桩身内力测试

桩身内力测试 附录 桩身内力测试 A.0.1 基桩内力测试适用于混凝土预制桩、钢桩、组合型桩，也可用于桩身断面 尺寸基本恒定或已知的混凝土灌注桩。 A.0.2 对竖向抗压静载试验桩，可得到桩侧各土层的分层抗压摩阻力和桩端支承 力；对竖向抗拔静荷载试验桩，可得到桩侧土的分层抗拔摩阻力；对水平力试验桩， 可求得桩身弯矩分布，最大弯矩位置等；对打入式预制混凝土桩和钢桩，可得到打 桩过程中桩身各部位的锤击压应力、锤击拉应力。 A.0.3 基桩内力测试宜采用应变式传感器或钢弦式传感器。根据测试目的及要 求，宜按表A.0.3中的传感器技术、环境特性，选择适合的传感器，也可采用滑动 测微计。需要检测桩身某断面或桩底位移时，可在需检测断面设置沉降杆。 传感器技术、环境特性一览表 表A.0.3 类 钢弦式传感器 应变式传感器 型 特 性 传感器体积 大 较小 蠕变 较小，适宜于长期观测 较大，需提高制作技术、解决 测量灵敏度 较低 较高 温度变化的影响 温度变化范围较大时需要修正 可以实现温度变化的自补偿 长导线影响 不影响测试结果 需进行长导线电阻影响的修正 自身补偿能力 补偿能力弱 对自身的弯曲、扭曲可以自补偿 对绝缘的要求 要求不高 要求高 动态响应 差 好 A.0.4 传感器设置位置及数量宜符合下列： 1 传感器宜放在两种不同性质土层的界面处，以测量桩在不同土层中的分层 摩阻力。在地面处（或以上）应设置一个测量断面作为传感器标定断面。传感器埋 设断面距桩顶和桩底的距离不应小于1倍桩径。 2 在同一断面处可对称设置2~4个传感器，当桩径较大或试验要求较高时取 高值。 A.0.5 应变式传感器可视以下情况采用不同制作方法： 1 对钢桩可采用以下两种方法之一： 44 1） 将应变计用特殊的粘贴剂直接贴在钢桩的桩身，应变计宜采用标距 3~6mm的350Ω胶基箔式应变计，不得使用纸基应变计。粘贴前应将贴 片区表面除锈磨平，用有机溶剂去污清洗，待干燥后粘贴应变计。粘贴 好的应变计应采取可靠的防水防潮密封防护措施。 2） 将应变式传感器直接固定在测量位置。 2 对混凝土预制桩和灌注桩，应变传感器的制作和埋设可视具体情况采用以 下三种方法之一： 1） 在600~1000mm长的钢筋上，轴向、横向粘贴四个（二个）应变计组成 全桥（半桥），经防水绝缘处理后，到材料试验机上进行应力-应变关系 标定。标定时的最大拉力宜控制在钢筋抗拉强度设计值的60%以内，经 三次重复标定，应力-应变曲线的线性、滞后和重复性满足要求后，方 可采用。传感器应在浇筑混凝土前按指定位置焊接或绑扎（泥浆护壁灌 注桩应焊接）在主筋上，并满足规范对钢筋锚固长度的要求。固定后带 应变计的钢筋不得弯曲变形或有附加应力产生。 2） 直接将电阻应变计粘贴在桩身指定断面的主筋上，其制作方法及要求同 本条第1款钢桩上粘贴应变计的方法及要求。 3） 将应变砖或埋入式混凝土应变测量传感器按产品使用要求预埋在预制桩 的桩身指定位置。 A.0.6 应变式传感器可按全桥或半桥方式制作，宜优先采用全桥方式。传感器的 测量片和补偿片应选用同一规格同一批号的产品，按轴向、横向准确地粘贴在钢筋 同一断面上。测点的连接应采用屏蔽电缆，导线的对地绝缘电阻值应在500MΩ以 上，使用前应将整卷电缆除两端外全部浸入水中1h，测量芯线与水的绝缘；电缆屏蔽线应与钢筋绝缘；测量和补偿所用连接电缆的长度和线径应相同。 A.0.7 电阻应变计及其连接电缆均应有可靠的防潮绝缘防护措施；正式试验前电 阻应变计及电缆的系统绝缘电阻不应低于200MΩ。 A.0.8 不同材质的电阻应变计粘贴时应使用不同的粘贴剂。在选用电阻应变计、 粘贴剂和导线时，应充分考虑试验桩在制作、养护和施工过程中的环境条件。