测桩荷载箱测量结果的不确定度评定

蔡开城，郭贵勇

（福建省计量科学研究院，福建福州 350003）

0 引言

随着经济的发展，城市建设中的高层建筑越来越多，楼层也越来越高，为了保证高楼大厦的安全,大口径的灌注桩基础得到了广泛的应用，而桩基承载能力检测是保证灌注桩基础质量的重要环节[1-4]，测桩荷载箱是桩基承载能力检测（特别是大口径的灌注桩基础的桩基检测）的主要设备，为了保证桩基承载能力检测的数据的准确可靠必须对测桩荷载箱进行量值溯源。测桩荷载箱一般由一组（一个或多个）的荷载单元组成，测桩荷载箱工作系统主要由测桩荷载箱及相应的管路和指示器组成。测桩荷载箱的工作原理是液压系统对测桩荷载箱加压，测桩荷载箱对受力体施加作用力，通过与测桩荷载箱连通的数字式指示器直接或间接指示所施加的力值[5-9]。

1 测量依据、条件及方法

1.1 测量依据

JJF（闽）1081-2016 《测桩荷载箱校准规范》[10]。

1.2 测量条件

（1）环境条件：温度：（0～40）℃，相对湿度≤90%；

（2）测量标准：0.3级标准测力仪；

（3）被测对象：选取SC-800-650-S-300型测桩荷载箱作为被测对象，配量程为60MPa、0.4级、分度值为0.5MPa的压力表。

2.3 测量方法

在规定条件下，将被检测桩荷载箱安装成工作状态，将被检测桩荷载箱安装于校准框架底座中间，与标准测力仪串接，使测桩荷载箱、标准测力仪与校准框架对中，启动测桩荷载箱对标准测力仪施加负荷至校准点，可得到与校准点相对应的荷载箱压力表示值。该过程连续进行3次，计算3次荷载箱压力表示值的算术平均值，基于校准点标准力值与荷载箱（指示器）压力表示值的算术平均值的对应关系，采用数理统计方法求得该荷载箱的校准方程[11-13]。

2 测桩荷载箱测量结果的不确定度评定

2.1 数学模型

式中：Fci—对应于第i个校准点由校准方程求出的与压力示值相对应的荷载箱负荷的直线拟合值，kN；Fi—对应于第i个校准点标准测力仪示值，kN；Ii—由校准方程求得的拟合值的内插误差，%。荷载箱的校准方程：

式中：a—校准方程的斜率，kN/MPa；b—校准方程的截距，kN；—对应于第i个校准点荷载箱指示器（压力表）3次示值的算术平均值,Mpa。将式（2）代入式（1）可得:

2.2 输入量 标准不确定度分量的评定：

表1 检测数据Fig 1 Testing data

表2 输入量不确定分量Fig 2 Uncertainty componentsof inputquantity

（5）由（1）～（4）可得输入量标准不确定度分量如下表2所示

2.3 输入量Fi标准不确定度分量的评定：

标准测力仪准确度引入的不确定度的u(Fi) ，由上级证书给出，以B类方法评定，估计均匀分布，则:

2.4 合成不确定度uc( I i ) 的评定

2.5 扩展不确定度的评定

根据以上公式计算合成不确定度，合成不确定度表和扩展不确定度表3：

表3 合成不确定度表和扩展不确定度Fig.3The table of combined uncertainty and expanded uncertainty

3 小结

本文通过对测桩荷载箱校准方法的研究，采用了数理统计方法得出测量结果的拟合方程。进而对各个不确定分量的计算分析，借助以上获得的测量结果拟合方程，从而获得相应的扩展不确定度。该不确定度的结果表明，对于测桩荷载箱的量值溯源方法是可行的，符合相应规范的技术要求。由此表明，该评定方法的重要性，其确保了桩基的施工安全，在某种程度上有效地保证建筑工程的质量。

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