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談裝配式路面基層施工質(zhì)量控制模型

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談裝配式路面基層施工質(zhì)量控制模型

摘要:文章以裝配式路面基層施工質(zhì)量控制為主要的研究對(duì)象,基于對(duì)比研究、分析,對(duì)裝配式路面施工質(zhì)量控制模型進(jìn)行了構(gòu)建和分析。同時(shí),運(yùn)用模型對(duì)工期成本進(jìn)行了運(yùn)用研究,提出了裝配式路面基層施工在綜合管理成本上占有優(yōu)勢(shì)的觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:裝配式路面;質(zhì)量控制;綜合管理

裝配式建筑在我國(guó)的飛速發(fā)展,已表現(xiàn)為從技術(shù)終端出發(fā),逐漸帶動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)化鏈條完善的態(tài)勢(shì)[1]。與此同時(shí),基礎(chǔ)設(shè)施工程的裝配化也已提上日程[2],譬如吉林省率先于2015年了地方性的《預(yù)制裝配式道路基層工程技術(shù)規(guī)程》(DB22/JT135-2015),《裝配式路面基層工程技術(shù)規(guī)程》行標(biāo)的《意見(jiàn)稿》也于2020年初下發(fā)。裝配式路面基層的推廣應(yīng)用必將在近年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。筆者根據(jù)在裝配式路面基層方面的施工經(jīng)驗(yàn),對(duì)其施工質(zhì)量的控制模型問(wèn)題做以下探討研究。

1裝配式路面基層施工的類(lèi)比模型

裝配式路面基層,有別于傳統(tǒng)路面基層的特征,主要表現(xiàn)在材料、工藝和養(yǎng)護(hù)三個(gè)方面[3]。在材料方面裝配式路面基層使用板塊狀材料,而傳統(tǒng)路面基層使用散體材料;施工工藝方面,裝配式路面基層實(shí)際上是一種砌筑工藝,而傳統(tǒng)路面基層是碾壓工藝;差別最大而且對(duì)后期質(zhì)量影響最大的養(yǎng)護(hù)方面,裝配式路面基層屬于部分養(yǎng)護(hù),而傳統(tǒng)路面基層屬于整體養(yǎng)護(hù)。從對(duì)比結(jié)果而言,裝配式路面基層與傳統(tǒng)路面基層之間的差別可謂不可以道里計(jì)。而在施工質(zhì)量控制方面,裝配式路面基層與傳統(tǒng)路面基層的核心原則是不同的:傳統(tǒng)的路面施工,路基高程缺陷是可以通過(guò)底基層、基層的施工“找平”完善的,即在工程質(zhì)量角度上,單一環(huán)節(jié)的個(gè)體質(zhì)量與最終的整體質(zhì)量之間的關(guān)系是一種層積模式;而裝配式路面的施工,單一環(huán)節(jié)的個(gè)體質(zhì)量與最終的整體質(zhì)量之間的關(guān)系是一種加權(quán)模式,后一工序?qū)η耙还ば虻膹浛p能力不足。如圖1、2所示。但裝配式路面基層的施工邏輯,并不是憑空出現(xiàn)的。在實(shí)際的工程中有諸多的施工模型可資類(lèi)比,最簡(jiǎn)單的例子就是“貼瓷磚”。在吉林省《裝配式路面基層工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(DB22/T5006-2018)中,對(duì)裝配式路面基層的施工規(guī)定為進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備→掛中邊線→卸車(chē)碼放→鋪設(shè)基塊→裝配混凝土琮→混凝土封邊→填充灌漿料及養(yǎng)生→驗(yàn)收[4]。需要指出的是,裝配式路面基層的“進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備”包括底基層處理和整平層、夾層施工,與傳統(tǒng)道路基層施工前的路基處理是有很大區(qū)別的。貼瓷磚的工藝流程一般為排磚→找標(biāo)高→基底處理→鋪抹結(jié)合層砂漿→鋪磚→養(yǎng)護(hù)→勾縫→驗(yàn)收。對(duì)比裝配式路面基層與“貼瓷磚”的施工工藝,可以得到以下的類(lèi)比關(guān)系。從表1可以較直觀的了解,裝配式路面基層的施工工藝模型的藍(lán)本與裝飾工程中的“貼瓷磚”其實(shí)是具有一致性的。而在質(zhì)量控制的角度,兩者均可歸納為鋪前控制、鋪中控制、鋪后控制三個(gè)主要階段。

