潘傳柏，馬玉潔，楊夢(mèng)云，3

(1.荊州市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，湖北 荊州 434000；2.公安縣長(zhǎng)江干堤防汛指揮部，湖北 公安 434300；3.荊州市長(zhǎng)江河道管理局公安分局勘測(cè)設(shè)計(jì)院，湖北 公安 434300)

新孟河延伸拓浚工程常州市新北區(qū)境內(nèi)河道施工Ⅹ標(biāo)起止樁號(hào)：XM19+392～XM21+601.33，全長(zhǎng)2.211km(河道中心線長(zhǎng)度)，合同金額1.523億元。主要工程內(nèi)容：河道拓浚、堤防填筑、護(hù)岸工程等。本工程河底高程-3.00m，河底寬80m， 采用復(fù)合斷面結(jié)構(gòu)，高程-3.00～2.40m為1∶3岸坡， 高程2.40m處設(shè)寬度為2m的平臺(tái)，平臺(tái)后設(shè)直立L型懸臂鋼筋混凝土擋墻，擋墻高度范圍為高程2.40～6.80m，其中，高程2.40～3.20m為倒角區(qū)域。在基坑開(kāi)挖完成，進(jìn)入直立L型懸臂鋼筋混凝土擋墻施工工序后，拆模后擋墻下部倒角表面局部有少量氣泡，對(duì)前期施工的6個(gè)單元混凝土擋墻表面麻面(氣泡)檢驗(yàn)項(xiàng)目合格率統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，前期施工的6個(gè)單元的該檢驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?yōu)良率66.70%，擋墻表面麻面(氣泡)檢驗(yàn)項(xiàng)目平均累計(jì)面積99.75%，但在99.55%～99.82%區(qū)間波動(dòng)，最低值99.55%，如果不及時(shí)找出原因和解決此問(wèn)題，其質(zhì)量波動(dòng)無(wú)疑將影響合同要求達(dá)到的優(yōu)良等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。為確保工程質(zhì)量，本項(xiàng)目混凝土外觀質(zhì)量工序質(zhì)量評(píng)定表中的麻面檢驗(yàn)項(xiàng)目，其合格累計(jì)面積應(yīng)≥99.75%，考慮到現(xiàn)場(chǎng)施工中可能存在質(zhì)量波動(dòng)率，施工中合格累計(jì)面積按≥99.80%控制。

石慶堯[1]早期對(duì)混凝土表面缺陷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了劃分，有學(xué)者研究表明，氣泡偏多是混凝土外觀質(zhì)量中的常見(jiàn)問(wèn)題，在混凝土外觀質(zhì)量中累計(jì)頻率達(dá)40%[2-3]，王迎春[4]等通過(guò)試驗(yàn)就相關(guān)原材料的變化及配合比、振動(dòng)時(shí)間等因素對(duì)混凝土表面氣泡數(shù)量的影響進(jìn)行了研究，鄭艷俠[5]等從混凝土配合比、入倉(cāng)方式、澆筑速率、輔助振搗措施和脫模劑等方面對(duì)自密實(shí)混凝土二襯澆筑氣泡成因及控制技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究；在水工混凝土“蜂窩麻面”成因及防治方面也不乏學(xué)者研究[6-8]。本項(xiàng)目直立L型懸臂鋼筋混凝土擋墻墻身高4.4m，斷面寬度300～600mm；倒角部位600～1000mm。倒角部位截面突變，且鋼筋密布，間距僅200mm，項(xiàng)目所在11個(gè)標(biāo)段皆采用當(dāng)?shù)毓?yīng)商的商品混凝土。上述研究的背景與本項(xiàng)目擋墻倒角部位表面氣泡發(fā)生的背景及工況有著顯著的不同或未做定量分析。筆者擬就本項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行末端原因的定量分析和要因確認(rèn)，為預(yù)防和減少擋墻倒角氣泡采取針對(duì)性措施提供依據(jù)。

1 擋墻倒角氣泡發(fā)生的主要原因與目標(biāo)設(shè)定

1.1 擋墻倒角氣泡產(chǎn)生的主要原因分析

為客觀、準(zhǔn)確、全面地找出癥結(jié)，采用德?tīng)柗品?Delphi)向一線的項(xiàng)目經(jīng)理和項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人共30人發(fā)出4輪調(diào)查問(wèn)卷征詢(xún)專(zhuān)家意見(jiàn)，見(jiàn)表1。

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，繪制出直立L型懸臂式擋墻倒角表面氣泡影響因素排列如圖1所示。

