JGJ/T106-2003《建筑基桩检测技术规范》中，规定用“精度优于或等于0.4级”压力表，以“千斤顶率定曲线换算荷载”的方式确定试验力值，实际工作中常用1.5级或1.6级压力表代替。这种情况能否满足地基静栽荷试验的要求？本文以试验方法规范和收集的计量检定资料为依据，经分析论证，对此问题作了初步的探讨，提出了自己的意见。
1.前言
目前在西安地区，至今仍较普遍地用压力表与千斤顶组合成地基静载荷力值测力系统。（下简称“测力系统”）压力表的计量性能在很大程度上决定着测力系统的力值准确度，选择合适的压力表是确保测力系统测力性能的一个重要环节。在现行《建筑基桩检测技术规范》⑴中，规定使用“精度优于或等于0.4级”压力表，以“千斤顶率定曲线换算荷载”，“不得使用1.5级压力表”，但“精度优于或等于0.4级”的压力表属于精密压力表，它难以适应运输和地基试验现场的工作条件，易于失准和受损，因此至今西安各人工地基检测站仍普遍使用1.5(或1.6)级的一般压力表。但是，使用1.5(1.6)级压力表能否满足基桩静载荷试验力值准确度的要求呢？能满足复合地基等其它试验方法的要求吗？
我们认为,压力表虽然在很大程度上决定着测力系统的测力准确度，但压力表的准确度等级并不能确当地代表地基试验力值测量系统的计量性能，如果测量系统配置1.5(1.6)级压力表，其不确定度满足试验对力值不确定度的要求，那么就应给予可以使用的肯定性结论,反之则应予禁止使用。就此问题，我们在以往对1.5(或?1.6)级压力表地基静载荷试验测力系统(通常称千斤顶）力值的计量检定资料考察的基础上，对上述问题作了如下的分析、探讨。
2.检定资料的考察
2.1资料样本
我们收集了属于2003-04-14~2005-12-27期间校准的9台千斤顶、压力表力值测力系统的计量检定资料，考察了它们的示值线性相对性误差，示值重复性相对性误差，示值稳定性相对误差。（检测系统的进回程误差也会影响地基静载荷试验力值的准确度，但目前的检定单位都没有这方面的资料）这9台测力系统都由一体式起重千斤顶和一般压力表组成，千斤顶的实际工作压力在77~88MPa间，压力表的分度值2MPa，基本情况如下表1所示，检定所得力——压力回归方程如表2所示。
2.2样本的检定结果
1~5号测力系统的校准结果取自校准原始记录，其它均取自计量检定合格证书。校准以3等标准测力计为标准力值，对千斤顶工作压力的10%~100%的测量范围正行程下的压力表作示值定度，由于6~9号样取自检定合格证书，证书上没有出具示值重复性指标，因此这些样本中此项指标缺项，我们也没有收集到1~7号样本的稳定性资料。样本的各项计量性能如下：
2.2.1示值线性相对误差
依据表2的回归方程可得到一组与标准力值相对应的压力值。若设检定过程中得到的对应于标准测力计力值的压力值为P。，由回归方程得到的压力值为Pl，两者之间的示值相对误差为Ul,则有：
ui=((Pi~P?/P?)x100(式1)由式1得到的各样本在相当于装置工作压力10%?100%范围内各检定点的示值线性相对误差如表3所示。
2.2.2示值重复性相对误差各样本在相当于装置工作压力10%~100%范围
若设定同一检定点重复校准读数的最大值为内由式2得到的各检定点的示值重复性相对误差如，最小值为，示值重复性相对误差为u2，则有：表4所示。u2=((Px—P-iJ/p。）xlOO(式2)
2.2.3示值稳定性相对误差
若上一检定周期由回归方程得到的检定点的平均示值为Pa，本次由回归方程得到的同一检定点的示值为Pb，示值稳定性相对误差为u4，则有：
u4=((p.-ph)/p.)X100(式3)
