1、自平衡法靜載試驗基樁內力測試適用于樁身橫截面尺寸基本恒定或已知的樁,可得到樁側各土層的分層摩阻力及端阻力。
2、樁身內力測試可根據測試目的、試驗樁型及施工工藝選用電阻應變式傳感器、振弦式傳感器、滑動測微計或光纖式應變傳感器。需要檢測樁身某斷面或樁底位移時,可在需檢測斷面設置位移桿(絲)。
3、傳感器測量斷面應設置在兩種不同性質土層的界面處,且距樁頂和樁底的距離不宜小于1倍樁徑。在荷載箱附近應設置一個測量斷面作為傳感器標定斷面。傳感器標定斷面處應對稱設置4個傳感器,其他測量斷面處可對稱埋設2~4個傳感器,當樁徑較大或試驗要求較高時取高值。
4、采用滑動測微計時,可在樁身內通長埋設1根或1根以上測管,測管內宜每隔1m設測標或測量斷面一個。
5、應變傳感器安裝,可根據不同樁型選擇下列方式:
1) 混凝土樁可采用焊接或綁焊工藝將傳感器固定在鋼筋籠上;
2)鋼樁可將電阻應變計直接粘貼在樁身上,振弦式和光纖式傳感器可采用焊接或螺栓連接固定在樁身上;
6、電阻應變式傳感器及其連接電纜,應有可靠的防潮絕緣防護措施;正式測試前,傳感器及電纜的系統(tǒng)絕緣電阻不得低于200MΩ。
7、應變測量所用的儀器,宜具有多點自動測量功能,儀器的分辨力應優(yōu)于或等于1με。
8、弦式鋼筋計應按主筋直徑大小選擇,并采用與之匹配的頻率儀進行測量,頻率儀的分辨力應優(yōu)于或等于1Hz,儀器的可測頻率范圍應大于樁在最大加載時的頻率的1.2倍。使用前,應對鋼筋計逐個標定,得出壓力與頻率之間的關系。
9、帶有接長桿弦式鋼筋計宜焊接在主筋上,不宜采用螺紋連接。
10、滑動測微計測管的埋設應確保測標同樁身位移協(xié)調一致,并保持測標清潔,測管安裝可根據下列情況采用不同的方法:
1)對灌注樁,在澆筑混凝土前將測管綁扎在主筋上,并應采取防止鋼筋籠扭曲的措施;
2)對鋼管樁,可通過安裝在測管上的測標與鋼管樁焊接,將測管固定在樁壁內側;
3)對非高溫養(yǎng)護的預制管樁可在沉樁后將測管放入中心孔中,用含膨潤土水泥漿充填測管與樁壁間的空隙。
11、滑動測微計測試前后,應進行儀器標定,獲得儀器零點和標定系數。
12、當樁身應變與樁身位移需要同時測量時,樁身位移測試應與樁身應變測試同步。
13、測試數據整理應符合下列規(guī)定:
1) 采用電阻應變式傳感器測量時,應按下列公式對實測應變值進行導線電阻修正:
采用半橋測量時按下式計算:
(D.0.13-1)
采用全橋測量時按下式計算:
(D.0.13-2)
式中:ε——修正后的應變值;
ε′——修正前的應變值;
r——導線電阻(Ω);
R——應變計電阻(Ω)。
2)采用弦式傳感器測量時,應根據率定系數將鋼筋計實測頻率換算成力,再將力值換算成與鋼筋計斷面處的混凝土應變相等的鋼筋應變量。
3) 采用滑動測微計測量時,應按下列公式計算應變:
(D.0.13-3)
(D.0.13-4)
式中:e——儀器讀數修正值;
e′——儀器讀數;
z0——儀器零點;
K——率定系數;
ε——應變值;
e0——初始測試儀器讀數修正值。
4)在數據整理過程中,應將零漂大、變化無規(guī)律的測點刪除,求出同一斷面有效測點的應變平均值,并按下式計算該斷面處樁身軸力:
(D.0.13-5)
式中:Qi——樁身第i斷面處軸力(kN);
——第i斷面處應變平均值;
Ei——第i斷面處樁身材料彈性模量(kPa),當混凝土樁身斷面、配筋一致時,宜按標定斷面處的應力與應變的比值確定;
Ai——第i斷面處樁身截面面積(m2)。
5) 按每級試驗荷載下,應將樁身不同斷面處的軸力值制成表格,并繪制軸力分布圖。樁側土的分層極限摩阻力和極限端阻力:
(D.0.13-6)
(D.0.13-7)
式中:qsi——樁第i斷面與i+1斷面間側摩阻力(kPa);
qp——樁的端阻力(kPa)
Qb——樁端軸力(kPa);
i——樁檢測斷面順序號,i=1,2,……,n,并自樁頂以下從小到大排列;
u——樁身周長(m);
li ——第i斷面與第i+1斷面之間的樁長(m);
A0——樁端面積(m2)。
6)樁身第i斷面處的鋼筋應力可按下式計算:
σsi =Es?εsi (D.0.13-8)
式中:σsi——樁身第i斷面處的鋼筋應力(kPa);
Es——鋼筋彈性模量(kPa);
εsi——樁身第i斷面處的鋼筋應變。
14、位移桿(絲)應具有一定的剛度,宜采用內外管形式:外管固定在樁身,內管下端固定在需測試斷面,頂端高出外管100~200mm,并能與測試斷面同步位移。
15、采用位移桿(絲)測量位移時,測量位移桿(絲)位移的檢測儀器應符合相應的技術要求,位移測試和樁身內力測試應同步。
16、鋼筋計的埋設
①按鋼筋直徑選配相應的鋼筋計,如果規(guī)格不相符,可選擇與鋼筋直徑相近的鋼筋計。埋設在不同性質土層的界面處,以測量樁在不同土層中的分層摩擦力。
②將鋼筋計兩端的連接拉桿擰下,選配與鋼筋計規(guī)格相同的鋼筋與連接拉桿焊接在一起。將鋼筋計(已接電纜)與已焊好鋼筋的連接拉桿用管鉗對旋擰緊,鋼筋計與連接拉桿的螺紋擰緊時可附膠。焊接時,要在傳感器的部位澆水或用濕布包裹冷卻,以免溫度過高損壞傳感器。
③在荷載箱附近應設置一個測量斷面作為傳感器標定斷面。傳感器標定斷面處應對稱設置4個傳感器,其他測量斷面處可對稱埋設2~4個傳感器(當樁徑較大或試驗要求較高時取高值)埋設在不同性質土層的界面處,以測量樁在不同土層中的分層摩擦力。在制作鋼筋籠時,需留出均勻對稱2-4個點位置的主筋,待安裝上鋼筋應力計后再焊接到鋼筋籠上相應位置,或者在鋼筋籠制作完成后,在相應位置割斷均勻對稱2-4個點位置的主筋。
鋼筋計安裝照片如下:
鋼筋應力計導線綁定實物圖如下: