各因素看做一個整體，弄清楚其之間相互影響、相互作用的關系，才能夠做好項目整體的質量控制。

2 單位概況及質量問題

2.1 JX 公司概況

JX 公司始建于1966 年8 月。現為國家認定的礦山施工總承包、市政公用工程總承包、房屋工程總承包壹級和冶煉工程總承包貳級及起重設備安裝、建筑裝飾裝修、鋼結構、土石方、管道工程等專業承包貳級企業。公司于2004 年通過了質量、環境、職業健康三位一體的管理體系認證。2006 年取得了由國家電力監管委員會頒發的承裝（修、試）電力設施許可證，具備承修一級、承裝三級、承試三級能力。公司下設土建、路橋、機電設備安裝、管道和裝飾工程等專業分公司及項目經理部23 個，國家二級資質試驗室等輔助生產和服務單位5 個。公司現有在冊職工1220 人，其中高、中級工程技術職稱人員70 人，一、二級資質項目經理（建造師）68 人。擁有資產總額1.6 億元，各類主要施工機械設備和加工設備1279 臺（件），年施工能力達6.5 億元。幾年來，先后有30 多個單位工程被評為市級以上優良工程和安全文明工地，其中兩項工程被評為山西省汾水杯工程，兩項被評為中煤協會太陽杯工程。

2.2 質量問題

楊曉菲[4]對樁位偏移；縮孔；塌孔；孔底沉渣過厚；鋼筋籠吊裝變形；灌注混凝土時堵管；灌注混凝土時鋼筋籠上浮；樁頭破除后鋼筋籠未居中等常見的質量問題進行了分析并給出了質量控制措施。聞劍[5]也對混凝土鉆孔灌注樁施工質量控制、坍孔偏、斜孔、導管堵塞等灌注樁常見質量問題均進行了細致地研究。

鉆孔過程中護筒冒水、鉆孔過程中孔壁坍陷、鉆孔過程中縮頸、鉆孔過程中鉆孔偏斜、樁底沉渣量過多、混凝土灌注中卡管、灌注過程中鋼筋籠上浮、斷樁都會對灌注樁的成樁質量造成不利的影響。

3 層次分析法

層次分析法是由美國著名的運籌學家薩蒂（T.L.Saaty）教授提出的一種定性與定量相結合的多準則的決策方法。具體說就是在運用層次分析法時要把需要解決的問題分解成相關的要素，再分成目標、準則、方案等，用一定的數值對其進行量化。

層次分析法的原理是在分析問題時，先把問題分解，層次化。根據問題的性質把問題分解成相關的因素，按照因素之間的關系分類，形成多層次的結構模型。然后分析底層因素對于高層因素的相對重要性，根據重要性得出權重的排序。在過程中，每個因素的重要性程度是需要通過經驗或者專家來判斷衡量的。它的特點是層次化和數量化，把復雜問題的本質、因素及相關的內在關系進行分解，由難到易，就更容易對問題進行判斷，并作出決策。

層次分析法被引進到我國之后，便因可以對問題層層分解，和可以將復雜問題簡單化的優點以及計算過程簡單被廣泛應用。它適用于方案的比較、人員素質的評估、科技成果的評比等。

4 模型構建及各級評價檢驗

4.1 建立層次結構模型

通過查閱文獻及德爾菲法確定影響鉆孔灌注樁施工質量的影響因素，通過4M1E 分類法，即人（man）、機械（machine）、材料（material）、方法（method）、環境（environment），將因素分為5 個一級指標，再通過頭腦風暴法和德爾菲法進一步將每個一級指標細分為若干個二級指標，合計得到5 個一級指標和19 個二級指標，下一步對每個指標進行編號方便進行下一步比選。

4.2 構建兩兩比較矩陣

在確定各層次各因素之間的權重時，如果只是定性的結果，則常常不容易被別人接受，因而部分學者提出一致矩陣法，即不把所有因素放在一起比較，而是兩兩相互比較，對此時采用相對尺度，判斷矩陣元素的標度方法如表1 所示，以盡可能減少性質不同的諸因素相互比較的困難，以提高準確度。如對某一準則，對其下的各方案進行兩兩對比，并按其重要性程度評定等級。為要素與要素重要性比較結果，按兩兩比較結果構成的矩陣稱作判斷矩陣。

表1 判斷矩陣元素的標度方法

根據以上理論，將A、A1、A2、A3、A4、A5 其中的因素通過專家打分兩兩進行比較，則可以得到因素兩兩比較矩陣。

4.3 層次單排序和一致性檢驗

將向量M=（M1，M2，…，Mn）歸一化1，2，…，n）。

為了避免評價指標之間出現矛盾，需要對判斷矩陣進行一致性檢驗。

RI 值可通過查表得到，當CR<0.1 則行列式一致性檢驗通過。

A1λmax=3.054，CI=0.027，RI=0.58，CR=CI/RI=0.046<0.1，一致性檢驗通過。

4.4 層次總排序和一致性檢驗

Aλmax=5.379，CI=0.095，RI=1.120，CR=CI/RI=0.085<0.1，一致性檢驗通過。

將一級權重指標Aω 乘以對應的Aiω （i=1，2，3，4，5）可以得到各二級因素在一級矩陣中對應的權重W，再對W 按降序排序，可以得到二級因素重要性。構建鉆孔灌注樁質量控制因素排序如表2 所示。排名越靠前，重要性越高。

表2 構建鉆孔灌注樁質量控制因素排序

從表2 可以得到領導者能力B13、長螺旋鉆孔灌注機械B21、技術人員能力B12、鋼筋質量B32 為鉆孔灌注樁質量控制最重要因素，應制定針對性措施進行嚴格控制，從而確保鉆孔灌注樁施工質量。

5 結語

通過制定合理的技術方法保障措施、組織保障措施、機械材料保障措施、環境保障措施。可以有效防止在鉆孔過程中及水下混凝土灌注過程中常見出現的施工質量問題，保質、保量地完成樁基施工任務。具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，灌注樁樁基的施工質量是可以得到保證的。

本文雖然構建了定量的模型對控制鉆孔灌注樁的質量控制進行改進，但是層次分析評價還是存在一定的主觀性。針對個別工程進行的分析只針對本工程實際施工情況，缺乏普適性，其他工程仍需要具體問題具體分析。