基樁豎向抗壓應(yīng)力測試技術(shù)規(guī)程(第二稿全稿樣)

1、（草稿）河北建設(shè)勘察研究院有限公司標(biāo)準(zhǔn)灌注樁豎向抗壓應(yīng)力測試技術(shù)規(guī)程HBJK XXX2009批準(zhǔn)部門：河北建設(shè)勘察研究院有限公司施行日期：2009年 月 日2009·石家莊前 言根據(jù)本企業(yè)質(zhì)量保證體系要求及技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，認(rèn)真總結(jié)了企業(yè)多年來實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并調(diào)研了國內(nèi)外同類技術(shù)成果，經(jīng)認(rèn)真研究和征求相關(guān)應(yīng)用單位意見，制定本規(guī)程。本規(guī)程的主要技術(shù)內(nèi)容是：總則、術(shù)語和符號、基本規(guī)定、工程準(zhǔn)備、應(yīng)力測試、資料整理等。本規(guī)程由河北建設(shè)勘察研究院有限公司負(fù)責(zé)管理和對條文的修訂，由檢測分公司負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。本規(guī)程主編單位：河北建設(shè)勘察研究院有限公司檢測分公司本規(guī)程主要起草人：梁金國 聶慶科 郅

2、正華 魏建明 趙 鋼 韓文永 李匯麗 楊海賓 陳 宏目 錄1 總 則42 術(shù)語、符號42.1 術(shù)語42.2 符號53 基本規(guī)定64 工程準(zhǔn)備74.1 鋼筋計(jì)準(zhǔn)備74.2 鋼筋計(jì)安裝維護(hù)85 應(yīng)力測試96 資料整理106.1 計(jì)算樁身軸力106.2 樁身側(cè)摩阻及壓縮量計(jì)算117 成果分析147.1 樁側(cè)摩阻發(fā)揮程度分析147.2 樁身極限側(cè)摩阻定量分析147.3 樁身任意觀測截面承載力分析147.4 樁底持力層承載力發(fā)揮程度分析158 測試人員與測試報(bào)告15附錄 A 灌注樁豎向抗壓應(yīng)力測試現(xiàn)場記錄表17附錄 B 鋼筋計(jì)焊接方式說明18附錄 C 部分分析曲線樣式示例19附錄 D 本規(guī)程用詞說明21

3、條文說明221 總 則 為了規(guī)范灌注樁樁身豎向應(yīng)力測試全過程，提高灌注樁樁身應(yīng)力測試成果質(zhì)量，制定本規(guī)程。 本規(guī)程適用于灌注樁豎向抗壓載荷試驗(yàn)中包含樁身應(yīng)力測試的試樁項(xiàng)目，成果分析技術(shù)也可用于其它樁型的試樁項(xiàng)目。與應(yīng)力測試并行的載荷試驗(yàn)應(yīng)包含在建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范JGJ106-2003所規(guī)定的方法范圍內(nèi)。 灌注樁樁身豎向抗壓應(yīng)力測試除執(zhí)行本規(guī)程外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 本規(guī)程所用符號基本按現(xiàn)行建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范JGJ106-2003的規(guī)定執(zhí)行，新用符號參考文獻(xiàn)慣用方法。2 術(shù)語、符號2.1 術(shù)語 彈性模量標(biāo)定在樁頂附近設(shè)置觀測裝置，觀測樁身應(yīng)變與樁頂荷載的變化關(guān)系，以確定樁身混凝

4、土的彈性特征，這一過程稱作彈性模量標(biāo)定。 樁身壓縮量根據(jù)樁身截面應(yīng)變計(jì)算的樁身截面變形量稱作樁身壓縮量。 側(cè)阻軟化樁身側(cè)阻隨著樁身豎向變形增大而出現(xiàn)的滯漲現(xiàn)象稱為側(cè)阻軟化。 摩阻發(fā)揮程度分析樁身側(cè)摩阻隨著樁身豎向變形的增大而發(fā)生變化，其出現(xiàn)最大值時(shí)對應(yīng)的樁身位移為土的彈性極限位移，超過該位移，樁側(cè)摩阻不再增加甚至發(fā)生衰減，研究樁側(cè)摩阻隨樁身豎向位移變化規(guī)律的過程叫做摩阻發(fā)揮程度分析。2.2 符號 鋼筋計(jì)參數(shù)0、i分別為空載和加載時(shí)鋼筋計(jì)的讀數(shù)（Hz）；q 計(jì)算的鋼筋力（kN）；、 鋼筋計(jì)標(biāo)定常數(shù)。 樁身應(yīng)力變形參數(shù)Qi樁頂?shù)趇級豎向荷載（kN）；fj,z(i,i-1) 第j級荷載作用下，樁身第

