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摘要:为切实保证工程项目的建设质量,必须从工程所用原材料、构配件、中间产品和施工过程的每一个单元、每一道工序严格把关,使其符合相关的质量标准或设计要求。而只有通过一定程度的质量检测人们才能全面了解其真实的质量状况。这就需要质量检测有科学的抽样规则、足够的检测频次和适当的指标参数以保证少量样本、较低频度、有限参数的质量检测能最大限度地反映海量样本的实际质量。代表性强质量检测便可见微知著,没代表性质量检测就毫无意义。文章围绕建设工程质量检测代表性展开论述,告诫广大检测人员不能因日复一日的忙碌而麻木迷航、忘记初心。
关键词:建设工程;质量检测;代表性
1质量检测概述
建设工程质量检测(以下简称质量检测),是指工程质量检测单位(以下简称检测单位)接受委托,依据国家有关法律法规、技术标准和设计要求,按照规定的程序对建设工程实体、过程以及用于建设工程的产成品、原材料、构配件、中间产品、金属结构和机电设备等进行的检查、测量、试验、度量以确定一种或多种特性或性能,并将结果与有关质量标准和设计要求进行比较以确定活动对象质量是否合格所进行的技术操作。
2质量检测的功能
质量检测有验证的功能,其本质是检验,在日常的实际工作中,它包含了大量的检查、测量、试验、度量,是使用社会公用计量器具、可能影响生产建设的计量行为,是法制计量管理的对象,在《中华人民共和国计量法》及《中华人民共和国计量法实施细则》的适用范围内,所以,检测单位在从事检测活动前需要首先取得计量部门的行政许可——检验检测机构资质认定。同时,质量检测探求的往往是质量特性或安全性能,反映的经常是工程所用产成品、原材料、构配件、中间产品、金属结构和机电设备等乃至工程实体、建设过程的质量状况,关乎建设、市政、公路、水利、铁道、水运、民航、港口等各类建设工程的质量和安全,又是《建设工程质量管理条例》的适用对象,因而,在为各类建设工程提供检测服务前还需再次取得工程建设领域相关专业部门的行政许可——建设工程质量检测机构资质审批、水利工程质量检测单位资质审批、公路水运工程试验检测机构等级评定、铁路工程质量监督检测机构各项资质审批等。
3建设工程质量检测
在工程建设领域,质量检测对象往往序列很长、数量很大,例如一个住宅小区20栋40层高楼所用的烧结普通砖和热轧带肋钢筋,一个200m高、800m长、上游边坡坡度为1:1.25、下游边坡坡度为1:1.5的混凝土面板砂砾石坝所用的砂砾石筑坝填料等等。我们常常把这个检测对象的全体称作总体或母体,而把组成这个总体的每一个基本单位称为个体。例如一批砖、一批钢筋、一批砂砾石等都是总体,而每块砖、每根钢筋、每方砂砾石等都是个体。从统计学角度看,总体是全部个体组成的集合,而个体则是这个集合中的每一个元素。
总体的性质由组成总体的个体所决定,所以要了解总体的性质,必须对总体中的每个个体进行逐个的研究。但是这样做不仅工作量大,而且有时也是不允许的。例如要逐根检测某枢纽工程数十万吨钢筋的抗拉强度,工作量就太大、没有足够的时间完成。又如,需检测某干渠衬砌用预制混凝土六棱块的抗折强度,也不能逐块进行,因为全部检测完毕无论合格与否也被悉数破坏、没法再用了,这是工程建设所不能容许的。这就迫使我们,对于总体的检测经常只能通过从总体中抽取一部分个体,根据对这一部分个体的检测,估计推断出总体的性质,这就是本文要重点讨论的抽样问题。
从样本对总体进行估计推断时,必须对样本有所要求。如果从总体中抽取的样本能客观地反映总体,那么由此样本对总体做出的估计推断就比较符合实际,因此需要研究怎样科学、合理抽样的问题。从理论上讲,抽样方法必须是随机抽样,即总体中的每一个个体都有被抽到的可能,并且每个个体被抽到的可能性相同,而不是凭人们的主观意愿去挑选,以确保抽样过程的代表性。尽管在实际应用中要做到绝对的随机抽样绝非易事,我们还是要尽量避免由于抽样引起的误差。
所以,在各类检测机构的能力或运作要求标准中都对抽样做出了较为详细和具体的规定。例如:
《检测和校准实验室能力的通用要求》(GBT27025—2008)规定:
5.7.1 实验室为后续检测或校准而对物质、材料或产品进行抽样时,应有用于抽样的抽样计划和程序。抽样计划和程序在抽样的地点应能够得到。只要合理,抽样计划应根据适当的统计方法制定,抽样过程应注意需要控制的因素,以确保检测和校准结果的有效性。
