改造者：許紅葉 陳 超 劉 恒

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基樁松散段長(zhǎng)度與完整性等級(jí)的268制
——基于鉆芯檢測(cè)法定量評(píng)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(cè)法定量評(píng)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(duì)“鉆芯檢測(cè)法”推廣過程中常見的問題——“定性評(píng)估的缺陷、定量評(píng)估的可行性及實(shí)際操作”作了較深入的探討，增強(qiáng)了檢測(cè)結(jié)果的客觀性，降低了檢測(cè)難度，為鉆芯法檢測(cè)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(zhǎng)度與完整性等級(jí)定量評(píng)估之間一一對(duì)應(yīng)的問題，邁出了基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范再次修訂的關(guān)鍵一步。

鉆芯法檢測(cè)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(cè)的有效方法。檢測(cè)規(guī)范不斷更新，2003年國家頒布《建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106—2003），規(guī)范中對(duì)松散段長(zhǎng)度做了在Ⅲ類樁（不超過10cm）和Ⅳ類樁（超過10cm）的限定。但是對(duì)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(cè)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(duì)12年相關(guān)文獻(xiàn)（2003～2015）的分析，研究出基樁松散段長(zhǎng)度與基樁完整性直接的對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)時(shí)，稱呼長(zhǎng)度數(shù)值較大的為長(zhǎng)，在三維空間中量度“垂直長(zhǎng)度”的高都是。

由此我們可以定義，松散段長(zhǎng)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(zhǎng)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(kuò)展為“松散段延長(zhǎng)度”，包含樁徑方向，則概念和實(shí)際工程一致，建議規(guī)范再次修訂時(shí)可以考慮。

規(guī)范限制

《建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106—2014）中完整性條目規(guī)定，松散段長(zhǎng)度單位為cm，限定值為10，限定類別為Ⅲ類樁和Ⅳ類樁。對(duì)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(cè)規(guī)范評(píng)定完整性時(shí)對(duì)于長(zhǎng)度較小的芯樣，由于尺寸效應(yīng)，會(huì)放大誤差，因此可以在10cm限定值左右限定“松散段延長(zhǎng)度”的范圍，以便于工程應(yīng)用。

評(píng)估方法

四級(jí)法

將松散段長(zhǎng)度限定值單位降一級(jí)，以mm計(jì)，以四級(jí)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(jí)五段。在界限點(diǎn)附近可以浮動(dòng)5%考慮，由于是5mm的尺度，量測(cè)儀器及肉眼都可清晰分辨，準(zhǔn)確度可以保證。具體分界點(diǎn)見表1所示。

表1　松散段分級(jí)評(píng)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(yùn)藏著豐富的科學(xué)價(jià)值。它在建筑、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這在國內(nèi)是首次應(yīng)用，有著重要的價(jià)值。

黃金分割A(yù)制（618制）是一次黃金分割法，以110mm為總長(zhǎng)，0mm、61.8mm、100mm為評(píng)定分界點(diǎn)。按照完整性分級(jí)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(jí)評(píng)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(zhǎng)，0mm、23.7mm、85.4mm為評(píng)定分界點(diǎn)。按照完整性分級(jí)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(shí)，隱含正態(tài)分布。

表3　松散段分級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（268制）

方法驗(yàn)證

為了對(duì)本文提出的三種方法進(jìn)行驗(yàn)證，我們以基樁、鉆芯檢測(cè)、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(jìn)行文獻(xiàn)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(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫38篇；國際會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫1篇。經(jīng)仔細(xì)比較鑒別、篩選，共選取與本研究緊密相關(guān)的19篇文獻(xiàn)作為分析對(duì)象，從中我們選出實(shí)用性、密合規(guī)范、理論基礎(chǔ)支撐和難易程度四個(gè)方面作為選擇最優(yōu)方法的評(píng)價(jià)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(duì)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(zhǎng)度與基樁完整性評(píng)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(duì)比分析，再結(jié)合工程技術(shù)人員使用計(jì)算、量測(cè)便利，我們提出松散段分級(jí)實(shí)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(shí)用性強(qiáng)。

圖1　松散層與完整性評(píng)級(jí)的最優(yōu)方法確定圖

表5　松散段分級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)用建議值）

結(jié)語

國家新頒布的《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2014）簡(jiǎn)單提供了松散段長(zhǎng)度和基樁完整性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。但對(duì)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(cè)規(guī)范評(píng)定完整性時(shí)對(duì)于長(zhǎng)度較小的芯樣，由于尺寸效應(yīng)，會(huì)放大誤差，給工程應(yīng)用帶來了不確定性。本文經(jīng)過仔細(xì)縝密的研究，建立了三種定量評(píng)估模型，確立了二者之間的對(duì)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(xiàng)目“基于鉆芯檢測(cè)法定量評(píng)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