5、i至i-1段側(cè)摩阻（kPa）；Tj,zi、Tj,z（i-1）距離樁頂分別為zi、zi-1深度時(shí)第j級荷載作用下樁的軸力（kN）；Sj,0第j級荷載作用下樁身總壓縮量（mm）。sk,0,j第j級荷載作用下，樁身第k段即i至i-1之間的截面壓縮量（mm）；Sj,b第j級荷載作用下樁底總沉降量（mm）。Sj第j級荷載作用下樁頂總沉降量（mm）。Sj,i第j級荷載作用下樁身第i截面的總沉降量（m）。Sj,0,in第j級荷載作用下樁身自i至n截面的總壓縮量（m）。 幾何參數(shù)A 樁的橫截面積（m2）；As單根鋼筋橫截面積（m2）；zi 、zi-1自樁頂起算樁身深度坐標(biāo)；d樁身第i至i-1段樁身平均直徑(m

6、)；n樁的分段數(shù)，自標(biāo)定斷面以下的第一個(gè)觀測斷面起算。2.2.4 樁身材料性能Es鋼筋彈性模量（kPa）；Ecs樁身截面等效彈性模量（kPa）。Ecsi、Ecs（i-1）對應(yīng)軸力Tj,zi、Tj,z（i-1）的樁身等效彈性模量（kPa）。3 基本規(guī)定3.0.1 進(jìn)行應(yīng)力試樁前應(yīng)搜集下列背景資料： 試樁平面圖，試樁設(shè)計(jì)要求； 試驗(yàn)場地巖土工程勘察報(bào)告； 試樁施工工藝及特點(diǎn)，了解同類型工程試樁效果。 進(jìn)行豎向抗壓應(yīng)力測試的基樁，成樁前應(yīng)做孔形測試；應(yīng)力測試前應(yīng)做樁身完整性檢測。3.0.3 樁身豎向抗壓應(yīng)力測試應(yīng)在滿足工程設(shè)計(jì)要求的前提下，多方位提供試樁成果，以供設(shè)計(jì)綜合分析。3.0.4 應(yīng)力測試的

7、手段和元器件應(yīng)工藝成熟，質(zhì)量穩(wěn)定，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。 4 工程準(zhǔn)備4.1 鋼筋計(jì)準(zhǔn)備 可優(yōu)先選用頻率式鋼筋計(jì)，鋼筋計(jì)的測力范圍不小于200MPa，或1000u。 鋼筋計(jì)出廠前應(yīng)做雙向（抗拉、抗壓）標(biāo)定，并提供溫度修正方法，鋼筋計(jì)及其連接線纜的密封絕緣性能應(yīng)大于0.2MPa，鋼筋計(jì)埋設(shè)深度超過100m時(shí)，應(yīng)按密封耐壓要求專門定做。 鋼筋計(jì)的截面尺寸可根據(jù)其與主筋的連接方式確定： 當(dāng)鋼筋計(jì)與主筋串聯(lián)焊接時(shí)，鋼筋計(jì)截面尺寸應(yīng)等同于主筋尺寸，鋼筋計(jì)的測力能力不應(yīng)低于主筋抗壓/拉強(qiáng)度。 當(dāng)鋼筋計(jì)與主筋并聯(lián)連接時(shí)，鋼筋計(jì)截面尺寸應(yīng)小于主筋。對于18以上主筋，可采用12鋼筋計(jì)。當(dāng)主筋截面小于16時(shí)，不宜采用并

8、聯(lián)連接方式。4.1.4 鋼筋計(jì)埋設(shè)位置設(shè)置原則：主要受力土層上下界面處應(yīng)設(shè)置，相鄰截面鋼筋計(jì)間距超過5m時(shí)應(yīng)內(nèi)插一層。 標(biāo)定斷面設(shè)置：標(biāo)定斷面設(shè)置在距離試樁樁頂至少1d處。當(dāng)樁頂設(shè)置鋼護(hù)筒時(shí)，標(biāo)定斷面應(yīng)離開鋼護(hù)筒下端0.5d。4.1.6 每層鋼筋計(jì)的數(shù)量及排布原則：每層鋼筋計(jì)不宜小于兩個(gè)，并按d/0.4數(shù)值（四舍五入）確定每層鋼筋計(jì)數(shù)目。每層鋼筋計(jì)應(yīng)按鋼筋籠橫截面均布。4.1.7 鋼筋計(jì)線長設(shè)計(jì)：鋼筋計(jì)線長（m）=（試坑地面標(biāo)高-樁身鋼筋計(jì)位置標(biāo)高）×1.01+觀測用線長，觀測用線長可根據(jù)測站與試樁樁頭間距離確定。4.2 鋼筋計(jì)安裝維護(hù) 根據(jù)鋼筋計(jì)與主筋的連接方式選定焊接工藝。 并聯(lián)

