建筑工程檢測過程中數據處理的分析與探討

常 鴻 雁

(太原市政建設集團有限公司,山西 太原 030027)

數據處理是建筑工程檢測過程中的關鍵環節，也是檢測人員最容易忽視的環節。檢測數據是建筑工程試驗室的主要產品，數據處理是對檢測產品深加工的最后一道工序，其直接影響評估檢測結果的可靠性。面對檢測過程中產生的大量的數據，如何進行有效的選擇，并利用這些有限的數據來反映建筑材料及主體質量的優劣，就需要運用一定的方法對數據處理。數據處理過程主要分為：數據剔除、數據修約、數據評判。下面將結合工程檢測的實例進行一一分析。

1 數據的剔除

建筑工程檢測過程中，為了使數據更接近于真值，通常對試樣進行重復性測定，以平均值，中值，最小值等來表示結果。但是在所測得檢測數據中，往往會遇到個別明顯的偏離所屬樣本的其他檢測結果的數據，這種數據稱為異常值，異常值又稱離群值、壞值。

異常值的產生，可能是由被測物質本身所固有的不均勻性和不穩定性，也可能是由于檢測人員的疏忽所致和檢測環境條件的突變而引起檢測結果的差異性。以混凝土為例，混凝土材料是由砂、石子、膠凝材料以及摻合料與水拌合通過水化反應硬化而成的人工石材，其所組成材料的不均勻性都會影響到混凝土強度的波動。混凝土成型過程、養護過程以及各個硬化階段都會影響到混凝土強度的波動，很容易造成局部強度過高，局部強度過低，所以極易出現異常值。

如何剔除異常值對檢測數據的取舍是至關重要的，有些檢測人員根據主觀臆斷，隨意舍去最大值或最小值，這樣的做法顯然是錯誤的，如果相關標準上沒有明確的判斷依據，則只能根據誤差理論判斷異常值來決定數據的取舍。

1)標準上有規定的判定依據。

建筑工程檢測中，大部分檢測結果如何取舍在標準中均有明確規定，應依據標準規定進行數據的剔除，如水泥膠砂強度、混凝土試塊抗壓強度等等。

以水泥膠砂抗壓強度試驗為例，如果所測一組試件中有一個試件的強度值超出該組試件抗壓強度平均值的±10%，則應剔除該試件的所測結果，以剩下五個試件的抗壓強度平均值為最終結果。如果剩下五個試件中的抗壓強度值再有超過它們平均值±10%的，則該組試件所測結果作廢。

2)標準上沒有明確的判斷依據或明確規定采用統計方法進行取舍時，應采用誤差理論判別異常值，誤差理論判別異常值常用的統計方法有格拉布斯準則和萊茵達準則。

a.格拉布斯準則。

格拉布斯準則適用于樣本容量不大于30。若某一測得值Xi的最大殘余誤差的絕對值滿足：

|vi|max>g0(n,a)×σ(Xi)

(1)

則認為該Xi為異常值，應于剔除。

其中,g0(n,a)為格拉布斯準則的臨界值，根據樣本容量和顯著性水平查表獲得,n為測量次數,a為顯著水平，相當于犯“棄真”錯誤的概率系數，一般取0.05或0.01；σ(Xi)為測量數據組的標準差。

依次類推，連續判定，直到無可疑值，取平均值作為檢測結果。

b.萊茵達準則。

萊茵達準則適用于樣本容量大于30。若某測得值Xi的最大殘余誤差的絕對值滿足大于3倍的標準偏差時，則認為Xi為異常值，應于剔除，即|vi|max>3σ(Xi)。依次類推，連續判定，直到無可疑值，取平均值作為檢測結果。

2 數據的修約

在數據處理過程中，確定幾位有效數字來表示檢測結果或計算結果，直接影響到最終結果的評判。檢測結果的實測值本身就是一個真值的近似數，其保留位數越多就越接近于真值，但檢測精度主要是由測量所采用的儀器本身的精度來決定的，很多檢測人員片面的認為不論檢測結果精度如何，在一個數值中小數點后面的位數愈多，這個數值越精確。若將不必要的數字寫出來，既浪費時間，又無意義；若有效數字位數少于規定的極限值，也將無法進行評判，因此只需要正確的選用有效數字來表征檢測結果就可以。檢測結果或計算結果處理成有效數字的過程就需要按照數據修約規則來進行，但是數據修約之前不僅要正確的選擇有效位數，而且要確定修約間隔。

2.1 修約間隔

建筑工程檢測試驗室數字修約間隔的選取大部分是按相關標準規定執行，而金屬材料是按YB/T 081—2013冶金技術標準的數值修約與檢測數值的判定標準規定執行。比如：鋼筋檢驗結果的數字修約應符合YB/T 081的規定，其修約間隔按表1規定執行。

表1 金屬材料拉伸試驗數值的修約間隔

2.2 修約規則

數字修約規則按GB/T 8170—2008數字修約規則與極限數字的表示和判定規定，概括起來是：四舍六入五看單雙，五后為非零數字則進一，五后為零看奇偶，五前為偶數舍去，五前為奇數進一，要一次修約完成，不可連續修約。0.5單位修約：將擬修約數值乘以2，按修約規則進行修約后再除以2；0.2單位修約：將擬修約數值乘以5，按修約規則進行修約后再除以5。例如：鋼筋所測的拉伸強度為643.6 MPa,查上表屬于>200 MPa～1 000 MPa范圍，選擇修約間隔為5 MPa,其修約過程為：643.6×2=1 287.2，修約為1 290，1 290÷2=645，其最終修約結果為645 MPa。

3 數據判定

在判定測定值或其計算值是否符合標準要求時，應將檢測所得的結果或其計算值與標準規定的極限數值進行比較，其比較方法分為：全數值比較法和修約值比較法，如標準中無特殊規定時均應采用全數值比較法。例如：GB/T 14684—2011建設用砂中砂的篩分試驗中，明確規定采用修約比較法評定該試樣的顆粒級配。

3.1 修約比較法

將測定值或計算值進行修約，修約位數與規定的極限數值位數一致。將修約后的數值與規定的極限數值進行比較，只要超出極限數值規定的范圍(不論超出程度大小)，都判定為不符合要求。

3.2 全數值比較法

將測定值或計算值不經過修約處理，保留所有數值并與規定的極限值作比較，只要超出極限規定的范圍，都判定為不符合要求。

例如：某工程設計要求砂的含泥量不大于2.0%，實測值為2.05%，若按GB/T 14684—2011建設用砂規定采用修約比較法進行數據處理，該砂的含泥量為2.0%，為合格；若按JGJ 52—2006普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準，未規定采用修約比較法，則應該采用全數值比較法，該砂的含泥量為2.05%，應判定為不合格。

4 結語

建筑工程檢測過程中的數據處理是一個既復雜又容易出錯的環節，本文通過建筑工程檢測過程中數據處理的實例，對數據的選擇、修約和判定進行一一分析，并對如何在工程檢測過程中正確選擇數據處理的方法，正確選擇判定檢測數據的方法進行了分析，進而為施工方提供準確的判定結果。