（水利工程专业论文）工地试验管理与质量、成本控制的方法研究.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 随着我国经济体制改革进一步深化，公路施工企业已全面实行改制，企业必 将走向市场，在市场中竞争，企业更灵活自主的同时，也将承担更大的风险。施 工项目质量、成本控制管理就越显得重要，质量、成本管理成为施工项目管理的 核心内容。工地试验管理是工程质量控制的关键环节，为项目成本控制和成本分 析提供依据，具有重要的研究价值。国内的研究多针对建筑产品本身的质量与成 本控制，而忽视工地试验与质量成本控制的相互内在联系。 本研究从工地试验管理的重要性入手，分析了公路施工企业工地试验管理的 现状，试图找出工地试验管理与质量、成本控制的有效方法以及它们之间的内在 联系，并结合泰莱高速工程实例加以分析。结果表明：采用本文提出的工地试验 管理方法可显著提高公路工程质量管理水平，为施工成本控制提供真实可靠的依 据，有很强的可推广性，可产生良好的经济效益和社会效益。 关键词：公路施工企业；工地试验管理；施工质量控制；成本控制 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t f o l l o w i n g t h e d e e p e ro fr e f o r m a t i o n o fe c o n o m y s y s t e mc o n s t r u c t i o n c o r p o r a t i o n sf i l es t r y p p e d d o w n q u a l i t ya n dc o s tc o n t r o la r eb e c o m i n gm o r ea n d m o r ei m p o r t a n t ，a n dt h e s eb e c o m et h ec o r co ft h ep r o j e c tm a n a g e m e n t c o n t r o lo f f i e l de x p e r i m e n ti st h ek e yo fq u a l i t yc o n t r 0 1 i no u rc o u n t r yt h er e s e a r c hi sn o t f o c u s e do nr e l a t i o n s h i pb e t w e e nf i e l de x p e r i m e n ta n dq u a l i t ya n dc o s tc o n t r o l ，b u t a l m o s to nq u a l i t ya n dc o s tc o n t r o lo f t h eb u i l d i n gm a t e r i a l b a s e d0 nt h e i m p o r t a n c eo ff i e l de x p e r i m e n tt h ea r t i c l ea n a l y s e dq u a l i t yo f h i g h w a yc o n s t r u c t i o nc o r p o r a t i o n , t h es i t u a t i o no fc o s ta n df i e l de x p e r i m e n tc o n t r 0 1 b ya n a l y s i n gt h et a i l a ih i g h w a yc o n s t r u c t i o nt h ee f f e c t i v ec o n t r o lm e t h o da n dt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nf i e l de x p e r i m e n tm a n a g e m e n ta n dc o s tc o n t r o la r ew i l l i n gt ob e d e t e r m i n e d t h er e s u l td e t e r m i n e dt h a tb yt h em e t h o di nt h i sa r t i c l et h em a n a g el e v e l c a nb ei m p r o v e dd r a m a t i c a l l y , a nr e l i a b l eg i s tc a nb es u p p l i e df o rt h ec o s tc o n t r 0 1 t h i sm e t h o dc a nb ep o p u l a rv e r yq u i k l y , a n dt h ee c o n o m ya n gs o c i e t yb e n e f i tw i l lb e f a v o u r a b l e k e y w o r d ：h i g h w a yc o n s t r u c t i o nc o r p o r a t i o n ；f i e l de x p e r i m e n tm a n a g e m e n t ； c o n s t r u c t i o nq u a l i t yc o n t r o l ；c o s tc o n t r 0 1 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：辽宴啦 e l期：w p 、y 、- - v o 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：其t k 导师签名_ 哦 期跫兰：三：! 山东大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 本项目研究的目的和意义 随着我国经济体制改革进一步深化，公路施工企业已全面实行改制，企业 必将走向市场，在市场中竞争，企业更灵活自主的同时，也将承担更大的风险。 工程项目建设管理就是要用一个系统工程的观点、理论和方法对施工工艺全过 程进行检验管理，也就是说用有限资源来实现时间、成本、质量等诸多设干要 素的合理配置、争取经济社会效益最大化，为赢得更广阔的市场提供有利的条 件和前提。 目前，一些先进的公路施工企业结合自身施工项目工地试验管理与质量、 成本控制相关方面的经验和方法，提出了一些进行项目质量、成本控制的措施 和手段，但是在施工项目质量、成本管理的协调方面还很不完善。在我们工程 建设特别是公路工程的建设当中，由于战线长、地理结构复杂、建设工期要求 紧、自然环境和社会环境影响大，没有完全相同的整套经验可以照搬，只能根 据工程建设的具体情况采取相应的措施，一旦措施不到位，就会给工程建设造 成巨大损失，这就对我们工地试验管理造成许多意想不到的困难和挑战。实践 告诉我们即使拥有最先进的生产工艺和仪器设备，如果不进行有效的管理，特 别是现场管理，工作次序不清、材料购进放置混乱、试验检测不及时不到位， 其结果只能是工作效率低、窝工返工等浪费现象严重，影响整个工程的施工质 量，进而造成施工成本增加、整体效益工降。从开工前的前期原材料和施工机 械准备到施工过程的质量成本控制、再到分部分项工程交验验收、以及最终竣 工验收都离不开工地试验的参与和指导，没有一个好的工地试验管理，工程的 质量保证和成本控制就无从谈起。 工地试验管理是工程质量、成本控制的关键环节，是施工技术管理的重要 内容。只有充分调动各级试验室的主观能动性，把它们有机地统一协调起来使试 验室充分发挥自己的职能，才能对工程质量进行全方位的监控和管理，达到优质 优效的目的。工地试验室是指设立在工地现场，依抓相关的规范、标准、试验 1 山东大学硕士学位论文 规程，通过试验检测活动对交通建设工程进行质量控制的机构。它具有流动性 和临时性的特点，其主要职责是利用试验检测所得数据判定原材料及现场实程 工程的质量能否满足规范和标准要求、下一道工序可否进行，通过标准试验选 定既符合要求又经济的材料用量。工地试验管理的好坏是一个工程建设质量、 成本控制乃至整个工程建设成败的脉络，必须引起我们高度重视。 工地试验管理对工程质量的控制具有重要的作用。工程施工过程中的各种 试验是检验工程是否达到标准的可靠依据，因为试验是通过对各种原材料及构 造物的实际检测，以数据验证其是否达到标准的。所以，试验人员的素质高低、 检测手段的可靠程度、试验数据的准确性等都直接关系到工程质量的好坏。同 时，由于试验工作能够及时、准确可靠的提供相应的数据，因此，它又是预防 质量事故的重要保证。菲迪克条款明确规定：承包商必须建立一个能够满足工 程质量控制和检测的试验机构，否则将无法保证工程的施工质量。按照菲迪克 条款的要求，施工过程中的各种原材料、每道工序、每个分项分部工程都必须 具有完整的、真实可靠的试验检测资料，才能证实工程质量是否达到规范要求。 另外，工地试验室的试验管理对项目成本的控制也有重要影响，这一作用 常常与质量控制过程同时起作用。众所周知，公路工程施工的材料费用要占总 投资的6 0 - 7 0 ，公路工程的原材料性能测试、施工配合比试验均来自项目试验 室。各种材料配合比的试验占用了相当大的资金投入，一个好的配合比应该做 到经济合理。所谓合理，就是必须满足质量标准和施工要求；所谓经济，就是 在保证质量的前提下尽量节约成本。所有选用的配合比必须保证工程质量，这 是人们普遍的共识。至于配合比的成本，却被部分施工单位特别是试验人员所 忽视。这在很大程度上是由于项目激励机制不健全所造成。没能对施工中的原 材料中节约和浪费实行有效的奖罚措施。因为配合比不当而影响了工程质量是 要追究试验人员的责任的，而在配合比选用上节约或浪费了多少资金却没有太 多人过问。因此，部分试验人员和现场技术人员只以配合比满足质量要求为己 任，层层增大保险系数，而不愿承担质量风险，没有在配合比和成本的关系上 多动脑筋，按选用的配合比施工后，超出标准要求很多，造成极大的资金浪费。 