注1:抽样是取出物质、材料或产品的一部分作为其整体的代表性样品进行检测或校准的一种规定程序。抽样也可能是由检测或校准该物质、材料或产品的相关规范要求的。某些情况下(如法庭科学分析),样品可能不具备代表性,而是由其可获性决定。
注2:抽样程序应当对取自某个物质、材料或产品的一个或多个样品的选择、抽样计划、提取和制备进行描述,以提供所需的信息。
5.7.2 当客户对文件规定的抽样程序有偏离、添加或删节的要求时,应当详细记录这些要求和相关抽样信息,并纳入包含检测和(或)校准结果的所有文件中,同时告知相关人员。
5.7.3 当抽样作为检测或校准工作的一部分时,实验室应有程序记录与抽样有关的资料和操作。这些记录应包括所用的抽样程序、抽样人的识别、环境条件(如果有关)、必要时有抽样位置的图示或其他等效方法,如果合适,还应包括抽样程序所依据的统计方法。
《合格评定 各类检验机构的运作要求》(GBT27020—2016)规定:
7.1.2 当缺少形成文件的指导书可能影响检验过程的有效性时,检验机构应制定和使用针对检验计划、抽样和检验技术方面形成文件的指导书。适用时,检验机构应具备充分的统计技术知识,以确保统计学上合理的抽样程序以及对结果的正确处理和解释。
《检验检测机构资质认定能力评价 检验检测机构通用要求》(RB/T214-2017)规定:
4.2.5 检验检测机构应对抽样、操作设备、检验检测、签发检验检测报告或证书以及提出意见和解释的人员,依据相应的教育、培训、技能和经验进行能力确认。应由熟悉检验检测目的、程序、方法和结果评价的人员,对检验检测人员包括实习员工进行监督。
4.5.17 检验检测机构为后续的检验检测,需要对物质、材料或产品进行抽样时,应建立和保持抽样控制程序。抽样计划应根据适当的统计方法制定,抽样应确保检验检测结果的有效性。当客户对抽样程序有偏离的要求时,应予以详细记录,同时告知相关人员。如果客户要求的偏离影响到检验检测结果,应在报告、证书中做出声明。
这些从总体中抽取的一部分个体称为样本,样本中包括的个体数目称为样本容量。根据具体问题,寻求合适的统计量,用数理统计方法是解决各种实际情况的关键。样本均值、样本中位数、样本众数、样本极差、样本方差、样本标准差、样本变异系数是比较常用的几个统计量。其中,样本均值、样本中位数、样本众数描述样本的集中位置,样本极差、样本方差、样本标准差、样本变异系数描述样本的分散程度。样本均值可体现总体取值的平均水平,样本方差和标准差可体现总体取值的分散程度。统计量的分布称为抽样分布。
可见,基于适当数理统计方法的合理抽样计划程序才能保证抽样过程的代表性,从而最终确保检测结果的有效性。而抽样的代表性不够(即被测样本不能代表所定义的被测量)就会增大测量不确定度(表征被测量值分散性的参数,即被测量真值所处的范围,换言之也反映出对测量结果正确性的可疑程度)。所以,在计量检验检测领域和质量技术监督行业,抽样的代表性与检验的公正性、结果的有效性、数据的准确性一样受到普遍关注和高度重视。反观我们工程建设管理领域,人们在认知、理念、态度和行动上与计量界的同行相比的确还有很大差距,真的是学习有待深入、认识有待提高、工作有待改进、管理有待加强。在我看来,最需要尽快整改的莫过于原材料、中间产品的进场复检和工程实体、施工过程的质量检测了。
譬如《水工混凝土施工规范》(SL 677—2014)规定:
11.2.3 进场的每一批水泥,应有生产厂的出厂合格证和品质试验报告,每200~400t同厂家、同品种、同强度等级的水泥为一取样单位,不足200t也作为一取样单位,进行验收检验。水泥品质的检验,应按现行的国家标准进行。
11.2.5 同品种掺合料以连续供应不超过200t为一个取样单位,不足一个取样单位的按一个取样单位计。粉煤灰应检验其细度、需水量比、烧失量、含水量等,其他掺合料应遵守相应标准进行检验。
11.2.6 外加剂验收检验,应符合下列规定:
1 外加剂验收检验的取样单位按掺量划分。掺量不小于1%的外加剂以不超过100t为一取样单位,掺量小于1%的外加剂以不超过50t为一取样单位,掺量小于0.05%的外加剂以不超过2t为一取样单位。不足一个取样单位的应按一个取样单位计。
4.2.1 钢筋应按不同等级、牌号、规格及生产厂家分批验收,分别堆存,不应混杂,且应立牌以便识别。……
4.2.3 钢筋的机械性能检验应遵守下列规定:
1 钢筋应分批试验,以同一炉(批)号、同一截面尺寸的钢筋为一批,每批重量不大于60t。
《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》(GB/T 1499.2—2018)规定:9.2.2.1 钢筋应按批进行检查和验收,每批由同一牌号、同一炉罐号、同一规格的钢筋组成。每批重量通常不大于60t。超过60t的部分,每增加40t(或不足40t的余数),增加一个拉伸试验试样和一个弯曲试验试样。
以上原材料进场验收检验的抽样规则里都明文规定了每一个检验批样本数量的上限,同时,也都包含了“不足一个取样单位的应按一个取样单位计”的规定。建设、市政、公路、民航、铁道、水运、港口等其他行业的建设工程也都有类似的抽样规则。可是,在平常尤其是党的十八大之前的检测工作中,我们经常遇到每逢各类工程验收时就有施工单位满天下找人补检测报告的现象。近年来特别是党的十九大以来,随着全面从严治党持续向纵深发展,各行业行政监管部门和广大公职人员在“纠正四风四气、转变工作作风、狠抓整改落实”方面着实下了功夫、见了成效,各行各业激浊扬清、市场主体竞争有序,党员干部风清气正、人民群众嫉恶好善,社会面貌焕然一新,质量检测愈加规范。然而,还是有不少从业单位的管理人员和检测人员不能从数理统计的原理出发,正确理解样本与总体的关系、抽样规则的实质和抽样检验的代表性,居然简单、机械地以为不同时间进场的多批次同厂家、同品种、同规格的原材料和中间产品可以累加拼凑成一个进场验收检查批,他们只注意每次进场的样本数量总和不大于相关规范规定的检查批样本数量的最大值,而从根本上忽略了每个检查批样本数量的实际含义,无视多一次市场流通就多一份意外的风险,例如在运送过程中被蓄意或无意“清理未尽、新旧混掺、进入杂质、以次充好、偷换调包”等,完全就违反了“不足一个取样单位的应按一个取样单位计”的规定,致使原材料和中间产品进场验收检查批的样本数量与实际不符,而且检测结果不能真实反映进场物料的质量状况,使抽样检测的代表性大打折扣。
又譬如《水工混凝土施工规范》(SL 677—2014)规定:
11.5.3 同强度等级(标号)混凝土试件取样数量应遵守下列规定:1 抗压强度:大体积混凝土28d龄期每500m3成型1组,设计龄期每1000m3成型1组;结构混凝土28d龄期每100m3成型1组,设计龄期每200m3成型1组。每一浇筑块混凝土方量不足以上规定数字时,也应取样成型1组试件。
《水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准——土石方工程》(SL 631—2012)第6.3.5条砂砾料压实施工质量标准规定检验数量为:按铺填1000~5000m3取1个试样,但每层测点不少于10个点,渐至坝顶处每层或每个单元不宜少于5个点;测点中应至少有1~2个点分布在设计边坡线以内30cm处或与岸坡接合处附近。
以上规定也只是基于工程现场实体混凝土或填筑砂砾料总体呈形状连续分布均匀的状态时,但假若现场实际情况并非这般理想的话,我们就应当遵循“抽取的样本应最大限度接近、代表总体”的原则,根据颜色、光泽、厚薄、稀稠、疏密、松紧、观感、气味、颗粒分布、粒径大小等将现场的实体分成若干个状态接近的区块,加密布点取样以使所抽样本更加具有代表性、更能反映样本总体的性状和质量。
4结束语
总之,为切实保证工程项目的建设质量,必须从工程所用产成品、原材料、构配件、中间产品、金属结构、机电设备等乃至工程实体、施工过程的每一要素严格把关,使其符合相关的质量标准或设计要求。而只有通过一定程度的质量检测人们才能全面了解其真实的质量状况。这就需要质量检测有科学的抽样规则、足够的检测频次和适当的指标参数以保证少量样本、较低频度、有限参数的质量检测能最大限度地反映海量样本的真是质量,代表性强质量检测便可见微知著,无代表性质量检测就毫无意义。工程建设领域广大质量管理人员和质量检测人员必须头脑清醒、端正认识、永远牢记职业的使命,绝不能因为日复一日的忙碌奔波而陷入和尚撞钟的麻木与迷失,不管动机目的,不讲科学原则,只为挣钱而检测、为了检测而检测。——探求真实的质量才是检测员奋斗不止的初心!
参考文献:
[1]邓必寅.建设工程质量检测见证取样研究[J].科技创新导报,2019,16(21):201-202+204.
[2]焦洪祥.浅谈工程质量检测在建设工程中的重要性[J].科学技术创新,2019(02):132-133.