A.0.1 樁身內(nèi)力測試適用于樁身橫截面尺寸基本恒定或已知的樁。
A.0.2 樁身內(nèi)力測試宜根據(jù)測試目的、試驗(yàn)樁型及施工工藝選用電阻應(yīng)變式傳感器、振弦式傳感器、滑動測微計(jì)或光纖式應(yīng)變傳感器。
A.0.3 傳感器測量斷面應(yīng)設(shè)置在兩種不同性質(zhì)土層的界面處，且距樁頂和樁底的距離不宜小于1倍樁徑。在地面處或地面以上應(yīng)設(shè)置一個測量斷面作為傳感器標(biāo)定斷面。傳感器標(biāo)定斷面處應(yīng)對稱設(shè)置4個傳感器，其他測量斷面處可對稱埋設(shè)2個～4個傳感器，當(dāng)樁徑較大或試驗(yàn)要求較高時取高值。
A.0.4 采用滑動測微計(jì)時，可在樁身內(nèi)通長埋設(shè)1根或1根以上的測管，測管內(nèi)宜每隔1m設(shè)測標(biāo)或測量斷面一個。
A.0.5 應(yīng)變傳感器安裝，可根據(jù)不同樁型選擇下列方式：
    1. 鋼樁可將電阻應(yīng)變計(jì)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；
    2. 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；對采用蒸汽養(yǎng)護(hù)或高壓蒸養(yǎng)的混凝土預(yù)制樁，應(yīng)選用耐高溫的電阻應(yīng)變計(jì)、粘貼劑和導(dǎo)線。
A.0.6 電阻應(yīng)變式傳感器及其連接電纜，應(yīng)有可靠的防潮絕緣防護(hù)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。
A.0.7 應(yīng)變測量所用的儀器，宜具有多點(diǎn)自動測量功能，儀器的分辨力應(yīng)優(yōu)于或等于1με。
A.0.8 弦式鋼筋計(jì)應(yīng)按主筋直徑大小選擇，并采用與之匹配的頻率儀進(jìn)行測量。頻率儀的分辨力應(yīng)優(yōu)于或等于1Hz，儀器的可測頻率范圍應(yīng)大于樁在最大加載時的頻率的1.2倍。使用前，應(yīng)對鋼筋計(jì)逐個標(biāo)定，得出壓力(拉力)與頻率之間的關(guān)系。
A.0.9 帶有接長桿的弦式鋼筋計(jì)宜焊接在主筋上，不宜采用螺紋連接。
A.0.10 滑動測微計(jì)測管的埋設(shè)應(yīng)確保測標(biāo)同樁身位移協(xié)調(diào)一致，并保持測標(biāo)清潔。測管安裝可根據(jù)下列情況采用不同的方法：
    1. 對鋼管樁，可通過安裝在測管上的測標(biāo)與鋼管樁的焊接，將測管固定在樁壁內(nèi)側(cè)；
    2. 對非高溫養(yǎng)護(hù)預(yù)制樁，可將測管預(yù)埋在預(yù)制樁中；管樁可在沉樁后將測管放入中心孔中，用含膨潤土的水泥漿充填測管與樁壁間的空隙；
    3. 對灌注樁，可在澆筑混凝土前將測管綁扎在主筋上，并應(yīng)采取防止鋼筋籠扭曲的措施。
A.0.11 滑動測微計(jì)測試前后，應(yīng)進(jìn)行儀器標(biāo)定，獲得儀器零點(diǎn)和標(biāo)定系數(shù)。
A.0.12 當(dāng)樁身應(yīng)變與樁身位移需要同時測量時，樁身位移測試應(yīng)與樁身應(yīng)變測試同步。
A.0.13 測試數(shù)據(jù)整理應(yīng)符合下列規(guī)定：
    1. 采用電阻應(yīng)變式傳感器測量，但未采用六線制長線補(bǔ)償時，應(yīng)按下列公式對實(shí)測應(yīng)變值進(jìn)行導(dǎo)線電阻修正：

    式中：ε——修正后的應(yīng)變值；
          ε＇——修正前的應(yīng)變值；
          r——導(dǎo)線電阻(Ω)；
          R——應(yīng)變計(jì)電阻(Ω)。
    2. 采用弦式鋼筋計(jì)測量時，應(yīng)根據(jù)率定系數(shù)將鋼筋計(jì)的實(shí)測頻率換算成力值，再將力值換算成與鋼筋計(jì)斷面處混凝土應(yīng)變相等的鋼筋應(yīng)變量。
    3. 采用滑動測微計(jì)測量時，應(yīng)按下列公式計(jì)算應(yīng)變值：

    式中：e——儀器讀數(shù)修正值；
          e＇——儀器讀數(shù)；
          z₀——儀器零點(diǎn)；
          K——率定系數(shù)；
          ε——應(yīng)變值；
          e₀——初始測試儀器讀數(shù)修正值。
    4. 數(shù)據(jù)處理時，應(yīng)刪除異常測點(diǎn)數(shù)據(jù)，求出同一斷面有效測點(diǎn)的應(yīng)變平均值，并應(yīng)按下式計(jì)算該斷面處的樁身軸力：

