付利標(biāo) 張方崢

1廣東金華城建設(shè)集團有限公司（525000） 2廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司茂名供電局（525000）

0 前言

采用鉆芯法進行基樁檢測具有數(shù)據(jù)直觀可靠、誤差小的優(yōu)點，但要用樣本數(shù)據(jù)來代表整體檢驗質(zhì)量，樣本的可信性尤為重要。樣本的可信性受兩方面影響。①樣本的選取規(guī)則；②樣本的數(shù)量。因此控制樣本數(shù)量，對選取規(guī)則進行優(yōu)化，可提升樣本的可信度，經(jīng)濟且更為合理。

1 芯樣的選取規(guī)則

相關(guān)規(guī)范及文獻[1]規(guī)定，鉆芯法是用鉆機取芯樣以檢測樁長、樁身缺陷、樁底沉渣厚度、樁身混凝土的強度和密實性，判定樁端沿途性狀的方法。當(dāng)樁長小于30 m時,試件芯樣不應(yīng)少于3組(9塊)；當(dāng)樁長大于30 m時，宜適當(dāng)增加試驗組數(shù)；當(dāng)樁長為10～30 m時，每孔截取3組芯樣；當(dāng)樁長小于10 m時，可取2組；當(dāng)樁長大于30 m時，不少于4組。進行樁身完整性檢測時，抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的20%，且不能少于10根。當(dāng)抽檢不合格的樁數(shù)超過抽檢數(shù)的30%時，應(yīng)加倍重新抽檢。加倍抽檢后，若不合格樁數(shù)仍然超過抽檢數(shù)的30%，應(yīng)全數(shù)檢測。此外，地基條件復(fù)雜時也應(yīng)提高抽檢比例，因此抽檢方法和檢測結(jié)果的公正性與準(zhǔn)確率對檢測和被檢測雙方都有一定風(fēng)險性。雙方可共同商定，在滿足規(guī)范的統(tǒng)一條件下，適當(dāng)選擇樣本容量，同時引入風(fēng)險控制條件，使抽檢方法更為科學(xué)合理。工程中抽樣方式多為人工隨機抽樣，即理論上每個樁基被抽檢的概率相等，但因為要考慮樁基澆筑的位置、氣候環(huán)境、時間等因素，往往通過檢測人的經(jīng)驗進行適當(dāng)調(diào)整，這樣摻雜人為因素的抽樣容易引發(fā)暗箱操作，對檢測和被檢測雙方都有失公正。

為此選擇一個可信的隨機抽樣方法非常重要。常用的隨機抽樣方法有4種，包括單純隨機抽樣法、機械隨機抽樣法、二次隨機抽樣法、分層隨機抽樣法。分層抽樣使樣本層級分明相對獨立，能減少總的標(biāo)準(zhǔn)誤差，對大容量樣本檢測更為合適，但各層級如何劃分定義是難點，層級過少不容易體現(xiàn)各樣本的特性，容易忽略某些關(guān)鍵因素，從而影響抽樣的置信度。反之層級過多會導(dǎo)致同一類特性樣本不能有效識別，從而增加工作量。因此合理的區(qū)分樣本特性，劃分層級尤為重要。

2 改進抽樣方法

2.1 層級確認(rèn)

以分層抽樣為模板進行改進，假設(shè)基樁總數(shù)為N，分為M層，每層抽取數(shù)量相同，需要抽檢n基，引入權(quán)重前每基被抽檢的概率P=n/N，引入權(quán)重后將所有可能會對基樁質(zhì)量產(chǎn)生影響的參數(shù)m，包括澆筑的位置、澆筑時間、氣候環(huán)境、施工工藝等因素列舉出來進行權(quán)重評分這樣越容易受外部影響產(chǎn)生缺陷的基樁其權(quán)重比分越高（見表1），其被抽檢的概率P=n/N×f（m）也高，對基樁缺陷的識別可以較之前的隨機抽檢更為敏感，消除檢測的不確定性影響，使得缺陷的平均出現(xiàn)率被正確評估。

表1 權(quán)重評分

2.2 建立權(quán)重

算例分析表明，鉆芯法的檢測數(shù)量對合理的評估缺陷平均識別率有明顯的影響，如果考慮抽檢的不確定性因素影響，抽檢數(shù)量過少會降低缺陷平均識別率，導(dǎo)致缺陷無法被正確識別。隨著檢測數(shù)量的增加，被抽檢出的缺陷更新了相應(yīng)缺陷的平均識別現(xiàn)率，其不確定性影響因素逐漸淡化，缺陷平均識別率得到明顯提高。缺陷平均識別率達到一定程度后，繼續(xù)增加檢測數(shù)量反而對其影響并不敏感。因此需要對基樁質(zhì)量產(chǎn)生影響的參數(shù)在特定環(huán)境下進行有效甄別，合理評估參數(shù)選擇檢測數(shù)量，降低不確定性因素影響，同時提高缺陷平均識別率。

對基樁質(zhì)量產(chǎn)生影響的參數(shù)m可以通過建立一個專家?guī)斓臋C制對權(quán)重評分進行系統(tǒng)評估確定，因為包括澆筑的位置、澆筑時間、氣候環(huán)境、施工工藝等因素對基樁缺陷的影響值并不是統(tǒng)一的，其內(nèi)在并無直接聯(lián)系，但在某特定條件下具有一定規(guī)律性。這個規(guī)律的建立需要足夠的數(shù)據(jù)積累，可以引入樁身孔洞、蜂窩、樁底沉渣等多種形態(tài)的以往質(zhì)量缺陷數(shù)據(jù)反推，建立一個初步模型，然后通過專家?guī)鞂θ毕莼鶚侗怀闄z概率P的置信區(qū)間和標(biāo)準(zhǔn)差進行校驗。按照統(tǒng)計學(xué)的常規(guī)要求當(dāng)缺陷基樁被抽檢的概率P置信區(qū)間為95%時，其權(quán)重評分合理可信。

2.3 結(jié)果評估

通過實例實現(xiàn)模擬抽樣發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的分層抽樣精度受層級的數(shù)量影響，層級數(shù)量少無法區(qū)分不同類型樣本的差異。反之層級數(shù)量多能精確區(qū)分樣本差異，但損失了抽樣效率。引入權(quán)重進行改良的分層抽樣法能同時兼顧樣本差異和抽樣效率兩方面因素，同時建立的權(quán)重評分機制能對樣本進行逐一區(qū)分，在同類型樣本層級中也能體現(xiàn)差異，從而調(diào)整其抽樣概率，消除檢測的不確定因素影響。改良后的抽樣方法更能合理體現(xiàn)受到各種因素影響下的基樁被檢測的真實需要，在體現(xiàn)隨機性的原則下越重要的基樁越容易被抽檢，同時其概率穩(wěn)定不受人為因素干擾尤為可信。更為重要的是抽樣的隨機特性被保留，對檢測和被檢測雙方更能顯示公正性。

3 結(jié)語

文章辨析出了目前采用鉆芯法進行基樁檢測的隨機抽樣不公正性問題，以分層抽樣為模板通過引入權(quán)重評分對其進行改進，消除人為因素影響。在樣本數(shù)量一定下，通過優(yōu)化選取規(guī)則提升樣本的可信性，減少了基樁檢測中的不確定性因素，保證了缺陷的平均有效識別率，避免了將有工程質(zhì)量問題的基樁驗收合格，降低了檢測和被檢測雙方的風(fēng)險，能公正并且經(jīng)濟地對批量基樁質(zhì)量作出客觀評估。