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1、基桩检测中的概率和统计学规律探讨第33卷第2期2007年2月北京工业大学JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFTECHN0LOGYVoI_33No.2Feb.2007基桩检测中的概率和统计学规律探讨王军辉(北京市勘察设计研究院,北京100038)摘要:在我国现行的基桩检测规范中,无论是动测桩还是静测桩都是以基桩总数的某个特定比例来确定检测桩数,但对于总桩数很大的工程.受工期和造价限制,实际静测桩工作中很难做到这一点.另外,对于现行规范中按基桩总数特定比例进行测桩的概率和统计学内涵也是模糊的.作者从慨率论的角度.建立了描述基桩检测结果的慨率模型,并利用模型分析了影响测桩结果的
2、主要因素,对现行规范测桩的慨率内涵进行了探讨,从统计学的角度提出了基桩质量估计的方法;最后.结合工程实例对该类问题的合理解决做出了方法上的探讨.关键词:基桩;检测;频率;慨率;数学期望;置信度中囝分类号:Tu473.16文献标识码:A文章编号:0254—0037(2007)02—0178—07我国现行各类有关基桩检测的技术标准都是以总桩数的某个特定比例来确定检测桩数的[1-4],这一点已被我国广大工程技术人员接受,并在常规的工程中得到很好的实施.但在总桩数很大的条件下.如北京首都国际机场T3航站楼工程,共有16000根基桩,按照现行规范对静测桩的要求,必须进行不少于160根的静测桩工作,其耗
3、资无疑是惊人的,且时间上也不允许,最后该项工程静测桩数的确定还是依据专家们经验拍板.对于基桩总数较大的情况,一些规范和专家建议适当缩小测桩比率来节省成本和工期,这显然在理论上加大丁工程隐患.另外,即使在常规的较小数目的基桩检测中,按照现行规范的要求确定检测桩数,主要依据工程经验,而不是确切的概率论和统计学,并且这一点已经在最近颁布的技术标准中受到关注J,但尚未提出具体解决办法,因此,作者首先建立了描述基桩检测结果的概率模型,并利用模型分析了影响测桩结果的主要因素,对现行规范测桩的概率内涵进行了探讨,从统计学的角度提出了基桩质量估计的方法,为科学地解决类似问题作了初步的探讨.关于基桩检测中概率
4、和统计学问题的理论研究,国内一些学者曾做过一些很有意义的工作.7J,提出了基桩质量的"验中概率"概念,并对"验中概率"的分布规律及其影响因素进行了数值方面的探讨,得出了"基桩检测效果与基桩总数无关,而仅与抽样的基桩数有关"的重要结论.在国外主要是通过工程经验总结得到一些经验性的结论随],"随着测桩比率的增加,测桩不确定性因素将会减少,因而安全系数减小,如当测桩比率从总桩数的0.5%增加到5%,根据测桩结果得到的全局安全系数(globalsafetyfactors)将会从2.0下降到1.65".但是,由于这些结论的获得手段仅仅是依靠数值算例,在理论和工程实践上没有得到很好的解释,一般不易被工程
5、师理解,并且这些成果主要适用于基桩总数较小或动测桩的情况.所以一直未受到同行的足够重视.基于目前工程实践的迫切需要和理论研究现状,和以往研究成果不同的是,作者首先从概率的角度提出了描述基桩质量的指标.然后在此基础上建立了描述基桩检测效果的概率模型,并利用模型分析了影响测桩结果的主要因素,对现行规范测桩的概率内涵进行探讨,从统计学的角度提出了基桩质量估计的方法.作者采用了数值算例,数学推导和工程实例相结合的方法,在对一些现象理论解释的同时,对类似的工程实践问题也作出了初步的探讨.收稿日期:2006—04—07.基金项目:北京市勘察设计研究院优秀人才培养资助项目A3类(BGIRC2006—42)
6、作者简介;王军辉(1973一),男,安徽东至人,工程师.第2期王军辉:基桩检测中的概率和统计学规律探讨1基桩施工质量的概率论描述考虑到桩基检测的结果不仅和检测桩数有关,还和客观上桩基施工的质量有关,为便于后续的论述.从概率论的观点引出用以描述桩基施工质量的2个重要指标:坏桩频率和坏桩概率.为方便问题的研究,依照工程师对基桩的评估习惯,将基桩的质量在统计上概化为2种定性的特征:满足设计要求的为合格的好桩,反之为坏桩.坏桩频率(0),指在某次具体桩基工程完成后,客观上产生的坏桩数()与实际完成的总桩数()的比值.0为某次实际施工过程发生的试验观测值,由于研的不同而异,反映了某个工程中在研根桩的具
7、体条件下的平均质量水平.坏桩概率(P),指某特定工况条件(如桩的类型和结构,制桩材料,地层条件和施工工艺及流程等)所决定的各桩在理论上可能出现质量问题的概率,理论上为定值,与实际完成的无关,反映了每根桩在该工况条件下出现质量问题的概率.可以证明,当相同工况条件下>2000时,0与该工况条件下的P在数值上已经十分接近.另外,为便于后续研究工作的需要,还定义了另一个量——坏桩比(),指某次测桩过程中实际出现