工地试验室能因时因地因材料反复试验，优选出最合理的施工配合比，将对项 目工程质量的保证，项目经济效益的提高起着至关重要的作用。试验室若采用 2 山东大学硕士学位论文 更先进的管理和分析方法，如正交试验法等，可缩短试验周期，取得更经济合 理的配合比。通过试验检测可迅速推广应用新材料、新技术和新工艺，能用定 量的方法科学地评定各种材料和构件的质量能充分的利用当地原材料，合理的 控制项目成本、科学的评定工程质量。 可以说试验检测工作的质量和工程实体质量、进度、效益密切相关，没有 检测就没有质量，没有质量就没有进度，没有进度就没有企业的效益，在企业 追求效益最大化的今天，加强工地试验管理的重要性更加突出，它贯穿于整个工 程施工的全过程。 这就需要我们进一步研究先进的工地试验室管理方法，提高工地的试验管 理水平，找出科学合理的管理和控制方法，解决在实际工作中研究与实际脱节、 重科研轻实践、不注重试验检验等问题。同时，通过试验检测可以推广新工艺 新材料，减少能源和原材料的浪费，保护人文和自然环境提供实践经验和数据。 同时也与我国新的能源环境战略相符合，对构建人与自然、工程与环境以及环 境与社会的和谐具有重要的现实意义。 1 2 当前工地试验管理存在的问题 近年来，随着人们对工程质量控制意识的提高，对检测工作的重要性也有 了充分的认识。但目前我国公路工程工地试验管理中仍存在不少的问题，有些 问题明显影响了试验结果，为工程质量和成本的控制留工隐患。 当前试验室管理主要存在的问题主要有以下几点。 1 2 1 主观方面存在的问题 1 ) 承包人对工地试验室的工作不重视 工地试验室设立在工地现场，具有流动性、临时性的特点，伴随项目经理 部的设立而产生，随着项目的完成而撤销。工地试验室由项目经理部组建，人 员及数量均由项目经理部决定。工程质量检查中出现检测数据不合格时，项目 经理部常常会责怪试验检测人员，而很少去了解造成不合格的真正责任主体。 2 ) 检测人员工作积极性低 3 山东大学硕士学位论文 由于受社会与环境的影响，工地试验工作得不到认可，试验检测人员地位 较低，影响了试验检测人员的工作积极性。目前从事试验检测的绝大多数人员 难以为工程提供客观、公正、准确的数据，有的甚至编造数据，试验检测工作 流于形式，应付检查，严重影响了工程质量，没有发挥工地试验室应有的作用。 有了一定的工作经验，优秀的试验检测人员往往无法安心工作，一旦有机会就 离开试验检测岗位，无法形成一支具有较高水准和丰富试验经验的检测队伍， 这些因素严重影响了整个试验检测队伍检测水平的提高。 1 2 2 客观方面存在的问题 1 ) 工地试验室配套资金较少 由于工地试验室配套资金较少，造成试验室工人工资较低，加之其工作环 境较为恶劣，劳动强度大，故难以对有经验的优秀试验检测人员形成有效激励， 造成大量熟练检测工人外流，难以保证检测队伍的质量。 2 ) 工地试验室的仪器设备缺少有效的管理措施 由于工地试验室自身的特点，仪器设备经常搬迁，仪器设备完好率和精度 受到影响，因此仪器设备的管理、维护和保养工作显得尤为重要。工地试验室 的试验检测人员忙于日常的大量试验和检测工作，无暇顾及试验设备的管理， 缺少仪器设备管理员，或虽有设备管理员，但没有经过专门的培训，不具备仪 器设备管理知识，没有建全仪器设备台账，不明确每台( 件) 仪器设备的检定周 期，有些设备超出了检定证书的有效期仍在使用，缺少对仪器设备的日常维护 和保养，使得部分仪器设备未到检定周期便达不到其精度要求，有的甚至提前 报废，影响到试验工作的正常进行。仪器的准确度问题直接影响了检测数据的 精确性。 3 ) 试验检测报告不规范 由于大部分试验人员的素质较低，缺乏全面的试验检测知识，不了解工程 资料的书写及编制要求，出具的试验检测报告信息不全、采用的标准不正确、 检测结论不当或出现差错等，均给工程的施工生产、资料整理及验收评定带来 了诸多不利影响，严重的甚至拖延工期，造成项目成本的浪费。 4 ) 试验与现场管理工作难以协调 4 山东大学硕士学位论文 试验工作难做，具体表现为试验与现场管理工作上难以协调。究其原因在 于管理者没有弄清试验与现场之间既要分工明确、责任到人，又要相互配合、 协调一致。质量控制要以数据说话，施工现场质量控制没有试验数据的支持将 寸步难行，试验得出的试验数据没有现场管理人员的落实也将成为一纸空文。 试验检测与现场管理之间的分工与协作同等重要，在实施质量控制时是相辅相 成、密不可分的。工地试验室的人财物由工程项目部统一管理，工地试验室独 立性不足，难以保证客观准确的试验结果。例如：某一道路堆场施工，按正常 程序，每一填筑层碾压遍数符合要求，填筑层表面无轮迹、无弹簧、无翻浆、 无松散现象，施工单位进行压实度自检试验，试验结果报现场监理审查。抽检 试验结果还未正式出来之前，下一道工序已开始进行，可能连续填了多层，试 验结果成为了资料的积累，不是作为用来控制质量的依据试验。当压实度结果 不满足要求时，只是补抽查一个试验或把不满足要求的结果去除去掉，和稀泥 过关算是。 这些问题都表明也从侧面说明了规范工地试验管理工作，加强试验室地位 的必要性。