基桩内力测试技术规程

目次

1总则................................................................................................1

2术语和符号....................................................................................2

2.1术语............................................................................................2

2.2符号............................................................................................3

3基本规定........................................................................................9

4电阻应变式传感器测试法..........................................................12

4.1一般规定...................................................................................12

4.2测试仪器和元件安装..................................................................13

4.3现场测试...................................................................................16

5振弦式传感器测试法..................................................................18

5.1一般规定...................................................................................18

5.2测试仪器和元件安装..................................................................19

5.3现场测试...................................................................................21

6滑动测微计测试法......................................................................22

6.1一般规定...................................................................................22

6.2测试仪器和元件安装..................................................................23

6.3现场测试...................................................................................26

7光纤式应变计测试法..................................................................27

7.1一般规定...................................................................................27

7.2测试仪器和元件安装..................................................................28

7.3现场测试...................................................................................30

8测试数据整理和分析..................................................................30

8.1计算桩身轴力.............................................................................31

8.2桩身侧摩阻及压缩量计算...........................................................32

8.3数据分析...................................................................................35

8.4测试报告...................................................................................36

附录A传感器连接方式................................................................38

附录B试验记录表.........................................................................40

附录C混凝土弹性模量参考值....................................................43

附录D分析曲线样式示例............................................................44

本规程用词说明................................................................................47

引用标准名录....................................................................................48

条文说明............................................................................................49

Contents

1GeneralProvisions.........................................................................1

2TermsandSymbols......................................................................2

2.1Terms..........................................................................................2

2.2Symbols.......................................................................................3

3BasicRequirements.......................................................................9

4ResistanceStrainSensorTest....................................................12

4.1GeneralRequirements.................................................................12

4.2EquipmentsandInstallation.........................................................13

4.3FieldTest...................................................................................16

5VibrationStringSensorTest.....................................................18

5.1GeneralRequirements.................................................................18

5.2EquipmentsandInstallation.........................................................19

5.3FieldTest...................................................................................21

6SlidingMicrometerTest.............................................................22

6.1GeneralRequirements.................................................................22

6.2EquipmentsandInstallation.........................................................23

6.3FieldTest...................................................................................26

7FiberOpticStrainGaugeTest..................................................27

7.1GeneralRequirements.................................................................27

7.2EquipmentsandInstallation.........................................................28

7.3FieldTest...................................................................................30

8TestDateInterpretation..............................................................30

8.1CalculatingAxialForceofPileBody.........................................31

8.2CalculationofSideFrictionandCompressionofPileBody........32

8.3TestDateAnalysis.....................................................................35

8.4TestReport................................................................................36

AppendixAInstrumentConnectionMode..................................38

AppendixBTestRecordTable....................................................40

AppendixCReferenceValueofElasticModulusof

Concrete......................................................................43

AppendixDPartAnalysisCurveStyleExamples.....................44

ExplanationofWordinginthisSpecification...............................47

ListofQuotedStandards.................................................................48

ExplanationofProvisions.................................................................49

