朱云

【摘 要】基于概率理論，分析當(dāng)前樁基工程質(zhì)量評(píng)價(jià)存在的問題中相關(guān)的規(guī)范，建議評(píng)估質(zhì)量時(shí)采用檢測(cè)合格率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，并提出一個(gè)方法來評(píng)估樁質(zhì)量的可靠性。提出了先驗(yàn)分布的基礎(chǔ)樁檢測(cè)合格率標(biāo)準(zhǔn)服從Beta分布，并應(yīng)用Bayesian方法合格率的后驗(yàn)分布概率密度函數(shù)，結(jié)果表明，后驗(yàn)分布也服從Beta分布的標(biāo)準(zhǔn)。Bayesian方法的引入，放棄傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法僅根據(jù)測(cè)試的結(jié)果來確定工程質(zhì)量缺陷，并充分考慮現(xiàn)有的數(shù)據(jù)在一個(gè)類似的項(xiàng)目，確定后驗(yàn)分布的合格率概率和統(tǒng)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，還具有現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)，選擇目標(biāo)可靠性指數(shù)3.2的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。可靠性方法的引入不僅使樁基工程質(zhì)量評(píng)價(jià)更加科學(xué)合理，并可以為相關(guān)規(guī)范的修訂提供參考。

【關(guān)鍵詞】基樁檢測(cè) 可靠度分析 合格率 Bayesian方法

1 前言

項(xiàng)目質(zhì)量控制應(yīng)包括初步控制、生產(chǎn)控制和合格的控制（如質(zhì)量檢驗(yàn)和測(cè)試）。這三個(gè)控制中最重要的是檢查合格控制的功能。合格的控制樁，是在樁基礎(chǔ)工程的一定數(shù)量的測(cè)試樁進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)樁測(cè)試下這批貨的質(zhì)量來衡量整個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量?；A(chǔ)樁檢測(cè)合格率標(biāo)準(zhǔn)服從Beta分布，并應(yīng)用Bayesian方法合格率的后驗(yàn)分布概率密度函數(shù)。Bayesian方法的引入，放棄傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法僅根據(jù)測(cè)試的結(jié)果來確定工程質(zhì)量缺陷，并充分考慮現(xiàn)有的數(shù)據(jù)在一個(gè)類似的項(xiàng)目，確定后驗(yàn)分布的合格率概率和統(tǒng)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，還具有現(xiàn)實(shí)意義。

2 基樁檢測(cè)合格率分析現(xiàn)狀及發(fā)展

在樁工程設(shè)計(jì)和施工，樁基礎(chǔ)的承載力由許多隨機(jī)因素引起的，如何在研究樁基設(shè)計(jì)和安全的過程中充分考慮這種不確定性是工程師面臨的重要問題之一。因此，充分考慮隨機(jī)因素的影響可靠性的研究是非常必要的。函數(shù)的參數(shù)計(jì)算的可靠性，如果功能函數(shù)復(fù)雜，計(jì)算可靠性指標(biāo)使用的一個(gè)常用指標(biāo)迭代結(jié)果通常是不收斂，或經(jīng)過一個(gè)漫長(zhǎng)的過程收斂，收斂效果不是很好，這樣誤差較大，如何解決這個(gè)問題，樣品需要深入研究?？煽啃栽O(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是克服傳統(tǒng)容許應(yīng)力設(shè)計(jì)方法的缺點(diǎn)，即設(shè)計(jì)充分考慮不確定因素的影響。同時(shí)，相比“優(yōu)化設(shè)計(jì)的定值法”，對(duì)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法也有相同的好處，但在樁基優(yōu)化設(shè)計(jì)的可靠性資料不足，因此樁基優(yōu)化設(shè)計(jì)的可靠性的提高和研究是非常必要的。使用樁的檢測(cè)方法相關(guān)的規(guī)范和文件有更多的短缺，盡管研究人員針對(duì)這些不足給出了一些有意義的建議，但這些研究是不夠的。此外，根據(jù)可靠性理論，當(dāng)前樁施工質(zhì)量驗(yàn)收和檢驗(yàn)規(guī)范和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量需要一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要研究一種方法和結(jié)構(gòu)的可靠性設(shè)計(jì)理論的適用于樁質(zhì)量控制方法。在群樁單樁的質(zhì)量與缺陷會(huì)阻礙群樁的性能表現(xiàn)，但是在這個(gè)階段的質(zhì)量缺陷群樁質(zhì)量缺點(diǎn)的影響并沒有報(bào)道出相關(guān)的調(diào)查結(jié)果。

