施工現場監理質量控制的統計分析研究

周蒙亮ZHOU Meng-liang

（北京鐵城工程咨詢有限公司，北京 100080）

0 引言

對于施工質量而言，其雖然整體的時間周期較長，質量數據較多，但通過適當的局部檢驗，仍然能夠通過對樣本的測試和分析來實現對工程整體質量的把控，對于當前的監理工作而言具有著重要的指導意義。

1 施工現場監理質量數據的特征

在采取統計方法進行對相關質量的監理和控制的時候，相關單位和人員需要遵循的步驟是首先進行對質量數據的收集、完成對質量數據的整理、進行對數據的統計分析、判斷質量狀況、分析導致相關質量問題出現的具體原因和擬定與實際情況相契合的對策與措施。該過程中數據始終是質量控制的核心[1]。而對于施工現場監理質量數據來說，其特征主要為如下2 個方面：①質量數據的波動性。在通過相應途徑完成對質量數據的獲取之后，對數據進行觀察可以發現對應的質量數據一般不是一個固定的值，而是在一定的區間變化，這種現象也被稱為數據的隨機性。②質量數據的取舍。在獲得相應的質量數據之后，一般需要將數據進行取舍，即“四舍五入”將數據精確到位數以后的第一位。

2 施工現場監理質量控制的統計分析方法

2.1 直方圖質量控制統計分析方法和應用

直方圖法在當前的施工現場監理質量控制之中應用非常廣泛，且效果非常良好，有助于指導施工現場質量的改進（如圖1）。這種方法是將頻數、質量特性作為縱坐標和橫坐標，從而將施工質量特性頻數的分布，用直方形柱狀圖來進行表達，該過程中可以直觀地實現對施工質量的分析和質量分布規律的尋找，但是這種方法也存在無法準確反映質量特性在同一時間之中隨著時間變化的規律的問題。在直方圖的繪制過程中，相關人員需要完成對施工工序或者是施工質量的數據收集，羅列相應的質量特性數據統計表，以及統計極值，也就是將其中的最大值（Xmax）和最小值（Xmin）找出，計算極值R，即：

圖1 某施工單位混凝土抗壓強度直方圖

此后將數據進行分組，計算組距h，h 的計算方式采取極值R 與分組數K 的比值進行計算，表示為：

在確定各組數據的組距之后，應當進行數據區間范圍的確定以及頻數的統計，在解決這些問題之后，則可進行對直方圖的繪制，以明確相關的質量情況[2]。

以實際情況為例，在施工過程中混凝土抗壓強度是否符合需求將直接影響到施工質量，而為了保證混凝土的抗壓強度符合要求，則必須針對其質量情況進行抽樣檢查，并明確其抗壓強度的分布。在這種情況下直方圖的直觀性特征可以極大地促進質量的分析和評估過程。在某施工單位的工作之中，對100 個混凝土樣本進行了抽檢，并針對數據進行了統計（見表1）。

表1 某施工單位混凝土抗壓強度統計表（kg/cm2）

在獲取相關質量數據之后，從數據表之中尋找出其中的最大值和最小值，該數據之中Xmax為375，Xmin為262，可通過公式獲得極值R=113。同時，在本組數據之中共100個數據，一般來說分組的方法需要根據數據的數量來確定，在擁有50～100 個數據的時候通常可以將其分為5～10個組，本次分組的過程中將其分為9 個組即可，表示為K=9。在組距計算的時候，則可以應用公式h=R/K 來進行，得到h=12.56，取整數為13，據此可以得到數據組數為K=8.69，由于組數無法為小數，所以在取值的時候取整數9即可。進行各組數據的邊界值計算也是直方圖之中比較關鍵的一項內容，實際工作之中需獲取的邊界值主要包括上邊界點值和下邊界點值兩項，其計算公式如下：

后續的各組之中，其上邊界點值可以視為上一組數據的下邊界點值，而下邊界點值則可按照上述公式，帶入所在組的上邊界點值計算即可。而其中△表示修正值，其取值一般等于直方圖橫坐標最小單位值的1/2，在本次的數據之中，由于所有數據均精確到個位，因此此時△=0.5。

2.2 基于直方圖的施工質量分析

在進行施工現場質量控制時，通過對相應的數據直方圖的分布狀態進行分析即可判斷出實際施工之中存在的問題。一般來說，相關直方圖的分布形態有8 種（見圖2），每一種形態都是對實際施工情況的呈現，可以將其概括為對稱型、偏峰型、鋸齒形、孤島型、陡壁型、雙峰型和平峰型七種類型。

圖2 直方圖的分布類型

進行分析的時候，如果相關的質量數據直方圖呈現為中間高、兩側低且對稱的形態，則表示對應施工過程的質量相對正常，施工質量會受到一些偶然因素的影響，但整體質量穩定。而如果直方圖形態呈現為偏峰型，則可能代表施工過程存在異常現象，通常而言與管理工作的開展存在關系[3]。鋸齒狀分布在所有直方圖之中是比較典型的類型，這種分布狀態可能是因為相關人員在施工質量數據獲取方面不當而導致，也有可能是在直方圖繪制的時候，因為對數據的分組不恰當適成相關問題。孤島形態的直方圖，往往是因為數據收集不正常，例如對原本合格的數據進行了剔除，或者是在檢測階段，受到一些因素的干擾。雙峰型的直方圖分布特征為出現2 個高峰，對于這種情況，有可能是施工時，有兩個作業班組、作業人員或者是機械設備參與，當然也有可能是施工時相關人員使用了兩種材料來進行作業。最后，當相關直方圖呈現緩坡型或者是平峰分布的狀態，則可能代表生產管理上較為混亂，并因此造成多個工序混雜在一起，由此引發直方圖分布不突出的現象。