1总则

1.0.1为了在基桩内力测试中贯彻执行国家的技术经济政策，

做到安全适用、技术先进、数据准确、评价正确，提高基桩内

力测试成果质量，为设计、施工提供可靠依据，制定本规程。

1.0.2本规程适用于基桩竖向抗压静载荷试验中的桩身内力测

试。

1.0.3基桩内力测试应根据测试方法的适用范围和特点，结合

基桩桩型及施工工艺等因素，因地制宜，合理选择测试方法。

1.0.4基桩内力测试除应符合本规程外，尚应符合国家现行有

关标准的规定。

1

2术语和符号

2.1术语

2.1.1基桩内力测试testinginternalforceoffoundationpile

通过预置在基桩内的测试元件，测量基桩在荷载作用下的

应变、位移，进而计算桩侧阻力、桩端阻力或桩身弯矩的过程。

2.1.2电阻应变式传感器测试法straingaugetypetransducer

testmethod

通过传感器的阻值变化来换算桩身应变，进而计算荷载作

用下桩侧阻力、桩端阻力的桩身内力测试方法。

2.1.3振弦式传感器测试法vibratingwiretransducertest

method

通过传感器振弦的频率变化来换算桩身应变，进而计算荷

载作用下桩侧阻力、桩端阻力的桩身内力测试方法。

2.1.4滑动测微计测试法slidingmicrometertestmethod

通过滑动测微计测试标距间的距离变化来获得桩身应变，

进而计算荷载作用下桩侧阻力、桩端阻力的桩身内力测试方法。

2.1.5光纤式应变计测试法fiberopticstraingaugetest

method

通过测试光在光纤中传递时光学参数的变化量换算桩身应

变，进而计算荷载作用下桩侧阻力、桩端阻力的桩身内力测试

方法。

2.1.6桩身等效弹性模量标定calibrationforequivalentelastic

2

modulusoffoundationpile

通过测试桩顶应变与桩顶荷载的变化关系，拟合计算桩身

材料的等效弹性模量的过程。

2.1.7桩身压缩量compressionofpile

根据桩身横截面间平均应变计算的某段桩身或全桩身的变

形量。

2.1.8摩阻软化frictionsoftening

桩身侧摩阻力随着桩身竖向变形增大而出现的滞涨现象。

2.1.9桩端阻力启动荷载theloadwhichtipresistancestart

竖向抗压载荷试验中桩端阻力开始发挥作用时对应的桩顶

荷载。

2.2符号

2.2.1电阻应变式传感器测试法参数

ε′——修正前的应变值；

U0——电桥输出电压；

U——电桥供桥电压；

α——电桥类型系数；

K——应变计灵敏系数；

r——导线电阻；

3

R——应变计电阻；

Lx——传感器线长。

2.2.2振弦式传感器测试法参数

vi——振弦式传感器受力后的读数；

v0——振弦式传感器受力前的读数；

k——振弦式传感器标定系数；

q——振弦式传感器实测力。

2.2.3滑动测微计测试法参数

e1——标定筒的E1位置得到的校准读数值；

e2——标定筒的E2位置得到的校准读数值；

∆e——标定筒E2和E1位置测标距离之差；

δ1——初始荷载读数值；

δi——第i级荷载读数值；

e0,1——初始荷载读数对应的仪器零点读数值；

e0,i——第i级荷载读数对应的仪器零点读数值；

K——标定系数；

4

K1——初始读数对应的仪器标定系数；

Ki——第i级荷载对应的仪器标定系数；

εi——第i级荷载相对于初始荷载的平均应变；

l——测试探头标距；

∆li——测试单元第i级荷载相对于初始荷载的变形；

Lc——测管长度。

2.2.4光纤式应变计测试法参数

vB(ε)——有应变时光纤布里渊频率漂移量；

vB(0)——无应变时光纤布里渊频率漂移量；

dv()