3 基樁檢測(cè)合格率分析方法

3.1 概率分析方法

在樁基測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，提取的樁基總數(shù)N，N1為合格數(shù)量，不合格樁基數(shù)N0。如果使用p說樁抽樣合格率，P為不合格率。在樁基測(cè)試中，取K根樁隨機(jī)測(cè)試，測(cè)試合格的樁數(shù)量的變量R，則從k樁基中取出l根合格基樁的概率是：

P（R=1）=CN1CN-NOK-1/CNK （1）

樁基礎(chǔ)抽樣檢驗(yàn)的總個(gè)數(shù)是一個(gè)常量，本文根據(jù)古典概率理論，（1）公式提到的獨(dú)立同分布的類型不屬于嚴(yán)格意義上的。如果N趨近無窮大時(shí)，k根樁可以保證獨(dú)立相同的分布，則：

我們從大數(shù)定律可以知道，如果N取非常大的時(shí)候（通常大于50），可以使用公式2）近似的公式（1）。由公式2（2）表明，隨機(jī)變量受到樁基總N的影響很小，規(guī)范測(cè)試樁的數(shù)量大于或等于樁基總數(shù)的百分比是概率理論?；贐ayes統(tǒng)計(jì)的概念，公式（2）Beta分布的參數(shù)p標(biāo)準(zhǔn)，它的概率密度函數(shù)是：

公式中：a和b為Beta測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)分布的形式參數(shù)；Beta函數(shù)為B.因此，在公式（2）中的變量p是測(cè)試通過率。公式（3）分布的樁基測(cè)試通過率，因?yàn)轭愋停?）不包含在基礎(chǔ)樁檢測(cè)合格率的歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前測(cè)試樁基礎(chǔ)的合格率，所謂的先驗(yàn)分布就是公式（3）樁基測(cè)試通過率。

3.2 可靠度評(píng)估方法

用來估計(jì)的可靠性評(píng)估方法是一致的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用的方法來評(píng)估的目的樁基礎(chǔ)的可靠性測(cè)試不合格。從不可靠的狀態(tài)到可靠的結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)稱為結(jié)構(gòu)的極限水平。限制級(jí)可以使用結(jié)構(gòu)功能函數(shù)Z=R-S，說：在這個(gè)函數(shù)Z負(fù)載電阻超過富余相對(duì)程度的結(jié)構(gòu)；S荷載效應(yīng)；R表示抗力。對(duì)于基樁工程，R可以被認(rèn)為是工程不合格水平的p，S可以被視為一個(gè)可接受的不合格水平p0。在類似的巖土工程問題（如承載力、地面沉降和樁頂沉降，等等），通常前工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，因此目標(biāo)的合格率能夠由樁基工程實(shí)際安全等級(jí)確定成為一個(gè)可認(rèn)同的常數(shù)p0。這次，基礎(chǔ)樁測(cè)試不合格的水平極限狀態(tài)方程是：

G（P）=P-P0 （4）

觀察式（4）就會(huì)知道，樁基檢測(cè)不合格率狀態(tài)可分為以下三種：

（1）如果樁基不合格水平p小于目標(biāo)水平，對(duì)g（p）<0，樁基處在一個(gè)安全的狀態(tài)。（2）如果樁基不合格水平p大于目標(biāo)水平，對(duì)g（p）>0，樁基處的失敗。（3）如果樁基不合格水平p等于目標(biāo)水平，對(duì)g（p）=0，樁基處在臨界條件。

4 結(jié)語

基礎(chǔ)樁測(cè)試在最后的分析是確定檢出合格率。Bayesian方法計(jì)算合格率是基于類似的工程信息數(shù)據(jù)，從而避免現(xiàn)有的一些缺陷檢測(cè)方法，如只有一個(gè)使用抽樣測(cè)量數(shù)據(jù)來測(cè)量樁基工程質(zhì)量作為一個(gè)整體，沒有參考類似工程檢測(cè)結(jié)論，等。應(yīng)用Bayesian方法使控制速率方法更為合理和科學(xué)，并具有實(shí)際工程意義。希望這篇文章提供了基礎(chǔ)的工程可能導(dǎo)致研究機(jī)構(gòu)或部門的研究和關(guān)注，學(xué)者和管理者使樁更合理、科學(xué)的評(píng)價(jià)和檢測(cè)。

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