工地试验如何安排才能更加科学，在成本与质量这对矛盾统一体中， 如何协调才能达到边际效益，如何在具体的工作中在不牺牲质量的前提下降低 施工成本，这个度应如何把握，这些都需要大量的经验与资料查询，在施工中 根据具体情况来确定。 1 3 本项目主要研究内容 工地试验管理的根本目的是保证项目的试验检测工作能顺利进行，从而保 证在建的公路工程施工项目高质量、高速度、高效益。可简单概括为：设计有 了解、材料有检验、配料有选择、施工有控制、检查有试件、试验有记录、竣 工有总结。这几条基本包括了项目工程施工全过程的试验管理工作。其中，设 计有了解、材料有检验、配料有选择这三条，一般试件施工准备阶段的试验工 作；施工有控制、检查有试件、试验有记录，般是指施工过程中的试验管理 和检测工作；竣工有总结主要是指工程竣工后的试验管理工作。旨在对工地试 验管理与质量、成本控制理论在公路项目施工中的应用及存在问题进行探讨， 一 5 山东大学硕士学位论文 量曼曼黑皇鼍皇皇置曼曼曼曼曼曼曼曼量曼量量量皇曼曼量鼍皇曼曼曼蔓曼曼曼皇曼曼曼曼曼量皇量i 量曼曼曼量量舅量罾曼皇皇曼曼曼曼曼基曼曼曼曼曼量 特别是对工地试验管理与质量、成本控制的方法研究方面进行了深入地研究， 并结合泰莱高速工程实例加以具体分析研究，找出工程试验管理与质量、成本 控制的有效方法以及它们之间的内在联系，解决了如何在确保质量和降低成本 前提下，如何通过加强工程施工管理，取得良好的社会经济效益。 泰莱高速公路建成于1 9 9 3 年1 0 月，是山东省交通规划网中。六纵四横中 的一横，现主要用作泰安市至莱芜市之间的区域交通，另外还起着滨新高速、 京福高速连接线的作用，对区域经济的发展有着重要作用。滨新高速公路建成 后，泰莱公路上的车辆迅速增多，通车1 0 多年来，泰莱路受到了较为严重的破 坏，路面破损，车辙等病害，该路段的大修改造势在必行。随着山东省高速公 路相继进入大修期，对原有路面材料重复利用成为当前公路养护工程迫在眉睫 的任务。 该工程中采用工地试验室对其性能进行检验，并确定相应的施工工艺，以 起到很好的控制施工质量和控制成本的目的。通过有效的工地试验管理，充分 地利用当地的现有原材料。在新工艺、新材料的应用推广上，试验工作大有可 为，特别是在老路旧路的改造、弃方材料的合理使用上，通过试验检验和对质 量的控制能够很好地降低工程成本，极大地减少因过多的开挖和废弃料的堆积 而产生的环境破坏。主要研究内容包括以下几点： 一、数据分析能力是试验室工作人员必须掌握的一项技能，在公路工程施 工过程中，不论是原材料试验、施工中的质量控制还是施工后的质量检验，都 需要采用数理统计的方法对数据进行分析。本文将对工程中常用的几种数理统 计和处理方法作简要分析。 二、通过对现有不同原材料和多种配合比的经济数学模型分析，找出选定 的最优方案。应用线性规划数学模型当中的配料问题模型，解决工程旌工当中 各种材料的最佳搭配，从而达到控制质量，降低成本。 三、通过试验检验和对工程质量要求的科学分析，研究新工艺、新材料的 应用推广，特别是在老路旧路的改造、弃方材料的合理使用方面的分析，找出 试验管理所带来的质量成果和经济社会效益，同时极大地减少因过多的开挖和 废弃料的堆积而产生的环境破坏，保持人与自然、自然与社会和谐。 四、通过对检测方法的选择，探讨随机取样点的布置方法、揭示由于检测 6 山东大学硕士学位论文 方法的正确选择所引起的质量保证和成本控制效果，并给出业内资料管理方法， 并指出项目完成后进行总结的必要性，并给出质量控制体系图。 通过以上研究，促使施工企业加强对工地试验的重视，强化对工地试验管 理方法的研究，严格做好施工前路用材料质量成本控制、现场施工过程质量和 分部分项工程验收这三个关键环节的把关工作，从而促进企业工程的质量与成 本管理水平的进一步提高。对工程本身、对施工环境和对社会的责任做出应有 的贡献。 一 7 山东大学硕士学位论文 第二章试验数据的统计分析和处理方法 在公路工程施工过程中，不论是原材料试验、施工中的质量控制还是施工 后的质量检验，都需要采用数理统计的方法对数据进行分析。由于公路工程数 据具有数量多，离散性较大，易受人为或外界情况干扰等特点。因此，对实验 数据的合理分析，可大大保证试验结果的正确性，提高施工质量并降低其施工 成本。项目试验人员必须具备数理统计方面的基本知识。为保证统计控制原理 在质量控制中的成功和有效应用，要求使用者对于基本的统计资料包括计算的 意义、标准差、连续型概率密度的意义以及分布的标准化有一定程度的了解。 下面将简要介绍几种工地试验中常用的数理统计方法及其应用范围。 2 1 常用的数理统计方法 一、平均值 1 算术平均值 这是最常用的一种方法，用来了解一批数据的平均水平，度量这些数据的 中间位置，其计算公式为： 牙= 伐+ 五+ 骂+ + 咒) 疗= x n 式中：x 算术平均数； 五、五、五、以各试验数据值； x 各试验数据值的总和； n 试验数据个数。 1 均方根平均值 均方根平均值对数据的大小跳动反应较为灵敏，其公式为： 3 山东大学硕士学位论文 s ：乒平：卓 式中：s 各试验数据的均方根平均值； 五、五、五、鼍_ 各试验数据值； 霹各试验数据值平方的总和； 2 加权平均值 加权平均值是各试验数据和它的对应数的算术平均值。