附录A 桩身内力测试

A.0.1 桩身内力测试适用于桩身横截面尺寸基本恒定或已知的桩。
A.0.2 桩身内力测试宜根据测试目的、试验桩型及施工工艺选用电阻应变式传感器、振弦式传感器、滑动测微计或光纤式应变传感器。
A.0.3 传感器测量断面应设置在两种不同性质土层的界面处，且距桩顶和桩底的距离不宜小于1倍桩径。在地面处或地面以上应设置一个测量断面作为传感器标定断面。传感器标定断面处应对称设置4个传感器，其他测量断面处可对称埋设2个～4个传感器，当桩径较大或试验要求较高时取高值。
A.0.4 采用滑动测微计时，可在桩身内通长埋设1根或1根以上的测管，测管内宜每隔1m设测标或测量断面一个。
A.0.5 应变传感器安装，可根据不同桩型选择下列方式：
    1. 钢桩可将电阻应变计直接粘贴在桩身上，振弦式和光纤式传感器可采用焊接或螺栓连接固定在桩身上；
    2. 混凝土桩可采用焊接或绑焊工艺将传感器固定在钢筋笼上；对采用蒸汽养护或高压蒸养的混凝土预制桩，应选用耐高温的电阻应变计、粘贴剂和导线。
A.0.6 电阻应变式传感器及其连接电缆，应有可靠的防潮绝缘防护措施；正式测试前，传感器及电缆的系统绝缘电阻不得低于200MΩ。
A.0.7 应变测量所用的仪器，宜具有多点自动测量功能，仪器的分辨力应优于或等于1με。
A.0.8 弦式钢筋计应按主筋直径大小选择，并采用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，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(拉力)与频率之间的关系。
A.0.9 带有接长杆的弦式钢筋计宜焊接在主筋上，不宜采用螺纹连接。
A.0.10 滑动测微计测管的埋设应确保测标同桩身位移协调一致，并保持测标清洁。测管安装可根据下列情况采用不同的方法：
    1. 对钢管桩，可通过安装在测管上的测标与钢管桩的焊接，将测管固定在桩壁内侧；
    2. 对非高温养护预制桩，可将测管预埋在预制桩中；管桩可在沉桩后将测管放入中心孔中，用含膨润土的水泥浆充填测管与桩壁间的空隙；
    3. 对灌注桩，可在浇筑混凝土前将测管绑扎在主筋上，并应采取防止钢筋笼扭曲的措施。
A.0.11 滑动测微计测试前后，应进行仪器标定，获得仪器零点和标定系数。
A.0.12 当桩身应变与桩身位移需要同时测量时，桩身位移测试应与桩身应变测试同步。
A.0.13 测试数据整理应符合下列规定：
    1. 采用电阻应变式传感器测量，但未采用六线制长线补偿时，应按下列公式对实测应变值进行导线电阻修正：

    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. 采用弦式钢筋计测量时，应根据率定系数将钢筋计的实测频率换算成力值，再将力值换算成与钢筋计断面处混凝土应变相等的钢筋应变量。
    3. 采用滑动测微计测量时，应按下列公式计算应变值：

    式中：e——仪器读数修正值；
          e＇——仪器读数；
          z₀——仪器零点；
          K——率定系数；
          ε——应变值；
          e₀——初始测试仪器读数修正值。
    4. 数据处理时，应删除异常测点数据，求出同一断面有效测点的应变平均值，并应按下式计算该断面处的桩身轴力：

    式中：Q_i——桩身第i断面处轴力(kN)；
           ——第i断面处应变平均值，长期监测时应消除桩身徐变影响；
          E_i——第i断面处桩身材料弹性模量(kPa)；当混凝土桩桩身测量断面与标定断面两者的材质、配筋一致时，应按标定断面处的应力与应变的比值确定；
          A_i——第i断面处桩身截面面积(m²)。
    5. 每级试验荷载下，应将桩身不同断面处的轴力值制成表格，并绘制轴力分布图。桩侧土的分层侧阻力和桩端阻力应分别按下列公式计算：

    式中：q_si——桩第i断面与i+1断面间侧阻力(kPa)；
          q_p——桩的端阻力(kPa)；
          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_i——第i断面与第i+1断面之间的桩长(m)；
          Q_n——桩端的轴力(kN)；
          A₀——桩端面积(m²)。
    6. 桩身第i断面处的钢筋应力应按下式计算：

    式中：σ_si——桩身第i断面处的钢筋应力(kPa)；
          E_s——钢筋弹性模量(kPa)；
          ε_si--桩身第i断面处的钢筋应变。
A.0.14 指定桩身断面的沉降以及两个指定桩身断面之间的沉降差，可采用位移杆测量。位移杆应具有一定的刚度，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100mm～200mm，并能与测试断面同步位移。
A.0.15 测量位移杆位移的检测仪器应符合本规范第4.2.4条的规定。数据的测读应与桩顶位移测量同步。