建筑工程质量影响因素的结构及倍效关系研究

赵维树

（安徽建筑大学管理学院，安徽 合肥 230601）

0 引 言

质量是工程的灵魂，是衡量项目成功与否的基本标准。建筑工程质量是指工程满足业主需要的，符合国家法律、法规、技术规范标准、设计文件及合同规定的特性综合［1］。建筑作为一种特殊的产品，必须满足社会的使用需要，如性能、寿命、安全性、经济适用性、耐久性、可靠性等［2］。随着社会经济的发展与技术水平的提高，规模大、复杂程度高的各类建筑工程大量出现，伴随而来的建筑工程质量问题也越来越多。这些问题不但直接影响了建筑物的使用效果，也直接威胁到使用者的人身与财产安全。多年来我国建筑工程质量问题频繁发生，而导致建筑工程出现质量问题的因素多且复杂。因此，只有系统性地找出影响建筑工程质量的各项因素，深入分析这些影响因素之间的相互关系，探究导致建筑工程出现质量问题的根源，才有可能提出合适的对策，有效地减少建筑工程质量问题的发生频率与严重程度［3］。

本文作者根据自己多年的工程实践经验和理论学习，总结了产生建筑工程质量问题的各项影响因素，利用倍效因素分析方法［4］，分析了这些影响因素之间的关联性，在此基础上，有针对性地提出了建筑工程质量问题的控制方法，试图从根本上减少建筑工程质量问题，改善我国的建筑工程质量管理现状。

1 基于案例分析的建筑工程质量影响因素识别

工程质量问题不仅影响了建筑物本身的使用安全，而且影响到它的功能及美观，所以必须利用一切手段减少质量问题的发生频率，降低质量问题的严重性与危害性。影响建筑工程质量的因素有很多，各因素对建筑工程质量的影响程度各不相同，而且这些因素本身也相互交织、相互影响［5］。正因为如此，数年来，尽管政府通过各种政策措施不断强化对建筑工程质量的监管，但我国建筑工程质量问题一直没能得到有效的控制［2］。

对现有建筑工程质量方面的论文进行分析可以发现:第一，对工程质量影响因素的研究很多，表明了工程质量的重要性和社会关注度［6］；第二，对质量影响因素的归类方式并不统一，传统的4M1E（人、才、机、法、环）包含的范围过于宽泛，这表明对工程质量影响因素的研究迫切需要一个合理的因素归类方法［7］。

本文拟从工程质量问题的实际案例出发，分析和提炼工程质量的影响因素。本文收集整理了2009年5月至2013年4月期间发生的600次典型质量问题，包括住宅、工业建筑、公共建筑和市政基础设施等。对该600项案例进行分析，归纳出影响建筑工程质量问题的主要因素共有9项，分别是:勘察设计、施工方法、项目人员、建筑材料、制度管理、作业环境、项目资金、工程进度和市场法规，图1是各类因素的发生频率。

图1 建筑质量问题影响因素发生频数统计图

2 基于ISM的质量影响因素的结构分析

本文采用解释结构模型（Interpretation Structure Mode，ISM）来进行建筑工程质量影响因素的结构分析。解释结构模型的基本思想是通过提取问题的构成要素，对要素及其相互关系等信息进行处理，最终将系统构造成一个多级递阶的结构模型，从而把模糊不清的思想转化为直观的具有良好结构关系的模型［8，9］。首先找出工程质量问题形成因素及层次关系，提取出最直接、最根本的影响因素及相互关系。

2．1 连接矩阵的建立

为了能较为方便地构建模型，将确定的9项建筑工程质量影响因素按照顺序分别命名为W1勘察设计、W2施工方法、W3项目人员、W4建筑材料、W5制度管理、W6作业环境、W7项目资金、W8工程进度和W9市场法规。系统有9个影响因子，因此假设系统的模型为W＝ （W1，W2，W3，W4，W5，W6，W7，W8，W9）。进一步根据专家经验确定系统任意两个因素之间的对应关系，根据因素之间关系的有无归纳成邻接矩阵T＝［tij］。其中T的元素tij的取值用公式（1）定义:

