吳玉龍，卜青青，陳滿軍，趙廣輝，許振華，丁晨晨

(1.昆山市建設工程質量檢測中心，昆山 215337；2.江蘇省建設工程質量監(jiān)督總站，南京 210036；3.蘇州方正工程技術開發(fā)檢測有限公司，蘇州 215131)

為了提高江蘇省建設工程質量檢驗機構對混凝土強度的檢測水平，保證檢測結果的準確性和試驗操作的規(guī)范性[1-2]，在《省住房城鄉(xiāng)建設廳關于做好2019年全省建設工程質量檢測能力驗證工作的通知》(蘇建函質〔2019〕354號)的總要求下，由江蘇省建設工程質量監(jiān)督總站組織開展,昆山市建設工程質量檢測中心承辦實施,蘇州方正工程技術開發(fā)檢測有限公司協(xié)辦的2019年江蘇省建設工程質量檢測機構混凝土強度(回彈、鉆芯法)檢測能力驗證工作于2019年10月順利完成，全省共263 家檢驗機構參加了此次能力驗證活動。

2019年10月26～27日，各檢驗機構在協(xié)辦單位集中進行了能力驗證活動；11月初完成了考核結果的統(tǒng)計分析和報告的編寫工作。此次能力驗證不僅科學公正地評價了檢驗機構和人員的能力，而且在方案策劃和實施過程中取得了突破。

筆者介紹了此次混凝土強度檢測能力驗證的方案策劃、實施過程和評價結果，分析了此次能力驗證方案的創(chuàng)新點、全省檢測機構和驗證人員的能力分布以及驗證人員的問題, 以為主管部門的監(jiān)管工作和后續(xù)類似的能力驗證提供參考。

1 方案策劃

1.1 難點分析

不同于鋼筋保護層和鋼焊縫的超聲檢測，混凝土強度檢測能力驗證的開展較為困難[3-5]。混凝土強度一般指混凝土抗壓強度，實體混凝土抗壓強度檢測主要采用回彈法和鉆芯法。鉆芯法雖直觀、可靠，但需要打膨脹螺栓固定鉆芯機、供應交流電和冷卻水以及在實驗室對芯樣進行加工和抗壓試驗[6]。因此，從安全性、可實施性和便捷性考慮，能力驗證這類大型活動并不是很適合使用鉆芯法。

回彈法作為實體混凝土抗壓強度常用的檢測方法之一，相較鉆芯法具有檢測設備輕便、抽查方便、檢測位置隨機、對結構無損、環(huán)境和噪聲污染小、單人即可操作、省時省力、方便快捷等明顯優(yōu)勢。開展混凝土抗壓強度回彈法檢測能力驗證意義重大，且可實施性強[7],但是也仍然存在以下問題和困難需要解決：① JGJ/T 23-2011 《回彈法檢測混凝土強度技術規(guī)程》 規(guī)定，同一測點只允許彈擊一次，并對測區(qū)間距和測點間距也有要求，其試件無法重復利用；② 回彈法是以混凝土表面硬度來推定其強度的方法，而不同試件的表面情況會有顯著差別，且不同試件的混凝土在澆筑、振搗和養(yǎng)護時或多或少存在差異，因此不同試件的混凝土強度本身就存在差異;③ 試件尺寸如何確定(尺寸小則不利于檢測操作，大則制作成本高),試件堆放場地如何選擇,如何保證試件成型后表面狀態(tài)基本一致等[9]。

根據(jù)工程實踐經驗，回彈法檢測試件的抗壓強度可能存在0～2 MPa的偏差。既然試件的實際抗壓強度與抗壓強度設計值之間存在不可忽略的偏差，那么將驗證結果直接與設計值比對進行評定是不合理的。中位值和Z值統(tǒng)計法作為能力驗證中結果統(tǒng)計和評定的常用方法，其優(yōu)勢明顯[8]，但用于此參數(shù)的檢測評定并不適用。該方法適用于對同一試件某一參數(shù)的大量重復性試驗，根據(jù)其測試結果服從正態(tài)分布的原理，將出現(xiàn)小概率的大偏差評定為不滿意結果。對于不同的試件或試件的不同部位混凝土表面硬度或抗壓強度檢測，并非同一試件同一參數(shù)的重復試驗，而是每個驗證人員的獨立試驗。采用中位值和Z值統(tǒng)計的方法進行結果評定，對于部分試件實際抗壓強度確實與中位值偏離較大而評定為不滿意結果的，顯然會引起異議[9]。因此，必須解決這一技術難題，才能保證此次能力驗證的科學性和公平性。

1.2 方案設計

1.2.1 核心問題的解決對策

由上文的分析可知，無論是在同一試件不同部位還是不同試件上進行回彈檢測，都無法規(guī)避不同位置處表面硬度和混凝土強度存在差別的問題。為了確保能力驗證方式的科學性和公平性，提出了“將回彈檢測和數(shù)據(jù)處理評價相分割，對人員回彈檢測的操作過程進行考核(回彈數(shù)據(jù)不作采集分析)，并對給定工程背景的回彈數(shù)據(jù)進行處理分析及推定混凝土抗壓強度結果”的新思路。另外，考慮到單純的回彈法數(shù)據(jù)處理的考核難度較低，經研究確定，在數(shù)據(jù)處理能力方面考察“鉆芯修正回彈數(shù)據(jù)處理水平”。最終，確定了“現(xiàn)場操作水平考核+鉆芯修正回彈數(shù)據(jù)處理水平考核”的方案，從根本上解決了上述問題。

1.2.2 考核方案

(1) 現(xiàn)場操作水平考核。按照JGJ/T 23-2011的要求，每位檢測人員對現(xiàn)場試件進行回彈檢測，并對其環(huán)境條件檢查、儀器檢查和率定、測區(qū)和測點布置、回彈動作、碳化深度測量以及原始記錄等進行全面考核，由經統(tǒng)一培訓后的現(xiàn)場助理裁判進行全過程旁站監(jiān)視、錄像、20 min倒計時,并對各環(huán)節(jié)進行現(xiàn)場打分，交由專家組綜合評判，滿分為100分。

(2) 鉆芯修正回彈數(shù)據(jù)處理水平考核(以下簡稱數(shù)據(jù)處理水平考核)。按照GB/T 50784-2013 《混凝土結構現(xiàn)場檢測技術標準》，采用總體修正量的鉆芯修正法對檢驗批回彈法檢測結果進行修正，考核時間為150 min，不同考核時間段的試題均不相同，共設置AF 6套試題。每家檢測機構每位驗證人員提交的結果報告單中應寫明核心計算步驟和符合性評定過程，包括芯樣試件尺寸偏差判別和抗壓強度計算，芯樣混凝土抗壓強度異常數(shù)據(jù)檢驗、判別和處理，總體修正量法芯樣混凝土抗壓強度推定區(qū)間計算與適用性判別、總體修正量計算、修正后檢驗批混凝土抗壓強度推定區(qū)間計算以及結果判定等[10]。閱卷專家組對每份試卷(結果報告單)進行評分，滿分為100分。

1.2.3 試件方案

考核方案中的現(xiàn)場操作水平考核主要是演示回彈檢測操作過程，即不對回彈數(shù)據(jù)進行采集分析，故試件均質性不再作高要求。由于試件表面需要劃分測區(qū)，進行回彈和碳化檢測，因此每個驗證人員應具備獨立的檢測工作面。若試件重復利用則必然會引起檢測的相互干擾而影響評判，因此仍然需要制備大量試件；另一方面，考慮到人員操作的便利性，不宜采用高度較小的構件，這兩方面都大大增加了實施費用。承辦方計劃采購一批樁基靜載用的壓重配塊，尺寸(長×寬×高)為3 000 mm×670 mm×800 mm，認為這些配塊可以用作能力驗證的試件，解決了費用問題。

根據(jù)JGJ/T 23-2011要求，對于高度小于300 mm的小型構件可回彈5個測區(qū)進行評定。另外，由于不需對回彈數(shù)據(jù)進行采集分析，故彈擊的測區(qū)數(shù)量少并不會對驗證結果產生影響。因此，將每個試件前后兩個面各劃分為4個檢測區(qū)域，并使每個檢測區(qū)域的尺寸為1 500 mm(長)×300 mm(高)，以符合小型構件的要求，每位損傷人員使用一個檢測區(qū)域，即每個試件陸續(xù)可供8人操作，試件與檢測區(qū)域分布示意如圖1所示(圖中I面和II面分別指代前后兩個側面)。

2018年參加能力驗證機構為261家，每個機構3人參加，共計783人，需要的試件數(shù)為98塊。故此次能力驗證制作試件100塊，留2塊備用。

圖1 試件與檢測區(qū)域分布示意

1.2.4 場地和試件布置方案

與往年不同，該次承辦單位不易滿足能力驗證場地的需求，因此使用協(xié)辦方北側硬化瀝青路面作為現(xiàn)場測試的場地，其東西長100 m，南北寬11 m。試件于場地沿南北方向布置2列、沿東西方向布置25行，上下堆放2層，共計50個位置和100個試塊，試件布置示意如圖2所示。

圖2 試件布置示意

2 實施過程

2019年7月，承辦方昆山市建設工程質量檢測中心首先進行了方案設計并論證，8～9月進行了試件制作和試題編制并通過專家組的評審和確認。10月26～27日，依照設計的能力驗證方案，各檢驗機構(全省共263家)驗證人員在協(xié)辦方進行了分批報到,現(xiàn)場抽簽,分批測試和理論考核的比對方式?，F(xiàn)場操作水平考核和數(shù)據(jù)處理水平考核的能力驗證流程分別如圖3，4所示，考核現(xiàn)場的照片如圖5所示。

圖3 現(xiàn)場操作考核流程

圖4 數(shù)據(jù)處理水平考核流程

3 驗證結果和問題分析匯總

3.1 驗證結果

該次能力驗證采用專家組評審的方式進行，依據(jù)相關標準規(guī)范，對驗證人員的現(xiàn)場操作水平考核和數(shù)據(jù)處理水平考核得分進行綜合評審，滿分為100分，其中現(xiàn)場操作權重30%，數(shù)據(jù)處理權重70%。即：綜合成績=30%×現(xiàn)場操作得分+70%×數(shù)據(jù)處理得分。

圖5 能力驗證實施過程現(xiàn)場照片

當數(shù)據(jù)處理水平考核出現(xiàn)顛覆性結論時，直接判為不滿意結果(按零分統(tǒng)計)。該次能力驗證對人員能力的評定標準如表1所示。

表1 人員能力評定標準

經計算統(tǒng)計，現(xiàn)場操作、數(shù)據(jù)處理和綜合成績的各得分區(qū)間人數(shù)和占比結果如表2所示。人員和機構能力評定結果為：714名人員的評定結果為滿意，占比90.49%；37名人員的評定結果為可疑，占比4.69%；38名人員的評定結果為不滿意，占比4.82%。同時，對檢測機構能力進行了綜合評價，228家檢測機構得到滿意結果，占比86.69%；29家檢測機構得到可疑結果，占比11.03%；6家檢測機構得到不滿意結果，占比2.28%。人員能力和檢測機構能力評定結果如表3所示，占比分布如圖6，7所示。

表2 各得分區(qū)間統(tǒng)計結果

3.2 問題分析匯總

3.2.1 現(xiàn)場操作的問題

該次能力驗證的現(xiàn)場操作水平考核過程中，對現(xiàn)場助理裁判提供的《現(xiàn)場操作水平考核記錄表》、錄像以及專家巡查結果分析總結，人員現(xiàn)場實操存在的問題主要可歸納為：① 在試驗儀器準備階段，不檢查儀器標示或不檢查儀器狀態(tài)直接使用，率定時錯誤采用身體旋轉90°而非彈擊桿旋轉90°的方式；② 在測區(qū)布置階段，測區(qū)距離構件邊緣小于規(guī)范要求，未及時對測區(qū)進行編號；③ 在回彈操作階段，彈擊操作過快或伴有沖擊動作；④ 碳化深度檢測階段,清理凹坑碎屑時直接用嘴吹除、噴霧時不能將孔口全覆蓋、碳化深度的記錄位置與實際測區(qū)不對應、記錄碳化深度值時修約錯誤。

表3 人員能力和檢測機構能力評定結果

圖6 人員能力分布圖

圖7 檢測機構能力分布圖

3.2.2 數(shù)據(jù)處理的問題

對數(shù)據(jù)處理水平考核中出現(xiàn)的主要錯誤進行了分析和歸納，主要表現(xiàn)為：① 芯樣抗壓強度公式記憶錯誤或計算錯誤；② 芯樣抗壓強度異常值檢驗步驟錯誤或計算錯誤,異常值未予以剔除或剔除錯誤；③ 修正后推定區(qū)間標準差計算錯誤或錯誤代入了芯樣標準差；④n值取值錯誤或推定區(qū)間系數(shù)k0.5和k0.05取值錯誤；⑤ 結果判定時錯誤采用芯樣抗壓強度推定區(qū)間直接進行；⑥ 將高度和直徑看反、已知量數(shù)據(jù)看錯、計算單位錯誤或遺漏以及數(shù)據(jù)修約錯誤。

4 結語

(1) 該次能力驗證克服了技術難點，創(chuàng)新了考核方式，從根本上保證了比對結果的科學性和公平性，可供相關機構參考借鑒。

(2) 驗證結果表明：大多數(shù)檢測機構和人員對混凝土抗壓強度(回彈法、鉆芯法)檢測的現(xiàn)場操作、數(shù)據(jù)分析和結果評定較為清晰且能順利運用；部分檢測機構人員在現(xiàn)場回彈法檢測試驗前的準備工作、測區(qū)布置、碳化深度測量以及數(shù)據(jù)處理水平考核的數(shù)據(jù)分析和結果評定中仍然存在較多問題。

(3) 各檢測機構和人員可針對文中總結的相關問題進行查漏補缺，共同提高混凝土抗壓強度檢測能力水平。