基于SEM的装配式建筑施工过程质量风险管理

张东林，张国涛，胡绍兰，时 乐，张国兴

（1.秦皇岛广建工程项目管理有限公司，河北 秦皇岛 066000；2.河北建筑工程学院，河北 张家口 075000）

0 引言

装配式建筑相较于传统建造模式，能有效降低劳动力、建筑垃圾、材料成本和施工污染，更加绿色环保，但目前装配式建筑产业链上的相关参与主体缺乏质量管理理念和责任意识，各参建方只关心自身利益，导致在施工过程中出现预制构件表面气孔麻面、预制构件灌浆不密实和安装尺寸偏差大等一系列的质量问题，引发返工，造成成本增加、进度滞后。因此，为了有效推进装配式建筑，保证装配式建筑施工过程质量，有必要对装配式建筑施工过程质量风险进行管理。

在装配式建筑质量风险管控方面，一部分专家学者从某个视角出发进而对装配式建筑质量管控，于凯[1]则先从业主方视角出发，运用BIM技术建立建筑监理质量控制系统，以提高质量管理水平；李晓娟[2]等从装配式建筑项目施工全过程视角出发，基于熵权法与模糊数学相结合形成综合评价法，确定关键影响指标，构建二阶CFA模型，并提出有效管理措施应对质量风险。PC构件质量是影响装配式建筑质量的重要因素，曹新颖[3]等基于BIM-RFID技术优化构件质量管理流程以降低PC构件的质量风险，而Mahdi Safa[4]等引入自动化技术来检测质量缺陷，通过摄影测量和激光扫描收集数据，将实际数据与计划数据进行比较，采取纠偏措施以提高项目质量。在装配式建筑施工中，由于信息管理系统不完善，项目参与方信息共享程度不高，团队沟通效率较低，造成信息传递不到位和信息递减效应，影响施工效率和施工质量。于是，于龙飞、张家春[5]、齐贺等[6]分别利用BIM技术与计算机集成制造和RFID技术相结合的方法，通过BIM平台进行协同管理、构件动态管理和人员动态管理。

综上所述，与装配式建筑质量风险相关研究鲜有从施工过程的视角进行探讨，而施工过程又是影响装配式建筑质量重要的一个阶段。因此，本文从装配式建筑施工过程视角出发，探讨了装配式建筑施工过程质量风险因素。利用数据库的相关文献设计装配式建筑施工过程质量风险诱发因素评价调查问卷并从质量的内外影响因素维度，构建装风险因素指标体系，建立结构方程模型进行实证分析，识别关键风险因素并划分风险等级，提出相应的风险管理策略。

1 质量风险识别与分析

在装配式建筑项目中，不仅需要满足建筑产品的使用和人们居住的要求，还要保证其施工过程的质量要求。而装配式建筑施工过程是动态的、充满不确定性的过程，有较多的因素影响装配式建筑质量，造成质量风险。故本文在现有的研究基础上，通过文献梳理造成装配式建筑在施工过程中可能发生质量风险的潜在因素，基于质量内外影响因素维度即影响工程质量的4M1E因素对施工过程质量风险诱发因素进行归纳梳理，建立装配式建筑施工过程质量风险因素指标体系。如表1所示。

表1 质量风险因素指标体系

2 模型构建

2.1 问卷设计

根据上述指标体系为基础，设计装配式建筑施工过程质量风险诱发因素评价调查问卷，采用李克特5级量表的形式，对问卷中每个题项设置“非常不同意至非常同意”对应分值为1~5分，共5个态度选项，问卷调查以线上为主线下为辅，问卷发放对象为从事装配式建筑领域各参与方及高等院校中该领域的研究学者，累计发放调查问卷共220份，回收有效问卷共213份，有效回收率为96.8%。

2.2 问卷信度、效度检验

本文采用SPSS25.0对调查数据进行信效度检验，其中在信度检验上，五个因子和整体量表的Cronbach's Alpha系数值均大于0.8，该问卷信度良好。在效度检验上，总体KMO值为0.825，显著性0.000，其余各项指标良好，通过显著性检验，量表设计合理，可用于SEM分析。

