當前地基試驗力值系統檢定中的主要問題

曹小囡1  馬宏達1  李德灝2

(1．寧波大學建筑設計研究院；2，陜西省建筑科學研究院  710082  西安)

    地基靜載荷試驗的目的是確定被試驗地基的承載力，試驗力值則是確定承載力的基本要素之一，有準確的力值才有可能得到準確的承載力。因此，人們規定要對地基靜載荷試驗力值系統(通常稱千斤頂)進行定期的計量檢定，其基本目的是對試驗力值溯源，依據我國對力值系統溯源的規定，將地基靜載荷試驗的力值溯源到國家的力值基準，確保量值的統一性和準確性，但是我們認為．目前所進行的量值傳遞工作并未達到目的，存在的主要問題如下：

1.試驗方法對力值系統計量性能的要求不明確

    在地基靜載荷試驗方面，至今尚沒有試驗系統儀器設備的技術標準，對其計量性能指標也還沒有或沒有完整的、符合計量特性要求的規定，甚至對試驗力值或試驗結果準確度的要求也還欠完善。這是當前地基靜載荷試驗力值傳遞中存在的基本問題之一。

    當前作為地基靜載荷試驗方法依據的技術標準的是：

    用于基樁試驗的《建筑基樁檢測技術規范》JGJ106—2003；

    用于天然地基試驗的《建筑地基基礎設計規范》GB 50007—2002；

    用于復臺地基試驗的《建筑地基處理技術規范》 JGJ 79—2002；

    用于濕陷性黃土地基的《濕陷性黃土地區建筑規范》GB 5002S一2004；

    用于既有地基試驗的《既有地基基礎加固技術規范)JGJ l23-2000；

    其中，JGJ 79—2002、GB 50025—2004和JGJl23—2000規定執行GB 50007—2002的要求，但GB50007—2002沒有作出試驗系統計量性能規定；JGJ106—2003雖然對測辦計計量性能提出了一些要求，(JGJ l06—20034．2．3條：“傳感器的測量誤差不應大于l％，壓力表精度應優于或等于0．4級”)，但它不是整個力值測量系統的計量性能，整個力值測量系統的計量性能還應當包括加載、控制設以及顯示、記錄等儀器等對整個系統計量性能的影響在內。這就缺少了量值溯源的準確依據，給評定試驗裝置的計量性能帶來困難。

2.力值系統計量檢定的問題不少

    至今，依據管理部門的規定，雖然對地基靜載荷試驗力值測量儀器一直在進行計量校驗。但由于我國尚無地基靜載荷力值測量系統的設各技術標準和計量檢定規程，給檢定機構在方法的選擇和結果的評定造成了困難；現歌是各計量檢定機構都按自己的理解開展校驗工作，以我們在西安地區16個地基試驗站見到的歷年來的千斤頂計量檢定證書，對照現行試驗方法，我們認為其中存在不少同題，其中帶有普遍性的主要問題如下：

    2.1目前的計量校驗工作僅對力值系統中的測力傳感器或千斤頂與壓力表(或壓力傳感器)部分進行校驗，不包括整個系統中其對計量性能有影響的其它部分在內，而這種影響是客觀存在的，例如：千斤頂的進回程誤差將對測力傳感器示值的穩定性產生影響；帶有自動控制和數據采集功能的傳感器系統，其控制和采集部分的性能也可能對整個裝置的穩定性和準確度產生影響。

    2.2對千斤頂、壓力表(或壓力傳感器)的校驗，或以 JJG(陜)18—2000計量檢定規程、或以JJG 621—1996計量檢定規程作為方法依據，對千斤頂工作壓力10％一l00％的示值范圍進行校驗、定度。我們認為這是欠妥的．因為：

    (1)試驗要求“傳感器的測量誤差不應大于1％”(JGJ l06-2003 4.2.3)，要求每級荷載在維持過程中的變化幅度不得超過分級荷載的±10％(JGJ l06—2003 4．3．4—3)，表明試驗裝置在測量范圍內的示值應有一個相對的準確度，需要用相對誤差指標判定其計量性能，而JJG(陜)18—2000和JJG 621—1996均以引用誤差指標作為判定計量性能的依據，并規定以“不得超過壓力表Pmax的±2％”(即：不大于2％F．s)為合格的依據。

