質(zhì)量監(jiān)督對(duì)中小型水利工程混凝土鉆芯檢測(cè)的判定分析

馬 駿

(杭州市水利設(shè)施監(jiān)管中心 310016)

1 前言

根據(jù)《水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理規(guī)定》，工程質(zhì)量檢測(cè)是工程質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量檢查的重要手段。對(duì)檢測(cè)報(bào)告的審核及檢測(cè)結(jié)論的歸納分析，是提供質(zhì)量核定結(jié)果的主要依據(jù)之一。

目前對(duì)于鉆芯的混凝土試件強(qiáng)度有兩種觀點(diǎn)，一種認(rèn)為在《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》中混凝土抗壓強(qiáng)度值定義為“由芯樣試件得到的結(jié)構(gòu)混凝土在檢測(cè)齡期相當(dāng)于邊長(zhǎng)為150mm立方體試塊的抗壓強(qiáng)度”。而依據(jù)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》，芯樣抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)計(jì)算方法和定義方式也與立方體混凝土抗壓強(qiáng)度相同，所以可以直接引用普通混凝土試塊試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行評(píng)定;另一種觀點(diǎn)認(rèn)為在《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》解釋3.1.2中明確指出“鉆芯檢測(cè)混凝土強(qiáng)度是一種直接測(cè)定混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)技術(shù)”。鉆芯強(qiáng)度即為混凝土實(shí)體強(qiáng)度的直接體現(xiàn)，其最小值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

2 案例背景

某河道整治工程按標(biāo)段劃分為兩個(gè)單位工程，完工后建設(shè)單位對(duì)基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)計(jì)C20混凝土鉆芯(本文強(qiáng)度單位均為MPa)，共計(jì)24個(gè)芯樣，見(jiàn)表1:

表1 24個(gè)混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度 單位:MPa

檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)結(jié)論為“測(cè)試齡期抗壓強(qiáng)度平均值均大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)值”，參建各方據(jù)此結(jié)論直接評(píng)定該結(jié)構(gòu)混凝土合格。這樣沒(méi)有經(jīng)過(guò)分析作出的判定顯然過(guò)于草率，不能得到質(zhì)量監(jiān)督部門的認(rèn)可。

3 案例分析

3.1 根據(jù)《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50107—2010)判斷

首先對(duì)每組混凝土強(qiáng)度的代表值進(jìn)行復(fù)核，原表中以每組混凝土強(qiáng)度平均值作為代表值，評(píng)判其結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求，但是對(duì)于強(qiáng)度最大值和最小值與中間值之差大于中間值15%的情況未進(jìn)行辨別。根據(jù)原始數(shù)據(jù)，一標(biāo)段第二組最小值與中間值之差為中間值的18.1%，代表值應(yīng)修正為中間值22.7，二標(biāo)段第三組最小值與中間值之差為中間值的15.5%，代表值應(yīng)修正為22.0。修正后的八組抗壓強(qiáng)度為:20.1、22.7、23.7、21.9、22.7、20.5、22.0、21.4，樣本容量少于10組，采用非統(tǒng)計(jì)方法評(píng)定混凝土強(qiáng)度，合格標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)度條件為平均值大于等于1.15倍標(biāo)準(zhǔn)值，且最小值大于等于0.95倍標(biāo)準(zhǔn)值。

本案例計(jì)算得平均值21.875，計(jì)算得1.15倍標(biāo)準(zhǔn)值為23.0，不滿足合格標(biāo)準(zhǔn);查得最小值20.1，計(jì)算得0.95倍標(biāo)準(zhǔn)值為19.0，滿足合格標(biāo)準(zhǔn)。以上兩個(gè)要求未同時(shí)滿足，可判定本批混凝土不合格。