9、連接時(shí)，鋼筋計(jì)上端與主筋焊接固定，下端與主筋綁扎。 串聯(lián)連接時(shí)，鋼筋計(jì)延長桿分別與主筋對焊或傍焊，待延長桿溫度降到常溫后再將鋼筋計(jì)旋擰到主筋上。兩種焊接方式見附錄B。 鋼筋計(jì)線纜排線按就近主筋走向分段固定，固定時(shí)不宜拉緊（可分段留1%自由段）。線纜固定間隔可按23m控制。 鋼筋計(jì)連接到鋼筋籠后，應(yīng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)測試，以觀測其工作狀態(tài)。當(dāng)鋼筋計(jì)在自由狀態(tài)下初始讀數(shù)穩(wěn)定，且與標(biāo)定證書初始讀數(shù)偏離不超過10%時(shí)，可視作鋼筋計(jì)安裝成功。如果在自由狀態(tài)下鋼筋計(jì)初始讀數(shù)不穩(wěn)定（10秒鐘內(nèi)個(gè)位數(shù)變化超過2），或偏離初始讀數(shù)10%以上，應(yīng)檢查鋼筋計(jì)外觀有無破損，無法修復(fù)時(shí)應(yīng)更換。4.2.4 當(dāng)鋼筋籠為多段時(shí)，在鋼筋

10、籠下設(shè)過程中綁扎線纜。為降低排線困難，多段鋼筋籠的線纜可沿鋼筋籠的外緣走線，鋼筋籠運(yùn)輸及下設(shè)過程中應(yīng)注意保護(hù)線纜，防止擦/壓造成破損。 鋼筋籠下設(shè)完畢后，應(yīng)再次進(jìn)行聯(lián)機(jī)測試，可根據(jù)鋼筋籠的放置狀態(tài)檢查鋼筋計(jì)工作是否正常：當(dāng)鋼筋籠為懸掛狀態(tài)時(shí)，鋼筋計(jì)換算力應(yīng)為拉力，且自上而下拉力逐漸減?。划?dāng)鋼筋籠直接放置到孔底時(shí)，鋼筋計(jì)換算力應(yīng)為壓力，且自上而下逐漸增加。對于工作狀態(tài)明顯反常的鋼筋計(jì)，可查明原因后確定是否更換。 鋼筋計(jì)聯(lián)機(jī)測試正常后，可進(jìn)行灌注施工。灌注過程中應(yīng)注意保護(hù)鋼筋計(jì)線纜，下設(shè)導(dǎo)管時(shí)應(yīng)做扶正，防止導(dǎo)管碰損鋼筋計(jì)及線纜。 灌注施工結(jié)束后，可再次讀取鋼筋計(jì)初讀數(shù)，檢查鋼筋計(jì)狀態(tài)，并做好記錄。

11、灌注樁養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)做好鋼筋計(jì)線纜的保護(hù)工作，應(yīng)做到：防潮，防曬，防銹，防盜等。5 應(yīng)力測試5.0.1啟封鋼筋計(jì)線纜，測試其狀態(tài)，記錄鋼筋計(jì)初始讀數(shù)。記錄表格格式見附錄A.。5.0.2 加荷前讀各鋼筋計(jì)讀數(shù)并記錄，荷載穩(wěn)定后再讀一次，記錄讀數(shù)。檢查與上次讀數(shù)的差值，分析讀數(shù)的變化趨勢，分析其合理性。當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)進(jìn)行檢查復(fù)讀，防止出現(xiàn)讀數(shù)錯(cuò)誤。5.0.3 加卸載過程結(jié)束后，妥善保護(hù)好鋼筋計(jì)線纜，以備日后復(fù)測。6 資料整理6.1 計(jì)算樁身軸力 鋼筋應(yīng)力轉(zhuǎn)換當(dāng)同一截面埋設(shè)多個(gè)鋼筋計(jì)時(shí)，應(yīng)將有效觀測數(shù)據(jù)代入事先標(biāo)定的應(yīng)力表達(dá)公式計(jì)算該鋼筋計(jì)的應(yīng)力值，然后對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行平均處理，計(jì)算實(shí)際的鋼筋應(yīng)力。對于

12、頻率式鋼筋計(jì)，實(shí)際觀測值為鋼弦的頻率，可根據(jù)鋼筋計(jì)的出廠標(biāo)定結(jié)果按下式轉(zhuǎn)換成鋼筋力q，即： （）式中：0、i分別為空載和加載時(shí)鋼筋計(jì)的讀數(shù)（Hz）；q 計(jì)算的鋼筋力（kN）；、 鋼筋計(jì)標(biāo)定常數(shù)。 標(biāo)定混凝土彈性模量 計(jì)算分級荷載作用下的Ecs樁頂附近摩阻可以忽略，分級荷載作用下的彈性模量Ecs表示為： （）式中：Qj樁頂?shù)趈級豎向荷載（kN）；As單根鋼筋橫截面積（m2）；Es鋼筋彈性模量（kPa）；A 樁的橫截面積（m2）；Ecs樁身截面等效彈性模量（kPa）。其它符號意義同前。 建立Ecs和q的函數(shù)關(guān)系將Ecs和q的數(shù)據(jù)按照二次多項(xiàng)式構(gòu)造的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行回歸，得到Ecs的函數(shù)表達(dá)式。擬合多項(xiàng)