2.3 模型的拟合度检验与结果分析

SEM分析采用AMOS24.0软件对其进行模拟验证，初始模型卡方自由度比值为1.613，其余各项指标（GFI、REMSA、CFI、IFI、PCFI和PNFI）均达到参考标准要求，说明该数据与模型适配度良好。根据路经系数的显著性和M.I.值，进一步对结构方程模型修正与调整，将A2、D1和E5删除，以提高模型的适配度，进行多次修正后结果如图1所示，得到适配程度较高的模型。结果分析如下。

图1 修正模型检验结果

（1）负荷系数的显著性表明，测量变量能很好地反映对应的潜变量。在人员因子中，工人及施工管理人员缺乏装配式建筑的施工经验影响最大；在施工机械因子中，缺乏高效的自检工具高于其他因素；在施工材料因子中，PC构件连接节点强度不足影响最大；在施工方法因子中，施工过程中采用的施工技术明显高于其余因素；在环境因子中，缺乏质量问题的应急机制影响最大。

（2）路径系数的显著性表明，相关人员、施工机械、施工方法、施工材料和环境之间起正向推动作用。随着相关人员技术、素质、施工经验和信息传递效率的提高、施工机械设备的更新和完善、施工材料质量的提高，施工方法的改进与创新以及相关政策和制度环境的改善，装配式建筑施工过程质量将得到很大的提高。

（3）路径系数的结果表明，施工环境和人员是最重要的，其次是工程所用的施工方法与材料，最后是施工过程中所用到的机械设备。五个因素的影响程度分别为0.97、0.9、0.84、0.45、0.45，影响程度逐一递减。在实际装配式建筑施工过程当中，应重点关注影响较高的因素，以提高装配式建筑质量。

3 基于结构方程模型提出的管理策略

通过结构方程模型分析，本文依据模型中的影响系数对风险因素进行等级划分，将诱发因素划分为三级，施工环境和人员一级风险因素，相关管理策略为一级管理策略；施工方法和施工材料为二级风险因素，相关管理策略为二级管理策略；施工机械影响三级风险因素，相关管理策略为三级管理策略。风险等级越高，应优先管理防范。

3.1 一级管理策略

（1）健全相关质量检查制度及应急机制。应规范组织制度标准，制定详细的规范组织规则，做好质量问题的应急机制和完善装配式建筑施工质量检查制度，健全质量问题跟踪与追溯机制。

（2）提升人员技术及管理能力。加强对传统建筑工人的建筑工业化知识、操作、技能的培训，以便适应建筑行业的发展。强化装配式建筑施工质量管理职能，建立质量管理小组，做好事前、事中和事后控制，与设计单位、预制构件生产企业以及相关单位及时沟通，确保信息传达清晰到位，及时互相反馈有效的质量管理信息，遇到质量问题第一时间进行沟通与处理，以提高施工过程质量。

3.2 二级管理策略

（1）引进先进的施工方法和技术。根据装配式建筑施工企业的发展情况，层层推进BIM&RFID技术，对施工机械设备PC构件以及操作人员实现质量追踪与追溯。对装配式建筑施工过程中技术难点等一系类问题，成立装配式建筑技术专家小组，对技术方案可行性进行考证，进行专业评定，否决不适用方案。

（2）加强施工材料质量管控。施工单位要对进入施工现场的PC构件使用塑料保护套，护角等护具进行保护。对施工过程中的时间节点进行合理选择和PC构件定位测量，以防产生误差累积现象以至于误差超出规定界限。挑选品质精良的灌浆料，来保证PC构件各个节点处的强度达到国家标准。

3.3 三级管理策略

综合考虑装配式建筑现场施工环境、施工作业内容、场地情况以及实际作业情况等因素，运用科学的方法确定施工机械的作业能力，合理选用与施工现场具有较好的适应性的施工机械。针对现场施工作业情况，完善质量检测工具，提高施工质量。

4 结语

本文从装配式建筑施工过程视角出发，以质量的内外影响因素维度，划分为五个因素类型（人员、施工机械、施工方法、施工材料和环境）建立装配式建筑施工过程质量风险模型，并采用结构方程模型展开分析。进一步对装配式建筑施工过程质量风险因素划分为一级风险、二级风险和三级风险，基于此，提出相应的管理策略，以提高装配式建筑施工过程质量，从而进一步推动装配式建筑的发展。