當前地基試驗力值系統(tǒng)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(xué)建筑設(shè)計研究院；2，陜西省建筑科學(xué)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(guī)定要對地基靜載荷試驗力值系統(tǒng)(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(jù)我國對力值系統(tǒng)溯源的規(guī)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)儀器設(shè)備的技術(shù)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(guī)定，甚至對試驗力值或試驗結(jié)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(jù)的技術(shù)標準的是：

    用于基樁試驗的《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106—2003；

    用于天然地基試驗的《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB 50007—2002；

    用于復(fù)臺地基試驗的《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》 JGJ 79—2002；

    用于濕陷性黃土地基的《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》GB 5002S一2004；

    用于既有地基試驗的《既有地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范)JGJ l23-2000；

    其中，JGJ 79—2002、GB 50025—2004和JGJl23—2000規(guī)定執(zhí)行GB 50007—2002的要求，但GB50007—2002沒有作出試驗系統(tǒng)計量性能規(guī)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(yīng)大于l％，壓力表精度應(yīng)優(yōu)于或等于0．4級”)，但它不是整個力值測量系統(tǒng)的計量性能，整個力值測量系統(tǒng)的計量性能還應(yīng)當包括加載、控制設(shè)以及顯示、記錄等儀器等對整個系統(tǒng)計量性能的影響在內(nèi)。這就缺少了量值溯源的準確依據(jù)，給評定試驗裝置的計量性能帶來困難。

2.力值系統(tǒng)計量檢定的問題不少

    至今，依據(jù)管理部門的規(guī)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(tǒng)的設(shè)各技術(shù)標準和計量檢定規(guī)程，給檢定機構(gòu)在方法的選擇和結(jié)果的評定造成了困難；現(xiàn)歌是各計量檢定機構(gòu)都按自己的理解開展校驗工作，以我們在西安地區(qū)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(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)中其對計量性能有影響的其它部分在內(nèi)，而這種影響是客觀存在的，例如：千斤頂?shù)倪M回程誤差將對測力傳感器示值的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響；帶有自動控制和數(shù)據(jù)采集功能的傳感器系統(tǒng)，其控制和采集部分的性能也可能對整個裝置的穩(wěn)定性和準確度產(chǎn)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(guī)程、或以JJG 621—1996計量檢定規(guī)程作為方法依據(jù)，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(yīng)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(nèi)的示值應(yīng)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(jù)，并規(guī)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(jù)。

    若以配100MPa的壓力表、工作壓力為63MPa(目前多數(shù)型號千斤頂?shù)墓ぷ鲏毫?span>)的1 000kN千斤頂為例，其正常工作范圍應(yīng)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(yīng)于800kN的允許相對誤差應(yīng)為2／(63 ×0．8)=4．0％；對應(yīng)于100kN的允許相對誤差應(yīng)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(jié)果是不能用的!

    (2)JJG(陜)18—2000和JJG 621—1996標準都規(guī)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(yīng)優(yōu)于或等于0．4級”的規(guī)定不符。那么，所得檢定結(jié)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(guān)，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(jié)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(tǒng)，其荷載的穩(wěn)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(jié)果是有缺陷的，其檢定結(jié)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(jù)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(jié)果的不確定度，試驗結(jié)果的可靠性將因此而將受到責(zé)疑。

    2.3地基的承載力是有關(guān)建筑物安全使用的指標之一，按照我國計量法的規(guī)定，應(yīng)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(yīng)向當?shù)乜h(市)計人民政府計量行政部門指定的計量檢定機構(gòu)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(gòu)或授權(quán)的計量檢定機構(gòu)……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(jiān)控和產(chǎn)生漏檢，從而給地基工程產(chǎn)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(tǒng)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(tǒng)，制訂地基靜載荷試驗力值測量系統(tǒng)的專用標準。

    3.3研究制訂地基靜載荷力值測量系統(tǒng)的計量檢定規(guī)程。

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

依據(jù)標準：

[1]行業(yè)標準《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106- 2003；

[2]國家標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范>GB 50007—2002；

[3]行業(yè)標準《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ 79—2002；

[4]國家標準《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》GB 50025—2004；

[5]行業(yè)標準《既有地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)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(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：尹維維 尚雯瀟 編輯  文徑 審核)