B——比例系数；

d

c——真空光速；

β——光纤折射系数；

t——光的走时；

z——计算应变对应的位置；

λ——测试波长；

λ0——初值波长；

5

λT——温度T测试波长；

λT0——温度零点波长；

KT——温度补偿系数；

K——应变系数。

2.2.5桩身内力变形参数

ε——应变值；

εi,z(j)——第i级荷载作用下，深度为z(j)的应变；

εi,z(0)——第i级荷载对应的标定截面应变；

Qi——桩顶第i级竖向荷载；

σi——桩顶第i级荷载的内力；

fi,z(j)——第i级荷载作用下，桩身第j段侧摩阻；

Ti,z(j)——距离桩顶z(j)深度时第i级荷载作用下桩的轴力；

Ti,z（j-1）——距离桩顶z(j-1)深度时第i级荷载作用下桩的轴力；

Si,0——第i级荷载作用下桩身总压缩量；

Δsk,0,i——第i级荷载作用下，桩身第k段即j至j-1之间的

压缩量；

6

Si,b——第i级荷载作用下桩底总沉降量；

Si——第i级荷载作用下桩顶总沉降量；

Si,j——第i级荷载作用下桩身第j截面的总沉降量；

Si,0,j→n——第i级荷载作用下桩身自j至n截面的总压缩量。

2.2.6几何参数

d——桩直径；

Ap——桩的横截面积；

As——传感器标称截面积；

z(j)——自桩顶起算第j测试截面的深度；

z(j-1)——自桩顶起算第j-1测试截面的深度；

ht——试桩桩顶标高；

he——桩底标高；

hi——桩身传感器位置标高。

2.2.7材料性能

Es——传感器标称弹性模量；

Ecs——桩身截面等效弹性模量。

7

2.2.8其他

m——传感器埋设数量；

n——桩的分段数，自标定截面以下的第一个观测截面起

算；

N——荷载分级数。

8

3基本规定

3.0.1内力测试前应对基桩进行完整性检测；对于灌注桩尚应

进行成孔质量检测。

3.0.2基桩内力测试工作宜按图3.0.2的程序进行。

接受委托

调查、资料搜集

制定试验方案

传感器准备、安装

现场测试、数据采集

计算分析、结果评价

试验报告

图3.0.2测试工作程序图

9

3.0.3基桩内力测试前应收集下列资料：

1试验桩平面布置图，试验桩设计图纸及技术要求；

2岩土工程勘察报告；

3试验桩施工工艺；

4同类型工程试桩经验。

3.0.4内力测试用传感器及内力、仪表，静载试验的加载及位

移观测仪器、仪表均应校准并在有效期内使用。

3.0.5内力测试方法的测量范围及精度要求应满足表3.0.5的

要求。

表3.0.5测试方法技术指标

测试方法测量范围分辨力精度

电阻应变式传感器测试法±8000με≤1με≤0.03%FS

振弦式传感器测试法±3000με≤1με≤0.10%FS

滑动测微计测试法±5000με≤1με≤0.06%FS

光纤式应变计测试法±6000με≤2με≤0.05%FS

3.0.6内力测试前应编制测试方案，测试方案应包括下列内容：

1工程概况；

2地质条件；

3试验桩设计要求、成孔及成桩工艺、试验桩数量；

4内力测试方法可行性分析；

5内力传感器的选型、校准、安装和保护；

6测试步骤与测试质量要求；

7测试数据整理与分析；

8内力测试结果与结论。

10

3.0.7内力测试传感器元件埋设应符合设计要求，埋设完成后

应检验传感器的成活情况。

3.0.8加载前应记录每个传感器的初始状态值，初始状态值宜

观测三次，每次观测间隔时间不少于10min。

11

4电阻应变式传感器测试法

4.1一般规定

4.1.1本方法适用于钢桩、钢管桩、预制桩、灌注桩的内力测

试。

4.1.2电阻应变式传感器宜采用多个箔式电阻应变片，按一定

排列方式粘贴组成全臂工作电桥，测量电桥可采用直流电桥或

交流电桥。

电桥测量应变可按下式计算：

U

0(4.1.2)

UK

式中：ε——应变值；

U0——电桥输出电压（V）；

U——电桥供桥电压（V）；

α——电桥类型系数（半桥单臂取4，半桥双臂取2，全

桥取1）；

K——应变计灵敏系数。

4.1.3电阻应变式传感器测试法应采用六线制长线补偿，当未

采用时应按下列公式对实测应变值进行导线电阻修正：

1采用半桥测量时：

12

r

'(1)(4.1.3-1)

R

2采用全桥测量时：

2r

'(1)(4.1.3-2)

R

式中：ε′——修正前的应变值；

r——导线电阻（Ω）；

R——应变计电阻（Ω）。

4.2测试仪器和传感器元件安装

4.2.1测试仪器应采用与电阻应变式传感器匹配的静态电阻应

变仪。电阻应变仪的分辨力应优于或等于1με，应变仪的可测

应变范围应大于传感器量程的1.2倍。

4.2.2电阻应变式传感器的制作及安装应符合下列要求：

1电阻应变式传感器应选择弹性模量稳定的棒材做为弹性

敏感元件，电阻应变片通过一定的排列方式粘贴在弹性敏感元

件上，组成工作电桥；

2对于钢桩、钢管桩，可将电阻应变片直接粘贴在钢桩、

钢管桩所需位置表面组成工作电桥；

3对于闭口管桩，可采用管内设置钢筋骨架将传感器定位，

用低强度混凝土填芯处理。

4.2.3采用在钢筋笼主筋上安装电阻应变式传感器时，传感器

应外接与其直径及应变能力一致的钢制接长杆，与主筋的连接

13

方式应符合如下要求：

1当电阻应变式传感器的钢制接长杆与主筋串联焊接时，

传感器的截面尺寸应等同于主筋尺寸；

2当电阻应变式传感器的钢制接长杆与主筋并联连接时，

传感器的截面尺寸应小于主筋。对于直径18mm以上主筋，可

采用直径12mm钢筋贴片。当主筋直径小于16mm时，不宜采

用并联连接方式；

3焊接后电阻应变式传感器及其连接线缆与钢筋的绝缘电

阻应大于50MΩ。

4.2.4电阻应变式传感器的安装位置应符合下列要求：

1主要受力土层上下界面处；

2相邻截面电阻应变式传感器间距不应大于5m。

4.2.5标定截面设置应符合下列要求：

1应设置在测试桩桩顶设计标高位置；当设置在桩顶以下

某位置时，标定截面以上的桩身部分应采取减摩处理；

2当桩顶设置钢护筒时，标定截面宜距离钢护筒下端不小

于1倍桩直径，并应采取消除标定截面以上的桩侧摩阻力的措

施；

3标定截面应埋设不少于四个传感器，并沿钢筋笼截面周

长均匀布置。

4.2.6每个测试截面传感器的布置数量可按下式计算，且不应

少于2个，传感器应按钢筋笼截面周长均匀布置：

m2.5d(4.2.6)

14

式中：m——传感器埋设数量；

d——桩直径（m）。

4.2.7传感器线长应根据测站与测试桩桩头间距离确定，且不

宜小于5m。传感器线长设计可按下式计算：

Lx(hthi)1.015(4.2.7)

