單 翠， 高文超， 周 琴

( 1.莆田學(xué)院 土木工程學(xué)院， 福建 莆田 351100；2.中核華辰建筑工程有限公司， 福建 莆田 351100 )

0 引言

建設(shè)部《關(guān)于發(fā)展節(jié)能省地型住宅和公共建筑的指導(dǎo)意見》(建科〔2005〕78 號)的提出和2021 年《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》的發(fā)布， 都推動了建筑工業(yè)化進程。 以裝配式建筑為代表的建筑類型的研究與發(fā)展， 進一步提升了裝配式建筑的節(jié)能、 低碳、 綠色等性能。 項目返工在建筑施工過程中屢見不鮮， 對處在發(fā)展初期的裝配式建筑更是廣泛存在。 然而頻繁返工會大幅度降低裝配式建筑在節(jié)能、 低碳、 綠色方面的優(yōu)勢， 可見， 針對裝配式建筑返工致因與防止返工發(fā)生等相關(guān)方面的研究具有重要意義。

1 研究現(xiàn)狀分析

以裝配式建筑為代表的建筑工業(yè)化在國內(nèi)迅速推進， 以裝配式建筑為研究對象的科研成果猶如雨后春筍般涌現(xiàn)。 截至2021 年10 月11 日，僅在中國知網(wǎng)(CNKI)以“裝配式建筑” 為關(guān)鍵詞(含同義詞擴展)進行檢索， 共檢索出1.02 萬篇文獻， 尤其是近5 年發(fā)文量快速增長， 其主題主要集中在成本、 質(zhì)量、 BIM 技術(shù)應(yīng)用等。

國外裝配式建筑起步早于我國， 其裝配式建筑整體發(fā)展與研究成熟度較高， 尤其是返工致因[1]與BIM 技術(shù)在返工工程的應(yīng)用[2]方面。 國內(nèi)近年也逐步關(guān)注裝配式建筑的返工與致因機理， 如: 李麗紅等將探索因子分析(EFA)和驗證因子分析(CFA)模型相結(jié)合， 通過分析與驗證得到影響裝配式建筑返工致因的從大到小權(quán)重排序[3]。 王軍武等在利用決策實驗室分析法(DEMATEL)和解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)的基礎(chǔ)上， 結(jié)合貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型推理出裝配式建筑吊裝事故的發(fā)生機理與關(guān)鍵風(fēng)險路徑: 吊裝環(huán)境擾動→現(xiàn)場管理紊亂與人因失誤耦合→設(shè)備部件故障→發(fā)生吊裝事故[4]。 薛楠楠等以1 484 份事故報告為研究樣本， 建立了施工安全事故致因貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型， 通過對致因機理的診斷得出引起安全事故的9 項關(guān)鍵因素和4 項敏感因素， 并結(jié)合實例驗證了貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型推理結(jié)果的有效性[5]。 王金輝等針對塔吊作業(yè)安全情況， 建立了塔吊安全風(fēng)險評估指標(biāo)體系， 結(jié)合貝葉斯網(wǎng)絡(luò)分析工具Netica 軟件確定了指標(biāo)風(fēng)險等級， 并推理出影響塔吊作業(yè)安全的最大風(fēng)險因素， 最后通過案例驗證了模型的合理性[6]。

綜合上述研究分析發(fā)現(xiàn)， 國內(nèi)針對裝配式建筑的研究愈加深入與細化， 更加注重裝配式建筑施工全過程研究。 返工是裝配式建筑施工過程中較為頻繁出現(xiàn)的一種耽擱工期、 影響預(yù)算、 暴露各種質(zhì)量與管理問題的現(xiàn)象， 而針對誘發(fā)返工的關(guān)聯(lián)因素作用關(guān)系與傳遞路徑尚未有學(xué)者涉足。因此， 本文針對裝配式建筑返工致因的關(guān)聯(lián)分析與誘發(fā)返工傳遞路徑進行研究， 以期豐富裝配式建筑返工問題的研究成果， 并對裝配式建筑精細化施工過程起到一定的指導(dǎo)作用。

2 研究思路

本文基于文[3]對裝配式建筑返工致因的分析與驗證結(jié)論， 通過關(guān)聯(lián)分析， 結(jié)合貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法定量分析裝配式建筑返工致因傳遞路徑， 進而明確返工發(fā)生的致因機理。 主要研究思路框架如圖1 所示。

圖1 研究思路框架

3 裝配式建筑返工致因確定

由于裝配式建筑施工過程與傳統(tǒng)建筑施工過程有較大區(qū)別， 二者的返工過程也大相徑庭。 裝配式建筑是通過建筑構(gòu)件設(shè)計→預(yù)制廠構(gòu)件生產(chǎn)→構(gòu)件運輸至現(xiàn)場→現(xiàn)場完成構(gòu)件連接等一系列專業(yè)操作而形成的一種建筑， 對協(xié)調(diào)管理、 構(gòu)配件供應(yīng)、 施工準(zhǔn)備以及施工水平等均有較高要求， 據(jù)此將裝配式建筑返工致因提取并劃分， 具體如表1 所示[3]。

表1 返工致因表[3]

4 返工致因關(guān)聯(lián)分析

裝配式建筑返工致因在施工過程中產(chǎn)生較為復(fù)雜的相互作用關(guān)系， 而DEMATEL 與ISM 的結(jié)合能夠把返工致因彼此間錯綜復(fù)雜的關(guān)系直觀化、 多層次化， 全方面分析返工致因的作用過程， 為進一步分析返工致因傳遞路徑奠定基礎(chǔ)。

第一步: 采用專家打分法(德菲爾法)， 通過數(shù)據(jù)整理分析， 結(jié)合式(1) 衡量返工致因間的相互作用關(guān)系， 見表2。

表2 (續(xù))

表2 返工致因作用關(guān)系

第二步: 對表2 的返工致因作用關(guān)系進行規(guī)范化處理得矩陣A， 并計算綜合作用矩陣B＝A(A-E)-1， 其中E為單位矩陣， 進而得到整體作用矩陣C＝E＋B。

第三步: 設(shè)定閾值0-1， 計算出可達矩陣Pmn＝ (pmn)， 如表3。

表3 可達矩陣

第四步: 以表2 為基礎(chǔ)， 構(gòu)造返工致因的可達集合和前項集合。

第五步: 返工致因驗證， 確定因素所在層次。

通過Matlab 平臺進行計算與分析， 得到多層次遞進ISM， 見圖2。

圖2 裝配式建筑返工致因ISM

由圖2 可知， 通過綜合應(yīng)用DEMATEL 與ISM， 把裝配式建筑返工致因劃分為6 個層次。其中第一層即最高層返工致因是a3(管理與監(jiān)理人員專業(yè)性不足，監(jiān)管與驗收不到位)、 a21(施工從業(yè)人員缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗，操作不專業(yè)、技能不熟練)， 兩者從根本上對裝配式建筑返工產(chǎn)生影響，是返工致因的輸入端。 第二層返工致因有a16(對裝配式建筑施工缺乏必要的預(yù)見性與科學(xué)的施工方案)和a2(技術(shù)人員未能及時發(fā)現(xiàn)和糾正施工中的質(zhì)量問題和隱患)， 施工方案的欠缺和技術(shù)人員的不足來源于首層管理人員和施工從業(yè)人員專業(yè)性的不足。 第三層返工致因有a1(裝配式建筑各參建方溝通協(xié)調(diào)不充分，有分歧，造成理解偏差)、 a7(項目目標(biāo)不清楚、不明確，更改工作范圍)、 a15(裝配式建筑設(shè)計深度不夠或有錯誤，設(shè)計成果遺漏或矛盾)， 三者均與上層返工致因有直接關(guān)系。 第四層返工致因有a8(預(yù)制構(gòu)配件原材料質(zhì)量差)、 a4(錯誤指令或項目指令有矛盾)、a17(施工現(xiàn)場條件較差)和a12(預(yù)制構(gòu)配件尺寸偏差)， 它們既受到第三層返工致因的直接影響，又直接作用到第五層返工致因a13(預(yù)制構(gòu)配件在搬運、運輸過程中碰損或毀壞)、 a14(預(yù)制構(gòu)配件在現(xiàn)場堆放不合理或養(yǎng)護不到位，造成斷裂或損壞)、 a18(鋼筋連接偏位，套筒連接錯位)和a10(預(yù)制構(gòu)配件吊點位置設(shè)計不合理)。 a3、 a15、a12以及第五層返工致因共同引發(fā)了現(xiàn)場進度、 成本、 質(zhì)量的變化， 進而導(dǎo)致底層返工致因的產(chǎn)生。 a22(關(guān)鍵節(jié)點后澆段質(zhì)量差)、 a5(工程進度滯后)、 a6(工程預(yù)算超支)、 a19(套筒灌漿不密實，灌漿質(zhì)量差)、 a20(預(yù)制混凝土構(gòu)件吊裝偏位，安裝尺寸偏差)、 a9(預(yù)埋線盒、管線位置偏差或移位)、 a11(預(yù)制構(gòu)配件管線遺漏或與現(xiàn)場不符)等是導(dǎo)致返工發(fā)生的直接因素， 因此， 可以把這些致因看作返工發(fā)生的重點控制對象， 加以重視與管控。

5 裝配式建筑返工致因機理分析

返工致因間的相互作用效應(yīng)會導(dǎo)致現(xiàn)場施工質(zhì)量出現(xiàn)偏差， 進而不斷傳遞引發(fā)返工。 因此，筆者結(jié)合貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法量化返工致因出現(xiàn)的概率， 分析裝配式建筑施工現(xiàn)場返工致因傳遞路徑， 進而解釋返工致因機理。

5.1 建立貝葉斯拓撲結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法的基礎(chǔ)。 筆者基于前文對返工致因的關(guān)聯(lián)分析和多層ISM， 建立貝葉斯拓撲結(jié)構(gòu)推理圖， 如圖3。

5.2 致因發(fā)生概率計算

本文采取專家意見＋三角模糊數(shù)作為輸入端返工致因a3、 a21產(chǎn)生的概率。 語言變量與對應(yīng)三角模糊數(shù)關(guān)系[4]中非常大、 大、 偏大、 中等、偏小、 小、 非常小的三角模糊數(shù)分別為(0.9，1.0，1.0)、 (0.7，0.9，1.0)、 (0.5，0.7，0.9)、(0.1，0.3，0.5)、 (0.0，0.1，0.3)、 (0.0，0.0，0.1)。 將40 位專家對輸入端因素的評價進行均值化， 并按均值面積法計算出精確概率， 輸入端因素a3、 a21的發(fā)生概率分別為0.183、 0.272，見圖3。 通過因素間的條件概率表達上層返工致因?qū)ο聦又乱虻挠绊懀?聚焦返工致因的傳遞。

5.3 貝葉斯致因機理分析

通過輸入端返工致因概率結(jié)合似然估計推理出各返工致因概率， 如圖3 所示。 a1(裝配式建筑各參建方溝通協(xié)調(diào)不充分，有分歧，造成理解偏差)、 a5(工程進度滯后)、 a17(施工現(xiàn)場條件較差)、 a20(預(yù)制混凝土構(gòu)件吊裝偏位，安裝尺寸偏差)等因素發(fā)生概率較高， 是裝配式建筑施工過程中返工管理焦點。 此外， 通過分析發(fā)現(xiàn): 管理人因失誤→溝通不暢與現(xiàn)場紊亂→進度與質(zhì)量問題→返工發(fā)生是裝配式建筑返工致因傳遞的基本路徑。 a3→a2→a15→a17→a18→a20和a21→a16→a1→a8→a13→a5為返工致因傳遞的關(guān)鍵路徑。 即管理人員、 技術(shù)人員、 監(jiān)理人員的專業(yè)性不足作為輸入端， 直接產(chǎn)生了施工管理人因失誤， 使得施工現(xiàn)場缺乏施工方案， 暴露出施工隱患問題；管理人因失誤的發(fā)生會導(dǎo)致參建各方溝通協(xié)調(diào)不充分及設(shè)計矛盾、 錯誤； 溝通不暢與現(xiàn)場紊亂情況的發(fā)生， 加上現(xiàn)場施工條件差、 原材料質(zhì)量差， 會導(dǎo)致施工進度與計劃沖突、 成本失控、 質(zhì)量不合格， 最終導(dǎo)致返工的發(fā)生。 通過分析可知， 關(guān)鍵路徑上的各返工致因應(yīng)作為管控重點，通過節(jié)點因素管控消減返工致因傳遞的可能性，防止返工的發(fā)生。

圖3 貝葉斯拓撲結(jié)構(gòu)推理圖

6 結(jié)論

在裝配式建筑快速發(fā)展的進程中， 返工帶來的成本增加、 工期延誤等弊端不容忽視。 筆者結(jié)合前人研究成果， 進一步對裝配式建筑返工致因進行了關(guān)聯(lián)分析， 建立了各因素間的ISM； 利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法推理出返工致因傳遞的基本路徑(管理人因失誤→溝通不暢與現(xiàn)場紊亂→進度與質(zhì)量問題→返工發(fā)生是裝配式返工致因)與關(guān)鍵路徑(a3→a2→a15→a17→a18→a20、a21→a16→a1→a8→a13→a5)。

本文的研究結(jié)果對裝配式建筑施工過程返工致因的管控具有一定的指導(dǎo)作用。 因?qū)＜覀€人主觀因素、 參建工程項目性質(zhì)的不同以及施工隊伍水平參差不齊等不可控因素會對返工致因的打分帶來一定影響， 今后筆者將對專家學(xué)者進一步細分， 以期對裝配式建筑返工致因的敏感性做進一步研究。