2裝配式路面基層的施工質(zhì)量控制模型

將圖2所示的路面基層質(zhì)量加權(quán)模式與下表所示的三個(gè)質(zhì)量控制階段相結(jié)合,就可以得出一個(gè)裝配式路面基層質(zhì)量控制模型的基本數(shù)學(xué)表述:其中:Z:質(zhì)量控制系數(shù);gi:第i階段的實(shí)際質(zhì)量控制系數(shù);Gi:第i階段的設(shè)定質(zhì)量控制系數(shù);Qi:第i階段的質(zhì)量控制權(quán)重。在公式(1)所示的質(zhì)量控制模型中,任一質(zhì)量控制階段的系數(shù)都不會(huì)得到抵消,從而任一質(zhì)量控制階段的失誤都將反映到整體的質(zhì)量缺陷上。因而在理論上講,裝配式路面基層的應(yīng)用增加了路面基層質(zhì)量控制的難度,提高了質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。但結(jié)合施工實(shí)踐的現(xiàn)狀,裝配式路面基層使質(zhì)量控制的細(xì)節(jié)得到了精細(xì)化,實(shí)際上有助于降低質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。這是由于傳統(tǒng)的路面基層施工設(shè)計(jì),也是屬于公式(1)所示的模型,但在實(shí)際施工中由于方式的原始性和構(gòu)筑物呈現(xiàn)效果的整體性,使其先期環(huán)節(jié)的質(zhì)量問(wèn)題掩蓋了后續(xù)環(huán)節(jié)。兩種施工方法的工序權(quán)重分布如圖3所示。在傳統(tǒng)的路面基層施工中,質(zhì)量控制主要集中在“攤鋪”、“碾壓”環(huán)節(jié),而路基平整度、高程的誤差都可以被一定程度地掩蓋或“修復(fù)”。但在裝配式路面基層施工中,由于基層結(jié)構(gòu)是預(yù)制的,其厚度缺乏可調(diào)節(jié)性,故路基(底基層)的質(zhì)量要求變得更加突出。這一特征在圖3得到了較好的展現(xiàn)。從另一個(gè)角度看,傳統(tǒng)的路面基層施工最注重的是工程的功能性,裝配式路面基層更注重工程的耐久性,因?yàn)樵谑┕すば蛑邢鄬?duì)置后的工序?qū)?gòu)筑物的功能性影響更為直接,而相對(duì)置前的工序?qū)?gòu)筑物的耐久性更為深遠(yuǎn)。這是裝配式路面基層的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)。