式中：Lx——传感器线长（m）；

ht——试桩桩顶标高（m）；

hi——桩身传感器位置标高（m）。

4.2.8采用在钢筋笼主筋上安设传感器时，传感器与主筋的连

接方式应符合下列要求：

1并联连接时，传感器上端与主筋焊接固定，下端与主筋

绑扎；

2串联连接时，传感器延长杆分别与主筋对焊或傍焊，焊

接过程中应采取降温措施，防止高温损伤电阻应变式传感器。

两种连接方式可参见附录A。

4.2.9传感器线缆排线应按临近主筋走向分段固定，固定时宜

分段留1%自由段。线缆固定间隔宜按2m～3m控制。

4.2.10传感器连接到钢筋笼后，应在钢筋笼地面平放状态下进

行联机测试。联机测试应符合下列要求：

1传感器读数稳定；

2传感器读数不稳定时，应检查传感器及其连线有无破损，

15

对破损传感器及连接线应及时修复或更换。

4.2.11当钢筋笼为多段时，在钢筋笼下设过程中绑扎线缆，线

缆宜沿钢筋笼的内缘走线。钢筋笼运输及下设过程中应注意保

护线缆，防止破损。

4.2.12钢筋笼下设完毕后混凝土浇筑前，对传感器进行联机测

试，应对出现异常的传感器进行更换。

4.2.13桩顶应设置一个或多个线缆保护套管；成桩过程中应注

意保护传感器及线缆；在处理桩头时应制定保护传感器及连线

的措施。

4.2.14传感器本身及测试线缆都应有固定编号，为防止后期施

工中出现整体断线无法识别传感器编号问题，可采用多色系线

缆对应唯一传感器编号。

4.2.15传感器线缆编号应外覆保护套且无破损及松动，线缆排

布编号记录清晰，测试断面与传感器编号对应一致。

4.2.16成桩后，应读取传感器初读数，并做好记录。桩养护期

间，应做好传感器线缆的保护工作。

4.3现场测试

4.3.1测试桩的养护和休止期应符合国家现行有关标准的规

定，设计有要求时可从其要求。

4.3.2测试前的准备工作应符合如下要求：

1启封传感器线缆；

2将传感器线缆连接到集线箱对应接口，记录接口编号和

对应的传感器编号；

16

3连接应变读数仪与集线箱；

4记录各传感器初始读数。

4.3.3宜按载荷试验的读数时间间隔读取各传感器读数，每次

读数应至少复读1次。记录表格格式见附录B。

4.3.4测试过程中应及时检查与上次读数的差值，分析变化趋

势，如发现以下异常时应重新测量：

1连续多次测试，测试数据不稳定；

2与其他测次相比，测试数据不合理。

4.3.5加卸载过程结束后，妥善保护好电阻应变式传感器线缆，

以备日后复测。

17

5振弦式传感器测试法

5.1一般规定

5.1.1本方法适用于灌注桩、闭口管桩的内力测试。

5.1.2振弦式传感器使用前应做校准，传感器及其连接线缆的

绝缘电阻应大于50MΩ。

5.1.3振弦式传感器轴向力可按下式进行计算：

22

qk（viv0）(5.1.3)

式中：vi——振弦式传感器受力后的读数（Hz）；

v0——振弦式传感器受力前的读数（Hz）；

k——振弦式传感器标定系数（kN/Hz2）；

q——振弦式传感器实测力（kN）。

5.1.4测试截面的混凝土应变可按下式进行计算：

q

(5.1.4)

