陳 龍

（福建林業(yè)職業(yè)技術學院 建筑工程系，福建 南平 353000）

裝配式混凝土建筑是指以工廠批量加工和預制的標準化鋼筋混凝土構件和配件，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后通過現(xiàn)場吊裝、裝配而成建筑工程。近年來，國內(nèi)裝配式建筑日漸升溫，并呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢，在新冠疫情中雷神山醫(yī)院、火神山醫(yī)院十余天建成，可謂是裝配式建筑的典范之作。

閆麗穎、岳瑞杰通過GO 法計算系統(tǒng)的裝配式建筑進行多維度的系統(tǒng)的風險評價［1］。丁彥、田元福通過建立裝配式建筑質(zhì)量風險三維模型，找到質(zhì)量風險因素，計算概率并排序，區(qū)分重點風險，以期找到有效的控制措施［2］。Zhai Y 針對嚴重影響了建筑的質(zhì)量和效率的預制施工存在著大量的不確定性，提出了操作套期保值的設想［3］。瞿富強等通過構件裝配式構件評價模型，對某地13 家構件廠質(zhì)量風險評價，分析確定較高質(zhì)量風險因素并提出對策［4］。

通過文獻研究發(fā)現(xiàn)，裝配式建筑在設計、構件生產(chǎn)、運輸、吊裝施工階段都存在質(zhì)量風險因素。鑒于現(xiàn)有研究裝配式建筑質(zhì)量風險評價還存在評價指標不全面等問題，本文擬在已有研究的基礎上，以裝配式建筑為研究對象，利用AHP法，確定裝配式建筑的質(zhì)量風險各因素權重，并采用模糊綜合評價法，評價裝配式建筑的質(zhì)量風險等級。

1 構建裝配式建筑質(zhì)量風險評價指標體系

雖然國家大力推行裝配式建筑，但裝配式建筑技術還在初級階段，未形成可靠的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈。裝配式建筑質(zhì)量建設的各個階段都有多種因素影響工程質(zhì)量，要對裝配式建筑質(zhì)量風險準確評價，就要找出所有的質(zhì)量風險因素，并建立評估指標體系。對裝配式建筑質(zhì)量事故進行統(tǒng)計，結(jié)合文獻梳理，最終從設計階段、構件生產(chǎn)階段、構件運輸階段、施工階段4 個階段建立質(zhì)量風險評價模型，該質(zhì)量風險評價模型包括兩個層次，其中第一層次為控制層，包含4 個一級指標；第二層為指標層，包括29 個二級指標層，具體如表1 所示。

表1 裝配式建筑質(zhì)量風險評價指標表

2 基于AHP-Fuzzy 的裝配式建筑質(zhì)量風險評價模型

AHP 法是在計算質(zhì)量風險因素評價指標權重時，通過對風險因素中每兩個因素相對重要性進行相互比較，計算得到風險因素的權重，并進行一致性判斷。Fuzzy 是以不確定性的事物為其研究對象，將定性指標進行定量化，運用模糊數(shù)學計算，對影響裝配式建筑質(zhì)量的多種風險因素進行全面的評估［5］。

2.1 構建網(wǎng)絡分析模型

構建裝配式建筑質(zhì)量風險AHP 評價模型。AHP模型由目標層、控制層和指標層構成，其中以裝配式建筑質(zhì)量風險為目標層指標，依據(jù)裝配混凝土建筑建設過程各階段質(zhì)量風險各要素之間相互關系，構建出層次分析框架，如圖1 所示。

2.2 確定評價指標權重

使用層次分析法確定各評價指標權重，具體步驟如下：

1）構造判斷矩陣。

根據(jù)表1 所示標度法，將裝配式混凝土建筑質(zhì)量風險評價體系中指標層因素兩兩比較，確定它們相對重要標度分值，進而構造判斷矩陣，其數(shù)值重要性標度如表2 所示［6］。

圖1 基于AHP 的裝配式建筑質(zhì)量風險模型

表2 重要性標度含義表

2）層次單排序及一致性檢驗。

采用方根法計算特征向量并做歸一計算得到各質(zhì)量風險因素權重，其計算公式如下［7］：

式中aij為指標因素重要性標度，Mj為第i個指標相對其他指標相對重要性標度乘積，為方根，wi為指標權重。

一致性檢驗是為了確保判斷矩陣符合隨機一致性，其計算公式如下：

式中λmax為特征根，Cli為一致性指標，CRi為一致性比率，Rli為平均隨機一致性指標。Rli數(shù)值如表3 所示［2］。

表3 平均隨機一致性指標RI 值

當CRi＜0.1 時，說明判斷矩陣具有一致性，否則應調(diào)整矩陣判斷矩陣使其滿足一致性。

2.3 模糊綜合評價

1）構建評語集。

評語集是專家對某裝配式混凝土建筑質(zhì)量風險因素層進行評價等級的集合，表示為V={v1，v2，v3，……，vn}。n為評價等級的數(shù)量，一般取3～5。

2）構建模糊關系矩陣。

判定各質(zhì)量風險因素的附屬程度，評判結(jié)果用模糊組合得到矩陣。

3）多級模糊綜合評價。

本評價模型采用多層次評價指標體系，故要進行多級模糊綜合評價。

首先計算一級指標模糊綜合評價矩陣：

進而得到二級指標模糊綜合評價矩陣：

以此類推，最后得到綜合指標模糊綜合評價矩陣：

其中Bn為模糊綜合評價結(jié)果，Wn表示對應評價因素的權重集，Rn表示第n階評價對象模糊綜合矩陣。

3 應用實例

福建省某個預制裝配式建筑項目，總建筑面積約1.7 萬平方米，總投資額約1 億元，總工期480天。采用預制裝配式框架剪力墻結(jié)構+預制外掛墻板體系，預制率54.53%，裝配率74%。項目主體結(jié)構包括灌漿套筒連接預制柱、四邊出筋預制疊合樓板、預制梁和預制樓梯等5 類構件。

