7 分层侧摩阻力试验 ============================== .. raw:: html
7.1.1 分层侧摩阻力试验可用于桩身横截面尺寸基本恒定或已知的桩。
7.1.2 分层侧摩阻力试验采用的传感器应根据测试目的、试验桩型和施工工艺选用电阻应变式传感器、弦式传感器、光纤式应变传感器或滑动测微计。
7.1.3 传感器测量断面应设置在两种不同性质土层的界面处,且距桩顶和桩尖的距离不宜小于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设置2~4个传感器,当桩径较大或试验要求较高时取高值。
7.1.4 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1 m设测标或测量断面一个。
7.2 仪器设备 -------------------------------------- .. raw:: html7.2.1 应变式传感器安装,可根据不同桩型选择以下方式。
7.2.1.1 电阻应变计可直接粘贴在钢桩身上,弦式和光纤式传感器可直接焊接或螺栓连接固定在钢桩身上。传感器应有足够的抗锤击能力,且安装完后应采取可靠的防护措施,保证传感器在钢桩沉桩过程中的存活率。
7.2.1.2 传感器可采用焊接或者绑焊工艺固定在混凝土桩的钢筋笼上;对采用蒸汽养护或高压蒸养的混凝土预制桩,应选用耐高温的传感器和导线
7.2.2 传感器及导线连接处应有足够的水密性,保证传感器在高水压测试条件下的存活率和稳定性。
7.2.3 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200 MΩ。
7.2.4 应变测量所用的仪器,宜具有多点自动测量功能,仪器的测试精度应优于或等于1 με。
7.2.5 弦式传感器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。频率仪的测试精度应优于或等于1 Hz,仪器的可测频率范围应大于桩在最大加载时频率的1.2倍。使用前应对传感器逐个检定,得出压力(拉力)与频率之间的关系。
7.2.6 带有接长杆弦式传感器可焊接在主筋上,不宜采用螺纹连接。
7.2.7 采用光纤式传感器进行分层侧摩阻力试验检测时应符合下列规定。
7.2.7.1 光纤式传感器应用到灌注桩和预制混凝土桩中,应至少布设1条沿桩身中心对称的U形回路测线;有条件时,宜布设多条对称U形回路测线。
7.2.7.2 光纤式传感器应用到钢管桩中,植入光纤构成U形回路风险较大时,应沿桩身轴线对称布设两条单独的测线;有条件时,宜布设多条对称的测线,
7.2.7.3 测试光纤植入过程中,应采用成熟的布设工艺和保护工艺,保证传感器的存活率。受检桩需要进行桩头处理时,应提前做好桩头光纤引线的保护措施。
7.2.8 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。测管安装应符合下列规定。
7.2.8.1 对钢管桩,可通过安装在测管上的测标与钢管桩的焊接,将测管固定在桩内侧壁。
7.2.8.2 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,采用膨润土水泥浆填充测管与桩壁间的孔隙。
7.2.8.3 对灌注桩,应在浇筑混凝土前将测管绑扎在主筋上,并采取防止钢筋笼扭曲的措施。
7.2.9 滑动测微计测试前后,应进行仪器标定。
7.3 试验方法和成果分析 -------------------------------------- .. raw:: html7.3.1 桩身分层侧摩阻力试验宜与基桩轴向抗压(抗拔)静载荷试验同步进行。
7.3.2 当桩身应变与桩身位移需要同时测量时,桩身位移测量应与桩身应变测试同步。
7.3.3 指定桩身断面的沉降和两个指定桩身断面间的沉降差,可采用位移杆测量。位移杆应具有一定的刚度,宜采用内外套管形式,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 mm~200 mm,并可与固定断面位移同步。
7.3.4 测试数据整理应符合下列规定。
7.3.4.1 采用电阻应变式传感器测量,但未采用六线制长线补偿时,应按式(7.3.4-1)或式(7.3.4-2)对实测应变值进行导线电阻修正:
采用半桥测量时:
$$\\varepsilon =\\varepsilon ^{'}\\left (1+\\dfrac{r}{R} \\right ) \\tag{7.3.4-1}$$ .. raw:: html采用全桥测量时:
$$\\varepsilon =\\varepsilon ^{'}\\left (1+\\dfrac{2r}{R} \\right ) \\tag{7.3.4-2}$$ .. raw:: html| 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)。 |
7.3.4.2 采用弦式传感器测量混凝土桩桩身应变时,应将传感器实测频率通过率定系数换算成力,再计算成与传感器断面处的混凝土应变相等的钢筋应变量。
7.3.4.3 采用滑动测微计测量时,应按下列公式计算应变值:
$$e=(e^{'}-z_0)\\cdot K \\tag{7.3.4-3}$$ $$e=e-e_0\\tag{7.3.4-4}$$ .. raw:: html| 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。 |
7.3.4.4 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,并按下式计算该断面处桩身轴力:
$$Q_{\\mathrm{i} }=\\overline{\\varepsilon} _{\\mathrm{i} }\\cdot E_{\\mathrm{i} }\\cdot A_{\\mathrm{i} }\\tag{7.3.4-5}$$ .. raw:: html| 式中 | Qi | —— | 桩身第i断面处轴力(kN); |
| —— | 仪器读数; | ||
| Ei | —— | 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; | |
| Ai | —— | 第i断面处桩身截面面积(m2)。 |
7.3.4.5 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。桩侧土的分层摩阻力和桩端阻力应按下列公式计算:
$$q_{\\mathrm{si} }=\\dfrac{Q_{\\mathrm{i} }-Q_{\\mathrm{i+1} }}{u\\cdot l_{\\mathrm{i}}}\\tag{7.3.4-6}$$ $$q_{\\mathrm{p} }=\\dfrac{Q_{\\mathrm{n} }}{A_0}\\tag{7.3.4-7}$$ .. raw:: html| 式中 | qsi | —— | 桩第i断面与i+1断面间侧摩阻力(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; | |
| Qi | —— | 桩身第i断面处轴力(kN); | |
| Qi+1 | —— | 桩身第i+1断面处轴力(kN); | |
| u | —— | 桩身周长(m); | |
| l1 | —— | 第i断面与第i+1断面之间的桩长(m); | |
| qp | —— | 桩的端阻力(kPa); | |
| Qn | —— | 桩端的轴力(kN); | |
| A0 | —— | 桩端面积(m2),对于开口桩,宜考虑桩端闭塞效应。 |
7.3.5 测量沉降杆位移的检测仪器应符合轴向抗压静载荷试验的技术要求,数据的测读应与桩顶位移测量同步。
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