3.2 根據(jù)《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T 5144—2001)判斷

《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T 5144—2001)要求，計(jì)算保證率和概率度系數(shù)。根據(jù)規(guī)范要求8組試件，合格判定系數(shù)K查表為0.36，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差為1.165，計(jì)算概率度系數(shù)t=(強(qiáng)度平均值－強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值)/標(biāo)準(zhǔn)差=1.363。根據(jù)該規(guī)范，第一個(gè)條件為最小值大于0.85倍的標(biāo)準(zhǔn)值，顯然滿足;第二個(gè)條件計(jì)算 Ktδ=0.5715，檢測(cè)平均值應(yīng)大于20+0.5715=20.5715，也滿足。可判定本批混凝土合格。

3.3 根據(jù)《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》(SL 176—2007)判斷

《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》(SL 176—2007)附錄C普通混凝土試塊試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法并未說(shuō)明試塊形式，可假定其同時(shí)適用于圓柱體芯樣，根據(jù)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》，直接以每組三個(gè)試件測(cè)值的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。組數(shù)n=8，介于5與30之間，統(tǒng)計(jì)評(píng)定方法為C.0.2條目，合格標(biāo)準(zhǔn)為Rn－0.7Sn＞R標(biāo)且 Rn－1.60Sn≥0.83R標(biāo)。

本案例Sn計(jì)算為1.165，根據(jù)規(guī)程，當(dāng)統(tǒng)計(jì)值小于2.0時(shí)應(yīng)取Sn為2.0。

Rn－0.7Sn=21.5875－0.7×2=20.1875＞R標(biāo)，滿足合格標(biāo)準(zhǔn);

Rn－1.60Sn=21.5875－1.60×2=18.3875≥0.83R標(biāo)=16.6，滿足合格標(biāo)準(zhǔn);

(以上計(jì)算中Rn為強(qiáng)度平均值，Sn為標(biāo)準(zhǔn)差)

由此可判定本批混凝土合格。

3.4 綜合分析

以上三種方式均參照第一種觀點(diǎn)，判斷結(jié)果的矛盾根源在于對(duì)統(tǒng)計(jì)概率中離散性要求的不同，《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50107—2010)比電力和水利的規(guī)范規(guī)程要求更高。從專業(yè)對(duì)口上討論，水利部頒布的《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》(SL 176—2007)顯然更為適合。但是這里值得注意的是，如果運(yùn)用《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》(SL 176—2007)，要求統(tǒng)計(jì)對(duì)象處于一個(gè)分部工程內(nèi)，本案例為兩個(gè)單位工程，應(yīng)該分別統(tǒng)計(jì)，則每個(gè)單位工程的組數(shù)為4，統(tǒng)計(jì)評(píng)定方法應(yīng)適用《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》(SL 176—2007)中 C.0.3條目，該條目統(tǒng)計(jì)評(píng)定方法和參數(shù)選擇與《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50107—2010)完全相同，因此，仍可判定本批混凝土不合格。

如果運(yùn)用第二種觀點(diǎn)來(lái)判斷，本案例中每個(gè)單位工程均存在小于標(biāo)準(zhǔn)值的芯樣，可直接判定本批混凝土均不合格，但是質(zhì)監(jiān)直接下此結(jié)論也缺乏說(shuō)服力。其實(shí)，根據(jù)《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS 03—2007)還有一種判斷方式，這是2007版規(guī)程重點(diǎn)推薦的，即檢測(cè)批混凝土強(qiáng)度的推定區(qū)間和推定值概念。

按《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS 03—2007)要求，對(duì)于芯樣系列應(yīng)根據(jù)《數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理和解釋正態(tài)樣本離群值的判斷和處理》(GB/T 4883—2008)驗(yàn)證是否需要剔除離群值，本案例為已知標(biāo)準(zhǔn)差的雙側(cè)情形，首先應(yīng)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量Rn和Rn’，奈爾上統(tǒng)計(jì)量 Rn=(25.2－21.5875)/1.795238=2.012268;奈爾下統(tǒng)計(jì)量 Rn’=(21.5875－18.6)/1.795238=1.664125;Rn ＞Rn’，僅可能出現(xiàn)最大值為離群值。