AsEs

式中：ε——应变值；

2

As——传感器标称截面积（m）；

Es——传感器标称弹性模量（kPa）；

18

q——振弦式传感器实测力（kN）。

5.2测试仪器和元件安装

5.2.1应采用与振弦式传感器匹配的频率仪进行测量。频率仪

的分辨力应优于或等于1Hz，频率仪的可测频率范围应大于振

弦式传感器量程的1.2倍。

5.2.2振弦式传感器的安装定位方式应符合下列要求：

1对于灌注桩，可将振弦式传感器焊接在钢筋笼纵向主筋

上所需位置组成内力观测剖面；

2对于闭口管桩，采用管芯内钢筋骨架进行传感器定位，

低强度混凝土填芯处理。

5.2.3传感器应外接与其直径及应变能力一致的钢制接长杆，

与主筋的连接方式应符合如下要求：

1当振弦式传感器的钢制接长杆与主筋串联焊接时，传感

器的截面尺寸应等同于主筋尺寸；

2当振弦式传感器的钢制接长杆与主筋并联连接时，传感

器的截面尺寸应小于主筋。对于直径18mm以上主筋，可采用

直径12mm传感器。当主筋直径小于16mm时，不宜采用并联

连接方式；

3焊接后振弦式传感器及其连接线缆与钢筋的绝缘电阻应

大于50MΩ。

5.2.4传感器布置应符合下列要求：

1主要受力土层上下界面处应设置；

2相邻截面传感器间距不应大于5m，大于5m时应内插一

19

层。

5.2.5标定截面设置应符合4.2.5条的规定。

5.2.6每个测试截面埋设传感器的数量应符合4.2.6条的规定。

5.2.7振弦式传感器线长设计应符合4.2.7条的规定。

5.2.8传感器与主筋的连接方式应符合4.2.8条的规定。

5.2.9传感器线缆排线应符合4.2.9条的规定。

5.2.10传感器安装完成后，在钢筋笼地面平放状态下应进行联

机测试。联机测试应符合下列要求：

1传感器频率读数稳定；

2当传感器频率读数不稳定，应检查传感器外观有无破损，

无法修复时应更换。

5.2.11当钢筋笼为多段时，在钢筋笼下设过程中绑扎线缆，操

作要求应符合4.2.11的规定。

5.2.12钢筋笼下设完毕后混凝土浇筑前，对传感器进行联机测

试，应对出现异常的传感器进行更换。

5.2.13成桩过程中应注意保护传感器及线缆，桩头可设置一个

或多个线缆保护套管，在桩头处理时制定施工保护措施，保护

线缆安全。

5.2.14传感器本身及测试线缆都应有固定编号，为防止后期施

工中出现整体断线无法识别传感器编号问题，可采用多色系线

缆对应唯一传感器编号。

5.2.15传感器线缆编号应外覆保护套且无破损及松动，线缆排

布编号记录清晰，测试断面与传感器编号对应一致。

5.2.16成桩后，应读取振弦式传感器初读数，并做好记录。桩

养护期间，应做好振弦式传感器线缆的保护工作。

20

5.3现场测试

5.3.1测试时被测桩基养护和休止期应符合国家现行有关标准

的规定，设计有要求时可从其要求。

5.3.2按如下要求进行测试前的准备工作：

1启封传感器线缆；

2将传感器线缆连接到集线箱（手动或自动）对应接口，

记录接口编号和对应的传感器编号，当传感器数量多于20个

时，宜采用自动观测用集线箱；

3连接读数仪与集线箱；

4记录传感器初始读数。

5.3.3宜按载荷试验的读数时间间隔读取各传感器读数，人工

读数时每次读数应至少复读1次。自动读数时，读数仪内存应

预留足够存储空间。自动记录的数据文件应及时拷贝备份；人

工记录时记录表格格式见附录B。

5.3.4测试过程中应及时检查与上次读数的差值，分析变化趋

势，如发现以下异常时应重新测量：

1连续多次测试，测试数据不稳定；

2与其他测次相比，测试数据不合理。

5.3.5加卸载过程结束后，妥善保护好电阻应变式传感器线缆，

以备日后复测。

21

6滑动测微计测试法

6.1一般规定

6.1.1本方法适用于管桩、非高温养护混凝土预制桩、灌注桩

的内力测试。

6.1.2滑动测微计测试前后，探头应在校准装置中进行校准，

获得仪器零点位置和校准系数。校准步骤应符合下列规定：

1应将探头放置在校准装置的E1位置重复测试3次，数据

间极差应小于3，取算术平均值为校准读数值e1；

2应在E2位置按本条1款要求操作，获得校准读数值e2；

3仪器零点e0应按下式计算：

ee

e12(6.1.2-1)

02

式中：e1——标定筒的E1位置得到的校准读数值；

e2——标定筒的E2位置得到的校准读数值。

4标定系数K应按下式计算：

e

K(6.1.2-2)

e2e1

式中：K——标定系数（mm/读数值）；

∆e——标定筒E2和E1位置测标距离之差（mm）。

22

5应将每次测试前后标定确定的仪器零点和校准系数平均

值作为本次测试的仪器零点和校准系数。

6.1.3测试单元的变形和平均应变应按下列公式计算：

li(1e0,1)K1(ie0,1)Ki(6.1.3-1)

li

i(6.1.3-2)