连接矩阵如下:

2．2 可达矩阵的建立

求解连接矩阵T与单位矩阵E的和（T＋E）对某一整数n做矩阵（T＋E）的幂运算，直至公式（2）成立为止:

其中，M＝（T＋E）n定义为可达矩阵。可达矩阵M的元素mij如果为1表明因素Wi到Wj存在可达路径，相反，mij如果为0则表示因素Wi到Wj不存在可达路径。

据有关调查数据显示，在冠心病患者当中，约有95%左右的病例是由冠状动脉粥样硬化所引起的，而冠状动脉粥样硬化则和炎症反应有着较为密切的关系，故，临床有必要对冠心病患者的炎症反应相关因子水平进行检测。

根据公式（2）对构建的建筑工程质量问题影响因素连接矩阵T进行（T＋E）的幂运算，n＝5时，当得到下式:

即可达矩阵M如下所示:

2．3 因素的级位划分

根据可达矩阵M，求各因素的可达集合U（Wi）、先行集合V（Wi）以及交集U（Wi）∩V（Wi），集合的确定应满足如公式（3）和公式（4）

U（Wi）即从因素Wi开始可达的全部因素的集合，而V（Wi）是可达因素Wi的全部因素的集合。U（Wi）可以通过找可达矩阵M的第i行上值为1的列对应的因素得到，V（Wi）通过找第i列上值为1的行对应的因素得到。最后，根据公式（5）计算因素的集合L。

满足公式（5）的因素集合即构成L1。集合L1中的元素具有如下特征:从其它因素可以到达该因素，而从该因素则不能到达其它因素。同属集合L1的因素，表明其属于同一个层次。再从可达矩阵M中去除对L1中因素的行列得到矩阵M′，对M′进行重复上述操作，可依次得到L2，L3…，这样就完成所有影响因素的级位划分。

按照上述步骤，根据可达矩阵M对建筑工程质量问题因素进行级位划分，第一次获得的可达集合U（Wi）、先行集合V（Wi）及交集U（Wi）∩V（Wi），结果如表1所 示。

表1 第一次计算的可达集合、先行集合以及共同集合

根据表1，可以确定第一级因素集合L1包括W2，W4，W6三个因素。同理可以确定第二级因素包括L2包括W1，W3，W7三个因素，第三级因素包括L3包括W5，W8两个因素，第四级因素包括L4包括W9。最后将9个因素分配在4个级别上，确定的因素级位划分用下式表示:

2．4 生成层次结构图

在层次级别分配完毕后，将可达矩阵M的最上层放首级要素，下面放第二级的要素，依次把各要素按确定的因素级位从上至下的顺次放置，生成新的可达矩阵M″:

3 建筑工程质量影响因素的倍效关系分析

图2已经明确了各质量影响因素直接的层次结构关系，即表明各因素不仅具有自身对建筑工程质量产生影响的直接效应，还具有通过其它因素将自身作用放大的间接效应，也就是倍效效应。要有效控制工程质量问题，就必须清楚地找出影响因素的主次关系及对工程质量的相对影响程度，即要分析质量影响因素之间倍效关系。倍效关系的分析是一个量化研究问题，通常可以用倍效度来衡量。因此，课题组进行了问卷调查，被调查人员涉及施工技术人员、施工管理人员、监理检测人员和政府监督人员，其从事建筑业的工作年限从5－10年不等。问卷共发放110份，经过检查删选有效问卷为100份（表1）有效率为91%。

图2 建筑工程质量影响因素层次结构图

表1 因素影响程度统计表

在这里为便于讨论，我们假设所有调查对象对每个因素理解程度一致，也就是每个调查对象的权相等（如果对调查对象的权进行设定，做法也是相同的），再假设每个因素的权重相同。定义第i位专家对Wj的打分为Uij（i＝1，2…100，j＝1，2…9），则每个因素Wj在此条件下的评价值可以通过公式（6）计算:

则ω＝ ｛ωj｝＝ ｛0．53 0．73 0．68 0．87 0．62 0．56 0．64 0．41 0．61｝

然后再对这9个影响因素的评价值分别进行归一化处理，得到每一个ωj的标准化值ω＊j，则有:

在上述数据中工程进度的影响标准化值最小（0．073），取其值为基准，令其为1，这样就可以得到9个工程质量影响因素影响标准值的倍效基数bi分别为:

依据上面分析的结果，按因素分析的倍基数bi从小到大的顺序进行排列，则可得到如下结果:

可以清楚的看到工程质量影响因素中的主次关系及其对工程质量的相对影响程度。取1．0为倍效基数，以0．4为倍效等级差，可以将这些因素分为三个等级:即:项目人员、施工方法、建筑材料为三级倍效因素；作业环境、市场法规、制度管理、工程资金为二级倍效因素；勘察设计、工程进度为一级倍效因素。

通过倍效因素的倍基排序和倍基划分明确地将影响因素的主次关系分析出来。由于倍效因素之间存在相互作用，当倍效等级高的因素组合时往往能成倍地放大了单个因素的负面影响，从而对建设工程质量释放出更大的影响。如果倍效因素控制不得当，各影响因素相互叠加共同作用，极易导致建筑工程质量失去控制，产生严重问题。因此，我们把三级倍效因素项目人员、施工方法和建筑材料作为重点管理对象，但同时也不能忽视一级和二级倍效因素。工程项目实践中产生的质量缺陷即为上述这些影响因素共同作用的结果，这就体现了倍效效应。而现代工程项目质量管理涉及的因素多且复杂，质量影响因素的倍效效应分析尤为重要。

3 建筑工程质量问题的控制方法

3．1 质量控制措施

根据图2质量影响因素的层次结构，对建筑工程质量影响的直接因素包括建筑材料、施工方法及作业环境；间接影响因素包括勘察设计、项目人员和项目资金；根本原因主要包括制度管理、工程进度和市场法规。针对上述分析结果，就直接原因、间接原因、根本原因三方面提出加强质量控制的有效措施，如图3所示。

图3 建筑工程质量控制措施

3．2 质量控制要点

由于我国建筑工程施工目前正处在从传统手工型向建筑工业化转型的过程中，工程质量影响因素具有较强的不确定性、多样性以及综合性。尤其是这种综合性，不仅极易给工程质量带来倍效影响，而且给问题的解决也带来了较大的困难。为此，要对工程质量影响因素实施有效的管理和控制，消除多因素集成而产生的综合性影响至关重要，必须做到以下几点:

（1）首先需要在了解和掌握影响因素现状的基础上，将所有可能存在的影响因素按类分解；

（2）在分析每一个影响因素并制定其相应对策的过程中，要确保对每一个影响因素所采取的措施具有明显的针对性和有效性；

（3）处理下一个工程质量影响因素之前，必须将上一个影响因素彻底处理完毕并达到规定的要求，杜绝和消除影响因素在处理过程中的遗传和延续，以达到隔离各影响因素相互作用的目的，确保工程质量控制的效果。

3．3 质量控制程序

从理论上讲，在工程项目实施目标和项目管理组织结构确定之后，系统的内部环境也就基本确定。经过一定时间运行之后，工程项目实施目标及其措施是否具有相应的可控性与有效性也就可以被检验出来。但前提是实施环境中所有条件的变化幅度必须在预定的范围内，如果在目标实施期间其所需条件和环境需求发生变化，那么这就意味着工程项目实施环境也会发生变化，原先的预控措施也就可能会失效或部分失效，从而导致目标的发展方向发生一定程度的偏移。及时了解和掌握项目的实时状态，通过实施方案的及时调整，以确保工程质量始终处于管理者的控制之中。要实现这一目标，对工程质量实施有效控制应包括下列具体程序和内容:

（1）确定工程质量控制目标，并保证该目标要具体化、可测量。

（2）预测实现工程质量控制目标过程中可能遇到的各类影响因素，并将影响因素单一化和尽可能的数量化，以便于工程质量控制过程的对比分析。

（3）制定的工程质量管理措施有针对性和可操作性，管理措施实施的每一步都要有责任人，使工程质量管理落实到位。

（4）制定工程质量控制的实施步骤，确保实施措施的针对性和有效性。

（5）及时反馈实施过程中的环境状态和实施状态，并按照预先确定的标准对反馈结果进行分析和评价。

（6）分析工程项目的推进状态与预定目标的趋近度，及时处理实施中出现的不利于工程质量的影响因素，并杜绝该影响因素的再发生和再延续，以防止产生倍效和累积效应。

（7）适时进行工程质量验收。

3．4 加强工序质量控制

通过影响因素的层次结构和倍效关系分析可以知道，间接因素主要是通过影响施工方法这一变量从而导致工程质量问题，即说明施工方法对工程质量有着倍效和累积作用。因此进行工程质量控制，必须重点控制施工方法这个影响因素。而在工程项目的实施过程中，很多因素都将通过工序这个最基本的实施单元来表现和完成。因而，若要达到对工程质量实施目标的有效控制、消除各种因素给工程质量带来的不利影响，就必须通过对工序这个基本单元进行准确有效的动态监控。

工序质量包含两方面的内容，一是工序活动条件的质量；二是工序活动效果的质量。从质量控制的角度来看，这两者是相互关联的，既要控制工序活动条件的质量，即每道工序投入品的质量（即人、材料、机械、方法和环境的质量）是否符合要求；又要控制工序活动效果的质量，即每道工序施工完成的工程产品是否达到有关质量标准。工序质量控制就是通过对工序检验的数据进行统计、分析，来判断整道工序的质量是否稳定正常，如果不稳定，对产生的异常情况必须及时采取对策和措施予以改善，从而实现对工序质量的控制。工序质量控制必须要做到:工序交接有检查；质量预控有对策；施工项目有方案；技术措施有交底；图纸会审有记录；配制材料有试验；隐蔽工程有验收；计量器具校正有复核；设计变更有手续；钢筋代换有制度；质量处理有复查；成品保护有措施；行使质控有否决。

4 结束语

本文就我国近年来大量存在的建筑工程质量问题入手，对影响建筑工程质量的各类因素进行了统计和分析，然后利用解释结构模型和倍效因素分析方法，分析了建筑工程质量影响因素之间层次结构和相对倍效关系，最后给出了建筑工程质量问题的控制方法，从而为我们在今后解决建筑工程质量问题提供了一定的理论依据。只有从源头上有针对性地控制影响建筑工程质量的各项因素，将工程质量的影响因素单一化、阶段化，才有可能实质性地降低建筑工程质量问题的发生概率，减小现实与潜在损失，保障建筑物使用者的人身与财产安全。因此，本文的研究对我国建筑工程质量问题的解决具有一定的理论意义与实际价值。

1 关 罡，孙钢柱．我国住宅工程质量问题的群因素分析［J］．建筑经济，2008，（5）:82－84．

2 胡文伟．建筑节能工程施工质量控制［J］．山西建筑，2010，36（15）:238－239．

3 韦 勇．建筑节能工程质量检测若干问题探讨［J］．科学之友，2010（8）:32－33．

4 谯辉强，陈以力，梁振宇．区域性建设工程质量问题的群因素分析［J］．建筑监督检测与造价，2009，2（7）:158－163．

5 Memon A，Distributed Continuous Quality Assurance［C］．26thIntemational Conferenee On Software Engineering，459－468，2004．

6 Albert P．C．Chan，Daruly C．K．Ho，And C．M．Tamj．Success Factors of House Quality:Multivariate Analysis［J］．Constr．Engrg．And Mgmt，2001，127（2）:93－100．

7 Bigio D，Edgeman R，Ferleman T，Six Sigma Availability Management of House Building［J］．Total Quality Management ＆Business Excellence，2004，15（5）:679－687．

8 孙 慧，周 颖，范志清．基于解释结构模型的公交客流量影响因素分析［J］．北京理工大学学报（社会科学版），2011，12（1）:29－32．

9 尹洪英，徐丽群，权小锋．基于解释结构模型的路网脆弱性影响因素分析［J］．软科学，2010，24（10）:122－126．