荷载箱定制：自平衡荷载箱静载试验基桩应力测试
2020.03.18
自平衡荷载箱静载试验基桩应力测试适用于桩身横截面尺寸基本恒定或已知的桩，可得到桩侧各土层的分层摩阻力。基桩内力测试适用于混凝土(Concrete)预制桩、钢桩、组合型桩，也可用于桩身断面尺寸基本恒定或已知的混凝土灌注桩。对竖向抗压静载试验桩，可得到桩侧各土层的分层抗压摩阻力和桩端支承力；对竖向抗拔静荷载试验桩，可得到桩侧土的分层抗拔摩阻力；对水平静荷载试验桩，可求得桩身弯矩分布，弯矩位置（position )等；对打入式预制混凝土桩和钢桩，可得到打桩过程中桩身各部位的锤击压应力、锤击拉应力。基桩内力测试宜采用应变式传感器(transducer)或钢弦式传感器。根据测试目的及要求，选择适合的传感器；也可采用滑动测微计。需要检测(检查并测试)桩身某断面或桩端位移时，可在需检测断面设置沉降杆。
（1）钢筋计数量选取及安装
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 倍桩径。在荷载箱附近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个传感器，其他测量断面处可对称埋设 2~4 个传感器，当桩径较大或试验要求较高时宜取高值。
（2）钢筋计安装注意事项
按钢筋(英文：steel bar)直径选配相应的钢筋计，如果规格不相符，可选择与钢筋直径相近的钢筋计。将钢筋计与已焊好钢筋的连接拉杆用管钳对旋拧紧，钢筋计与连接拉杆的螺纹拧紧时可附胶。焊合时，要在传感器的部位浇水或用湿布包裹冷却，以免温度过高损坏传感器。
钢筋计焊接示意图
（2）桩身应力测试及计算
1 采用弦式传感器测量时，将钢筋(英文：steel bar)计实测频率(frequency)通过率定系数换算成力，再计算成与钢筋计断面处的混凝土应变相等的钢筋应变量(Variable)。
2 在数据整理过程中，应将零漂大、变化无规律（rhythmical)的测点删除，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：
式中 Qi——桩身第i断面处轴力（kN）；
——第i断面处应变平均值；
Ei——第i断面处桩身材料弹性模量（kPa），当桩身断面、配筋一致时，宜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）。
3 按每级试验荷载下桩身不同断面处的轴力值制成表格，并绘制轴力分布图。再由桩顶极限荷载下对应的各断面轴力值计算桩侧土的分层极限摩阻力和极限端阻力：
式中 qsi—— 桩第i断面与i 1断面间侧摩阻力（kPa）；
qp——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）；
li——第i断面与第i 1断面之间的桩长（m）；
Qn——桩端的轴力（kN）；
A0——桩端面积（m2）。
