Analysis of Quality Problems and Their Traits of Main Structure in Construction Engineering

Abstract: The main structure in construction engineering is the organic part of the load-carrying system of construction engineering. Its quality is the core for realizing the value of construction engineering quality. The essence of its quality problems is that the quality behavior, intermediate output or final product of the construction body can't meet the requirements of national laws, regulations and obligatory criteria during construction work. Its quality problems have the following eight traits such as complexity, frequent occurrence, potentiality, chain effect, heavy damages, multiple responsibilities, difficulties of treatment and high expenditure for treatment.

Keywords: construction engineering; main structure; quality characteristics; essence of quality problems; traits of quality problems

    主体结构是基于地基基础之上，接受、承担和传递建设工程所有上部荷载，维持上部结构整体性、稳定性和安全性的有机联系的系统体系，它和地基基础一起共同构成的建设工程完整的结构系统，是建设工程安全使用的基础，是建设工程结构安全、稳定、可靠的载体和重要组成部分。它的基本功能包括三部分:一是主体结构本身形成一个有机联系的系统整体，有效地协调工作，承受主体结构部件本身相互传递的荷载，发挥主体框架支撑功能;二是附着于其体系表面的所有维护结构、装饰面层、相关设备重量及其施工和使用期间的活荷载、以及在设计规范限定范围内的相关风载、尘载、雪载、地震荷载等自然力通过主体结构体系有效地承担，使建设工程能正常发挥各部分的使用功能;三是与地基基础可靠地联系，将其自身荷载和承受荷载系统地、有效地、稳定地传递给地基基础结构体系，并能与地基基础结构形成协调工作的整体结构体系，和谐地工作以共同维护建设工程整体安全和使用安全[1]。

1 主体结构工程质量作用[1]

    主体结构工程质量的作用是和主体结构本身的地位与功能密切相关的，和其质量问题所造成的后果严重性密不可分。就其整体而言，主体结构工程质量的作用在于以下几个方面。首先，主体结构质量是保证建设工程安全和人们生命财产安全的基础，主体结构是建设工程功能分区的骨架，是各类活动空间分割的基础，是维护建设工程空间稳定性的支撑体系，其空间体系为生产、生活活动规定了应有的范围，人们生产、生活在所规定的范围内的生命财产安全与主体结构工程质量息息相关，其质量本身从根本上提供了建设工程上部结构体系的承载和传递的基本功能需要，建设工程结构安全是以主体结构工程质量保证为基础的，它是建设工程安全保证的前提。其次，主体结构工程质量是实现维护结构、装饰面层及设备、设施安装工程质量的前提，建设工程上部空间任何一部分使用功能实现的基础，是和与它四周相联的主体结构部分的结构支撑体系的接载、承载、传载功能的发挥紧密相联的，任何一个空间不论其形状如何、尺寸大小、空间高低，其组成的空间表面附着物事实上形成了该空间必有的静荷载，空间的占用和使用又不可避免会受到设备、设施荷载的作用，以及在其范围发挥功能时的使用者的活动所产生的活荷载，还会受到各种自然力的作用和影响，在这些荷载的作用下，要维持其空间位置的相对稳定性和固定的形状尺寸，使其在设计规定的有效寿命期限内正常使用，就离不开与其相联的直接支撑体系的必要承载能力，满足这样能力的需要，就是主体结构工程的质量;维护结构、装饰面层及设备设施安装是基于建设主体结构工程之上的附着物，他们有着各自的质量要求，主体结构工程形成他们的支撑基层，他们的质量实现和质量基础离不开主体结构工程质量的保证。再者，主体结构设计质量是工程设计安全和经济性的关键，主体结构工程设计是结构选型、体系布置、受力分析、材料选择、强度、刚度、稳定性计算的过程，是决定主体结构承载能力的技术规划过程，有效实现主体结构质量，需要进行主体结构设计优化，就是对这些因素的系统协调与优化，这是实现建设工程设计安全和经济的重要手段。

