基于全面质量管理的港口工程钢筋连接数字化分析

赵明时，郭玉存

（1.中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222；2.中交海洋建设开发有限公司，天津 300457）

引 言

全面质量管理是以质量为中心，建立在全员参与基础上的一种管理方法，其目的在于长期获得顾客满意以及组织成员和社会的利益[1]。惠普、IBM等世界诸多知名企业在质量管理过程中都采用全面质量管理的思路和方法，一方面以技术和质量为导向，建立技术质量上的暂时性垄断地位，在市场初期赚取最大的商业利润；另一方面以服务和顾客为导向，根据顾客的个性化需求制定企业策略，增加产品的额外附加值和长期效益。我国在电信、医疗等众多领域也都引用了全面质量管理的概念，走进了定量研究质量的道路[2]。但是施工行业对市场及顾客的需求往往停留于定性分析，质量管理一般也仅仅是以规范规程为依据的粗放模式。因此，为了与世界质量管理接轨，在满足既得利益条件下扩大施工企业的发展空间，推行数字化全面质量管理对施工企业来说势在必行。

1 工程概况

京唐港某码头工程，新建2个10万t级多用途泊位，长度为660 m，采用全遮帘桩式地连墙板桩结构，如图1所示。地下结构主要包括：前墙为108幅，锚碇墙为108幅，遮帘桩215根，灌注桩为154根。

码头工程钢筋连接接头约为30万个，钢筋直径最大为32 mm，影响钢筋连接质量的影响因素较多，如果钢筋连接仍然采用传统的闪光对焊施工工艺，对焊质量更加难以保证，从而导致钢筋连接质量难于控制。因此，本工程需要对钢筋连接进行全面质量管理。

图1 板桩码头结构断面

2 钢筋连接的选择

以往工程中往往关注某种工艺自身的质量（内部质量），而忽视了该工艺质量背后存在的经济效果和使用的目的性（外部质量）。在京唐港23#～25#码头工程中，我们将质量与它给社会带来的损失联系在一起，即质量好的钢筋连接不仅要满足标准、技术要求及其他文件对该工艺的要求（内部质量），也要满足业主、监理及社会的需要（外部质量），这样质量控制会更加全面，钢筋笼主筋存在不同的连接方式，其连接质量分析详见表1。

根据钢筋连接质量比较分析，本工程选择直螺纹连接。主筋连接采用直螺纹连接，这种连接接头强度高、连接速度快、工艺简单、可全天候施工、经济性能优越，在工程应用上大大加快了钢筋工序施工速度，并且降低了成本，防止了环境污染，在确保工程质量的情况下很好地推动了工程整体进度。

表1 钢筋连接质量比较分析

3 数字化质量控制

3.1 单位缺陷数和百万机会缺陷数

单位缺陷数，又称DPU（Defect Per Unit）或D/U，是对质量的通用度量。其公式为：DPU=在任何检查点发现的缺陷数/通过该检查点的单位数。

百万机会缺陷数（DPMO）=单位缺陷数（DPU）×1 000 000/一个单位中的出错机会。百万机会缺陷数是对具有不同复杂程度的工艺（产品）进行公平度量的通用尺度。

对以往项目的直螺纹连接进行内部质量调查，其总体合格率为96%，调查结果如图2；同时根据外部质量调查，调查结果如图3，从而计算得到表2，可以得出如下结论。

规范或规程中，一般将某工艺检验标准以合格率的数值给出，也就是说规范中仅仅考虑了该工艺的内部质量而没有涉及工艺的社会属性。根据调研分析表（表2）可以看出，对钢筋直螺纹连接一百万个出错机会中存在31 818个缺陷，且影响总DPMO的因素中，外部质量DPMO占的比重更大。外部质量DPMO占总DPMO的比重为85.7%。

对该工艺来讲，其自身质量是被人们肯定的，但是人们对此工艺不甚了解而缺乏使用的信心。因此，要想提高钢筋直螺纹连接的质量控制，不仅仅要控制内部质量，外部质量控制也必须提高到新的认识。

图2 内部质量抽样调查排列

图3 外部质量抽样调查排列

表2 钢筋直螺纹连接质量调研分析

3.2 质量标准

质量管理中，一般西格玛（σ）作为评价质量的标尺。根据概率论理论并结合本工程特点，西格玛用于描述直螺纹连接质量与标准值之间偏差，如图4所示。

图4 正态分布曲线

目前，我国钢筋直螺纹连接验收的合格标准为95%[3]，相当于2σ。为了提高施工内部质量，本工程将钢筋直螺纹连接抽检合格率的目标定为99%（3σ）。同时，为了保证钢筋直螺纹连接的服务质量，要降低外部质量DPMO在总DPMO的比重，使企业获得更大的社会效益。

3.3 控制结果

针对内部质量和外部质量调查结果，对影响质量较大的缺陷进行改进后，经10 000次抽样检查，发现存在50个钢筋直螺纹连接接头存在80个缺陷，合格率达99.5%，达到了DPMO＜99%的控制标准。外部质量DPMO占总DPMO的比重为55.7%（见表3）。

表3 直螺纹连接的关键性因素

钢筋直螺纹连接通过数字化质量控制，见表4，产品不合格率显著下降，直接损失减少8万余元；外部质量DPMO占总DPMO的比重下降说明直螺纹连接的经济性、安全性及适用性在本工程中得以肯定。

表4 数字化质量控制结果比较

4 结 语

1）钢筋连接推行全面质量管理，有益于将传统工艺和新型工艺进行科学、全面的解读，为企业平衡经济效益和社会效益奠定了基础。

2）钢筋直螺纹连接数字化质量控制不仅优化了资金使用，增强了企业核心竞争力；更重要的是质量管理量化，为新工艺引入港口工程提供了数字化依据，增强了企业持续发展能力，应用前景广阔。

3）将内部质量和外部质量通过量化并结合起来，作为钢筋直螺纹连接质量控制的数字化检验方法，一方面减少了质量波动、提高了施工实体质量，另一方面，以量化参数为依据度量功能性指标增加了人们对质量管理的信心，为施工企业和世界先进质量管理模式接轨开辟了一条新的道路。