对采 用蒸汽养护或高压养护的混凝土预制桩，应选用耐高温的电阻应变计、粘贴剂和导 线。 A.0.9 电阻应变测量所用的电阻应变仪宜具有多点自动测量功能，仪器的分辨力 应优于或等于1με，并有存储和打印功能。 45 A.0.10 弦式钢筋计应按主筋直径大小选择。仪器的可测频率范围应大于桩在最 大加载时的频率的1.2倍。使用前应对钢筋计逐个标定，得出压力（推力）与频率 之间的关系。 A.0.11 带有接长杆弦式钢筋计可焊接在主筋上；不宜采用螺纹连接。 A.0.12 弦式钢筋计通过与之匹配的频率仪进行测量，频率仪的分辨力应优于或 等于1Hz。 A.0.13 当同时进行桩身位移测量时，桩身内力和位移测试应同步。 A.0.14 测试数据整理应符合下列规定： r1 采用应变式传感器测量时，按下列公式对实测应变值进行导线电阻修正： , (A.0.14-1) ,,,(1，)R 采用半桥测量时：2r采用全桥测量时：, (A.0.14-2) ,,,(1，)R 式中 ε——修正后的应变值； ′ ε——修正前的应变值； r——导线电阻（Ω）； R——应变计电阻（Ω）。 2 采用弦式传感器测量时，将钢筋计实测频率通过率定系数换算成力，再计 算成与钢筋计断面处的混凝土应变相等的钢筋应变量。 3 在数据整理过程中，应将零漂大、变化无规律的测点删除，求出同一断面 有效测点的应变平均值，并按下式计算该断面处桩身轴力： Q,,,E,A （A.0.14-3） iiii 式中 Q——桩身第i断面处轴力（kN）； i ,——第i断面处应变平均值； i E——第i断面处桩身材料弹性模量（kPa），当桩身断面、配筋一致时，宜i 按标定断面处的应力与应变的比值确定； 2A——第i断面处桩身截面面积（m）。 i 4 按每级试验荷载下桩身不同断面处的轴力值制成表格，并绘制轴力分布 图。再由桩顶极限荷载下对应的各断面轴力值计算桩侧土的分层极限摩阻力和极限 端阻力： 46 Q,Qii，1q, (A.0.14-4) siu,li Qnq, (A.0.14-5) pA0 式中 q——桩第i断面与i+1断面间侧摩阻力（kPa）； si q——桩的端阻力（kPa）； p i——桩检测断面顺序号，i=1，2，„„，n，并自桩顶以下从小到大排列； u——桩身周长（m）； l——第i断面与第i+1断面之间的桩长（m）； i Q——桩端的轴力（kN）； n 2A——桩端面积（m）。 0 5 桩身第i断面处的钢筋应力可按下式计算： σ＝E ?ε （A.0.14-6） si ssi 式中 σ——桩身第i断面处的钢筋应力（kPa）； si E——钢筋弹性模量（kPa）； s ε——桩身第i断面处的钢筋应变。 si A.0.15 沉降杆宜采用内外管形式：外管固定在桩身，内管下端固定在需测试断 面，顶端高出外管100～200mm，并可与固定断面同步位移。 A.0.16 沉降杆应具有一定的刚度；沉降杆外径与外管内径之差不宜小于10mm， 沉降杆接头处应光滑。 A.0.17 测量沉降杆位移的检测仪器应符合本规范第4.2.4条的技术要求。数据的测读应与桩顶位移测量同步。 A.0.18 当沉降杆底端固定断面处桩身埋设有内力测试传感器时，可得到该断面 处桩身轴力Q和位移s。 ii 47 附录 混凝土桩桩头处理 B.0.1 混凝土桩应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土。 B.0.2 桩头顶面应平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合。 B.0.3 桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上。 