3裝配式路面基層施工質(zhì)量控制模型的運(yùn)用

如圖3所示,裝配式路面基層的工序權(quán)重是平均分布的,這一點(diǎn)與公式(1)看似矛盾,其實(shí)不然。因?yàn)樵趫D3中,筆者默認(rèn)“工序是橫軸上一個(gè)平穩(wěn)均勻變量”,但實(shí)際的工程中并不存在一個(gè)工序坐標(biāo)軸。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn),在裝配式路面基層施工中,存在兩個(gè)管理坐標(biāo)軸,一個(gè)是工期投入坐標(biāo)軸,一個(gè)是資本投入坐標(biāo)軸。資本投入收到外部性影響較多,不易考慮,故此處僅考慮工期投入情況[5]。將圖3中所示的規(guī)律,與工期投入相結(jié)合,得到圖4。圖4考慮工期投入的質(zhì)量控制權(quán)重分布如圖4所示,是在圖3的基礎(chǔ)上,質(zhì)量控制的三個(gè)階段分別獲得工期權(quán)重0.2、0.3、0.5(這一權(quán)重劃分主要是以傳統(tǒng)的路面基層施工場(chǎng)地清整、攤鋪碾壓、灑水養(yǎng)護(hù)為準(zhǔn),在裝配式路面基層施工中,一般情況下前面兩個(gè)的權(quán)重會(huì)更高,裝配式路面基層的曲線會(huì)更趨于水平)的情況下得到的權(quán)重分布對(duì)比圖。由圖4可知,即便在同等工期成本條件下,裝配式路面基層與傳統(tǒng)的路面基層施工相比,早期的質(zhì)量控制投入也較大,而后期的質(zhì)量控制投入較小。在物資相對(duì)充足、不受地材限制,且資本投入穩(wěn)定的條件下,這是一種典型的質(zhì)量有利、成本不利的施工方式。但如果考慮到綜合質(zhì)量控制成本的問(wèn)題,情況就會(huì)有所不同:在裝配式路面基層質(zhì)量控制中,綜合投入更趨穩(wěn)定,傳統(tǒng)的路面基層施工方式的綜合投入則存在陡增陡減(考慮到施工的間歇性)現(xiàn)象,因而裝配式路面基層施工對(duì)施工組織、人員集散的要求偏低,在綜合管理成本上占有一定的優(yōu)勢(shì)。而根據(jù)筆者多年的施工管理經(jīng)驗(yàn),裝配式路面基層的質(zhì)量控制模型在有利于對(duì)施工組織設(shè)計(jì)的優(yōu)化之外,更直接的體現(xiàn)在工程品質(zhì)的上游管控方面。工程的前期投入越大,材料來(lái)源越多元化,其現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量管控的效益就越大。因而,裝配式路面基層在緩解施工單位質(zhì)量負(fù)擔(dān)的同時(shí),帶動(dòng)了上游質(zhì)量管理投入,是一種更具有公益性的工程形式。

4結(jié)論

本文從裝配式路面基層與傳統(tǒng)路面施工方式的差異分析出發(fā),結(jié)合對(duì)“貼瓷磚”的類(lèi)比研究,得到了裝配式路面基層質(zhì)量管控的基本數(shù)理模型。并在此基礎(chǔ)上,利用數(shù)理模型對(duì)裝配式路面基層和傳統(tǒng)路面基層質(zhì)量管控進(jìn)行了對(duì)比研究,最后引入工程的時(shí)間成本概念,對(duì)兩種質(zhì)量管控模式的質(zhì)量后果、管理成本進(jìn)行了深入的探討,得到以下結(jié)論:①傳統(tǒng)路面基層施工質(zhì)量控制屬于層級(jí)模式,而裝配式基層的質(zhì)量控制屬于加權(quán)模式。兩種模式最本質(zhì)的區(qū)別在于,層級(jí)模式的終值是每個(gè)單層值的累積,加權(quán)模式的終值是每個(gè)單項(xiàng)值的權(quán)值。因而裝配式路面基層的質(zhì)量控制更加強(qiáng)調(diào)全工序周期的控制。②傳統(tǒng)路面基層的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在功能取向方面,而裝配式路面基層的質(zhì)量控制模式對(duì)構(gòu)筑物的耐久性更有利。但這并非意味著裝配式路面基層在構(gòu)筑物的功能實(shí)現(xiàn)方面存在缺陷,而僅意味著在同等外部作用條件下,裝配式路面基層的整體投入中,針對(duì)工程耐久性方面的比重更大。③考慮工期成本的情況下,在理想狀態(tài)下裝配式路面基層是一種典型的質(zhì)量有利、成本不利的施工方式,但考慮到綜合管理成本,裝配式路面基層具有一定的優(yōu)勢(shì)。需要注意的是,本文的結(jié)論是根據(jù)筆者的道路工程管理實(shí)踐獲得,在不同的地域則需要基于多方面的考慮。尤其是在華中、華東等優(yōu)質(zhì)地材較充分的地區(qū),裝配式路面基層的使用可能會(huì)對(duì)工程的總體成本不利。因而,筆者認(rèn)為裝配式理念在基礎(chǔ)設(shè)施工程,尤其是線性工程中的運(yùn)用尚需慎重的論證,裝配式建筑作為一種必然的發(fā)展方向是不應(yīng)改變的,但在具體的應(yīng)用中應(yīng)該更多的考慮形式的多元化。

參考文獻(xiàn)

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作者:李曉 衣智明 單位:中國(guó)水電第八工程局有限公司