林镇雄
江门市水利水电工程质量检测站广东江门529000
摘要：混凝土强度作为影响混凝土整体质量的一个重要因素，在水利工程完工后，需对工程混凝土强度进行严格的检测。本文结合工程案例,在水利工程质量监督工作的基础上,分析了钻芯法在水利工程混凝土强度检测中的结果，并对检测结果进行判定，为类似工程的质量检测提供依据。
关键词：钻芯法;水利工程；混凝土强度;分析;判定
1前言
随着社会经济建设的快速发展，混凝土在水利工程建设中得到广泛的应用。混凝土的质量关系着水利工程的整体质量，为了确保结构的安全性和耐久性是否满足要求，往往需要混凝土强度进行严格的检测。钻芯法是检测混凝土强度及混凝土浇筑质量的一种方法，指通过专用的钻机直接从结构上钻取芯样,并根据芯样的抗压强度推断混凝土的强度的一种半破损检验方法，具有检测直观、可靠、准确等优点。但在实际应用中时常会遇到一些问题，如取样部位不当，都会影响检测的准确性。因此，通过对钻芯法在实际工程中的应用结果进行分析，对混凝土强度的检测工作具有重要意义。
2案例背景
某水利工程按标段划分为两个单位工程，完工后对基础平台设计C20混凝土钻芯(本文强度单位均为MPa)，共计24个芯样，见表1:
表124个混凝土芯样抗压强度单位:Mpa
检测机构检验结论为“测试龄期抗压强度平均值均大于设计强度等级值”，参建各方据此结论直接评定该结构混凝土合格。这样没有经过分析作出的判定显然过于草率，不能得到质量监督部门的认可。
3案例分析
3.1根据《混凝土强度检验评定标准》(GB/T50107—2010)判断
首先对每组混凝土强度的代表值进行复核，原表中以每组混凝土强度平均值作为代表值，评判其结果符合标准要求，但是对于强度最大值和最小值与中间值之差大于中间值15%的情况未进行辨别。根据原始数据，一标段第二组最小值与中间值之差为中间值的18.1%，代表值应修正为中间值22.7，二标段第三组最小值与中间值之差为中间值的15.5%，代表值应修正为22.0。修正后的八组抗压强度为:20.1、22.7、23.7、21.9、22.7、20.5、22.0、21.4，样本容量少于10组，采用非统计方法评定混凝土强度，合格标准的强度条件为平均值大于等于1.15倍标准值，且最小值大于等于0.95倍标准值。
本案例计算得平均值21.875，计算得1.15倍标准值为23.0，不满足合格标准；查得最小值20.1，计算得0.95倍标准值为19.0，满足合格标准。以上两个要求未同时满足，可判定本批混凝土不合格。
3.2根据《水工混凝土施工规范》(DL/T5144—2001)判断
《水工混凝土施工规范》(DL/T5144—2001)要求，计算保证率和概率度系数。根据规范要求8组试件，合格判定系数K查表为0.36，计算标准差为1.165，计算概率度系数t=(强度平均值－强度标准值)/标准差=1.363。根据该规范，第一个条件为最小值大于0.85倍的标准值，显然满足；第二个条件计算Ktδ=0.5715，检测平均值应大于20+0.5715=20.5715，也满足。可判定本批混凝土合格。
3.3根据《水利水电工程施工质量检验与评定规程》(SL176—2007)判断
《水利水电工程施工质量检验与评定规程》(SL176—2007)附录C普通混凝土试块试验数据统计方法并未说明试块形式，可假定其同时适用于圆柱体芯样，根据《水工混凝土试验规程》，直接以每组三个试件测值的平均值作为试验结果。组数n=8，介于5与30之间，统计评定方法为C．0.2条目，合格标准为Rn－0.7Sn＞R标且Rn－1.60Sn≥0.83R标。
本案例Sn计算为1.165，根据规程，当统计值小于2.0时应取Sn为2.0。
Rn－0.7Sn=21.5875－0.7×2=20.1875＞R标，满足合格标准；
Rn－1.60Sn=21.5875－1.60×2=18.3875≥0.83R标=16.6，满足合格标准；
(以上计算中Rn为强度平均值，Sn为标准差)由此可判定本批混凝土合格。
3.4综合分析
以上三种方式均参照第一种观点，判断结果的矛盾根源在于对统计概率中离散性要求的不同，《混凝土强度检验评定标准》(GB/T50107—2010)比电力和水利的规范规程要求更高。从专业对口上讨论，水利部颁布的《水利水电工程施工质量检验与评定规程》(SL176—2007)显然更为适合。但是这里值得注意的是，如果运用《水利水电工程施工质量检验与评定规程》(SL176—2007)，要求统计对象处于一个分部工程内，本案例为两个单位工程，应该分别统计，则每个单位工程的组数为4，统计评定方法应适用《水利水电工程施工质量检验与评定规程》(SL176—2007)中C．0.3条目，该条目统计评定方法和参数选择与《混凝土强度检验评定标准》(GB/T50107—2010)完全相同，因此，仍可判定本批混凝土不合格。
如果运用第二种观点来判断，本案例中每个单位工程均存在小于标准值的芯样，可直接判定本批混凝土均不合格，但是质监直接下此结论也缺乏说服力。其实，根据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS03—2007)还有一种判断方式，这是2007版规程重点推荐的，即检测批混凝土强度的推定区间和推定值概念。
按《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS03—2007)要求，对于芯样系列应根据《数据的统计处理和解释正态样本离群值的判断和处理》(GB/T4883—2008)验证是否需要剔除离群值，本案例为已知标准差的双侧情形，首先应计算统计量Rn和Rn’，奈尔上统计量Rn=(25.2－21.5875)/1.795238=2.012268；奈尔下统计量Rn’=(21.5875－18.6)/1.795238=1.664125；Rn＞Rn’，仅可能出现最大值为离群值。
查标准附表表A．1，24组样本奈尔检验临界值如表2所列:
表224组样本奈尔检验临界值单位:MPa
计算得R1－a/2(n)=R0.975(n)=3.011
因为Rn小于R1－a/2(n)。可以直接判断离群值不存在，不需要剔除。
根据CECS03—2007规程附录B查得在置信度0.85条件下，试件个数24个的上限值系数为k1=1.3，下限值系数为k2=2.309。
24个芯样平均值f平=21.5875，标准差S=1.795238；
计算上限值fcu，e1=21.5875－1.3×1.795238=19.2537；
计算下限值fcu，e2=21.5875－2.309×1.795238=17.4423；
差值为19.2537－17.4423=1.8114，小于5和0.1倍f平，验证数据有效。
本批次混凝土强度推定区间为17.44～19.25，根据规程条文“宜以fcu，e1作为检测批混凝土强度的推定值”推定本批次混凝土强度推定值为19.25。判定本批混凝土不合格。
4结论评判
在这个案例中，检测的数据是客观的，为什么存在不同的检测结论，表面上看只是引用规范的不同，实质上还有参建各方对钻芯检测认识的不同，存在的分歧表现在以下三个方面:
a.规程、规范有行业特征，也有强制性和非强制性之分，比如水利工程没有专门的钻芯规范，只能参照建设规范，而建设规范中引用的很多数据统计方法又来自推荐规范，效果屡次打折扣，如果引用的推荐规范和现行的水利规范又存在矛盾，取舍两难。
b.建设单位的钻芯是否是合格线的判断，规范数理统计针对的是大量试件，统计的目的是为了消除误差，因此，允许了不合格单体的存在，但是建设单位的钻芯是一种抽检行为，目的是为了寻找瑕疵。
c.水利规范编制来源于大中型工程实践经验，对于小型工程未必完全适用，同时，设计值判断的是标准养护下的试件，钻芯采之天然养护下的实体，建设时试块满足设计，建设后钻芯强度略微低于设计值也存在一定合理性，比如本文案例，如果设计校核后认为强度满足设计意图，质监也可以核定为合格。
5结语
综上所述，钻芯法能够地直观、准确地反映出混凝土强度，使用的范围比较广。在质量结论的核定核备过程中，除了看数据能否满足离散性要求外，还需结合采样结构的形式；结构荷载分布；检测数量和设计意图来对混凝土强度的结果进行判断，并且做到合分析，选用规范，合理判断。
参考文献
[1]工程汪红捷，钻芯法在混凝土强度检测中的应用[J].低温建筑技术，2010年第01期
[2]林雨，钻芯法检测批混凝土强度中异常值的剔除[J].福建建设科技，2010年第02期