對本次某施工現場的混凝土強度直方圖進行分析可以了解到，其分布類型為中部最高，左右兩側逐漸降低，同時其直方圖兩側基本處于對稱狀態，呈現為正態分布的特征，提示該單位的混凝土強度處于相對正常的狀態，但同時也說明在混凝土的配制階段可能受到多種偶然因素的共同影響，從而使其強度存在輕微的波動。當然，要實現對相關偶然因素的全面掌握和排除，相關單位和人員在工作之中仍然有必要進行進一步的數據統計與分析，依靠深入的數據分析來充分了解影響混凝土強度的各類原因，制定可行的策略，以全面提升混凝土質量。

3 施工現場監理質量控制中因果圖法的應用

3.1 因果圖的作圖方法

從某施工現場的混凝土強度統計之中可以了解到，該施工單位混凝土的質量仍然受到一些偶然因素的影響，而這些因素在工作之中又是廣泛存在的，且對應的因素所產生的影響有大有小，只有在全面把握主要因素的前提下，才能夠比較準確地找出解決質量問題的途徑[4]。因果圖法正是基于這種情況，分別用主干、大枝、中枝、小枝和小分枝的方法來表示各類因素的影響程度，從而為具體解決策略的制定創造條件的方法（如圖3）。

圖3 因果圖表示方法

作圖過程如下：

①質量特性的選擇。質量特性就是工作中需要實際分析的質量問題，在操作階段可以通過對主要質量問題進行統計的方式實現。

②明確影響質量特性的因素。實際工作之中對質量特性造成影響的因素多樣，概括性的因素，在繪圖的時候可以采取大枝來表示，而大因素之下的中等因素，則可以利用中枝來進行表示，此后逐步細分。由于對施工質量造成影響的因素主要是4M1E 因素，即人、機器、物品、方法和環境五項，所以一般只需要設置五個大枝即可。

③在明確對應因素之后，進行一級因素的進一步分析，從而明確其中的二級、三級因素，并將其標注在對應的分支上。

④當完成因果圖繪制之后，工作人員就上述因素進行全面檢查，以發現其中可能存在遺漏的項目，并進行適當的補充和完善。

⑤上述工作完全完成之后，則可以對各類因素的影響程度進行分析，同時從中選出影響較大的關鍵性因素，做好標記，并制定對策。

3.2 因果圖的應用

針對某建筑項目混凝土強度存在的問題，以因果圖進行分析，基于操作者、材料、環境、機具、工藝進行逐層分析，發現其存在的主要問題及解決方法如下：

①操作者責任心問題。實際施工過程中操作人員的責任心可能會受到具體工作狀態、工作環境等因素的共同影響，而導致其出現波動，這種情況將有較大的可能性帶來混凝土強度的變化，從而影響到施工質量。因此，在推進工作的時候應當采取對應措施提升操作者的責任心。該項目基于這一問題形成了加強質量教育、開展認真的質量自查活動和每周進行一次質量分析會。同時制定了針對混凝土質量的獎懲細則，將工作人員的獎勵和質量效果進行掛鉤。

②混凝土攪拌問題。混凝土攪拌與設備的自動計量控制失靈有關，同時也與攪拌時間有關，這兩項因素都存在著一定的偶然性特征，如設備的失靈，其可能在施工過程中的任何一個階段出現，而攪拌時間則可能與工作人員在評估攪拌時間的時候，以自身的經驗為主要評估手段有關。面對該問題，在進行處置的時候，一方面需要形成檢修的規范，確保設備在施工階段運行的正常性，達到準確計量的要求。另一方面，則需要規定各類混凝土的攪拌時間，形成較為明確的標準，如干硬性混凝土攪拌時間不得＜3min，塑性混凝土攪拌時間不得＜5min。

③水泥的儲藏問題。這種情況也可以認為是一種偶然因素，因為施工單位的水泥入庫之后，由于入庫具體時間的不同，因此使用順序上比較容易出現混亂的現象，導致部分水泥入庫之后長時間沒有得到使用，最終造成先到的水泥后用，儲藏時間過長而導致其質量降低的現象。該建筑項目的解決策略是將水泥按照不同入庫時間堆放，明確先到水泥先用的原則，以避免儲藏時間超過要求。詳見表2。

表2 某施工單位改善混凝土強度問題的對策表

4 結語

整體而言，在當前建筑施工質量要求越來越嚴格的環境之下，施工現場建立質量控制工作的重要性越來越強，傳統的依靠人員經驗來發現和改善的方式已經難以形成預期的效果。基于統計分析的策略對施工現場所表現出來的各類質量問題進行明確和量化，并質量問題進行系統性分析的措施，能夠指導更加完善和可靠的質量控制策略形成。