3.1 裝配式建筑質(zhì)量風險指標權重確定

基于專家打分，用9 級梯度法構建判斷矩陣。根據(jù)式（1）、（2）、（3）計算各因素權重見表4。

表4 裝配式建筑質(zhì)量風險因素一級評價指標權重

建筑質(zhì)量風險U中各階段構成的判斷矩陣的特征向量為（0.483 2，0.271 7，0.088 2，0.156 9），一致性指標CR=0.005 4 ＜0.1，符合一致性檢驗。

同理：設計階段質(zhì)量風險U1中各影響因素構成的判斷矩陣的特征向量為（0.043 1，0.133 2，0.286 5，0.064 4，0.081 8，0.204 3，0.186 8），一致性指標CR=0.023 0 ＜0.1，符合一致性檢驗。

構件生產(chǎn)階段質(zhì)量風險U2中各影響因素構成的判斷矩陣的特征向量為（0.333 3，0.196 0，0.086 1，0.046 0，0.125 2，0.051 1，0.103 7，0.103 7，0.058 6），一致性指標CR=0.039 9 ＜0.1，符合一致性檢驗。

構件運輸階段質(zhì)量風險U3中各影響因素構成的判斷矩陣的特征向量為（0.247 8，0.535 7，0.105 3，0.073 1），一致性指標CR=0.033 6 ＜0.1，符合一致性檢驗。

施工階段質(zhì)量風險U4中各影響因素構成的判斷矩陣的特征向量為（0.104 4，0.059 1，0.031 1，0.074 5，0.045 8，0.167 4，0.377 0，0.114 7，0.026 0），一致性指標CR=0.049 2 ＜0.1，符合一致性檢驗。

3.2 模糊綜合評價

本次對福建省某裝配式建筑進行質(zhì)量風險分析，構建模糊矩陣關系。邀請建設單位代表、設計單位、施工單位和運營單位代表共27 人，按照所定義的五級評語對該項目質(zhì)量風險進行評價。v1、v2、v3、v4、v5質(zhì)量風險的結(jié)果對應“非常高，高，中，低，很低”的評語人數(shù)與總?cè)藬?shù)的比值。例如27 位專家對該裝配式建筑質(zhì)量風險評價體系中二級指標U1因素的評價，統(tǒng)計評價結(jié)果為v1等級的3 人、v2等級的3人、v3等級的10 人、v4等級的6 人和v5等級的5 人，則對應建造成本v1、v2、v3、v4、v5質(zhì)量風險等級的結(jié)果為3/27=0.11，3/27=0.11，10/27=0.37，6/27=0.22，5/27=0.19，即建造成本0.11、0.11、0.37、0.22、0.19。按上述方法進行評價得到評價結(jié)果，如表4。

根據(jù)式（7）、式（8）、式（9）計算得二級指標模糊綜合評價結(jié)果如下。

計算出該建筑一級質(zhì)量風險評價指標模糊綜合評價分值。

H1=0.042×1+0.171×2+0.344×3+0.290×4+0.150×5=3.33；

同理：H2=3.37、H3=3.75、H4=3.21；

一級指標模糊綜合評價結(jié)果。

A=［0.036 0.151 0.376 0.289 0.148］

最后，通過計算得出該建設方案模糊綜合評價分值H。

H=0.036×1+0.151×2+0.376×3+0.289×4+0.148×5=3.363。

3.3 評價結(jié)果分析

從上述計算結(jié)果可得項目質(zhì)量風險總體評價結(jié)果為中等偏低，在具體質(zhì)量風險類別中，施工階段質(zhì)量風險和設計階段質(zhì)量風險要高于綜合水平。這是因為我國裝配式建筑較發(fā)達國家起步晚，相應的管理制度還不完善，設計水平還有待提高，施工管理技術不成熟，缺乏有豐富裝配式建筑經(jīng)驗的工程管理人員。

從表5 中可以看出，裝配式建筑質(zhì)量風險因素權重從大到小依次是設計階段質(zhì)量風險因素U1、構件生產(chǎn)階段質(zhì)量風險因素U2、施工階段質(zhì)量風險因素U3、構件運輸階段質(zhì)量風險因素U4。要想控制裝配式建筑項目的質(zhì)量，首先要重視項目的設計質(zhì)量，尤其要注意預制構件鋼筋的配置和混凝土的強度設置；其次要嚴格把控構件生產(chǎn)的質(zhì)量。

表5 項目質(zhì)量風險評價調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計表

4 結(jié)語

以某裝配式混凝土建設項目為例，運用AHP～FUZZY 方法對裝配式混凝土建筑設計階段質(zhì)量風險因素U1、構件生產(chǎn)階段質(zhì)量風險因素U2、施工階段質(zhì)量風險因素U3、構件運輸階段質(zhì)量風險因素U4評價，通過研究得知該裝配混凝土項目質(zhì)量風險等級為中等偏低，其中設計階段質(zhì)量風險是質(zhì)量風險管理的重點。該結(jié)果也為其他裝配式建設項目質(zhì)量管理總結(jié)了經(jīng)驗，為后續(xù)裝配式建筑質(zhì)量管理提供一些參考。