13、式形式為： 式中：a、b、c為無量綱標(biāo)定常數(shù)；其它符號意義同前。當(dāng)Ecs隨q的變化趨勢比較復(fù)雜時(shí)，應(yīng)根據(jù)曲線形態(tài)選定合適的回歸公式模式，找出擬合效果最好的函數(shù)關(guān)系作為公式回歸的結(jié)果。 樁身軸力計(jì)算根據(jù)實(shí)測鋼筋力(q)和對應(yīng)的樁的彈性摸量(Ecs)計(jì)算軸力，公式如下： （）Tz軸力(kN)。式中符號意義同前。6.2 樁身側(cè)摩阻及壓縮量計(jì)算 樁頂豎向荷載作用下各觀測截面間樁側(cè)摩阻，可按下式計(jì)算： （）式中：fj,z(i,i-1) 第j級荷載作用下，樁身第i至i-1段側(cè)摩阻（kPa）；d樁身第i至i-1段樁身平均直徑(m)；zi,zi-1深度（m）；Tj,z（i）、Tj,z（i-1）距離樁頂分別為z

14、i、zi-1深度時(shí)第j級荷載作用下樁的軸力（kN）；其它符號意義同前。6.2.2 樁身分段壓縮量可按下式計(jì)算： （）式中：sk,0,j第j級荷載作用下，樁身第k段即i至i-1之間的截面壓縮量（mm）；zi 、zi-1自樁頂起算樁身深度坐標(biāo)(mm)；Ecs（i）、Ecs（i-1）對應(yīng)軸力Tj,z（i）、Tj,z（i-1）的樁身等效彈性模量（kPa）。6.2.3 樁身總壓縮量可按下式計(jì)算： （）式中：Sj,0第j級荷載作用下樁身總壓縮量（mm）。n樁的分段數(shù)，自標(biāo)定斷面以下的第一個(gè)觀測斷面起算。其它符號意義同前。.6.2.4 樁底沉降量可按下式計(jì)算： （）式中：Sj,b第j級荷載作用下樁底總沉降量

15、（mm）。Sj第j級荷載作用下樁頂總沉降量（mm）。其它符號意義同前。6.2.5 樁身任一觀測斷面沉降量可按下式計(jì)算： （-1） （-2）式中：Sj,i第j級荷載作用下樁身第i截面的總沉降量（mm）。Sj,0,in第j級荷載作用下樁身自i至n截面的總壓縮量（mm）。其它符號意義同前。7 成果分析7.1 樁側(cè)摩阻發(fā)揮程度分析7.1.1根據(jù)式計(jì)算樁頂荷載作用下樁身任意截面位移量sj,i。根據(jù)式（）計(jì)算樁身分層摩阻fj,z(i,i-1)。將對應(yīng)層位的樁身位移量sj,i與分層摩阻fj,z(i,i-1)繪制成fj,z(i,i-1)- sj,i曲線。見附錄C圖形示例。分析不同深度曲線的變化趨勢，通常樁側(cè)摩

16、阻發(fā)揮充分時(shí)，對應(yīng)的曲線特征是：隨著位移的增加側(cè)摩阻變化不明顯或者有所減?。ψ柢浕?。而樁側(cè)摩阻發(fā)揮不充分時(shí)，隨著位移的增大樁側(cè)摩阻同步增大。據(jù)此可判斷各層實(shí)測樁側(cè)摩阻是否充分發(fā)揮。7.2 樁身極限側(cè)摩阻定量分析計(jì)算樁身總壓縮量Sj,0。 根據(jù)計(jì)算的Sj,0及樁頂荷載Qj，繪制Q-S0曲線。見附錄C圖形示例。 極限摩阻力判定方法：Q-S0曲線與Q-S曲線出現(xiàn)明顯分離的的起始點(diǎn)對應(yīng)的荷載即樁的極限摩阻力。7.3 樁身任意觀測截面承載力分析計(jì)算任意觀測截面的樁身沉降量sj,i。 繪制任意截面軸力與截面沉降曲線Tj,z(i)sj,i曲線圖。見附錄C圖形示例。 根據(jù)Tj,z(i)sj,i曲線形態(tài)結(jié)合

17、沉降量判斷樁身任意截面的承載力狀況?？疾觳煌课籘j,z(i)sj,i曲線的橫向分離程度，判定樁側(cè)持力層變化：當(dāng)相鄰曲線橫向分離不明顯時(shí)，說明兩個(gè)截面之間土層對于樁身承載力的影響不大；而當(dāng)相鄰曲線出現(xiàn)明顯分離時(shí)，表明兩個(gè)截面之間的土層是樁的主要持力層，相鄰觀測截面間土層對樁承載力產(chǎn)生的影響相當(dāng)于兩條Q-S曲線對應(yīng)特征點(diǎn)的差值。7.4 樁底持力層承載力發(fā)揮程度分析計(jì)算樁身彈性壓縮量得到樁底位移Sj,b。 根據(jù)樁底軸力Tj,z(n)與Sj,b繪制成樁端持力層Tj,z(n)- Sj,b曲線； 分析曲線曲線特征，分析判斷樁底承載力是否接近極限，樁端土承載力是否充分發(fā)揮。8 測試人員與測試報(bào)告 從事灌注

18、樁豎向抗壓應(yīng)力測試的技術(shù)人員，應(yīng)經(jīng)過專門的技術(shù)培訓(xùn)。技術(shù)成果的整理與分析應(yīng)由有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)工程師完成。 灌注樁豎向抗壓應(yīng)力測試成果報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容： 工程名稱、工程地點(diǎn)、試驗(yàn)?zāi)康摹⒃囼?yàn)日期； 工程概況、樁位平面圖、試驗(yàn)樁位的鉆孔地質(zhì)資料； 基樁設(shè)計(jì)詳圖、基樁施工工藝、施工記錄； 采用的試驗(yàn)方法、投入的儀器設(shè)備及人員情況、試驗(yàn)過程描述； 孔形測試成果、灌注充盈系數(shù)； 基本成果圖件：樁身完整性分析圖件、樁頂加卸載與沉降曲線、軸力分布曲線、壓縮量分布曲線、摩阻分布曲線、樁頂荷載與樁身總壓縮量曲線、摩阻沉降量曲線、樁身截面荷載與截面沉降量曲線等； 分析內(nèi)容應(yīng)包括：單樁極限承載力分析、樁周持力層分析

19、、單樁承載力（包括側(cè)阻力與端阻力）發(fā)揮程度分析等； 試驗(yàn)結(jié)論； 建議和說明。 試驗(yàn)過程記錄及照片。附錄A灌注樁豎向抗壓應(yīng)力測試現(xiàn)場記錄表工程名稱試驗(yàn)編號成樁工藝樁 型樁 徑(m)樁 長(m)配筋樁身混凝土標(biāo)號齡期(d)試驗(yàn)日期記錄層號層深(m)鋼筋計(jì)編號初始值加荷級別(kN)附錄 B鋼筋計(jì)焊接方式說明B.0.1 串聯(lián)焊接方式注：串聯(lián)焊接時(shí)，鋼筋計(jì)兩端焊接方式相同。注：上下端墊塊可采用10mm鋼筋代替。附錄 C部分分析曲線樣式示例-1）， 樁身壓縮量分布曲線樣式見圖（C.0.1-2） C.0.2-1 摩阻分布曲線C.0.2-2 摩阻發(fā)揮程度曲線（C.0.3-1）極限摩阻分析（C.0.3-2）觀測

20、斷面承載力分析（C.0.3-3）持力層分析附錄D本規(guī)程用詞說明1） 表示很嚴(yán)格，非這樣做不可的用詞：正面詞采用“必須”；反面詞采用“嚴(yán)禁”。2） 表示嚴(yán)格，在正常情況均應(yīng)這樣做的用詞：正面詞采用“應(yīng)”；反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”。3） 表示允許稍有選擇，在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的用詞：正面詞采用“宜”；反面詞采用“不宜”。表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用“可”。 條文中指定應(yīng)按其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范執(zhí)行的寫法為“應(yīng)按執(zhí)行”或“應(yīng)符合的要求（或規(guī)定）”。非必須按指定的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范執(zhí)行的寫法為“可參照執(zhí)行”。河北建設(shè)勘察研究院有限公司標(biāo)準(zhǔn)基樁豎向抗壓應(yīng)力測試技術(shù)規(guī)程HBJK XXX2009條

21、文說明2009·石家莊前 言灌注樁豎向抗壓應(yīng)力測試技術(shù)規(guī)程HBJKxxx -2009，經(jīng)河北建設(shè)勘察研究院有限公司批準(zhǔn)、發(fā)布。為便于各作業(yè)單位的有關(guān)人員在使用本規(guī)程時(shí)能正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定，本規(guī)程編制組按與規(guī)程正文對應(yīng)的章節(jié)順序編制了條文說明，以便正確理解和使用本規(guī)程。在使用本規(guī)程過程中如發(fā)現(xiàn)相關(guān)解釋說明有不妥之處，請將意見或建議提交本規(guī)程管理部門，以便及時(shí)修正。目 錄1 總 則252 術(shù)語、符號262.1 術(shù)語262.2 符號263 基本規(guī)定274 工程準(zhǔn)備274.1 鋼筋計(jì)準(zhǔn)備284.2 鋼筋計(jì)安裝維護(hù)295 應(yīng)力測試306 資料整理316.1 計(jì)算樁身軸力316.2 樁身側(cè)摩

22、阻及壓縮量計(jì)算327 成果分析337.1 樁側(cè)摩阻發(fā)揮程度分析337.2 樁身極限側(cè)摩阻定量分析337.3 樁身任意觀測截面承載力分析347.4 樁底持力層承載力發(fā)揮程度分析348 測試人員與測試報(bào)告351 總 則 長久以來，對于單樁豎向抗壓應(yīng)力測試項(xiàng)目，試驗(yàn)人員依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定很不完善，對于應(yīng)力測試成果的應(yīng)用也屬于低水平的，對于指導(dǎo)基樁設(shè)計(jì)起不到應(yīng)有的作用?；鶚敦Q向抗壓應(yīng)力測試是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的作業(yè)，尤其對于施工工藝較復(fù)雜的鉆孔灌注樁，樁身應(yīng)力測試是試樁的重要內(nèi)容，規(guī)范和完善測試過程及資料整理手段，對于提高試樁成果質(zhì)量意義重大。 本規(guī)程把應(yīng)用范圍限制于灌注樁豎向抗壓應(yīng)力測試，主要基于如下幾點(diǎn)：

23、 目前基樁豎向抗壓應(yīng)力測試項(xiàng)目中，用的較多的是灌注樁，其他樁型較少。 采用鋼筋計(jì)測試樁身應(yīng)力通常只適用于灌注樁，本規(guī)程規(guī)定的應(yīng)力測試方法就是鋼筋計(jì)法。 相關(guān)國家規(guī)范對于灌注樁豎向抗壓應(yīng)力測試成果應(yīng)用規(guī)定過于籠統(tǒng)，不便于操作。但本規(guī)程闡明的部分技術(shù)手段同樣可應(yīng)用于類似的基樁豎向應(yīng)力測試項(xiàng)目，例如預(yù)制樁的豎向抗壓應(yīng)力測試，也可應(yīng)用本規(guī)程的方法獲得樁身壓縮量的分析成果。本規(guī)程重點(diǎn)對灌注樁豎向抗壓應(yīng)力測試作業(yè)過程進(jìn)行了規(guī)定，與應(yīng)力測試并行的載荷試驗(yàn)應(yīng)按照檢測規(guī)范的要求進(jìn)行，通常采用慢速維持荷載法。 本規(guī)程是對灌注樁豎向抗壓應(yīng)力測試作業(yè)過程的規(guī)范和完善，與現(xiàn)行規(guī)范是互補(bǔ)的。因此遵從本規(guī)程的同時(shí)，未盡事宜

24、參照其他規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。 本規(guī)程涉及的公式及符號較多，為準(zhǔn)確區(qū)分不同符號的意義，參考文獻(xiàn)中類似符號的應(yīng)用習(xí)慣重新做了調(diào)整，例如軸力用T而樁頂荷載用Q，沉降或位移延用符號S，這樣可防止實(shí)際操作中用混。2 術(shù)語、符號2.1 術(shù)語 彈性模量標(biāo)定是樁身豎向抗壓應(yīng)力測試的基礎(chǔ)。樁身材料本身近似彈性，決定了其彈性模量在一定的荷載范圍內(nèi)呈現(xiàn)彈性，而在整個(gè)加載過程中表現(xiàn)為非彈性，準(zhǔn)確取定樁身彈性模量就需要在樁身的某個(gè)已知斷面獲得樁身的荷載和變形數(shù)據(jù)，然后根據(jù)虎克定律分荷載段取得樁身彈性模量。 對于摩擦樁而言樁身能夠被壓縮是灌注樁能夠提供側(cè)摩阻的前提，樁的壓縮量某種程度上決定了樁身摩阻的發(fā)揮程度。計(jì)算樁的壓縮量

25、基于分級荷載作用下樁身材料的近似彈性，逐段應(yīng)用虎克定律計(jì)算截面位移。2.2 符號相關(guān)符號有一定差別，如檢測規(guī)范將軸力和樁頂力均用Q表示，這樣不便于理解，應(yīng)用時(shí)容易混亂。本規(guī)程對于類似情況均進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。3 基本規(guī)定 彈性材料的本構(gòu)關(guān)系遵從虎克定律，因此脫離變形去分析力是無法得到正確結(jié)果的，反之撇開力去談變形也是錯(cuò)誤的。引入樁身變形參數(shù)來分析樁身的各種力學(xué)表現(xiàn)才能得出更切合實(shí)際的結(jié)果，成果才能更有說服力。這較僅僅提供單一摩阻值的傳統(tǒng)方法更能提高設(shè)計(jì)對樁工作效能的認(rèn)知程度。3.0.4 對于灌注樁而言，其材料的微觀狀態(tài)表現(xiàn)為非均質(zhì)，力學(xué)宏觀表現(xiàn)為非完全彈性和分級荷載作用下的近似彈性。這就決定了采

26、用彈性力學(xué)理論研究和觀測樁的受力變形特征應(yīng)在一定的宏觀尺度和一定的荷載條件下進(jìn)行。因此選擇應(yīng)力測試方法和測試元器件應(yīng)符合客觀條件的限制。4 工程準(zhǔn)備4.1 鋼筋計(jì)準(zhǔn)備 振弦頻率式鋼筋計(jì)與應(yīng)變式鋼筋計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)相關(guān)文獻(xiàn)有所介紹。對于灌注樁而言，振弦頻率式鋼筋計(jì)安裝方法簡便，成活率高，適于普及推廣。而應(yīng)變式鋼筋計(jì)安裝工藝復(fù)雜，測試過程也較頻率式鋼筋計(jì)繁瑣。但從樁身應(yīng)力的測試效果看，二者沒有明顯差距，故本規(guī)程在鋼筋計(jì)的選擇上提倡優(yōu)先選用用簡單易行的振弦頻率式鋼筋計(jì)。鋼筋計(jì)的測力范圍應(yīng)按照樁身混凝土的最大應(yīng)變進(jìn)行換算，例如鋼筋計(jì)彈性模量ES=200000MPa，混凝土最大壓應(yīng)變?nèi)?000，則鋼筋計(jì)可測最

