芻議新時期建筑結構檢測在質量監督中的應用

1 實體檢測的項目及方法

目前由于設備保證情況和技術水平的限制，監督機構在現場可以先期開展的一些隨機檢測項目包括：混凝土強度、鋼筋的分布及混凝土保護層厚度、現澆樓板的厚度、砌體強度、砂漿強度、鋼結構的連接等，而其他的項目還只能限于宏觀外形、幾何尺寸的復核。可以用于實體檢測的方法如表1所示。

另外，在針對不同項目選擇檢測方法時，可以根據監督機構的設備配備情況及工作開展的層次分級進行。在確定檢測對象時應突出重點關鍵環節的把握，如地下室，主體結構的首層、頂層，高層結構的轉換層實體均應采用實體檢測方法進行抽檢；對于有標準層的結構，可以視標準層的數量按一定比例抽檢幾層結構的情況，作者建議可對5%～10%的標準層進行抽檢。

2 檢測方案的制定及樣本空間的確定

由于監督實體檢測是隨機的，是監督工作的組成部分，是對新建建筑的實體質量的評價，但這樣的檢測結果不納入施工企業的質量驗收資料，所以在制定其檢測方案時應在相關規范、標準的指導下遵循一定的原則。特別是在確定樣本空間時應有針對性，但不宜過大，最大數量不應超過相關規范的要求。

2.1 檢測方案的制定及其遵循的原則

監督人員或委托的檢測機構進行檢測時，除了結構外觀、尺寸檢測以外，其他的實體檢測均應制定相應的檢測方案，并將其告知施工、監理(或建設)單位；另外在采取可能會影響結構質量的局部破損檢測時還應征詢設計單位的意見。

由監督機構進行的檢測應由監督小組或監督機構相關部門制定方案；如已委托給專業檢測單位進行檢測，則應由專業檢測單位提供檢測方案，并經監督機構認可，監督機構有權修改檢測方案。

檢測方案應包括檢測對象的情況概述、檢測的目的、采取的檢測方法、選擇的檢測樣本空間、取樣(或選點)的分布位置等。

另外，由于監督實體檢測與質量驗收時的檢測目的不同，前者是隨機的抽查行為，它可以是對局部區域內個別構件的檢測，也可以是對在較大范圍內按照一定抽樣比例提出的樣本的檢測，因此在制定相應的方案時必須明確檢測的目的，這是開展整個檢測的前提。

在選擇檢測方法時必須采用操作方便、科學可靠的手段，通常情況下應選用監督小組可在現場獨立操作的方法，如：混凝土、砂漿強度回彈，鋼筋保護層及鋼筋分布掃描，混凝土板厚局部破損檢測等。當采用一般方法不能展開檢測時或對由一般方法檢測的結果有異議時，才采用可靠度更高的需由具備相應檢測資質的單位完成的檢測，如鉆芯、超聲波探傷等。

必須明確的是，監督實體檢測是監督工作的一部分，檢測部位必須由監督工程師確定。對于常規檢測，尤其是對有質量疑義的構件或無法通過現場的質量控制資料有效反映其質量的構件進行檢測，取樣部位必須有針對性，同時以達到科學反映情況為原則，不能任意擴大范圍。

2.2 抽樣原則

當明確了檢測目的、檢測方法、檢測范圍和檢測部位后，合理選擇抽樣數量是經濟科學評判構件質量的關鍵。基本原則是結構連接構造的檢測應選擇對結構安全影響大的部件；強度檢測時應選擇同類構件中荷載效應相對較大和施工質量相對較差的構件或受到災害影響、環境侵蝕影響構件中有代表性的構件。

根據檢測目的的不同可以分類確定抽樣空間。

2.2.1 一般質量行為的抽查在制定監督計劃時，應根據結構的形式、材料的類型列出抽查計劃。根據分類層次按二至三級劃分，第一級可按結構類型分為鋼筋混凝土結構、鋼結構、砌體結構等，然后根據材料的不同或構件類型做第二或第三級細分；第二級可按構件類型分為梁、柱、墻三類；第三級可按材料類型劃分，如混凝土、砌體可按強度等級劃分。

在監督計劃中應該明確檢測內容，但抽檢部位或抽檢時間應根據工程進度由監督工程師掌握，不必事先明確。檢測方法通過檢測方案確定，盡量選擇監督小組能獨立完成的檢測方法；不能由監督小組完成的，應注明由專業檢測單位進行。

