1 桩的力学性质分析 包括极限承载力、Q-s曲线、桩身轴力、侧阻力和端阻力的分析。 2 桩身内力测试目的 通过对桩身应变测试、分析,确定垂直静载条件下,各级荷载时的侧摩阻力沿桩身分布曲线,以及各级荷载下总摩阻力和端阻力的比值,评价桩身质量。
通过对桩身应变测试、分析,确定垂直静载条件下,各级荷载时的侧摩阻力沿桩身分布曲线,以及各级荷载下总摩阻力和端阻力的比值,评价桩身质量。
3.1 钢筋计法(主流)
测试原理
1.钢筋力
Pi = K(fi - f0) (3.1)
式中:
f0 —钢筋计初始频率;
2.钢筋力应变
εsi = Pi / E * As (3.2)
说明:Pi / As 为钢筋计单位面积上的受力;E 的定义是单向应力力除以力方向上的应变,显然εsi * E = Pi / As ;
(3.4)
(3.5)
A0 —桩端截面积(m2);
方法优缺点
缺点:(1)传感器与介质之间无法做到完美匹配,电测元件容易产生零点漂移且无法修正,测试结果与实际结果误差较大;
(2)钢筋计的埋设依赖于桩身和桩底,信号线缆的埋设以及成桩过程都会影响传感器存活率,对测试结果的精度以及可靠性造成影响;
(3)测点有限,定点测量,点之间的应变推断;
(4)传感器成活率较低,一般为65%左右,传感器的损坏将导致无法取得实验数据,实验效果难以保证;
(5)桩身平均弹模只是一个估算值,实际上它沿轴向变化很大,特别是现场灌注桩,而且弹模还与加载量级和速率有关。
成果输出
3.2 滑动测微计
测试原理(有规范标准)
图(a)、(b)为一条直线或弯曲的测线,在平面问题的前提下,当测定了所有测段的变形li、转角 αi 及转角 αi 变化以后,任意段的位移 un 、vn
和转角 αn 即可计算出。式中ki为曲率
对于桩、地下连续墙以及大坝等细长型构件, 当测定了a、b两条测线上轴向应变分布后(图2, 即可算出整个构件的变形轴, 其横向变形测量精度比通用的钻孔测斜仪高一个量级
方法优缺点
优点:(1)滑动测微计法能连续测定标距为1m的桩身平均应变,分辨率高(0.001mm),能够反映桩身任何部位微小变形;
(2)滑动测微计法在桩内埋设套管和测环,用一个探头测量,简单可靠,不易损坏,而且探头可以在铟钢制标定筒内进行标定,筒体温度系数仅为2×10-6/℃,可有效地修正零点漂移,适用于长期观测;
(3)滑动测微计法所用的探头具有温度自补偿功能,温度系数小于2×10-6/℃,并且附有一个分辨率为0.1℃的温度计,可以区分温度应变及应力导致的应变;
(4)滑动测微计通过在桩身埋设两根测线,可以测定垂直加载和水平加载时的应变及应变差,利用应变差计算挠度曲线;
(5)可以得到各级荷载下摩阻力随深度变化的连续分布曲线,确定桩身平均弹性模量;
3.2 光栅传感器
测试原理
将光纤埋入桩身混凝土,加载前测初始应变;静载实验过程中,待每级荷载稳定后,采集数据数据,采集结束后施加下一级荷载。由于在竖向压力下,光纤与桩身发生协调形变,仪器测试得到的光纤的轴向应变即为桩身混凝土的轴向应变εZ;
光纤埋设:对于管桩,在桩身侧面划线开槽,槽规格满足光纤完整埋入,将光纤顺直埋入槽内,定点固定后用高强度胶剂封槽
桩身轴力:
(3.7)
方法优缺点
优点:(1)技术成熟、可靠性高,抗干扰能力强;
(2)零漂值小,测量精度高;
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