27、大力為200MPa。 混凝土水下灌注時(shí)，鋼筋計(jì)隨鋼筋籠下設(shè)到充滿泥漿的孔內(nèi)，鋼筋計(jì)的密封絕緣性能必須能夠滿足一定的要求，本規(guī)程按照100m水深的水壓限定鋼筋計(jì)的密封性能，超過該深度時(shí)需提高鋼筋計(jì)的密封性能。 鋼筋計(jì)的與鋼筋籠主筋的聯(lián)接方式對鋼筋計(jì)的成活率有一定影響，串聯(lián)方式直接測試了主筋的受力情況，因此相對而言精度較高，但由于在鋼筋籠運(yùn)輸、起裝過程中，鋼筋計(jì)要承受不同程度的彎矩，容易造成鋼筋計(jì)損壞，成活率會(huì)受到影響。而并聯(lián)方式間接測試了混凝土中的應(yīng)力，鋼筋計(jì)本身引起的截面配筋率的變化會(huì)使測試的應(yīng)力與無鋼筋計(jì)時(shí)有一定差異，因此采用并聯(lián)方式時(shí)需要用小的鋼筋計(jì)直徑，以便降低這種影響。采用并聯(lián)方式時(shí)，

28、鋼筋計(jì)在整個(gè)安裝過程中承受的外力很小，不容易造成損壞，成活率較高。 鋼筋計(jì)安設(shè)的深度除了參照地層界面外，還應(yīng)兼顧相鄰層鋼筋計(jì)之間的距離。因?yàn)槟ψ璧陌l(fā)揮進(jìn)程與樁頂荷載的大小有關(guān)，也與離開樁頂?shù)木嚯x有關(guān)。當(dāng)?shù)貙訉雍褫^大時(shí)，即使是同一土層，其上下部位摩阻的發(fā)揮進(jìn)程也會(huì)因上下部位位移的不同而表現(xiàn)出明顯差異，因此在深度方向適當(dāng)加密觀測可獲得更真實(shí)的樁身摩阻表現(xiàn)，同時(shí)也可提高樁身壓縮量的計(jì)算精度。 標(biāo)定斷面的設(shè)置決定了樁身軸力及其后續(xù)計(jì)算結(jié)果的合理性。標(biāo)定斷面的代表性很重要，如果標(biāo)定斷面與樁身其他部位存在明顯差異，其標(biāo)定的彈性模量將不能真實(shí)代表樁身其他部位的材料特性，計(jì)算結(jié)果會(huì)出現(xiàn)異常。因此有鋼護(hù)筒的部分

29、不能設(shè)置標(biāo)定斷面。4.1.6 每層鋼筋計(jì)的數(shù)目決定了每層鋼筋計(jì)測試數(shù)據(jù)的可靠性，通常單一的鋼筋計(jì)無法評價(jià)其測試數(shù)據(jù)是否有效。當(dāng)樁身橫截面積增大時(shí)，為了保持每只鋼筋計(jì)所控制的樁身橫截面積相當(dāng)，應(yīng)增加每層的鋼筋計(jì)數(shù)量，以使測試得到的樁身軸力等有近似相同的精度保證。 鋼筋計(jì)的線長應(yīng)有適當(dāng)富余，以防在起吊鋼筋籠時(shí)產(chǎn)生過大的線纜應(yīng)變而使線纜破損，通常留1%的富余量即可。4.2 鋼筋計(jì)安裝維護(hù) 鋼筋計(jì)的焊接應(yīng)在技術(shù)人員的監(jiān)督指導(dǎo)下進(jìn)行，為避免焊接引起的高溫?fù)p傷鋼筋計(jì)，串聯(lián)方式焊接時(shí)，延長桿應(yīng)與鋼筋計(jì)分離，待溫度恢復(fù)到外界常溫時(shí)再連接延長桿和鋼筋計(jì)。并聯(lián)方式焊接時(shí)應(yīng)盡量縮短焊接時(shí)間，可采用點(diǎn)焊-停頓-點(diǎn)焊的

30、操作方法，并用沾水的濕布包裹鋼筋計(jì)距離焊接距離近的一端，防止溫度過高損壞鋼筋計(jì)。焊接過程中鋼筋計(jì)溫度控制在50以下。 鋼筋計(jì)線纜的固定可采用普通電工絕緣自粘膠帶纏繞綁扎，綁扎時(shí)每段拉緊后放回23cm富余量。這樣做目的是要線纜的允許應(yīng)變遠(yuǎn)大于實(shí)際鋼筋籠產(chǎn)生的應(yīng)變，防止線纜拉斷。 因?yàn)楹附舆^程是對鋼筋計(jì)產(chǎn)生損傷的主要環(huán)節(jié)之一，因此焊接完成后應(yīng)對鋼筋計(jì)進(jìn)行聯(lián)機(jī)檢查，出現(xiàn)損壞時(shí)應(yīng)更換。鋼筋計(jì)損壞時(shí)，其數(shù)值的穩(wěn)定性和初始讀數(shù)都會(huì)發(fā)生變化，根據(jù)其聯(lián)機(jī)狀態(tài)判定其是否正常。 下設(shè)多段鋼筋籠時(shí)，鋼筋計(jì)的線纜要在下設(shè)過程中綁扎，走線方式應(yīng)選擇安全可行的方法。下設(shè)鋼筋籠時(shí)，應(yīng)做好防護(hù)，防止線纜碰損。5 應(yīng)力測試，維

