談裝配式路面基層施工質(zhì)量控制模型
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摘要：文章以裝配式路面基層的施工質(zhì)量控制為主要的研究對象，基于對比研究、分析，對裝配式路面施工質(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[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)，對其施工質(zhì)量的控制模型問題做以下探討研究。
1裝配式路面基層施工的類比模型
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比，最簡單的例子就是“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，對裝配式路面基層的施工規(guī)定為進(jìn)場準(zhǔn)備→掛中邊線→卸車碼放→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χ煤蟮墓ば驅(qū)?gòu)筑物的功能性影響更為直接，而相對置前的工序?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。
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)重會更高，裝配式路面基層的曲線會更趨于水平）的情況下得到的權(quán)重分布對比圖。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)量控制成本的問題，情況就會有所不同：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。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，材料來源越多元化，其現(xiàn)場施工的質(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“貼瓷磚”的類比研究，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)行了對比研究，最后引入工程的時(shí)間成本概念，對兩種質(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。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對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。
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作者：李曉 衣智明 單位：中國水電第八工程局有限公司