B.0.4 距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为3～5mm的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应设置钢筋网片2～3层，间距60～100mm。 B.0.5 桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2级，且不得低于C30。 B.0.6 高应变法检测的桩头测点处截面积应与原桩身截面积相同。 48 附录C 静载试验记录表 C.0.1 单桩竖向抗压静载试验的现场检测数据宜按附表C.0.1的格式记录。 C.0.2 单桩水平静载试验的现场检测数据宜按附表C.0.2的格式记录。 单桩竖向抗压静载试验记录表 附表C.0.1 工程名称 桩号 日期 本级累计备 加油压 荷载 测读 位移计(百分表)读数 沉降沉降载时间 (MPa) (kN) 1# 2# 3# 4# 注 (mm) (mm) 级 检测单位： 校核： 记录： 单桩水平静载试验记录表 附表C.0.2 工程名称 桩号 日期 上下表距 油压 荷载 观测 循 加载 卸载 水平位移(mm) 加载上下 转 备 注 环 上 下 上 下 (MPa) (kN) 时间 表读数差 角 加载 卸载 数 表 表 表 表 检测单位： 校核： 记录： 49 附录D 钻芯法检测记录表 D.0.1 钻芯法检测的现场操作记录和芯样编录应分别按附表D.0.1-1、D.0.1-2的 格式记录；检测芯样综合柱状图应按附表D.0.1-3的格式记录和描述。 钻芯法检测现场操作记录表 附表D.0.1-1 桩号 孔号 工程名称 时间 钻进（m） 芯样长度芯样编号 残留芯样 芯样初步描述及异常情况记录 （m） 自 至 自 至 计 检测日期 机长： 记录： 页次： 钻芯法检测芯样编录表 附表D.0.1-2 工程名称 日期 桩号/钻芯孔号 桩径 混凝土设计强度等级 分段(层) 芯样描述 取样编号备 项 目 深度（m） 注 取样深度 混凝土钻进深度，芯样连续性、完整性、胶结情况、表面光滑情 桩身混凝土 况、断口吻合程度、混凝土芯是否为柱状、骨料大小分布情况， 以及气孔、空洞、蜂窝麻面、沟槽、破碎、夹泥、松散的情况 桩底沉渣 桩端混凝土与持力层接触情况、沉渣厚度 持力层钻进深度，岩土名称、芯样颜色、结构构造、裂隙发育程（强风化或土 持 力 层 度、坚硬及风化程度； 层时的动力触 分层岩层应分层描述 探或标贯结果） 检测单位： 记录员： 检测人员： 钻芯法检测芯样综合柱状图 附表D.0.1-3 桩号?孔号 混凝土设计强度等级 桩顶标高 开孔时间 施工桩长 设计桩径 钻孔深度 终孔时间 层底 芯样强度 层底分层层混凝土/岩土芯 桩身混凝序号———— 备注 深度 标高 厚度 序 柱状图 土、持力 深度（m） (m) (m) (m) 号 （比例尺） 层描述 ? ? ? 编制： 校核： 50 注：?代表芯样试件取样位置。 附录 芯样试件加工和测量 E.0.1 应采用双面锯切机加工芯样试件，加工时应将芯样固定，锯切平面垂直于 芯样轴线。锯切过程中应淋水冷却金刚石圆锯片。 E.0.2 锯切后的芯样试件，当试件不能满足平整度及垂直度要求时，应选用以下 方法进行端面加工： 1 在磨平机上磨平。 2 用水泥砂浆(或水泥净浆)或硫磺胶泥(或硫磺)等材料在专用补平装置上补 平。水泥砂浆(或水泥净浆)补平厚度不宜大于5mm，硫磺胶泥(或硫磺)补平厚度不宜大于1.5mm。 补平层应与芯样结合牢固，受压时补平层与芯样的结合面不得提前破坏。 