水泥厂计算水泥平 均强度等级时，常采用加权平均值，其计算公式为： 所= 鼍羔等= 瓷 g l 七9 2 + 9 3 七+ g nz g 式中：m 加权平均值； 五、五、五、k 各试验数据值； 蜀、岛、岛和试验数据的对应数； 各试验数据值和它的对应数乘积的总和； g 各对应数的总和。 另外，加权平均值，也可以随机的试验数据值及其对应各值概率的乘积之 和来计算。 二、误差计算 1 范围误差 范围误差也叫极差，是试验数据值中最大值和最小值之差。极差又称全距， 常用于测定数值的离散程度，可了解数据的波动范围和波动程度，但容易受数 石 山东大学硕士学位论文 据中异常值的影响，不能表示内部频数的分布情况。 2 算术平均误差 算术平均误差的计算公式为： 占：苎二三：! 兰二三! ：! 墨二三：! 墨二三：至丝二丑 刀刀 式中：艿算术平均误差o x 试验数据值的算术平均值。 五、五、玛、k 各试验数据值； n _ 试验数据个数； 3 标准差( 均方根差、均方差) 只知道数据的平均水平是不够的，要了解数据的波动情况及其带来的危险 性，标准差是衡量波动性( 离散性大小) 的重要指标。其值越大，说明波动离 散越大。实验数据的平均值与每个实验数据值之差称为离差；离差平方和的平 均值称为均方；均方的平方根称为均方根差，简称均方差和标准差。 标准差的计算公式为： s = 式中：s 标准差； x 试验数据值的算术平均值； 五、砭、墨、k 各试验数据值； 三、变异系数 标准差是表示绝对波动大小的指标，当测量较大的量值时，绝对值误差一 般较大；测量较小量值时，绝对误差一般较小。因此要考虑相对波动的大小， 即用平均值的百分率来表示标准差，即变异系数g 越小，表示测定的离散程度 l o 山东大学硕士学位论文 越小；g 越大，表示测定值离散程度越大，其计算式为： g = ( s x ) x 1 0 0g = ( s x ) x 1 0 0 式中：g 变异系数； i 试验数据的算术平均值。 变异系数越小，说明施工管理和质量控制水平越好。 四、正态分布 正态分布是统计学中最重要、最基本的一种分布形式。从形态上看，正态 分布是一条单峰、对称、呈钟形的曲线，其对称轴为x _ i i ，并在x _ i l 时取最 大值。从x _ u 点开始，曲线向正负两个方向递减延伸，不断逼近x 轴，但永 不与x 轴相交，因此说曲线在正负两个方向都是以x 轴为渐近线的。p 一定 时，曲线的形状由0 确定。0 越大，曲线越“矮胖 ，总体分布越分散；0 越 小，曲线越“高”，总体分布越集中。 正态分布是由质量控制过程中的平均值( p ) 和标准差( 0 ) 唯一决定， 应该说，平均值( 1 a ) 和标准差( 0 ) 是正态分布中最重要的两个概念。 平均值( 1 1 ) 即各个样本的试验结果的算数平均值，与统计学中的数学期 望( 平均值) 的计算有所不同，但是采用这个均值也很好的反映了试验结果的 均匀性或一致性。在很多情况下，均值就是质量控制的目标值。 平均值通常按照以下进行计算： 涵 五- 。 = 寺 标准差是正态分布中另一个重要的概念，其计算公式为：- 口= 正态分布具有许多好的性质。采用正态分布的情况下，通常必须知道生产 l l 山东大学硕士学位论文 过程中的标准差是多少，如果处理的是一个较大的样本总体，并要求确定其规 范限时，可以假定标准差。当样品总体已知时，其标准差就是已知的，确定其 规范限时就不可假定其标准差。 鹅勰l 卜 图2 1 正态分布图 通过对正态分布的研究可以知道，正态分布有一些很重要的性质：正态分 布关于其均值对称，无论均值u 和标准差o 取何值，正态总体落在( 1 t 2 o ，1 1 + 2o ) 内的概率为9 5 4 、落在( u 3o ，1 t + 3o ) 内的概率为9 9 7 ， 即f ( 1 1 2o ，p + 2o ) o 9 5 4 ，f ( 1 1 3o ，l a + 3o ) 0 9 9 7 。通常情况下， 落在( 1 1 3o ，u + 3o ) 外的概率为万分之二十六，这是一个很小的概率。 前文已经说过，无论控制过程的均值i l 和标准差。如何，试验指标落 在u 3o 之间的概率为9 9 7 3 ，由于正态分布的这种性质，人们通常只在 区间( 1 1 3o ，p + 3o ) 内研究正态总体的分布情况，而忽略概率很小的那一 部分分布。要求产品质量特性1 0 0 满足性能要求，在大多数情况下是不可能 实现的，只要产品质量特性值落在| l 3o 范围内，就认为该产品是可以接受 的。因此，国际上通常采用目标值2o 、目标值3o 来确定几种不同的控制 标准。 统计学应用的前提是假定小概率事件是不可能发生的。对于质量控制，只 1 2 山东大学硕士学位论文 要控制指标值满足一定的保证率，就认为质量控制的结果是可以接受的。在美 国，沥青路面的质量控制按照行业的标准差进行，目标值20 是控制过程的 警告界限，控制指标超过此范围时，应对施工过程及时进行调整。同时，目标 值30 是控制过程的拒绝接受界限，如果控制指标超过此范围时，应立即停 工调整，直到恢复正常为止。 在沥青路面最终验收时，基于正态分布，规定合适的保证率，当交付验收 项目的施工质量满足一定的保证率时，业主可以根据施工质量的优劣按照一定 的概率分布、在一定范围内进行支付调整，质量水平超过可接受质量水平，奖 励；质量水平低于某个拒绝质量水平时，业主拒绝接受。 五、可疑数据的处理 在一组条件完全相同的重复试验中，当发现有某个过大或过小的可疑数据 是时，应按数理统计的方法加以鉴别，并决定取舍。常用的方法有三倍标准差 法，格拉布斯法和肖维纳法。这三种方法中，三倍标准差法最简单，目前应用 最广泛。三倍标准差法时美国混凝土标准中采用的方法，它的准则是 l 五一叉i 3 6 时放弃，l 置一i i 2 6 时保留，但需存疑，如发现试验数据在获取 过程中，因制作、养护、仪器失灵、环境条件、试验过程等因素存在可疑的变 异，该试验数据应予以舍弃。 六、保证率 在试验数据的统计分析和有关评定标准中，常提到保证率及保证率系数。 保证率是指达到设计要求的试验数据占试验检测总数的比率。即要求合格率必 须达到设计要求的概率。根据正态分布曲线的特征，保证率与保证率系数见下 表2 1 。 表2 1 保证率表 保证率系数 o 1o 20 30 40 50 60 70 80 91 o 保证率( ) 5 4 o 5 7 96 1 8 6 5 56 9 27 2 67 5 87 8 88 1 68 4 1 保证率系数 1 11 21 31 4 1 51 61 71 81 92 o 保证率( ) 8 6 48 8 59 0 3 9 1 99 3 89 4 59 5 59 6 49 7 19 7 7 保证率系数2 12 2 2 32 42 52 62 72 82 93 0 山东大学硕士学位论文 当保证率为整数百分率时，保证率系数可用插入法确定。常用的保证率有： 保证率为8 5 ，保证率系数为1 0 4 ；保证率9 0 ，保证率系数为1 2 8 2 ；保证率 9 5 ，保证率系数1 6 4 5 。 统计学原理在沥青路面施工中的应用主要是指采用均值、标准差、统计分 布特征等统计学方法来确定控制方法和控制指标。试验数据的统计分析还可能 涉及概率、正态分布的检验、一般关系式的建立等等。 2 2 试验数据的动态管理分析 现在试验数据的动态管理经常采用平均值和极差的管理方法。以某工程1 个月的油石比抽提数据为例，试验结果如下表( 为说明问题故意选用波动特别大 的数据) ，以前3 天检测结果的平均值及前3 天检测结果的极差。由此可以绘 制出3 张质量管理图( 图2 1 ) ，统称为x r 管理图。自上而下为工程逐日检 测结果平均值x 管理图( 每天3 次检测的平均值) ；一定日期( 前3 天) 每天检测 结果平均值x 的平均值x 管理图；相同日期平均值x 的极差管理图。 表2 2 油石比逐日试验结果记录 检验次数( 日期) l 2 3 4567891 01 11 21 3 1 4 1 5 当天检验结果 ( 3 次抽提的平均 6 35 85 7 36 o6 25 85 7 56 06 25 96 15 96 25 75 8 值) 前3 天的平均值 5 9 45 8 45 9 86 o o 5 9 2 5 8 55 9 86 0 36 0 75 9 76 0 75 9 35 9 0 前3 天的平均值的极 o 5 70 2 70 4 7o 4 00 4 5o 2 50 4 50 3 0o 3 0o 2 0o 3 0o 5 0o 5 0 差 检验次数( 日期) 1 61 71 81 92 0 2 l2 2 2 3 2 42 5 2 6 2 72 82 9 3 0 当天检验结果 ( 3 次抽提的平均 6 2 66 o 5 7 66 2 6 o6 15 85 96 15 9 6 1 5 6 1 86 o5 7 56 1 值) 前3 天的平均值 5 9 26 0 26 o o5 9 85 9 86 1 05 9 75 9 35 9 35 9 76 0 5 6 0 86 1 l 5 9 85 9 5 前3 天的平均值的极 0 5 6o 4 60 5 10 4 50 4 5o 2 0o 3 0o 3 0o 3 0o 2 0o 2 5o 2 80 1 8o 4 3o 3 5 差 1 4 山东大学硕士学位论文 1霄 、八f 夕八i r ；歹 、； 、 v1 ? v v 、 f y 1 - 03691 21 51 82 l 2 4 2 t 3 0 试验次数( 日期) 刀 | ji | li i，八 y l八 、 y vv |、1 ， 691 21 51 82 l2 42 73 0 试验次数( 日期) i e ， ，人八 ，ty r、- 人 ， l 、 k l 03691 21 51 82 l2 42 7 容许上限 目 i i ；由石比 容许下限 图2 2 动态质量管理图( x 口尺管理图) 示例( 油石比，) 6 4 2 0 8 6 4 2 吼 吼 吼 豇 豇 e 玩 良 油石比 6 5 4 3 2 l o o 0 0 0 0 o 0 油石比极差 6 4 2 o 8 6 4 2 6 6 6 6 5 5 5 5 3天的平均油石比 山东大学硕士学位论文 这三张图各有各的用途，第1 张图是检查每天的试验结果是否符合设计油 石比0 3 的技术要求，其中第1 、1 4 天不符合规范要求。