查標(biāo)準(zhǔn)附表表A.1，24組樣本奈爾檢驗(yàn)臨界值如表2所列:

表2 24組樣本奈爾檢驗(yàn)臨界值 單位:MPa

計(jì)算得 R1－a/2(n)=R0.975(n)=3.011

因?yàn)镽n小于R1－a/2(n)。可以直接判斷離群值不存在，不需要剔除。

根據(jù)CECS 03—2007規(guī)程附錄B查得在置信度0.85條件下，試件個(gè)數(shù)24個(gè)的上限值系數(shù)為k1=1.3，下限值系數(shù)為k2=2.309。

24個(gè)芯樣平均值f平=21.5875，標(biāo)準(zhǔn)差S=1.795238;

計(jì)算上限值 fcu，e1=21.5875－1.3×1.795238=19.2537;

計(jì)算下限值 fcu，e2=21.5875 －2.309 ×1.795238=17.4423;

差值為19.2537－17.4423=1.8114，小于5和0.1倍f平，驗(yàn)證數(shù)據(jù)有效。

本批次混凝土強(qiáng)度推定區(qū)間為17.44～19.25，根據(jù)規(guī)程條文“宜以fcu，e1作為檢測(cè)批混凝土強(qiáng)度的推定值”推定本批次混凝土強(qiáng)度推定值為19.25。判定本批混凝土不合格。

4 結(jié)論評(píng)判

在這個(gè)案例中，檢測(cè)的數(shù)據(jù)是客觀的，為什么存在不同的檢測(cè)結(jié)論，表面上看只是引用規(guī)范的不同，實(shí)質(zhì)上還有參建各方對(duì)鉆芯檢測(cè)認(rèn)識(shí)的不同，存在的分歧表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:

a.規(guī)程、規(guī)范有行業(yè)特征，也有強(qiáng)制性和非強(qiáng)制性之分，比如水利工程沒(méi)有專門的鉆芯規(guī)范，只能參照建設(shè)規(guī)范，而建設(shè)規(guī)范中引用的很多數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法又來(lái)自推薦規(guī)范，效果屢次打折扣，如果引用的推薦規(guī)范和現(xiàn)行的水利規(guī)范又存在矛盾，取舍兩難。

b.建設(shè)單位的鉆芯是否是合格線的判斷，規(guī)范數(shù)理統(tǒng)計(jì)針對(duì)的是大量試件，統(tǒng)計(jì)的目的是為了消除誤差，因此，允許了不合格單體的存在，但是建設(shè)單位的鉆芯是一種抽檢行為，目的是為了尋找瑕疵，是否允許不合格單體存在有疑問(wèn)。

c.水利規(guī)范編制來(lái)源于大中型工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于小型工程未必完全適用，同時(shí)，設(shè)計(jì)值判斷的是標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下的試件，鉆芯采之天然養(yǎng)護(hù)下的實(shí)體，建設(shè)時(shí)試塊滿足設(shè)計(jì)，建設(shè)后鉆芯強(qiáng)度略微低于設(shè)計(jì)值也存在一定合理性，比如本文案例，如果設(shè)計(jì)校核后認(rèn)為強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)意圖，質(zhì)監(jiān)也可以核定為合格。

5 結(jié)語(yǔ)

在質(zhì)量結(jié)論的核定核備過(guò)程中存在爭(zhēng)議是正常的，除了看數(shù)據(jù)能否滿足離散性要求，比如系統(tǒng)誤差和單體誤差是否合理，還要看采樣結(jié)構(gòu)的形式，比如是薄壁，還是大體積，還是單件凌空;看結(jié)構(gòu)荷載分布，比如是否均勻或者是否是應(yīng)力集中部位;看檢測(cè)的數(shù)量和目的，比如是判斷數(shù)據(jù)檢測(cè)還是校核數(shù)據(jù)檢測(cè);看是否能滿足設(shè)計(jì)意圖的實(shí)現(xiàn)等。總之，應(yīng)綜合分析，選用規(guī)范，合理判斷。