浅谈钢结构建筑工程质量数据统计分析方法

张华盛 陈 磊

（中国建筑第七工程局有限公司，河南 郑州 450003）

0 引言

工程质量管理是施工管理最为重要的内容，其管理的过程依托基础的数据和坚实的理论分析。质量数据统计分析是施工单位保证施工质量应进行的专业工作，其实施方法需要针对不同质量类型和控制目的进行合理选择，以达到准确、集约、高效的目的。为此，施工单位的质量管理人员应熟知各种质量数据统计的分析方法以及其适用环境。钢结构建筑类型一般会应用于大型、重点或特殊情况下的建筑工程，对其材质的符合性、尺寸的精确性、结构的整体性要求极高，这说明工程质量对于钢结构安装工程的重要性。为此，本文就钢结构建筑工程质量数据统计分析方法进行专题阐述。

1 工程概况及质量控制要求

南方某市区场馆建设，主体（桁架）采用整体钢结构，建筑面积约为5810m2，结构分为梁柱、高强度钢制成的型管、H形钢等，要求重点部位连接采用低氢焊条以及手工电弧焊的形式，其焊缝焊道超过10万。

由于整体结构较大，对于焊接子分部工程的顺序要求，按先分部焊接，再整体组焊。每一步均需经过焊缝检验、尺寸位置检验及矫正，焊缝不允许出现裂纹、未焊透、未焊满、表面气孔及夹渣，允许出现的焊脚不对称、弧坑、焊瘤等尺寸和数量必须满足规范要求；整体允许偏差：钢梁垂直度1.5‰，标高2‰，且不大于±20mm。对于防腐蚀子分部工程的顺序要求，按先地面底层防锈，后高空整体涂装。不允许出现漏底、气泡、起皮等缺陷，变色、厚度偏差等其他缺陷满足施工规范要求[1]。

某钢结构安装工程公司中标后，认真研究并制定标后施工组织设计，针对质量控制，设置多个质量控制点及控制计划，包括施工准备阶段人员、机具、材料的选择；施工过程中的焊接检验、整体尺寸检验；以及质量问题分析流程等。

2 施工方案的比选

施工方案中，对前期的质量控制，主要是针对各厂供应的焊材和不同的焊工在焊接试板进行焊接的最优组合，为此，采用分层法进行比选。

2.1 比选流程

在焊条选择上，选择三家供应合格低氢型焊条的厂家，分别为A厂、B厂、C厂；选择8名具备特种作业证件的焊工，依次编号1～8。由于不同厂家焊材对于本工程中特定型号的高强钢焊接性能具有差异性，并且不同焊工使用不同焊材焊接的质量同样存在差异。因此，在试板焊接过程中，需要按照分层排列的方式收集数据，如：1号和2号焊工分别用A厂、B厂、C厂的焊条焊接足以排除偶然性的焊缝数量，统计其焊接的不合格数依次类推，直至8名焊工全部焊接完毕。

2.2 数据收集

通过比选方案的实施，按照焊接施工人员和不同厂商相对应的分层排列方式，经统计得到表1。

表1 焊接施工人员和焊材厂家组合分层表

2.3 数据分析

分析表1中的数据可知，针对不同的焊工应发放其焊接合格率高的焊条材料。例如：1号焊工，在使用B厂提供的焊条时，焊接不合格率为0，使用C厂焊条时，焊接不合格率为13.33%；2号焊工，在使用B厂提供的焊条时，焊接不合格率为36.36%，而使用C厂提供的焊条焊接时，不合格率为0。为此，焊材发放领取时，对1号焊工应发放B厂提供的焊条，对2号焊工应该发放C厂提供的焊条。

基于上述分析，本工程在焊接人员和材料选择方面的质量控制要求：4号、8号焊工应发放A厂焊材；1号、6号焊工应发放B厂焊材；2号、3号焊工应发放C厂焊材。5号、7号焊工的最低焊接不合理率超过了5%的要求，不参与本次工程施工。

3 质量控制点的分析

在5号钢结构单元分部焊接及检验完毕后，根据质量控制点检验计划，需对其表面平整度、水平度、垂直度、标高等各项指标进行测量检查。项目部制定了质量数据分析要求和分析方法。在要求方面，找出不允许或主要的质量问题，作为整改方案的依据，满足工期和成本的要求。其分析方法选择排列图法[2]。

3.1 数据统计

排列图法又名帕累托图法，通常适用于在多个问题中找到主要问题，适用于本次质量检验要求。为此，需要对所有质量问题依据不合格数量从大到小依次排列（见表2所示），并按照出现频率统计其严重程度，并区分关键的少数，依据工程需要进行数据应用[3]。

表2 钢结构单元尺寸位置检验不合格数量统计

3.2 图表绘制

针对质量检验发现的平整度、水平度、垂直度、标高、间距等问题，按照A类（0～80%）、B类（80%～90%）、C类（90%～100%）进行区分。绘制排列图的目的在于直观、高效地发现主要的质量问题。按照横坐位为问题类型，纵坐标为出现频率绘制曲线更加直观。依据表2绘制钢结构单元尺寸位置检验不合格数量排列图，见图1所示。