最下面第3 张图中 的曲线变化表示逐天平均值变化的情况( 极差) 还是比较大的，有时候3 天之内 检测结果可以相差接近o 6 。说明需要进一步加强油石比的稳定性。第2 张图 是从每3 天检测结果的平均值连续变化从统计学的观点检查试验数据的变异 性。表面看平均值还比较稳定，基本上在目标油石比上下变化，但绘出u c l 及 l c l 线就可以看出问题了，本图取5 天为一个阶段分析，以第1 个阶段即第3 7 天为例，求取这5 天( 前3 天的平均值) 的平均值为5 9 4 ，极差为o 1 6 ，从 表f 0 4 中查得n = 5 时，a 2 = 0 5 7 7 ，d 4 = 2 1 1 5 ，而d 3 可取0 ，则u c l - - 6 0 3 ， l c l = 5 8 4 。按相同的方法可以计算以后每5 天的u c l 及l c l 。便可以发现图 中第4 、8 、1 3 、2 1 、2 7 天的点超出u c l 或l c l 线，例如第4 天超出l c l 线， 说明1 - - - , 4 天数据波动异常，属于异常的数据波动，需要分析检查其原因，到底 是生产的混合料油石比就有这么大的波动呢? 还是取样不均匀的原因? 有时候极差图还可以采用一天内若干次试验的极差绘制，例如每天的马歇 尔试验，有3 次，每次4 个试件，利用极差图可以看出生产的沥青混合料、取 样、制件的均匀性。因此，充分利用动态质量管理对真正实行全面质量管理来 说是非常有用的手段。 在动态质量管理的x r 管理图中，应以平均值x 作为中心线c l ，并标 出质控上限u c l 和质控下限l c l ，这里u c l 和l c l 表示允许的施工正常波 动范围，并不是规范规定的允许差范围。质控上限u c l 和下限l c l 是按照数 理统计的概念由表e 0 4 中的系数a 2 、d 3 、d 4 求出的，它与一个统计周期的 试验数据的数目n 有关，所以在图1 1 的平均值图和极差图中，u c l 和l c l 并 不是常数。而规范规定的标准上限和下限一般是个不变的值。试验数据如果超 过u c l 和l c l 可能是合格的，但从数理统计的角度看，它是不正常的，应视 为施工异常或试验数据异常。 在质量控制指标中，有几种不同性质的指标，一种是有一个目标值，如设 计空隙率4 ，同时有一个允许波动的范围3 5 ，又如标准配合比曲线， 也是有标准级配和允许范围，这些指标还有油石比、横坡、宽度、高程；有一 种是单边规定只要符合最大值或最小值要求，如压实度、稳定度、厚度等等； 1 6 山东大学硕士学位论文 还有一种是只有一个范围，并没有目标值，如马歇尔流值，只规定在2 一4 m m 范 围内。这些不同的情况的管理图如何画，如何在图中画规范的标准值，具体情 况会有所不同。但是有一点是相同的，确定u c l 和l c l 是每隔一段时间根据 平均值和极差求取的。这个时间通常根据数据变化情况确定，不一定象上例都 固定取5 天，可以规范中的1 1 根据需要计算，连续变化很小时周期可选长一 些，变化波动比较大宜经常检查。由于都是计算机进行，具体绘制并不困难。 1 7 山东大学硕士学位论文 第三章施工前的工地试验管理 检验工程质量好坏的唯一标准是通过试验检测，以数据说话，因此加强对 承包人试验室的管理，确保其检测方法及试验标准符合国家规范要求、其试验 检测数据真实有效才是保证工程质量的关键之。在进驻工地前对试验室的建 设和仪器、设备根据工程的实际做出适当的调整，在保证质量的前提下按需配 备，实行足够结合，自检与委托试验相结合，结合工地实际需要与应用的频率， 分析由此所引起的质量保证与经济效益之间的辩证关系。并用试验管理组织框 图来说明试验管理的组织流程，用表格列明仪器必备与可以调换的明细表来清 晰地表明。 工地开工前用定量和定性相结合的方法，对各种原材料、成品或半成品， 科学地鉴定其质量是否符合国家质量标准和设计文件的要求，做出接收或拒收 的决定，保证工程所用材料都是合格产品，是控制施工质量的主要手段，使工 程建设免受因为外来材料和加工件的质量而造成损失。在选择料场和确定料源 时，对未进场的原材料进行质量鉴定，根据原材料质量和经济合理的原则选定 料源。结合工作中的实例分析研究试验工作对成品半成品等原材料的筛选、控 制、主观能动地对工地现有材料或者根据就近原则对原材料进行调配，特别是 对弃方料的检验和再利用，通过计算和定性分析由此产生的经济社会效益。 3 1 工地试验室的组建 工地试验室的组建是工地试验管理的基本要求。故首先应对试验室的组建 情况进行检查验收。包括试验室的各功能室的分室情况、试验仪器的数量、试 验人员的资质及组成、试验台帐的建立、试验室各规章制度及试验仪器操作规 程等上墙资料均应符合总监办文件要求。 试验室控制要注意以下几点： 试验室用房基本要求通风、采光，用电应根据设备用电量计算，采用集中 配电室控制，电路必须有安全接地，养生室的电路及灯具必须有防潮装置，精 密设备和大功率设备尽量使用专线路。