    总之，主体结构工程质量的好坏对于建设工程主体质量的成败、建设工程经济性、建设工程使用安全都是极其重要的，它不仅决定着建设工程质量等级，而且是建设工程抵御自然灾害、保证生命财产安全的关键。因此，分析建设工程主体质量问题及其特征对于加强建设工程质量管理是至关重要的。

2 主体结构工程质量形成及质量问题实质

2.1 主体结构工程质量及其形成过程[1]

    主体结构工程质量是整个建设工程质量的核心，是上部工程其它分部质量存在的基础和载体，其内涵是满足国家现行的有关建设工程主体结构的法律、法规、技术标准、设计文件及合同中对安全、使用、经济、美观等特性的综合要求的能力之总和，其质量的主要功能是主体结构体系完整、安全可靠、协调稳定地承受建设工程上部施工期间各种荷载和全寿命使用期限内使用荷载、外部影响力，并与地基基础联接可靠，协调一致工作，保证建设工程的整体安全使用。

    从地基基础工程完成或即将完成之时开始，主体结构工程质量就开始初步形成。它的形成有两个特点:一是主体结构的设计决策、设计、施工、使用维护构成主体结构质量形成的必要阶段，各个阶段从事主体结构工程质量活动的所有行为及活动结果构成主体结构工程质量的全部内涵;二是它的质量形成对于整体工程质量有着承前启后的作用，它的质量规划、实施、维护都必须与它基于其上的地基基础工程质量协调考虑，统一规划，可靠衔接;同时它的质量形成除了自身完善的基本要求外还必须兼顾附着于其之上的各分部工程质量要求，为其它各分部工程质量形成提供可靠的、方便整体联接的、划分有效使用空间的基础。按其形成过程分，同建设工程整体质量及地基基础工程质量形成过程一样，存在于设计、施工准备、施工、使用维护这一内在必然联系的四个阶段。

    设计是主体结构工程质量的技术规划阶段，是其质量标准和质量能力的决定阶段。结构体系、结构类型是决定主体结构规划质量的主要因素，其强度、刚度、稳定性、整体性是实现结构功能的关键，结合地基基础设计，在整个工程设计方案选择过程中，应突出对主体结构体系、类型、方案的选择研究，进行技术上、经济上、工艺方法上、材料选择、施工可行等多方案比较，保证结构体系合理、传力与受力路线简捷、整体性强、能与选定的地基基础方案协调一致工作，保证形成完整、科学、有效的主体结构设计质量。

    主体结构工程施工准备说到底是主体结构工程施工方案的规划，主体结构露天作业，施工周期长，工序搭接复杂，质量影响因素多，对其实施做好方案规划和施工准备是极其必要的。主体结构工程施工准备质量是施工质量保证的事前控制，是有效形成实体质量的基础。

    施工阶段是主体结构工程实体质量的形成阶段，按照施工图纸和施工方案，组织具备相应资质的施工力量，严格按照质量控制点进行工序质量检查验收，把工程施工组织的各项质量职责和制度落到实处，推动质量保证体系和质量监督体系良向运转，以人力、物力、财力、设备的足够投入，科学可行的施工方案，严格认真的组织管理，协调严密地质量监督，保证建设工程主体结构施工过程中质量行为、工作质量，进而保证各工序质量，确保主体结构工程整体质量，它是以施工主体为中心，附以设计、业主、监理和材料设备生产或供应等各主体的协调、监督的主体结构工程质量行为活动过程和活动结果的集中体现。