1.2 目標(biāo)驗(yàn)證測(cè)算與可行性分析

從表1、圖1中可看出，導(dǎo)致直立L型懸臂式擋墻倒角表面氣泡產(chǎn)生的主要影響因素，集中在混凝土澆筑時(shí)振搗不足或漏振、混凝土澆筑時(shí)分層厚度過(guò)大或不均勻、鋼模板脫模劑選用不合理、鋼模板脫模劑涂抹不均勻4個(gè)方面，這4類(lèi)因素占比累計(jì)高達(dá)83.3%，由此可見(jiàn)，混凝土振搗與布料分層及脫模劑的選用與涂刷是造成本項(xiàng)目直立L型懸臂式擋墻倒角表面氣泡產(chǎn)生的癥結(jié)所在，后續(xù)應(yīng)從安全、質(zhì)量、進(jìn)度、成本控制等方面綜合考慮，在這4類(lèi)因素中做最優(yōu)比選，使得為達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)所采取的措施具有經(jīng)濟(jì)合理性和可操作性。為此采用了如下方法進(jìn)行綜合分析。

表1 基于德?tīng)柗品?Delphi)的擋墻倒角氣泡產(chǎn)生原因?qū)＜以u(píng)價(jià)

圖1 直立L型懸臂式擋墻倒角表面氣泡影響因素排列

(1)以主要問(wèn)題解決比率為因變量，以其他參數(shù)為自變量，由此選擇解決問(wèn)題少、投入資源少、操作難度不大，對(duì)安全、質(zhì)量、進(jìn)度、成本控制等無(wú)不利影響的方案。

(2)以擬達(dá)到目標(biāo)值為因變量，以其他參數(shù)為自變量。亦即先擬定目標(biāo)主要問(wèn)題解決比率，以此反推滿(mǎn)足主要問(wèn)題解決比率的目標(biāo)值，從中選出最優(yōu)方案。

基于主要問(wèn)題解決比率和目標(biāo)值設(shè)定目標(biāo)的驗(yàn)證測(cè)算與可行性定量分析詳見(jiàn)表2—3?？紤]到質(zhì)量波動(dòng)，表中未采用平均現(xiàn)狀值，而是采用最低現(xiàn)狀值作為參數(shù)，以滿(mǎn)足考慮一定冗余度的設(shè)定目標(biāo)的驗(yàn)證測(cè)算。

將表2—3中納入二次優(yōu)選的4個(gè)方案進(jìn)行匯總，見(jiàn)表4。

表2 基于主要問(wèn)題解決比率的設(shè)定目標(biāo)驗(yàn)證測(cè)算與可行性定量分析 單位：%

根據(jù)表4，解決直立L型懸臂式擋墻倒角表面氣泡影響因素排列圖中的9類(lèi)主要要問(wèn)題中的2類(lèi)，有利于在同一道工序中同時(shí)解決這2類(lèi)問(wèn)題，方便現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管，而主要問(wèn)題解決比率由85.0%提高到90.0%，目標(biāo)值僅提高0.01%，改進(jìn)效果并不明顯。因此方案D2無(wú)疑為最優(yōu)方案。即解決直立L型懸臂式擋墻倒角表面氣泡影響因素排列圖中的9類(lèi)主要要問(wèn)題中的2類(lèi)，并解決這2類(lèi)問(wèn)題中的85.0%，本項(xiàng)目工程混凝土外觀質(zhì)量工序該項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目的合格累計(jì)面積目標(biāo)值定為99.82%，不僅操作難度小，易于實(shí)施，對(duì)安全、質(zhì)量、進(jìn)度、成本控制等無(wú)不利影響，也為可能的質(zhì)量波動(dòng)留出了一定的冗余度。

表3 基于目標(biāo)值的設(shè)定目標(biāo)驗(yàn)證測(cè)算與可行性定量分析 單位：%

表4 基于目標(biāo)值和主要問(wèn)題解決比率的設(shè)定目標(biāo)驗(yàn)證測(cè)算匯總 單位：%

2 擋墻倒角氣泡的事故樹(shù)分析

2.1 擋墻倒角氣泡的基本事件分析

上述分析只是找出了擋墻倒角表面氣泡影響因素中的9類(lèi)主要要問(wèn)題中的2類(lèi)，欲解決問(wèn)題，尚需從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等方面全面分析產(chǎn)生問(wèn)題的末端因素，將每一條原因分析至基本原因事件，共找出16條末端因素，按其邏輯關(guān)系繪制事故樹(shù)，如圖2所示。

圖2 直立L型懸臂式擋墻倒角表面氣泡事故樹(shù)

2.2 擋墻倒角氣泡基本事件發(fā)生概率

采用德?tīng)柗品?Delphi)對(duì)擋墻倒角氣泡基本事件的發(fā)生概率進(jìn)行專(zhuān)家評(píng)價(jià)(詳見(jiàn)表5)，并據(jù)此繪制出擋墻倒角氣泡基本事件發(fā)生概率排列圖，如圖3所示。

