基樁松散段長度與完整性等級的268制
——基于鉆芯檢測法定量評估基樁質(zhì)量的研究之五

改造者：許紅葉 陳 超 劉 恒

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基樁松散段長度與完整性等級的268制
——基于鉆芯檢測法定量評估基樁質(zhì)量的研究之五

改造者：許紅葉 陳 超 劉 恒

本文是系統(tǒng)研究“基于鉆芯檢測法定量評估基樁質(zhì)量的研究”系列論文的第五篇。這組系列研究論文對“鉆芯檢測法”推廣過程中常見的問題——“定性評估的缺陷、定量評估的可行性及實際操作”作了較深入的探討，增強了檢測結(jié)果的客觀性，降低了檢測難度，為鉆芯法檢測基樁質(zhì)量的科學(xué)研究和工程應(yīng)用提供了一條新的解決途徑。本文主要解決了基樁松散段長度與完整性等級定量評估之間一一對應(yīng)的問題，邁出了基樁檢測技術(shù)規(guī)范再次修訂的關(guān)鍵一步。

鉆芯法檢測混凝土完整性，是國家大力推行、應(yīng)用較廣的一種微破損檢測的有效方法。檢測規(guī)范不斷更新，2003年國家頒布《建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106—2003），規(guī)范中對松散段長度做了在Ⅲ類樁（不超過10cm）和Ⅳ類樁（超過10cm）的限定。但是對于Ⅰ類和Ⅱ類沒有做任何限定，Ⅳ類樁的上限也沒有要求。2014年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布《建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106—2014）在Ⅳ類樁中只是新增了夾泥段的下限（大于10cm）的要求，其他沒有變化，這就給工程技術(shù)人員帶來了應(yīng)用上的難題。本文經(jīng)過對12年相關(guān)文獻（2003～2015）的分析，研究出基樁松散段長度與基樁完整性直接的對應(yīng)關(guān)系，為規(guī)范的再次修訂提供了重要參考。

理論基礎(chǔ)

我們查閱百度百科和相關(guān)詞典，獲知：松散，指散開、不緊密；長度是一維空間的度量，通常在量度二維空間中量度直線邊長時，稱呼長度數(shù)值較大的為長，在三維空間中量度“垂直長度”的高都是。

由此我們可以定義，松散段長度即為三維空間空間中沿著樁身方向的尺寸。但是樁是三維物體，長度在此是一維，這就導(dǎo)致概念粗糙和模糊，有不一致現(xiàn)象，如果將其擴展為“松散段延長度”，包含樁徑方向，則概念和實際工程一致，建議規(guī)范再次修訂時可以考慮。

規(guī)范限制

《建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106—2014）中完整性條目規(guī)定，松散段長度單位為cm，限定值為10，限定類別為Ⅲ類樁和Ⅳ類樁。對于Ⅰ類和Ⅱ類沒有做任何限定，這就導(dǎo)致工程技術(shù)人員在應(yīng)用檢測規(guī)范評定完整性時對于長度較小的芯樣，由于尺寸效應(yīng)，會放大誤差，因此可以在10cm限定值左右限定“松散段延長度”的范圍，以便于工程應(yīng)用。

評估方法

四級法

將松散段長度限定值單位降一級，以mm計，以四級法分為五段。10%（優(yōu)良），50%（合格）、75%（存在較明顯缺陷）和100%（存在嚴(yán)重缺陷）分為四級五段。在界限點附近可以浮動5%考慮，由于是5mm的尺度，量測儀器及肉眼都可清晰分辨，準(zhǔn)確度可以保證。具體分界點見表1所示。

表1　松散段分級評定標(biāo)準(zhǔn)（1575制）

黃金分割法（0.618）

黃金分割是一種數(shù)學(xué)上重要的比例關(guān)系。黃金分割具有嚴(yán)格的比例性 、和諧性，蘊藏著豐富的科學(xué)價值。它在建筑、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實驗中有著廣泛而重要的應(yīng)用。本文采用黃金分割法確定松散段的評級標(biāo)準(zhǔn)，這在國內(nèi)是首次應(yīng)用，有著重要的價值。

黃金分割A(yù)制（618制）是一次黃金分割法，以110mm為總長，0mm、61.8mm、100mm為評定分界點。按照完整性分級標(biāo)準(zhǔn)，將基樁類型分為四類，如表2所示。

表2　松散段分級評定標(biāo)準(zhǔn)（618制）

黃金分割B制（268制）是三次黃金分割法，即使用三次，以110mm為總長，0mm、23.7mm、85.4mm為評定分界點。按照完整性分級標(biāo)準(zhǔn)，將基樁類型分為四類，如表3所示。黃金分割B制在使用時，隱含正態(tài)分布。

表3　松散段分級評定標(biāo)準(zhǔn)（268制）

方法驗證

為了對本文提出的三種方法進行驗證，我們以基樁、鉆芯檢測、芯樣完整性和松散段等關(guān)鍵詞在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫和維普期刊全文數(shù)據(jù)庫和進行文獻檢索，共605條記錄，包括：中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫515篇；特色期刊5篇；中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫4篇；中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫42篇；中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫38篇；國際會議論文全文數(shù)據(jù)庫1篇。經(jīng)仔細比較鑒別、篩選，共選取與本研究緊密相關(guān)的19篇文獻作為分析對象，從中我們選出實用性、密合規(guī)范、理論基礎(chǔ)支撐和難易程度四個方面作為選擇最優(yōu)方法的評價依據(jù)，采用層次分析法確定最優(yōu)方法，確定圖見圖1，分析結(jié)果見表4。

表4　方案層中要素對決策目標(biāo)的排序權(quán)重

從表4中我們可以得知，268制是松散段長度與基樁完整性評估數(shù)據(jù)選擇的最優(yōu)方法。但是268制便利性稍差，經(jīng)過對比分析，再結(jié)合工程技術(shù)人員使用計算、量測便利，我們提出松散段分級實用建議值，如表5所示，此表結(jié)合了黃金分割法和正態(tài)分布理論，理論基礎(chǔ)厚重，實用性強。

圖1　松散層與完整性評級的最優(yōu)方法確定圖

表5　松散段分級評定標(biāo)準(zhǔn)（實用建議值）

結(jié)語

國家新頒布的《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2014）簡單提供了松散段長度和基樁完整性的對應(yīng)關(guān)系。但對于Ⅰ類和Ⅱ類沒有做任何限定，這就導(dǎo)致工程技術(shù)人員在應(yīng)用檢測規(guī)范評定完整性時對于長度較小的芯樣，由于尺寸效應(yīng)，會放大誤差，給工程應(yīng)用帶來了不確定性。本文經(jīng)過仔細縝密的研究，建立了三種定量評估模型，確立了二者之間的對應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過優(yōu)中選優(yōu)，最終選擇了268制作為最優(yōu)方法，為規(guī)范的再次修訂提供了重要參考。

許紅葉 陳 超 劉 恒

湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院

湖南省教育廳資助科研項目“基于鉆芯檢測法定量評估基樁質(zhì)量的研究”（13C171）的階段性成果

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.10.033