    建设工程主体结构完工后的检查验收，标志着主体结构工程的质量形成事实上已经步入使用阶段，它作为一个完整的结构体系开始逐步承受维护结构、装修、设备安装等荷载，对其进行施工期间的维护和使用过程中的维护是主体结构工程使用阶段质量形成的主要内容，它包括两个方面:一是施工期间到全部工程竣工交付使用，以施工承包主体为主要责任人的主体结构工程的产品保护和维护，同施工过程中产出成品、半成品保护一样，采取必要的措施，保证主体结构体系在施工期间有效地承受各种荷载。二是全部建设工程项目竣工交付使用后主体结构的维护与保养，这包括缺陷责任期内的施工承包主体与使用主体共同负责的缺陷责任保证期内的维护与保养和缺陷责任期满以使用主体为主要负责人的全寿命期内主体结构工程的维护与保养，对用户加强装修、改造管理和审批是主体结构乃至整体建设工程使用阶段质量维护的关键和核心，只有对各种不利于使用阶段质量维护的行为严格约束限制，才能维护建设工程所有使用者的共同质量目标—主体结构在建设工程设计寿命期内有效地发挥其整体承载能力，确保建设工程安全使用。

2.2 影响主体结构工程质量主要因素

    主体结构工程质量的形成涵盖了设计、施工准备、施工和使用维护的建设工程质量形成的全过程，它的质量产出影响因素也必然涉及所有这些阶段过程中所有参与主体从事主体结构建设的质量行为和活动结果，建设工程的设计、业主、监理、承包、建材、设备生产供应及检测主体和使用主体在主体结构工程质量形成过程中的所有物化劳动和活劳动及其结果对于主体结构工程质量的形成都起着必不可少的作用〔2〕。就每个主体而言，人、财、物、设备、方法、环境都在渗透和影响着其主体结构工程质量，尤其是人，人是质量目标的决策者，质量技术的规划者，质量活动的执行者，质量形成的操作者，设备、方法的驾驭者，质量产出的检查者，质量转化的推动者，质量体系运作的管理者。人是主体工程质量形成中最活跃的生产力，“以人为本’，是质量因素控制的关键。从投入产出角度分析，也就是所有影响主体结构工程质量产出的投入要素和转化工作过程中的行为和活动结果，都是主体结构工程质量监督与管理不可忽略的因素，其重点是抓投入质量和转化质量，预防产出质量，也正是注重事前、事中控制的主动质量监督管理思想。

2.3 主体结构工程质量问题及其实质

    主体结构工程质量问题广义讲，是指各建设主体(含业主、勘察、设计、施工、监理、检测、材料、设备生产供应)从事建设工程主体结构质量活动中其行为或活动结果达不到对主体结构工程质量要求的标准的所有过程、中间产出或最终产出，从结果来看其问题的核心和实质就是主体结构工程的中间产出或最终产出质量(各阶段相对而言)达不到国家现行有关法律、法规、技术标准、设计文件及合同中对主体结构工程的安全、使用、经济、美观等综合要求的能力的表述。从主要形成阶段看，可能有勘察质量问题，主体结构设计质量问题，主体结构施工质量和主体结构使用维护质量问题，也可能某一质量出现是这四个问题之一或几个综合问题形成的结果，从投入产出角度来看，在其质量形成的每一个阶段，都可能出现投入不足的投入品质量问题，或是生产过程中的转化能力不强形成转化质量问题，或是生产过程中的中间产出或最终产品的质量问题，它是质量问题的集中表现和结果反映[3,4]

3 主体结构工程质量问题特征

    主体结构工程本身的作用和功能及其问题的实质内在地规定了主体结构工程质量在建设工程整体质量中的地位，也决定了主体质量事故问题的基本特征:复杂性、多发性、潜在性、连锁性、严重性、责任多元性、处理困难性和高代价性。

3.1 复杂性

    主体结构工程质量问题的复杂性是由主体结构工程本身的复杂性决定的。主要包括三个方面:一是主体结构体系模型简化和协调运作的受力分析、计算具有高度复杂性。二是不同结构体系、不同类型选用不同材料，存在着材料性能本身的复杂性和以抽样检查为手段的材料质量本身体现具有统计复杂性。三是结构体系交错复杂，联系方式、联接点功能实现具有内在复杂性，并且由此带来节点施工工序的高度复杂性[1]。