l(1e0,1)K1

式中：δ1——初始荷载读数值；

δi——第i级荷载读数值；

e0,1——初始荷载读数对应的仪器零点读数值；

e0,i——第i级荷载读数对应的仪器零点读数值；

K1——初始读数对应的仪器标定系数（mm/读数值）；

Ki——第i级荷载对应的仪器标定系数（mm/读数值）；

εi——第i级荷载相对于初始荷载的平均应变；

l——测试探头标距（mm）；

∆li——测试单元第i级荷载相对于初始荷载的变形（mm）。

6.2测试仪器和元件安装

6.2.1滑动测微计测头最小测量范围应为995.0mm～

1005.0mm，测头分辨力应优于或等于0.001mm，测头可测应变

范围应大于混凝土极限应变的1.2倍。

23

6.2.2测管安装前应对套管和测标逐一检查，保证套管和测标

满足测试要求，对异常套管和测标应弃用。

6.2.3测管在安装前宜在平整、清洁的场地进行预连接，预连

接长度不宜超过3m。

6.2.4测标宜按1m等间距排列。

6.2.5测管连接应符合下列规定：

1测管排列的方向和顺序应统一；

2测标进入测管的方向和长度应能使测管和测标上的螺丝

孔对齐；

3固定测管和测标的螺丝应拧紧，但不得使测标外壳破损；

4测管与测标连接处的防水措施应可靠。

6.2.6标定截面应设置在距离试桩桩顶至少1倍桩径处。当桩

顶设置钢护筒时，标定截面宜离开钢护筒下端1倍桩径。标定

截面以上至地面的桩身部分应做减摩处理。

6.2.7测管顶底应封口，防止进入泥浆。

6.2.8测管长度设计应符合如下要求：

Lc(hthe)0.2(6.2.8)

式中：Lc——测管长度（m）；

ht——试桩桩顶标高（m）；

he——桩底标高（m）。

6.2.9对于灌注桩，测管应均匀布置，测管的埋设数量不宜少

于2根；对于预制桩和钢管桩，可埋设一根测管并将测管布置

24

在桩的几何中轴线附近。

6.2.10钻孔灌注桩测管安装应符合下列要求：

1测试桩应通长配筋，加强箍筋应焊接在主筋外侧，钢筋

笼应有足够刚度；

2测管应沿直线绑扎在钢筋笼主筋内侧，同钢筋笼一起放

入桩孔内，过程中向测管内注入清水，保持测管中水头高于桩

孔中液面高度；

3钢筋笼若发生扭转应及时校正；

4浇筑混凝土的导管与钢筋笼之间应有一定间距，在下放

和提升过程中应缓慢，避免碰撞测管；

5桩头处理时，应避免敲打、碰撞、挤压测管，测管顶端

应高于试桩顶面。

6.2.11预制管桩测管的安装应符合下列要求：

1测试桩需接桩时，接头处应有可靠的防水措施；

2测管应在沉桩后安装在桩孔中心内，测管放置过程中，

应有防止测管与测标连接处被拉脱的措施，测管外侧应每隔

2m～3m放置一个定位装置，放置完成后宜使用测试探头或模

型探头检查测管是否连接正确；

3测管与桩壁之间的空隙应填充，填充材料的弹性模量应

等于或略大于测管的综合弹性模量。

6.2.12实体混凝土预制桩的测管安装应符合下列要求：

1测试桩边长或直径应大于300mm；

2测管宜根据桩的对接顺序和方向预置在桩体内，多节桩

接头处不应有测标；

3多节桩沉桩施工对接时，应检查桩的顺序和方向，接头

处应有可靠防水措施。

25

6.2.13钢管桩的测管安装应符合下列规定：

1测试桩直径应大于600mm；

2采用将测管浇筑到中心孔的方式安装测管时，宜预先在

管内壁焊接薄壁钢管，沉桩后将测管浇筑在薄壁钢管与桩壁之

间的孔洞中，浇筑用填充材料应满足本规程6.2.11条的要求。

6.3现场测试

6.3.1测试桩的养护和休止期应符合国家现行有关标准的规

定，设计有要求时可从其要求。

6.3.2测试前应检查并保证测试探头各密封圈完整无破损，各

测试组件连接正确；测试探头应放入测管内，同时将测试系统

开机预热不少于20min。

6.3.3测试过程应符合如下要求：

1每次测试前后应将导向链、测试探头、操作杆和测量电

缆擦拭干净；

2各测试单元应按顺序编号，同一测试单元测试不少于2

测次；

3每测次重复测试不少于3次，测试数据出现的最大值和

最小值之差不大于0.003mm时，可取中间值作为每测次测值。

6.3.4出现下列情况之一时，应重新测量：

1连续多次测试，数据不稳定；

2与其他测次相比，测试数据异常。

6.3.5每次测试完毕，应将测管孔口封闭。测试过程中若测管

内有杂质或探头提放困难，应采用适当措施进行处理。

6.3.6测试记录表格格式见附录B。

26

7光纤式应变计测试法

7.1一般规定

7.1.1本方法适用于灌注桩、闭口管桩的内力测试。

7.1.2采用分布式传感器时，可根据下列公式分别计算相应位

置的应变值：

1轴向应变值计算

v()v(0)