E.0.3 试验前，应对芯样试件的几何尺寸做下列测量： 1 平均直径：用游标卡尺测量芯样中部，在相互垂直的两个位置上，取其两 次测量的算术平均值，精确至0.5mm。 2 芯样高度：用钢卷尺或钢板尺进行测量，精确至1mm。 3 垂直度：用游标量角器测量两个端面与母线的夹角，精确至0.1?。 4 平整度：用钢板尺或角尺紧靠在芯样端面上，一面转动钢板尺，一面用塞 尺测量与芯样端面之间的缝隙。 E.0.4 试件有裂缝或有其他较大缺陷、芯样试件内含有钢筋以及试件尺寸偏差超 过下列数值时，不得用作抗压强度试验： 芯样试件高度小于0.95d或大于1.05d时（d为芯样试件平均直径）。 沿试件高度任一直径与平均直径相差达2mm以上时。 试件端面的不平整度超过0.1mm时。 试件端面与轴线的不垂直度超过2?时。 芯样试件平均直径小于2倍表观混凝土粗骨料最大粒径时。 51 附录 高应变法传感器安装 F.0.1 检测时至少应对称安装冲击力和冲击响应（质点运动速度）测量传感器各 两个（传感器安装见图F.0.1）。冲击力和响应测量可采取以下方式： 1 在桩顶下的桩侧表面分别对称安装加速度传感器和应变式力传感器，直接 测量桩身测点处的响应和应变，并将应变换算成冲击力。 1 在桩顶下的桩侧表面对称安装加速传感器直接测量响应，在自由落锤 锤体0.5Hr处（Hr为锤体高度）对称安装加速度传感器直接测量冲击力。 F.0.2 在第F.0.1条第1款条件下，传感器宜分别对称安装在距桩顶不小于2D的桩侧表面处（D为试桩的直径或边宽）；对于大直径桩，传感器与桩顶之间的距离 可适当减小，但不得小于1D。安装面处的材质和截面尺寸应与原桩身相同，传感 器不得安装在截面突变处附近。 在第F.0.1条第2款条件下，对称安装在桩侧表面的加速度传感器距桩顶的距 离不得小于0.4Hr或1D，并取两者高值。 F.0.3 在第F.0.1条第1款条件下，传感器安装尚应符合下列规定： 1 应变传感器与加速度传感器的中心应位于同一水平线上，同侧的应变传感 器和加速度传感器间的水平距离不宜大于100mm。安装完毕后，传感器的中心轴 应与桩中心轴保持平行。 2 各传感器的安装面材质应均匀、密实、平整，并与桩轴线平行，否则应采 用磨光机将其磨平。 3 安装螺栓的钻孔应与桩侧表面垂直；安装完毕后的传感器应紧贴桩身表面， 锤击时传感器不得产生滑动。安装应变式传感器时应对其初始应变值进行监视，安 装后的传感器初始应变值应能保证锤击时的可测轴向变形余量为： 1）混凝土桩应大于?1000με； 2）钢桩应大于?1500με。 F.0.4 当连续锤击监测时，应将传感器连接电缆有效固定。 52 图F.0.1 传感器安装示意图 （单位：mm） 53 76.21.6?10?38 加速度传感器 B70?10H型钢桩B 1.6?10?76.238 应变式力传感器加速度传感器 70?10管桩 应变式力传感器D?2应变式力传感器加速度传感器 ?276.2D1.6?10?38 应变式力传感器加速度传感器B70?10 混凝土方桩B?2应变式力传感器加速度传感器 加速度传感器 落锤 r1/2 r 附录 试打桩与打桩监控 54 G.1试 打 桩 G.1.1 为选择工程桩的桩型、桩长和桩端持力层进行试打桩时，应符合下列规定： 1 试打桩位置的工程地质条件应具有代表性。 2 试打桩过程中，应按桩端进入的土层逐一进行测试；当持力层较厚时，应 在同一土层中进行多次测试。 G.1.2 桩端持力层应根据试打桩结果的承载力与贯入度关系，结合场地岩土工程 勘察报告综合判定。 G.1.3 采用试打桩判定桩的承载力时，应符合下列规定： 1 判定的承载力值应小于或等于试打桩时测得的桩侧和桩端静土阻力值之和 与桩在地基土中的时间效应系数的乘积，并应进行复打校核。 2 复打至初打的休止时间应符合表3.2.6的规定。 G.2 桩身锤击应力监测 G.2.1 桩身锤击应力监测应符合下列规定： 1 被监测桩的桩型、材质应与工程桩相同；施打机械的锤型、落距和垫层材 料及状况应与工程桩施工时相同。 2 应包括桩身锤击拉应力和锤击压应力两部分。 G.2.2 为测得桩身锤击应力最大值，监测时应符合下列规定： 1 桩身锤击拉应力宜在预计桩端进入软土层或桩端穿过硬土层进入软夹层时 测试。 2 桩身锤击压应力宜在桩端进入硬土层或桩周土阻力较大时测试。 G.2.3 最大桩身锤击拉应力可按下式计算： ,12L2L2L,2x,,,,，，,Z,Vt，,Ft，,Z,Vt，,,,,,,t111,,2Accc,,,,，，, （G.2.3） ,2L,2x，，,Ft，,1,,c，，, 式中 σ??最大桩身锤击拉应力（kPa）； t x??传感器安装点至计算点的距离（m）； 2A——桩身截面面积（m）。 55 Fmax （G.2.4） ,,pG.2.4 最大桩身锤击压应力可按下式计算 A 式中 ??最大桩身锤击压应力（kPa）； σP F??实测的最大锤击力（kN）。 max G.2.5 桩身最大锤击应力控制值，应符合《建筑桩基技术规范》JGJ 94中有关规 定。 G.3 锤击能量监测 G.3.1 桩锤实际传递给桩的能量应按下式计算 te （G.3.1） E,F,V,dtn,0 式中 E??桩锤实际传递给桩的能量（kJ）； n t??采样结束的时刻。 e G.3.2 桩锤最大动能宜通过测定锤芯最大运动速度确定。 G.3.3 桩锤传递比应按桩锤实际传递给桩的能量与桩锤额定能量的比值确定； 桩锤效率应按实测的桩锤最大动能与桩锤的额定能量的比值确定。 56 附录 声测管埋设要点 H.0.1 声测管内径宜为50～60mm。 H.0.2 声测管应下端封闭、上端加盖、管内无异物；声测管连接处应光滑过渡，管口应 高出桩顶100mm以上，且各声测管管口高度宜一致。 H.0.3 应采取适宜方法固定声测管，使之成桩后相互平行。 H.0.4 声测管埋设数量应符合下列要求： 1 D?800mm，2根管。 2 800mm＜D?2000mm，不少于3根管。 3 D＞2000mm，不少于4根管。 式中 D ——受检桩设计桩径。 H.0.5 声测管应沿桩截面外侧呈对称形状布置，按图H.0.5所示的箭头方向顺时针旋转依次编号。 检测剖面编组分别为：1-2； 1-2，1-3，2-3； 1-2，1-3，1-4，2-3，2-4，3-4。 北 D?800mm 800mm2000mm H.0.5 声测管布置图 57 本规范用词说明 1 为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词，说明 如下： 1） 表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。 2） 表示严格，在正常情况均应这样做的用词： 正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。 3） 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词： 正面词采用“宜”；反面词采用“不宜”。 表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 2 条文中指定应按其他有关

标准

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、规范执行的写法为“应按„„执行”或“应 符合„„的要求（或规定）”。非必须按指定的标准、规范执行的写法为“可参照„„ 执行”。 58