3.2 多发性

    主体结构工程质量事故多发性，一是由于主体结构工程质量形成多阶段、影响多因素造成的，其质量形成的各个阶段、各个环节的失误都可能诱发主体结构工程质量事故，或留下质量隐患。二是主体结构体系复杂、多样，结构部件繁多，各个部件都是主体结构体系的有机组成部分，众多结构部件的设计、施工必然带来了质量问题发生的可能性增大。三是主体结构隐蔽工程多，工序交接复杂，与各工种、各专业的配合多，其设计和施工需要各专业工种的有效配合，增加了设计协调和施工组织的难度，带来了质量问题多发性的潜在因素。四是主体结构先行于维护结构、装饰工程和设备安装工程，带来了主体结构工程质量保护的更大难度，各类后序工程施工中，超载、违章操作都会不同程度地损害主体结构工程质量，增加了主体工程质量问题的外部影响，加大了质量事故发生的可能性[1]。

3.3 潜在性

    主体结构工程质量事故的潜在性表现在四个方面:一是由于主体结构体系简化过程中对其实际受力机理的认识具有不完全性，设计考虑因素欠缺，受力分析不准确，结构计算有误，给主体结构工程满负荷运行潜留了先天性的质量隐患，使用中各种不利因素、不利荷载的发生容易激化这种缺陷，产生失去常规的破坏，其质量问题的出现具有不确定性和难以发现的特点。二是同地基基础工程的施工过程一样，随着后续工序的进行，最终都要对其进行维护结构和装饰工程的覆盖，这些表面结构的本身有一定的强度和承载能力，因此，竣工交付使用后，主体结构部件既使出现局部质量问题，在其初期是难以发现的，至少要破坏到冲破其维护面层的承载能力或者变形到影响外表结构的形状，才能表现出来，由于外表饰面的覆盖性，它的完工后质量问题难以观测，一旦发现已经造成相联的其它部件的破坏，影响正常使用功能，常常酿成无法修补的质量事故[4]。三是从主体结构本身复杂的工序连接来看，后一道工序都在不同程度上覆盖前一道工序，工序质量具有明显的隐蔽性，这也是主体结构工程必须加强隐蔽工程检查验收，存放完整的隐蔽验收资料的内在根源。四是主体结构材料多样，材料本身质量检验的统计性，有可能造成缺陷材料未检查出来而已经用于隐蔽工程之中，材料本身性能不足所引起的主体结构工程质量问题更是潜在发生的。

3.4 连锁性

    主体结构工程质量事故的连锁性与主体结构本身的地位和作用密切相关，有两方面的含义:一是由于它是上部荷载传递给基础工程的媒介，地基基础工程质量事故引起它的破坏所带来维护结构、装饰面层、使用空间、设备等其它系统的破坏，它既有传递性，又有引发性。二是主体结构工程本身的部件或体系承载能力不足或失稳引起的其它部分的破坏，主体结构工程一旦出现质量问题，轻者使局部变形、裂缝，影响正常使用功能，重者失稳、失效，突然倒塌，致使全部工程报废，造成人民生命财产严重损失[1]。

3.5 严重性

    主体结构工程是建设工程空间的支撑体系，主体结构工程质量是一系列主体结构构件质量有机联接成为整体的总和。主体结构构件的质量问题，轻者影响建设工程局部空间的完整性，重者造成主体结构体系的整体失稳破坏，致使整体工程倒塌，酿成恶性事故，造成人们生命和财产的巨大损失，主体结构工程质量问题所带来的后果是极其严重的。主体结构是建设工程的承载受力体系，就静定结构体系而言，一旦任何一个部件失稳或破坏，必然导致整体体系的破坏和失稳;对于超静定结构体系来说，局部结构部件的破坏，至少影响局部功能的发挥，也可能不同程度地危及体系中的其它局部，因为，部分部件失效，可能会引起一些受力传载的再分配和转移，可能使其它部件承受到超过设计规定的荷载，进而危及其它部件质量的可靠性。主体结构工程质量事故发生的潜在性和连锁性，更加剧了其质量问题的危害性和严重性[1]。