    式中：Q_i——樁身第i斷面處軸力(kN)；
           ——第i斷面處應(yīng)變平均值，長期監(jiān)測時應(yīng)消除樁身徐變影響；
          E_i——第i斷面處樁身材料彈性模量(kPa)；當(dāng)混凝土樁樁身測量斷面與標(biāo)定斷面兩者的材質(zhì)、配筋一致時，應(yīng)按標(biāo)定斷面處的應(yīng)力與應(yīng)變的比值確定；
          A_i——第i斷面處樁身截面面積(m²)。
    5. 每級試驗(yàn)荷載下，應(yīng)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(cè)土的分層側(cè)阻力和樁端阻力應(yīng)分別按下列公式計(jì)算：

    式中：q_si——樁第i斷面與i+1斷面間側(cè)阻力(kPa)；
          q_p——樁的端阻力(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)；
          l_i——第i斷面與第i+1斷面之間的樁長(m)；
          Q_n——樁端的軸力(kN)；
          A₀——樁端面積(m²)。
    6. 樁身第i斷面處的鋼筋應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算：

    式中：σ_si——樁身第i斷面處的鋼筋應(yīng)力(kPa)；
          E_s——鋼筋彈性模量(kPa)；
          ε_si--樁身第i斷面處的鋼筋應(yīng)變。
A.0.14 指定樁身斷面的沉降以及兩個指定樁身斷面之間的沉降差，可采用位移桿測量。位移桿應(yīng)具有一定的剛度，宜采用內(nèi)外管形式：外管固定在樁身，內(nèi)管下端固定在需測試斷面，頂端高出外管100mm～200mm，并能與測試斷面同步位移。
A.0.15 測量位移桿位移的檢測儀器應(yīng)符合本規(guī)范第4.2.4條的規(guī)定。數(shù)據(jù)的測讀應(yīng)與樁頂位移測量同步。