各样本在相当于装置工作压力10%~100%范围内由式3得到的各检定点的示值稳定性相对误差如表5所示。
2.3资料分析
3.1表2~表5的结果表明，样本的力——压回归方程的相关性大于0.9998，标准偏差不大于0.43MP.(约0.2个分度）；除10%定点外，示值线性相对误差不大于±1%(表3)示值重复性相对误差为0(表4)9个月的示值相对稳定性可得到不大于±1.13%(表5)，可以认为配置1.5(1.6)级压力表的测量系统有较好的计量性能性。
3.2依据压力表产品标准[4]，1.5(1.6)级压力表的分度值是2MP.，分辨率约为1/5分度、0.4MP.；10%检定点的示值约为8MP.,此时的测力系统的相对分辨率为0.4/8=5%。我们认为，分辨率低,易造成较大的读数误差，这是表3中10%检定点的最大误差达+4.68%、显著地大于其它检定点的主要原因。
3.3表4的检定结果表明，使用一般压力表的测量系统，其重复性指标是比较好的，这可能是因为一般压力表产品不规定重复性指标[4]的原因,即在压力表所属的准确度等级下其重复性误差是可以被忽略的。但是，我们并不认为那些测量系统的重复性误差是“0.0”,认为这是压力表分辨率较低不能准确反映以相对误差表达的重复性指标所致，实际工作中10%检定点可能产生重复性误差会比表4样本误差再大—些的测量系统。
3.4通常，压力表的计量检定周期为半年,表5中9号样本的检定结果表明，样本9个月检定周期的稳定性相对误差在-1.13~+1.09之间，应当认为这个样本有较好的计量稳定性，但鉴于样本太少和考虑到分辨率可能带来的影响,认为在实际工作中也会遇到比表5更大一些误差的测量系统。
3.5综上所述，我们认为,将配置1.5(1.6)级压力表的测力系统的示值线性相对误差、示值重复性相对误差和示值稳定性相对误差的允许值定为3%是比较合理的。
3.6地基载荷试验中，影响测力系统准确度的主要因素除示值线性相对误差、示值重复性相对误差和示值稳定性相对误差外，尚有进回程相对误差，偏心受力误差附加和温度附加误差。若取示值线性相对误差、示值重复性相对误差和示值稳定性相对误差允许值为3%，参照3级材料试验机设定进回程相对误误差为4.5%[5]，设定偏心受力相对误差为3%,设定温度误差为1%(相当于压力表[4]在极差温度25T下的相对误差），以及压力表的分辨率误差4%，按照国家实验室认可的规定[6],此时测力系统的合成扩展相对不确定度为±8.6%。
《基桩检测技术规范》规定:试验荷载的“变化幅度不得超过分级荷载的±10%”⑴，表明试验允许的力值的扩展相对不确定度为不大于±10%上述合成值士8?6%优于:110%，因此认为配置1.5(1?6)级压力表的地基静载荷试验测力系统的计量性能是有可能满足试验要求的。但考虑到压力表的分辨率差，可能导致较大的读数误差，建议配置1.0级一般压力表或采用高压和低压两块压力表并联的方案。
4.小结
依据以往的计量检定资料，用1.5(1.6)级压力表与千斤顶组成的地基静载荷试验力值测量系统，其计量性能有可能达到表6的指标，此时试验力值的扩展相对不确定度为±8.6%，可以满足地基静载荷试验的需要。
1.5(1.6)级压力表的分辨率低，当力值较低时，可能产生较大的读数相对误差。为保证试验力值的准确性，建议配置1.0级一般压力表或采用高压和低压两块压力表并联的方案。
4.3本文只是对这方面问题所作的初步探讨，限于测力系统的现状，文章中有一些数据或是较少或是取自经验估计值，因此我们认为对这方面的问题还有进一步研究的必要。 |
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