BB(7.1.2-1)

dvB()

d

式中：ε——应变值；

vB(ε)——有应变时光纤布里渊频率漂移量（GHz）；

vB(0)——无应变时光纤布里渊频率漂移量（GHz）；

dv()

B——比例系数，可取0.5GHz。

d

2位置的计算

1c

zt(7.1.2-2)

2

式中：z——计算应变对应的位置（m）；

c——真空光速（m/s）；

27

β——光纤折射系数；

t——光的走时（s）。

7.1.3采用点测式传感器时，轴向应变可按下式进行计算：

1

(()()K)(7.1.3)

K0TT0T

式中：ε——应变值；

λ——测试波长（nm）；

λ0——初值波长（nm）；

λT——温度T测试波长（nm）；

λT0——温度零点波长（nm）；

KT——温度补偿系数；

K——应变系数（nm/ε）。

7.2测试仪器和元件安装

7.2.1应采用与所用光纤传感器匹配的解调仪进行测量。解调

仪采样频率不低于100Hz，解调仪的可测光学参数范围应大于

光纤传感器量程的1.2倍。

7.2.2对于灌注桩，光纤可随纵向主筋埋设。对于闭口管桩可

采用管芯内钢筋骨架定位然后用低强度混凝土填芯处理，也可

28

在桩外壁刻槽埋设传感器和光纤。

7.2.3点测式传感器位置设置原则：传感器安装在测点位置，

并与纵向主筋平行；主要受力土层上下界面处应设置，相邻观

测截面间距超过5m时应内插一层。传感器与主筋的连接方式

见附录A。

7.2.4分布式光纤安装原则：光纤排线按主筋走向间隔2m～

3m固定，固定时不宜拉紧（可留20mm～30mm自由段）。光

纤转弯时，其转弯半径应大于光纤自身直径的20倍。

7.2.5标定截面设置应符合第4.2.5条的规定。

7.2.6每个测试截面埋设光纤应变计的数量应符合第4.2.6条

的规定。

7.2.7光纤应变计线长设计应符合第4.2.7条的规定。

7.2.8光纤应变计连接到钢筋笼后，应在钢筋笼地面平放状态

时进行联机测试。联机测试应符合如下要求：

1光纤应变计读数稳定；

2如果光纤应变计读数不稳定时，应检查光纤应变计有无

破损，无法修复时应更换。

7.2.9当钢筋笼为多段时，在钢筋笼下设过程中绑扎线缆。线

缆宜沿钢筋笼的内缘布设，钢筋笼运输及下设过程中应注意保

护线缆，防止破损。

7.2.10钢筋笼下设完毕后，应再次进行联机测试，工作状态异

常的光纤应变计应更换。

7.2.11成桩过程中应注意保护光纤应变计及线缆，桩头可设置

一个或多个线缆保护套管，在桩头处理时制定施工保护措施，

保护线缆安全。

29

7.2.12成桩后，应读取光纤应变计初始读数，并做好记录。桩

养护期间，应做好光纤应变计线缆的保护工作。

7.3现场测试

7.3.1测试时被测桩基养护和休止期应符合国家现行有关标准

的规定，设计有要求时可从其要求。

7.3.2按如下要求进行测试前的准备工作：

1启封光纤传感器线缆；

2将传感器线缆连接到集线箱对应接口，对于点测式光纤

传感器需记录接口编号和对应的传感器编号；

3连接信号光源、解调仪与集线箱；

4操作解调仪记录传感器初始读数。

7.3.3宜按载荷试验的读数时间间隔读取各传感器读数，人工

读数时每次读数应至少复读1次。自动读数时，解调仪内存应

预留足够存储空间。自动记录的数据文件应及时拷贝备份；人

工记录时记录表格格式见附录B。

7.3.4检查与上次读数的差值，分析读数的变化趋势，分析其

合理性。出现以下发现异常时应进行检查复读，防止出现读数

错误：

1连续多次测试，数据不稳定；

2与其他测次相比，测试数据不合理。

7.3.5加卸载过程结束后，妥善保护好线缆，以备日后复测。

30

8测试数据整理和分析

8.1计算桩身轴力

8.1.1桩身混凝土弹性模量标定应符合下列规定：

1标定截面处分级荷载作用下的内力应按下式计算：

Qi

i(8.1.1-1)

Ap

式中：Qi——桩顶第i级竖向荷载（kN）；

2

Ap——桩的横截面积（m）；

σi——桩顶第i级荷载的内力（kPa）。

2测点数据应按下式拟合计算：

iEcsi,z(0)(8.1.1-2)

式中：σi——顶第i级荷载的内力（kPa）；

εi,z(0)——第i级荷载对应的标定截面应变；

Ecs——桩身截面等效弹性模量（kPa）。

3桩身等效弹性模量应按下式计算：

31

NNN

Ni,z(0)ii,z(0)i

i1i1i1(8.1.1-3)