條文說明

附錄A 樁身內(nèi)力測試

A.0.1 通過內(nèi)力測試可解決如下問題：對豎向抗壓靜載試驗(yàn)樁，可得到樁側(cè)各土層的分層抗壓側(cè)阻力和樁端支承力；對豎向抗拔靜荷載試驗(yàn)樁，可得到樁側(cè)土的分層抗拔側(cè)阻力；對水平靜荷載試驗(yàn)樁，可求得樁身彎矩分布，最大彎矩位置等；對需進(jìn)行負(fù)摩阻力測試的試驗(yàn)樁，可得到樁側(cè)各土層的負(fù)摩阻力及中性點(diǎn)位置；對打入式預(yù)制混凝土樁和鋼樁，可得到打樁過程中樁身各部位的錘擊拉、壓應(yīng)力。
    灌注樁樁身軸力換算準(zhǔn)確與否與樁身橫截面尺寸有關(guān)，某一成孔工藝對不同地層條件的適應(yīng)性不同，因此對成孔質(zhì)量無把握或預(yù)計(jì)樁身將出現(xiàn)較大變徑時，應(yīng)進(jìn)行灌注前的成孔質(zhì)量檢測。
A.0.2 測試方案選擇是否合適，一定程度上取決于檢測技術(shù)人員對試驗(yàn)要求、施工工藝及其細(xì)節(jié)的了解，以及對振弦、光纖和電阻應(yīng)變式傳感器的測量原理及其各自的技術(shù)、環(huán)境性能的掌握。對于灌注樁，傳感器的埋設(shè)難度隨埋設(shè)數(shù)量的增加而增大，為確保傳感器埋設(shè)后有較高的成活率，重點(diǎn)需要協(xié)調(diào)成樁過程中與傳感器及其電纜固定方式相關(guān)的防護(hù)問題；為了確保測試結(jié)果可靠，檢測前應(yīng)針對傳感器的防水、溫度補(bǔ)償、長電纜及受力狀態(tài)引起的靈敏度變化等實(shí)際情況，對傳感器逐個進(jìn)行檢查和自校。當(dāng)需要檢測樁身某斷面或樁端位移時，可在需檢測斷面設(shè)置位移桿，也可通過滑動測微計(jì)直接測量。
A.0.4 滑動測微計(jì)測管的體積較大，測管的埋設(shè)數(shù)量一般根據(jù)樁徑的大小以及樁頂以上的操作空間決定：對灌注樁宜對稱埋設(shè)不少于2根；對預(yù)制樁，當(dāng)埋設(shè)1根測管時，宜將測管埋設(shè)在樁中心軸上。對水平靜荷載試驗(yàn)樁，宜沿受力方向在樁兩側(cè)對稱埋設(shè)2根測管，測管可不通長埋設(shè)，但應(yīng)大于水平力影響深度。
A.0.5 應(yīng)變式傳感器可按全橋或半橋方式制作，宜優(yōu)先采用全橋方式。傳感器的測量片和補(bǔ)償片應(yīng)選用同一規(guī)格同一批號的產(chǎn)品，按軸向、橫向準(zhǔn)確地粘貼在鋼筋同一斷面上。測點(diǎn)的連接應(yīng)采用屏蔽電纜，導(dǎo)線的對地絕緣電阻值應(yīng)在500MΩ以上；使用前應(yīng)將整卷電纜除兩端外全部浸入水中1h，測量芯線與水的絕緣；電纜屏蔽線應(yīng)與鋼筋絕緣；測量和補(bǔ)償所用連接電纜的長度和線徑應(yīng)相同。
    應(yīng)變式傳感器可視以下情況采用不同制作方法：
    1. 對鋼樁可采用以下兩種方法之一：
        1)將應(yīng)變計(jì)用特殊的粘貼劑直接貼在鋼樁的樁身，應(yīng)變計(jì)宜采用標(biāo)距3mm～6mm的350Ω膠基箔式應(yīng)變計(jì)，不得使用紙基應(yīng)變計(jì)。粘貼前應(yīng)將貼片區(qū)表面除銹磨平，用有機(jī)溶劑去污清洗，待干燥后粘貼應(yīng)變計(jì)。粘貼好的應(yīng)變計(jì)應(yīng)采取可靠的防水防潮密封防護(hù)措施。
        2)將應(yīng)變式傳感器直接固定在測量位置。
    2. 對混凝土預(yù)制樁和灌注樁，應(yīng)變傳感器的制作和埋設(shè)可視具體情況采用以下兩種方法之一：
        1)在600mm～1000mm長的鋼筋上，軸向、橫向粘貼四個(二個)應(yīng)變計(jì)組成全橋(半橋)，經(jīng)防水絕緣處理后，到材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系標(biāo)定。標(biāo)定時的最大拉力宜控制在鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的60％以內(nèi)，經(jīng)三次重復(fù)標(biāo)定，應(yīng)力-應(yīng)變曲線的線性、滯后和重復(fù)性滿足要求后，方可采用。傳感器應(yīng)在澆筑混凝土前按指定位置焊接或綁扎(泥漿護(hù)壁灌注樁應(yīng)焊接)在主筋上，并滿足規(guī)范對鋼筋錨固長度的要求。固定后帶應(yīng)變計(jì)的鋼筋不得彎曲變形或有附加應(yīng)力產(chǎn)生。
        2)直接將電阻應(yīng)變計(jì)粘貼在樁身指定斷面的主筋上，其制作方法及要求同本條第1款鋼樁上粘貼應(yīng)變計(jì)的方法及要求。
A.0.10 滑動測微計(jì)探頭直接測試的是相鄰測標(biāo)間的應(yīng)變，應(yīng)確保測標(biāo)能與樁體位移協(xié)調(diào)一致才能測試得到樁體的應(yīng)變；同時樁身內(nèi)力測試對應(yīng)變測試的精度要求極高，必須保持測標(biāo)在埋設(shè)直至測試結(jié)束過程中的清潔，防止雜質(zhì)污染。對灌注樁，若鋼筋籠過長、主筋過細(xì)，會導(dǎo)致鋼筋籠及綁扎在其上的測管嚴(yán)重扭曲從而影響測試，宜采取措施防范。
A.0.3 電阻應(yīng)變測量通常采用四線制，導(dǎo)線長度超過5m～10m就需對導(dǎo)線電阻引起的橋壓下降進(jìn)行修正。采用六線制長線補(bǔ)償是指通過增加2根導(dǎo)線作為補(bǔ)償取樣端，從而形成閉合回路，消除長導(dǎo)線電阻及溫度變化帶來的誤差。
    由于混凝土屬于非線性材料，當(dāng)應(yīng)變或應(yīng)力水平增加時，其模量會發(fā)生不同程度遞減，E_i并非常數(shù)，實(shí)則為割線模量。因此需要將測量斷面實(shí)測應(yīng)變值對照標(biāo)定斷面的應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行內(nèi)插取值。
    進(jìn)行長期監(jiān)測時，樁體在內(nèi)力長期作用下除發(fā)生彈性應(yīng)變外，也會發(fā)生徐變，若得到的應(yīng)變中包含較大的徐變量，應(yīng)將徐變量予以扣除。
A.0.14、A.0.15 兩相鄰位移桿(沉降桿)的沉降差代表該段樁身的平均應(yīng)變，通常位移桿的埋設(shè)數(shù)量有限，僅依靠位移桿測試樁身應(yīng)變，很難準(zhǔn)確測出樁身軸力分布(導(dǎo)致無法詳細(xì)了解樁側(cè)阻力的分布)。但有時為了了解端承力的發(fā)揮程度，可僅在樁端埋設(shè)位移桿，通過測得的樁端沉降估計(jì)端承力的發(fā)揮狀況，此外結(jié)合樁頂沉降還可確定樁身(彈性)壓縮量。當(dāng)位移桿底端固定斷面處樁身埋設(shè)有應(yīng)變傳感器時，可得到該斷面處樁身軸力Q_i和豎向位移s_i。