31、持5分鐘然后卸載，一切檢查無誤后，進(jìn)入正式加載程序。6 資料整理6.1 計(jì)算樁身軸力 鋼筋計(jì)應(yīng)力轉(zhuǎn)換可按照鋼筋計(jì)標(biāo)定出廠的標(biāo)定公式進(jìn)行計(jì)算，通常鋼筋計(jì)的靈敏度比較接近，同層鋼筋計(jì)隨荷載增量的變化呈現(xiàn)近似相同的增量變化，而下層鋼筋計(jì)隨荷載增量的變化應(yīng)小于上層鋼筋計(jì)同級荷載增量時(shí)對應(yīng)的變化量。當(dāng)出現(xiàn)明顯的異常數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)做出標(biāo)記以確定取舍。算例：某級荷載下，某個(gè)深度（hi）的3個(gè)鋼筋應(yīng)力計(jì)實(shí)測的頻率（fi）分別為：1790、1760、1727，鋼筋計(jì)的初始讀數(shù)（f0）為1793、1764、1730。根據(jù)三個(gè)鋼筋計(jì)的標(biāo)定公式計(jì)算結(jié)果分別為：qi=2.0914×10-5×（v02-vi

32、2-630）=0.212（kN）qi=2.0628×10-5×（v02-vi2-63）=0.289（kN）qi=2.2064×10-5×（v02-vi2+204）=0.233（kN）取其平均值qi´=0.245kN作為該深度應(yīng)力觀測的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。對于極差超過30%的數(shù)據(jù)應(yīng)做取舍。例如本例中0.289可考慮舍去。則平均值為0.223kN。計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)鋼筋應(yīng)力計(jì)的受力狀態(tài)（壓或者拉）分別代入不同的公式進(jìn)行計(jì)算。由于傳感器的標(biāo)定狀態(tài)和其實(shí)際工作狀態(tài)有一定區(qū)別，可能造成其零點(diǎn)的漂移（增大或者縮?。?，但并不影響其標(biāo)定關(guān)系，因此在其工作狀態(tài)下必須在受力前測

33、讀新的零點(diǎn)v0，椐此計(jì)算qi。6.1.2 通常標(biāo)定截面設(shè)置在樁頂，根據(jù)力的平衡關(guān)系Tz=Q-fs，fs為標(biāo)定斷面以上的總摩阻力，樁頂附近時(shí)摩阻可以忽略，即fs=0，則Tz=Q，=Q/A，=As·Es/q，根據(jù)虎克定律可導(dǎo)出分級荷載作用下的彈性模量的表達(dá)式多數(shù)情況下，二次多項(xiàng)式擬合效果是較好的。當(dāng)Ecs隨q的變化趨勢比較特殊時(shí)，則應(yīng)首先繪制Ecs和q散點(diǎn)圖，然后根據(jù)曲線形態(tài)選定合適的回歸公式模式，找出擬合效果最好的函數(shù)關(guān)系作為公式回歸的結(jié)果。通常都能獲得比較理想的函數(shù)關(guān)系式，一種比較簡潔的辦法是利用電子表格的趨勢線功能，為散點(diǎn)繪制的曲線添加多條趨勢線，并將各條趨勢線代表的公式和相關(guān)系數(shù)

34、進(jìn)行比較分析，選定最恰當(dāng)?shù)暮瘮?shù)關(guān)系。 軸力計(jì)算是摩阻計(jì)算及壓縮量計(jì)算的基礎(chǔ)，因此軸力計(jì)算結(jié)果應(yīng)基本符合變化規(guī)律：自上而下軸力逐漸衰減，分級荷載作用下軸力曲線不應(yīng)交叉。當(dāng)出現(xiàn)異常軸力曲線時(shí)，應(yīng)分析出現(xiàn)異常的原因并給予修正處理，以保證軸力計(jì)算結(jié)果的正確有效。6.2 樁身側(cè)摩阻及壓縮量計(jì)算面理論式的簡化處理：現(xiàn)行檢測規(guī)范對于摩阻測試采用的是分段平均摩阻力計(jì)算法，即樁身測試元件都安裝在土層的分層界面上，根據(jù)相鄰兩層測試元件位置的軸力差值，求得對應(yīng)兩層傳感器間的樁側(cè)土總阻力值，進(jìn)而計(jì)算單位面積的樁側(cè)土摩阻力值。顯然根據(jù)此方法計(jì)算的樁側(cè)土分布僅僅是一種對理論公式的簡化（假定計(jì)算段樁身軸力按線性分布）和近似，當(dāng)?shù)貙?/p>