EPC模式下装配式建筑施工质量风险评价

张杰辉，尧杰辉

(福建工程学院 管理学院，福建 福州 350118)

近年来，由于建筑劳动工人的短缺和国家环保节能的政策压力，建筑业正逐步从传统建筑向装配式建筑转型[1]。但装配式建筑施工中存在的质量风险一直是困扰施工人员的难题[2]。关于装配式建筑施工质量风险的研究很多，如采用层次分析法[3]、未确知测度模型[4]、社会网络分析方法[5]、ANP-FUZZY法[6]、集对理论[7]、ABC分类法[8]、三角模糊数[9]、结构方程模型[10]等对装配式建筑施工质量风险进行评价分析。但这些装配式建筑施工质量风险的评价局限于传统模式，而EPC模式(engineering procurement construction, 总承包模式)下的装配式建筑施工质量风险与传统模式不同[11]，因而其风险评价也不一样。EPC模式具有集成化、一体化的特点，可以很好地规避部分施工质量风险，但也存在总承包商风险责任大的缺陷。因此，对EPC模式下装配式建筑施工质量风险研究有现实意义。本研究拟采用G1-物元分析法对EPC模式下装配式建筑施工质量风险进行综合评价分析，通过构建G1-物元分析法决策模型将EPC模式下装配式建筑施工质量风险因素之间的复杂相关性简单直观地体现出来。

1 搭建施工质量风险评价指标体系

本研究以同时具备设计资质和施工资质的总承包方为视角，以装配式混凝土结构施工质量风险为评价对象，以文献研究法为基础，在中国知网、Web of Science等学术数据库中搜索“装配式建筑质量” “EPC模式风险”“EPC模式下装配式建筑质量”等关键词，挑出30篇具备代表性的文献进行整理分析，结合相关EPC模式建筑专家和装配式建筑专家的意见，对初步整理得到的风险因素进行合并、删除及补充，最终得到的评价指标体系整理如表1所示。

表1 EPC模式下装配式建筑施工质量风险指标

2 构建G1-物元分析法评价模型

2.1 采用G1法确定评价指标权重

(1)

式中，wn代表第n个指标的权重，指标相对重要性赋值如表2所示。

表2 指标相对重要性赋值参考表

依照上述步骤，先计算一级指标权重系数，再展开计算二级指标的权重系数。以第m个指标权重的计算为例，假设专家给出rn的理性赋值，则第m个指标对应的权重wm为:

(2)

计算出某一指标单个权重后，可根据公式(3)计算同指标集合内其他指标的权重:

wn-1=rnwn,n=m,m-1,…,3,2

(3)

(4)

2.2 运用物元分析法进行综合评价

确定经典域、节域与待评价物元矩阵。

Roj=(Zoj,Coi,Voji)=

(5)

式中，Zoj是第j个评价等级(j=1,2,…,m)，Coi是指标Zoj的第i个描述特征(i=1,2,…,n)，Voji是Zoj关于Coi的取值范围，(aoji,boji)即为经典域。

Rp=(Z,Ci,Vpi)=

(6)

式中，Z表示待评价指标的所有等级，Vpi为Z关于Ci所有等级的取值范围集合，(api,bpi) 即为节域。

(7)

式中，Ro是待评价物元，Zo是评价指标，Vi为Zo是关于Ci的特征值实测数据。

第i项特征的第j级关联度函数Kj(Vi)可定义为：

(8)

其中，

(9)

(10)

|voji|=|aoji-boji|

(11)

式中，ρ(Vi,Voji)表示Vi与经典域(aoji,boji)的距，ρ(Vi,Vpi)表示Vi与节域(api,bpi)的距。

由此可建立EPC模式下装配式建筑项目待评价对象Z关于等级j的关联度:

(12)

式中，WCi为指标Ci权重分配系数;Kj(Z)为第i项特征关于第j级的关联度。

根据最大隶属度原则，设Kjo=max {Kj(Z)}(j=1,2,…,n)，则可判断EPC模式下装配式建筑施工质量风险等级属于jo级。关联函数Kjo的数值反映评价对象是否符合某级标准以及符合程度。0≤Kjo≤1，评价对象符合某级标准； -1≤Kjo<0，表示评价对象不符合某级标准，但具备一定转化条件;Kjo<-1，表示评价对象不符合某级标准且无法转化。

计算评价等级的特征值j*，

(13)

(14)

式中，j*为被评价对象偏向某一级别的程度。

3 案例分析

3.1 工程项目概况

以某EPC模式下装配式办公楼建设项目为例，该项目由D公司承建，建筑面积7 040 m2，建筑总高度为26 m，地上6层，其中底层层高5.0 m，第2至6层的层高均为4.2 m，该办公大楼整体立面采用玻璃幕墙和外挂预制墙板，抗震等级为3级，是整体式框架结构体系。