根據(jù)前文所述，方案D2解決直立L型懸臂式擋墻倒角表面氣泡影響因素排列圖中的9類(lèi)主要要問(wèn)題中的2類(lèi)，并解決這2類(lèi)問(wèn)題中的85.0%，本項(xiàng)目工程混凝土外觀質(zhì)量工序該項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目的合格累計(jì)面積目標(biāo)值即可到到99.82%。由圖3可以看出，16個(gè)末端原因中，序號(hào)1～序號(hào)13為導(dǎo)致?lián)鯄Φ菇菤馀莸闹饕┒嗽颍从鉀Q此問(wèn)題，需解決序號(hào)1～序號(hào)13對(duì)應(yīng)的擋墻倒角氣泡基本事件。但這13個(gè)主要末端原因各自對(duì)目標(biāo)值的影響程度卻不能定量分析和確定，故有必要通過(guò)對(duì)所有的16個(gè)末端原因運(yùn)用事故樹(shù)原理進(jìn)行定量分析，量化各末端原因?qū)δ繕?biāo)值的影響，從而確定各自對(duì)目標(biāo)值的敏感度，進(jìn)行要因確認(rèn)，以便于掌握重點(diǎn)、有效的制定針對(duì)性對(duì)策。

3 基于FTA的定量分析之要因確認(rèn)

3.1 頂上事件發(fā)生概率

根據(jù)表5基于德?tīng)柗品?Delphi)擋墻倒角氣泡基本事件發(fā)生概率和擋墻倒角表面氣泡事故樹(shù)中的邏輯關(guān)系，頂上事件發(fā)生概率[9]為：

表5 基于德?tīng)柗品?Delphi)擋墻倒角氣泡基本事件發(fā)生概率專(zhuān)家評(píng)價(jià)

P(T)=1-(1-q1)(1-q2)(1-q3)…(1-q16)=0.6469

由圖3可以看出，序號(hào)1～8基本事件累計(jì)發(fā)生概率為0.6900，即序號(hào)1～8基本事件應(yīng)作為預(yù)防和減少擋墻倒角氣泡的主要控制點(diǎn)。

圖3 擋墻倒角氣泡基本事件發(fā)生概率排列

3.2 概率重要度

概率重要度排序：

Ig(13)=0.4013>Ig(11)=Ig(12)=0.3924>Ig(1)=Ig(5)=Ig(14)=0.3838>Ig(9)=0.3797>Ig(7)=0.3757>Ig(2)=Ig(3)=Ig(8)=Ig(10)=Ig(15)=Ig(16)=0.3717>Ig(4)=Ig(6)=0.3549。

從計(jì)算結(jié)果看：基本事件X13、X11、X12、X1、X5、X14、X9、X7對(duì)氣泡發(fā)生概率的影響較大。

3.3 關(guān)鍵重要度系數(shù)

關(guān)鍵重要度計(jì)算結(jié)果表明: 基本事件X13、X11、X12、X1、X5、X14、X9、X7對(duì)頂上事件發(fā)生概率的影響較大，這些基本事件發(fā)生概率較小的變化能引起氣泡發(fā)生概率較大的變化[10]，要減小氣泡發(fā)生的概率，應(yīng)從降低這8個(gè)基本事件的發(fā)生概率著手，關(guān)鍵重要度排序和概率重要度排序一致[11]，進(jìn)一步說(shuō)明了應(yīng)將此8個(gè)基本事件作為氣泡防范的主要控制點(diǎn)。

該事故樹(shù)的定量分析綜合考慮了各基本事件與頂上事件的邏輯性和對(duì)頂上事件發(fā)生概率的敏感性，更加嚴(yán)謹(jǐn)，制定對(duì)策時(shí)，應(yīng)以此8個(gè)要因?yàn)閷?duì)象制定和實(shí)施，見(jiàn)表6。

表6 主要基本事件匯總

4 結(jié)語(yǔ)

(1)該項(xiàng)目導(dǎo)致?lián)鯄Φ菇菤馀莸哪┒嗽蚬灿?6個(gè)，主要末端原因13個(gè)，對(duì)目標(biāo)值重要且敏感的要因有8個(gè)。

(2)用振搗代替布料、倒角氣泡逸出情況無(wú)法實(shí)時(shí)觀測(cè)、攪拌車(chē)導(dǎo)管固定式布料、倒角部位技術(shù)交底無(wú)針對(duì)性、振搗設(shè)備單一、倒角分層與墻身分層無(wú)差異、倒角斷面特殊難以振搗、未按序振搗應(yīng)等8個(gè)要因應(yīng)作為預(yù)防和減少擋墻倒角氣泡的主要控制點(diǎn)。

(3)事故樹(shù)分析法綜合考慮了各基本事件與頂上事件的邏輯性和對(duì)頂上事件發(fā)生概率的敏感性，更加嚴(yán)謹(jǐn)，但目前關(guān)于懸臂擋墻倒角表面氣泡基本事件的發(fā)生概率樣本不足，建議建立基本事件發(fā)生概率數(shù)據(jù)庫(kù)。