试验室用水必须方便，做好排水工作， 1 8 山东大学硕士学位论文 防止堵塞，对于化学室要设置废液回收池，定期处理，减少对环境的污染。试 验设备的购置及安装调试，应根据试验室的性质、规模及所承担的任务，充分 考虑设备的功能和用途，配备必要的仪器设备，把好质量关，确保有良好的使 用性能，其规格、型号及技术性能必须符合试验规程的规定。试验室各功能室 包括办公室、土工室、建材室、水泥及混凝土室、力学室、化学室、标养室应 分开，每室建筑面积一般不低于2 0 m z 。平面位置应合理布置，对于噪声大、震 动大的设备应尽量远离精密设备、办公室、居民楼，混凝土室和力学室、标养 室的距离不宜太远，以便于推车行走。本项目工地试验室布局如下图所示： 一静匝压一 = 秘 沥青友混合料 术淀夏水泥 i茎 砂石宝。 空p砼空p 样品储存生p 仅墨维修储存叫办公舶伽 工地仪墨仓库9拴测宝，试硷办论生p 蓬l 院i 拦福弓，茬】甯7 抛岔i 焉重凳荦婚习t 氍：铺凡 图3 1 工地试验室布置示例 各类上墙资料包括试验室和仪器设备管理制度，试验人员岗位责任制，试 验检测报告的审核、签发制度，试验设备的操作规程，试验检测资料管理制度， 安全管理制度等均应合理布局，挂牌上墙。同时试验室必须具备有关的试验检 测标准、规范、规程、方法等技术资料。试验人员的确定，分别由试验室主任、 副主任、试验工程师、试验员组成，其中试验室主任、副主任及试验工程师必 须有中级以上职称，且有试验检测工程师证书，试验员必须有试验员资格证书。 本项目要求工地试验员要熟练掌握工地常规试验的做法，并对各种能够控制工 程质量的其他试验员要经常学习公路施工试验规程，了解各类试验的目的、 操作要点，并不断参加实践。对数据的分析整理，往往是考核试验员能力和水平 1 9 山东大学硕士学位论文 的重要标志。试验人员既要能够做好现场取样和试验，同时能够根据已测数据、 结合现场分析得出有关试验最终数据，给驻地监理提供清晰、明了的书面材料， 这是工地试验人员应具备的能力和素质。 试验室在投入使用前必须向质监部门申请试验室i 晦时资质，申报所需材料 包括： 1 ) 试验室人员组织机构，即试验人员组成。要求必备毕业证、身份证、职 称证、试验工程师证、试验员证。( 试验室主任、副主任及试验工程师至少中级 以上职称证书) 。 图3 2 本项目组织结构图 明确工地各人员职责范围，本工程中试验室组织机构框图如下： 山东大学硕士学位论文 l 山东东方路桥建设总公司 中心试验室主任：朱登元 技术负责人：秦永霞 质量负责人：咸世玺 样品 储存室 王兴海 王丽丽 试验 办公室 祝远平 柿君晶 土工室 谷恒亮 徐跋毫 化学 分析室 刘成才 李尧 张树松 尹疆峻 水泥 砼室 李圣彬 刘玉江 标养室 魏振立 刘善伍 沥青 砼室 王法美 盛国鹏 砂石室 陈瑞华 孟庆功 档案室 焦玉虎 贾兆芳 孙成渝 王世元 工地临 时试验 室 样品登记 样品储存 样品管理 技术标准 检测业务 设备管理 信息资料 标准更新 人员培训 土工试验 靛槲龋 报告出具 化学分析趣 药品管理 报告出具 力学试验 钢筋检测 砼压力试验 报告出具 水泥检测 配合比设计 水泥砼检测 报告出具 压力试件种 4 殊条f 种 试件静记录 沥青检测 配合比设计 报告出具 砂石料检测 级配组成 报告出具 检测瓷辩保存 仪器盎料保存 人员资质保存 现场检测 翻方法比l l 新方法应用 报告出具 本工程 试验检测 资料整理 报告出具 2 ) 其次，尽快进行试验仪器的标定工作( 必须是市级以上有资质的计量标 定单位) ，标定完毕后，及时上报试验室临时资质申请报告至驻地办，由驻地办 试验室审查后上报总监办中心试验室，由总监办中心试验室统一向省质监站上 报试验室临时资质申请报告。 3 ) 取得质监部门颁发的试验室临时资质后，试验室即可投入使用，进行日 常的试验检测工作。试验检测台帐很多也很复杂，主要有：收、发文登记台账； 土工标准试验台帐；砼、砂浆配合比试验台帐；原材料( 包括砂、碎石、钢筋、 水泥及其它一些委托材料如：钢绞线、锚具、支座、外加剂、型钢等等) 试验 台帐；压实度检测台帐；砼、砂浆试件抗压强度台帐；孔道压浆试验台帐；桩 基小应变检测台账等。试验台帐的建立是试验管理的重要一部分，台帐登记应 2 l 山东大学硕士学位论文 及时，台账的合理化及规范化体现试验工作是否有序地进行。 完善工地试验室管理制度 要有明确的工作程序和质量管理条例： 每人有明确的岗位责任制条例： 建立试验室的管理和仪器设备的正确操作、日常维护、检定、维修管理 条例( 必要时针对每一台仪器把条例贴在各个试验操作室的墙上) ，所有仪器经 过标志管理有明显的标志，以表明其校正状态，避免误用不合格仪器而造成差 错： 安全管理条例： 样品、资料、档案管理形成制度化、标准化： 试验检测标准、规范、规程、方法等技术文件齐全； 严格按交通部颁布的公路工程试验检测机构资质管理暂行办法对各 级工地试验室定期检查管理，使其规范化、科学化。 3 2 材料质量、成本的试验室控制 材料质量是工程质量的基础，一般材料费占整个工程费用的6 0 以上，加强 材料质量