2.2.2 對有疑義的構件的抽查，原則上根據檢測類別和所選定的檢測批的容量來確定樣本容量。作者認為，當存在有疑義的構件時，不但監督機構應該對既有的類似構件進行抽檢，而且作為現場的責任單位也應該通過委托有資質的檢測單位采用相應的檢測，來論證有疑義的構件是否滿足設計及規范要求。這時的抽檢就分為監督機構抽檢和第三方委托抽檢，監督機構的抽檢不應低于總抽檢數的10%，當監督機構沒有能力進行檢測時，也可以全數委托給第三方進行。另外，第三方委托抽檢的檢測方案必須交監督機構審核，監督機構有權對方案進行修改。

值得注意的是，根據《建筑結構檢測技術標準》的分類，在日常的監督檢查中可將所有的檢測對象都定為“一般項目”進行抽檢，設定檢測類別時，可以定位為A類；當對有疑義的構件進行檢測時，可以將檢測對象定為“主控項目”，檢測類別定位為B、C類。因為主控項目與一般項目的劃分主要在于漏判概率的不同(如表2)，而作為日常的隨機抽查是在質量控制資料完整的情況下進行的補充檢測，所以不必對漏判率控制得如此嚴格；另外在設定檢測類別時取用A類，其原因也在于此。而對于有疑義的構件進行檢測時就必須從嚴控制。這樣劃分既考慮了監督工作的特殊性，又兼顧了《建筑結構檢測技術標準》的基本精神。

3 檢測結果的分析與判斷

3.1 一般要求

每一個檢驗組都是一個樣本空間，如何判斷每組的檢測結果，可以依據《建筑結構檢測技術標準》中的一次或二次抽樣判定表格進行。一次及二次抽樣的基本程序如圖1、圖2所示。

從圖1、2可以看出，檢驗批數量的確定是樣本容量的控制因素，是能否科學合理的判定檢測對象質量情況的前提。由于目前《建筑結構檢測技術標準》中所采用的統計法判定原則是由樣本的結果推定整體檢驗批的情況，而在推定中又設定了錯判概率α和漏判概率β(如表2所示)，因此一旦確定了檢驗批空間，后面的取樣、判定就直接可以參照《建筑結構檢測技術標準》進行。

3.2 異常數據的判斷及處理

異常值是指樣本中的個別值，其數值明顯偏離它(或它們)所屬樣本的其余觀測值。對于這類情況可以按照《正態樣本異常值的判斷和處理》GB4883來分析。目前異常值的種類包括兩類：

3.2.1 可能是總體固有的隨機變異性的極端現象，屬同一總體；

3.2.2 也可能是試驗條件和方法的偶然偏離，不屬同一總體。

當出現異常值時可以采用奈爾(Nair)檢

驗法(標準差已知)，或格拉布斯(Grubbs)檢驗法(標準差未知)對其進行判斷，如果屬于異常值應將其舍棄。根據出現異常情況的偶然性，在實際分析中較多使用格拉布斯檢驗法，其計算流程如下：

（1）計算統計量，其公式如下(說明：在對檢測結果進行數列排序時一般按照升序排列)：

μx=(x1+x2+#8943;+xn)/n （1）

s=(Σ(xi-μx)2)1/2 （2）

Gn=(x(n)-μx)/s （3）

（2）確定撿出水平α，查表得出對應于n、α的臨界值G1-α(n)。

（3）當Gn>G1-α(n)，則判斷最大值xn為異常值；否則無異常值。

（4）給出剔除水平α*的G1-α(*n)，當Gn>G1-α(*n)時，xn為高度異常值。

舉例說明：

10個樣品磚的抗壓強度分別為：4.7，5.4，6.0，6.5，7.3，7.7，8.2，9.0，10.1，14.0MPa，根據公式(1)～(3)可算出：

μx=(x1+x2+#8943;+xn)/n=7.89

s=(Σ(xi-μx)2)1/2=2.704

G10=(x(10)-μx)/s=2.26

對n=10，G0.95(10)=2.176，G10>G0.95(10)，判斷x10為異常值。

4 結語

新時期質量監督工作發生了質的轉變，由傳統的實體控制轉變為以程序控制為主、實體控制為輔。以前在實體方面是參與工程質量的審核驗收，使監督機構陷入責任主體的尷尬境地；如今質量監督機構不再作為工程質量的責任主體存在，其對實體的控制也轉為抽查為主，包括觀感的檢查和實體的檢測。為了能夠反映既有結構的質量情況，采用現場實體檢測非常必要。但一直以來由于裝備及人員的培訓問題，加之缺乏這方面檢測的經驗和指導依據，使實體檢測工作推進緩慢。為了盡快開展這項工作，使監督工作立體化、科學化，本文結合有關標準、規范加以探討，并提供了可操作依據以供同行參考。