图1 钢结构单元尺寸位置检验不合格数量排列图

3.3 结论分析

分析图1，可以直观地发现，平整度和水平度的累计频率分别为47.5%和80%，属于A类问题；垂直度为90%，属于B类问题；标高、间距等问题大于90%。

安装公司根据检查情况，按照分层盯控负责机制，抓住“少数的关键”问题。其中A类问题由项目的领导组织整改；B类问题由项目部质量主管部门组织整改；C类问题由施工班组组织整改，确保质量得到保证。

在应用排列图时需要注意，如果通过数据统计发现找不到“关键的少数”问题，则需要重新制定分层标准，一般可能的原因是检查的项目数量不足，或分层过粗或过细；对于一些细小的问题、不合格数量频率较低的问题，可以合并为“其他”问题，以此更加直观地抓住主要问题[4]。

4 质量问题的原因分析

钢结构安装的防腐蚀子分部工程完工后，对涂装效果进行检验，发现部分不允许出现的返锈问题。工程建设单位对此按照质量问题进行处理，要求安装公司对此进行处置。为此，安装公司总结经验教训，按照因果分析法，找到造成返锈问题的各方面原因，并按照原因进行分类处置。

4.1 分析形式

因果分析图法又称为鱼骨图法，以问题发生的可能原因为研究对象，试图找到问题发生的原因与行为间的因果关系。通过因果关系的查找，发现问题发生的主要原因和潜在因素，从而制定有效的整改措施，并以此总结经验。

其分析的形式一般由一名人员主持，而主持者仅起到主持和总结作用，其问题的分析则交由参加人员。可以聘请专业人员参加，也可以内部组织进行。其原则是不应该过多地限制与会者谈及与问题原因有关的可能原因，并按照主次分明、分层探讨的方式，注重与问题之间的联系。该工程中的质量问题分析，是由安装公司派出质量工程师组织项目部全体人员及相关的施工班组参加。由工程师根据讨论情况绘制鱼骨图。

4.2 实施方法

因果分析的类别应按照质量问题常见类型分类，并逐层深入进行。

4.2.1 第一层次原因分类

第一层次原因分类分为人的问题、机械或工具的问题、材料的问题、工法的问题以及环境的问题，简称“人、机、料、法、环”。

4.2.2 第二层次原因分类

第二层次原因分类就需对每类原因作进一步深入分析，即：

“人”的问题，分为油漆工本身问题；责任心不够；业务知识不足。

“机”的问题，分为设备故障；工器具使用错误。

“料”的问题，分为油漆不合格；油漆选用错误。

“法”的问题，分为钢结构表面未清理；工序安排不合理；除锈不到位；油漆配合比错误。

“环”的问题，分为现场温度问题；工作面湿度大；现场粉尘大。

4.2.3 第三层原因分类

需要将第二层分类“人、机、料、法、环”中每一种问题发生的原因再次分类。比如，在“人”的问题上，责任心不够，其原因可能是工作存在情绪；业务知识不足，其原因可能是上岗前未进行培训或作业前未进行技术交底。在“机”的问题上，设备故障，可能的原因包括设备未按期检定；设备日常保管养护不当。工器具使用错误，可能的原因包括工器具未按计划发放。

按照上述方法，依次将第二层次分类中的原因再次查找。

4.2.4 图表绘制

在原因调查分析完毕后，按照因果关系绘制图表（见图2所示），使得各层次可能发生的原因更加直观。通过调查，排除不可能的原因后，剩下的按照主次原因即可得到本次质量问题的综合原因。

图2 钢结构油漆表面返锈因果分析图

4.3 结论分析

按照本次分层原因罗列，最终发现“人”和“机”占主要原因，其中，“人”的原因是作业前未进行技术交底，导致油漆工按照一般钢材涂刷的方式，部分涂层厚度不足，导致有外漏底漆的现象，从而导致了返锈；而“机”的原因中，工器具使用不正确是主要因素，是由于喷枪喷嘴配置不及时，导致油漆工重复利用喷嘴，使部分喷涂不到位，外漏造成的返锈。

因果分析图法的实施具有多种优势，一方面，真实原因不易遗漏，该方法按照主次分明、层层分析的原则，发挥集体的思维优势，从而使得各项可能的原因得到呈现，再由调查情况一一排除，从而得到真实原因；另一方面，能够排除主观因素的干扰，因果分析法在执行时，充分发挥各个层面、各个参与人员的认知，相比于传统的分析方法中会议组织者或者领导层过多限定的思维框架，使得问题的显现更加真实客观[5]。

在因果分析图法执行过程中，也需要注意一些问题。一方面，不能无限制地进行分层原因查找。这是因为各个原因之间是有其结合点的，例如：未按计划配备工器具造成喷嘴更换不及时的问题，解决的办法就是及时进行材料工器具的提报，而不必再深入地分析责任和原因。另一方面，因果分析图法更易于分析单个问题，对于多个问题需要多张因果分析图进行表示和分析。同时，因果分析图法更有利于在项目及班组当中对具体问题进行分析，而不适用于过于庞杂的问题。

5 结束语

本文以某钢结构安装工程为例，对其前期方案的选择、全过程质量控制点的检验分析以及具体问题的原因查找，采用了分层法、排列图法、因果分析图法等质量数据统计分析方法，验证了相应方法的适用性和高效性。从本文的分析看，分层法更有利于体现不同种类之间的优选配对问题；以问题解决为目的，排列图法更易直观地表达出“关键的少数”，从而为更加清晰高效地解决质量问题提供依据；以查找单一问题的原因为目的，因果分析图法则能够更加全面、客观、真实地发现问题原因。