    若以配100MPa的壓力表、工作壓力為63MPa(目前多數型號千斤頂的工作壓力)的1 000kN千斤頂為例，其正常工作范圍應l00kN一800kN，若將“不得超過壓力表Pmax的±2％”允許誤差用相對誤差表示，此時，對應于800kN的允許相對誤差應為2／(63 ×0．8)=4．0％；對應于100kN的允許相對誤差應為  2／(63×吼l)=31．7％。我們認為，通過檢定得到這  樣的合格檢定結果是不能用的!

    (2)JJG(陜)18—2000和JJG 621—1996標準都規定“壓力表準確度等級不低于l．5級”，我們所見千斤頂計量檢定證書也都配的是1．5(或1．6)級壓力表，這與JGJ l06—2003 4．2．3條“壓力表精度應優于或等于0．4級”的規定不符。那么，所得檢定結果能滿足地基靜載荷試驗的需要嗎?

    (3)垃基試驗都要求作加載、保持和卸載試驗，此時的示值都與回程有關，無論是力傳感器、壓力傳感  器還是壓力表，它們的進程和回程示值之間是有差異  的，當與千斤頂結合后，由于千斤頂活塞摩擦力較大，  這種進回程之間的示值差有可能大于3％[1]，對使用力傳感器的系統，其荷載的穩定性也會因此而受到影  響。但JJG(陜)18—2000和JJG 621—1996都不要求作回程檢定，實際上也沒有對地基試驗千斤頂作回程檢定，顯然，這樣的檢定結果是有缺陷的，其檢定結論可能是錯誤的!

    (4)JJG(陜)18—2000和JJG 621—1996要求檢定示值誤差、示值變動性等指標，但至今檢定證書上并未列出這些指標，使用戶不能依據檢定證書準確掌握被校驗儀器實際的計量性能，不能明確地得出試驗力值的不確定度，不能知道試驗結果的不確定度，試驗結果的可靠性將因此而將受到責疑。

    2.3地基的承載力是有關建筑物安全使用的指標之一，按照我國計量法的規定，應當對其試驗裝置的計量檢定實施強制管理，(計量法第九條)即：使用單位“應向當地縣(市)計人民政府計量行政部門指定的計量檢定機構申請周期檢定”，(計量法第九條條文解釋)“由縣級以上人民政府計量行政部門指定的法定計量檢定機構或授權的計量檢定機構……實行定點定期檢定”。(計量法實施細則第十一條)

    但是，目前我們的管理部門只對所用“千斤頂”有周期檢定的要求，沒有實施強制管理的要求，使用單位可以自由選擇檢定單位，檢定單位并不對其實施周期檢定的管理。這樣就有可能對其計量性能失去監控和產生漏檢，從而給地基工程產生安全隱患。

3.幾點建議

    3.1研究地基靜載荷試驗方法，提出試驗對力值測量系統計量性能指標的全面要求。

    3.2研究地基靜載荷試驗力值測量系統，制訂地基靜載荷試驗力值測量系統的專用標準。

    3.3研究制訂地基靜載荷力值測量系統的計量檢定規程。

    3.4加強對地基靜載荷力值測量系統的計量管理工作，依據計量法對其計量檢定工作實施強制管理。

依據標準：

[1]行業標準《建筑基樁檢測技術規范》JGJ106- 2003；

[2]國家標準《建筑地基基礎設計規范>GB 50007—2002；

[3]行業標準《建筑地基處理技術規范》JGJ 79—2002；

[4]國家標準《濕陷性黃土地區建筑規范》GB 50025—2004；

[5]行業標準《既有地基基礎加固技術規范》JGJ l23—2000；

[6]《油壓千項》JJG(陜)18-2000；

[7]《液壓式張拉機》JJG621—1996

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尹維維 尚雯瀟 編輯  文徑 審核)