基桩松散段长度与完整性等级的268制<br/>——基于钻芯检测法定量评估基桩质量的研究之五

基桩松散段长度与完整性等级的268制
——基于钻芯检测法定量评估基桩质量的研究之五

2016-09-03改造者许红叶

中国科技信息 2016年10期

改造者：许红叶陈超刘恒

基桩松散段长度与完整性等级的268制
——基于钻芯检测法定量评估基桩质量的研究之五

改造者：许红叶陈超刘恒

本文是系统研究“基于钻芯检测法定量评估基桩质量的研究”系列论文的第五篇。这组系列研究论文对“钻芯检测法”推广过程中常见的问题——“定性评估的缺陷、定量评估的可行性及实际操作”作了较深入的探讨，增强了检测结果的客观性，降低了检测难度，为钻芯法检测基桩质量的科学研究和工程应用提供了一条新的解决途径。本文主要解决了基桩松散段长度与完整性等级定量评估之间一一对应的问题，迈出了基桩检测技术规范再次修订的关键一步。

钻芯法检测混凝土完整性，是国家大力推行、应用较广的一种微破损检测的有效方法。检测规范不断更新，2003年国家颁布《建筑桩基检测技术规范》（JGJ 106—2003），规范中对松散段长度做了在Ⅲ类桩（不超过10cm）和Ⅳ类桩（超过10cm）的限定。但是对于Ⅰ类和Ⅱ类没有做任何限定，Ⅳ类桩的上限也没有要求。2014年住房和城乡建设部颁布《建筑桩基检测技术规范》（JGJ 106—2014）在Ⅳ类桩中只是新增了夹泥段的下限（大于10cm）的要求，其他没有变化，这就给工程技术人员带来了应用上的难题。本文经过对12年相关文献（2003～2015）的分析，研究出基桩松散段长度与基桩完整性直接的对应关系，为规范的再次修订提供了重要参考。

理论基础

我们查阅百度百科和相关词典，获知：松散，指散开、不紧密；长度是一维空间的度量，通常在量度二维空间中量度直线边长时，称呼长度数值较大的为长，在三维空间中量度“垂直长度”的高都是。

由此我们可以定义，松散段长度即为三维空间空间中沿着桩身方向的尺寸。但是桩是三维物体，长度在此是一维，这就导致概念粗糙和模糊，有不一致现象，如果将其扩展为“松散段延长度”，包含桩径方向，则概念和实际工程一致，建议规范再次修订时可以考虑。

规范限制

《建筑桩基检测技术规范》（JGJ 106—2014）中完整性条目规定，松散段长度单位为cm，限定值为10，限定类别为Ⅲ类桩和Ⅳ类桩。对于Ⅰ类和Ⅱ类没有做任何限定，这就导致工程技术人员在应用检测规范评定完整性时对于长度较小的芯样，由于尺寸效应，会放大误差，因此可以在10cm限定值左右限定“松散段延长度”的范围，以便于工程应用。

评估方法

四级法

将松散段长度限定值单位降一级，以mm计，以四级法分为五段。10%（优良），50%（合格）、75%（存在较明显缺陷）和100%（存在严重缺陷）分为四级五段。在界限点附近可以浮动5%考虑，由于是5mm的尺度，量测仪器及肉眼都可清晰分辨，准确度可以保证。具体分界点见表1所示。

表1　松散段分级评定标准（1575制）

黄金分割法（0.618）

黄金分割是一种数学上重要的比例关系。黄金分割具有严格的比例性、和谐性，蕴藏着丰富的科学价值。它在建筑、工农业生产和科学实验中有着广泛而重要的应用。本文采用黄金分割法确定松散段的评级标准，这在国内是首次应用，有着重要的价值。

黄金分割A制（618制）是一次黄金分割法，以110mm为总长，0mm、61.8mm、100mm为评定分界点。按照完整性分级标准，将基桩类型分为四类，如表2所示。

表2　松散段分级评定标准（618制）

黄金分割B制（268制）是三次黄金分割法，即使用三次，以110mm为总长，0mm、23.7mm、85.4mm为评定分界点。按照完整性分级标准，将基桩类型分为四类，如表3所示。黄金分割B制在使用时，隐含正态分布。

表3　松散段分级评定标准（268制）

方法验证

为了对本文提出的三种方法进行验证，我们以基桩、钻芯检测、芯样完整性和松散段等关键词在中国知网数据库和维普期刊全文数据库和进行文献检索，共605条记录，包括：中国学术期刊网络出版总库515篇；特色期刊5篇；中国博士学位论文全文数据库4篇；中国优秀硕士学位论文全文数据库42篇；中国重要会议论文全文数据库38篇；国际会议论文全文数据库1篇。经仔细比较鉴别、筛选，共选取与本研究紧密相关的19篇文献作为分析对象，从中我们选出实用性、密合规范、理论基础支撑和难易程度四个方面作为选择最优方法的评价依据，采用层次分析法确定最优方法，确定图见图1，分析结果见表4。

表4　方案层中要素对决策目标的排序权重

从表4中我们可以得知，268制是松散段长度与基桩完整性评估数据选择的最优方法。但是268制便利性稍差，经过对比分析，再结合工程技术人员使用计算、量测便利，我们提出松散段分级实用建议值，如表5所示，此表结合了黄金分割法和正态分布理论，理论基础厚重，实用性强。

图1　松散层与完整性评级的最优方法确定图

表5　松散段分级评定标准（实用建议值）

结语

国家新颁布的《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）简单提供了松散段长度和基桩完整性的对应关系。但对于Ⅰ类和Ⅱ类没有做任何限定，这就导致工程技术人员在应用检测规范评定完整性时对于长度较小的芯样，由于尺寸效应，会放大误差，给工程应用带来了不确定性。本文经过仔细缜密的研究，建立了三种定量评估模型，确立了二者之间的对应关系，经过优中选优，最终选择了268制作为最优方法，为规范的再次修订提供了重要参考。