3.2 施工质量风险评价

首先，确定评价指标权重。邀请15位专家对表1建立的评价指标进行重要性排序和重要性打分，由公式(1)～(4)算出各风险评价指标的权重系数，计算结果如表3所示。

表3 各级指标权重列表

续表

为确定各风险因素评估标准，结合专家建议，按照评估要求并结合实际情况，将风险程度分为 5 级: Ⅰ级 = {较低风险级} 、Ⅱ级 = {可容忍风险级} 、Ⅲ级 = {一般风险级} 、Ⅳ级 = {较高风险级} 和Ⅴ级 = {高风险级} 。采用专家评分法，将这 5 个等级对应评估等级的经典域分别划分为: [1，2)[2，4)[ 4，7)[ 7， 9)[ 9，10]5 个区域，专家的打分成绩进行加权平均后确认为评价物元。根据公式(5)～(7)进行计算，具体数值如表4所示。

根据公式(8)～(11)计算各指标关于各等级的关联函数值Kj(Vi)，根据公式(12)计算各指标关于各等级的关联度Kj(Z)，根据(13)～(14)计算评价等级的特征值j*，具体数值如表5、表6所示。

表5 各指标关于各等级的关联函数值

续表

表6 各指标关于各等级的关联度及特征值

3.3 评价结果分析

通过对实例分析，结合计算结果可知，该项目的综合风险等级为Ⅲ级，即一般风险，项目综合特征值为j*=2.534 8，施工质量风险等级为Ⅲ级偏向Ⅱ级。针对薄弱环节进行把控时，应综合考虑权重系数较大且质量风险较大的指标作为重点整改对象，从而降低施工质量风险。针对各指标因素的风险分别分析并采取应对措施。

3.3.1 现场操作风险

由Kjo=max{Kj(Z)}=0.065 7时j=3，可知现场操作风险级别属于Ⅲ级，为一般风险，主要表现为现场操作没有达到质量标准要求，例如：构件安装过程中碰撞损坏严重；预制墙板吊装出现位置偏位，严重影响工程美观和质量；预制构件灌浆不密实，节点连接不可靠；螺杆洞、脚手架洞、墙缝等堵塞不严实，引起墙体渗水等。建议该公司引入先进的装配式施工技术，积极培养专业技术人才。

3.3.2 组织管理风险

由Kjo=max{Kj(Z)}=0.049 6时j=3，可知组织管理风险级别属于Ⅲ级，为一般风险，主要表现为设计、采购、施工一体化、集成化管理经验不足，例如：预制构件的尺寸、预埋件、吊环、预留孔洞的位置存在一定设计偏差，供应商生产的构件外观和质量存在一定的瑕疵，由于设计环节的设计缺陷和生产环节的质量问题集中在施工环节暴露，严重影响到现场建设项目的施工质量。建议该公司加大设计优化力度，加快建立自己的材料、设备采购平台，建立适配的EPC模式组织架构。

3.3.3 现场管理风险

由Kjo=max{Kj(Z)}=0.052 7时j=2，可知现场管理风险级别属于Ⅱ级，为可容忍风险，主要表现为现场管理人员的管理不到位，例如：预制构件验收手续流于形式，残次品进入施工环节影响施工质量；预制构件现场堆放的垫块不在一条线上导致构件产生一定程度的裂纹；现浇节点主筋偏位不在箍筋内等问题。建议该公司建立健全质量问责机制与应急机制，做好施工组织设计与吊装方案设计，做好质量技术交底和岗前培训工作，加强施工过程管理，完工后做好成品检查与验收工作。

3.3.4 合同管理风险

由Kjo=max{Kj(Z)}=0.093 1时j=2，可知风险级别属于Ⅱ级，为可容忍风险，主要体现在与发包人签订的总承包合同中[14-15]，具体表现为两方面：一是总承包合同中归属于总承包方承担的潜在质量风险，例如国家发布新的强制性质量标准，已施工的部位需要返修直至满足新的国家标准，而这部分质量风险由总承包方承担；二是基于发包人的基础资料做出的解释和推断风险，例如总承包方轻信可行性研究报告，实际施工后的项目质量达不到约定要求，该违约风险由总承包方承担。此外需要关注采购合同中关于材料、设备质量方面的合同风险以及分包合同中出现质量问题向分包方索赔的风险。建议该公司全方位重视合同管理，引进和培养相关法律人才，合理运用工程保险、担保等方式转移潜在的质量风险。

4 结语

本研究引入G1-物元分析法，采用G1法对评价指标进行赋权，提高了EPC模式下装配式建筑施工质量风险赋权过程的效率；运用物元分析法对EPC模式下装配式建筑施工风险结果等级进行合理划分，采用Matlab等软件可极大地提高物元分析法的可操作性和简洁性。本研究以具体项目进行实证分析，通过构建EPC模式下装配式建筑施工质量风险评价模型，将EPC模式下装配式建筑施工质量风险因素之间的复杂相关性简单直观地体现出来，对总承包方管控EPC模式装配式建筑施工质量风险具有借鉴意义。