3.6 责任多元性

    主体结构工程质量事故责任多元性是由其形成的多阶段、参与多主体和影响的多因素所致。从它形成的时间阶段来看，可能发生在规划设计阶段、施工准备阶段、施工建设阶段、使用维护阶段，从其形成的责任主体来看，可能是设计主体、施工主体、业主主体、监理主体、检测主体、材料生产、供应主体的工作失误所致，仅就某一主体的责任分析，可能是决策层、管理者、操作层的责任，可能是技术、经济、管理上的问题，可能是人力、材料、设备、施工方法、工艺等规划投入问题，也可能是外部环境因素的影响，还可能是工艺转化、人的行为、机械运转、材料转化等问题，而且一旦主体结构工程质量事故酿成，又往往是多个不利因素的综合，涉及多方主体，多层次人员和多方面原因，其质量事故形成的原因是多方面多层次的，“谁设计谁负责，谁施工谁负责”，所以由其带来的质量事故责任者具有明显的多层次多元性特征[3]。

3.7 处理困难性

    主体结构工程质量事故处理的困难性是与它的空间体系的高空作业和本身结构体系尤其是结构节点交错复杂的构造相联系的。一是它是建设工程空间体系的框架支撑者，是维持空间体系的承载者，对它的处理往往是带荷处理，处理的同时，既要想方设法达到补强的目的，又要尽可能地减少对其它部位、其它体系的影响，这种空间作业，再加上交付使用后使用机械设备的局限性，必然带来事故处理的困难性。二是主体结构体系的复杂性决定结构部件连接的复杂性，空间结构体系的形成是结构部件有机联接的结果，越是联接复杂的结点，受力分析的准确性越难把握，易引起设计质量问题的可能性越大，越是交错复杂的结点，结构部件纵横交织，施工中的困难性也越大，施工质量越难保证，也越易引起工程质量问题，因此，主体结构工程质量问题的出现往往在复杂的地方出现的概率越大，对于复杂体系、复杂节点的处理必然带来更大的处理方案设计和处理实施的困难性[1]。

3.8 高代价性

    主体结构工程质量事故处理的高代价性主要体现在以下三个方面:一是主体结构工程质量事故处理的困难性大，必然带来处理的高费用，再加上主体结构工程是支撑体系，它的局部或整体破坏，必然带来以它为支撑依托的维护结构、装饰面层和设备安装工程的局部或整体破坏，由其质量事故处理引发的这些质量问题的处理也势必加大处理费用;二是主体结构出现质量事故，往往在其处理阶段，必然引起建设工程的局部或整体停止使用，对于使用者造成使用价值损失和经济损失。三是主体结构质量恶性事故带来的可能是危及建设工程整体安全，甚至使其整体倒塌，而且由于失稳所产生的破坏带有极其突然性，往往是人们不易觉察和发现的，由其所带来的经济和财产损失是难以估计的，造成人身安全的损失更是无法用经济成本来核算的，是难以弥补给其本人、家人、亲属所带来的精神创伤[4]。

参考文献:

[1]郭汉丁.建设工程质量政府监督管理研究[D].天津:天津大学，2003.

[2]郭汉丁，刘应宗.论建设工程质量政府监督的本质特征[J].工程质量，2002,(9):5一7.

[3]郭汉丁，刘应宗.建设工程环境质量及其问题特征分析[J].重庆建筑大学学报，2004,26(1):106一109.

[4]郭汉丁，刘应宗.地基基础工程质量问题特征及其分析[J].建筑，2003,[4] : 21一23.

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