EcsNN

22

Ni,z(0)（i,z(0）)

i1i1

式中：N——荷载分级数。

8.1.2当标定截面失效时，可按附录C查表确定桩身等效弹性

模量。

8.1.3根据实测钢筋应变按下式计算桩身轴力：

Ti,z(j)Ecsi,z(j)Ap(8.1.3)

式中：Ti,z(j)——距离桩顶z(j)深度时第i级荷载作用下桩的轴力

(kN)；

εi,z(j)——第i级荷载作用下，深度为z(j)的应变。

8.1.4根据桩身轴力计算结果绘制桩身轴力分布曲线，曲线示

例见附录D。

8.2桩身侧摩阻及压缩量计算

8.2.1桩顶竖向荷载作用下各观测截面间桩侧摩阻，按下式计

算：

TT

fi,z(j)i,z(j1)(8.2.1)

i,z(j)dπz(j)z(j1)

32

式中:d——桩直径（m）；

fi,z(j)——第i级荷载作用下，桩身第j段侧摩阻（kPa）；

z(j)——自桩顶起算第j测试截面的深度（m）；

z(j-1)——自桩顶起算第j-1测试截面的深度（m）；

Ti,z(j)——距离桩顶z(j)深度时第i级荷载作用下桩的轴力

（kN）；

Ti,z(j-1)——距离桩顶z(j-1)深度时第i级荷载作用下桩的轴力

（kN）。

根据桩侧摩阻计算结果绘制桩侧摩阻分布曲线，曲线示例见

附录D。

8.2.2桩身分段压缩量按下式计算：

500

sk,0,iz(j)z(j1)(Ti,z(j)Ti,z(j1))(8.2.2)

ApEcs

式中：∆sk,0,i——第i级荷载作用下，桩身第k段即j至j-1之间

的压缩量（mm）。

8.2.3桩身总压缩量按下式计算：

n

Si,0sk,0,i(8.2.3)

j1

33

式中：Si,0——第i级荷载作用下桩身总压缩量（mm）；

n——桩的分段数，自标定截面以下的第一个观测截面

起算。

根据桩身压缩量计算结果绘制桩身压缩量分布曲线，见附

录D图形示例。

8.2.4桩底沉降量按下式计算：

Si,bSiSi,0(8.2.4)

式中：Si——第i级荷载作用下桩顶总沉降量（mm）；

Si,b——第i级荷载作用下桩底总沉降量（mm）。

8.2.5桩身任一观测截面沉降量可按下式计算：

Si,jSi,0,jnSi,b(8.2.5-1)

n

Si,0,jnSk,0,i(8.2.5-2)

kj

式中：Si,j——第i级荷载作用下桩身第j截面的总沉降量（mm）；

Si,0,j→n——第i级荷载作用下桩身自j至n截面的总压缩量

（mm）。

34

8.3数据分析

Ⅰ桩侧摩阻发挥程度分析

8.3.1将对应层位的桩身位移量si,j与分层摩阻fi,z(j,j-1)绘制成

fi,z(j,j-1)-si,j曲线。曲线示例见附录D。

8.3.2可按下列要求分析桩侧摩阻发挥程度：

1根据fi,z(j,j-1)-si,j曲线确定每层的最大摩阻及其对应位移；

2根据单桩极限承载力，确定每层的极限摩阻及对应位移；

3分析最大摩阻与极限摩阻的关系。

Ⅱ桩端阻力启动荷载的确定定量分析

8.3.3根据计算的分级Si,0及桩顶分级荷载Qi，绘制Q-S0曲

线。曲线示例见附录D。

8.3.4桩端阻力启动荷载（确定）的定量分析应符合下列要求：

1确定Q-S0曲线与Q-S曲线出现明显分离的起始点对应

的位置；

2当分离点位于第一级荷载之前时，桩端阻力启动荷载可

近似取0；当分离点位于第一级荷载之后时，可根据分离点所

处的荷载分级的位置做线性内插，内插得到的荷载即桩端阻力

启动荷载。

Ⅲ桩身任意观测截面承载力分析

8.3.5绘制任意截面轴力与截面沉降曲线Ti,z(j)-si,j曲线图。曲

线示例见附录D。

8.3.6桩身任意观测截面承载力分析应符合下列要求：

35

1根据Ti,z(j)-si,j曲线，确定每层观测截面的极限承载力。

对于陡降型曲线，可取陡降的起始点对应的荷载为该观测截面

的极限承载力。对于缓变型曲线，可取沉降为0.05d且不小于

40mm对应的荷载为该截面的极限承载力。当不满足前述条件

时，取最大荷载为该截面的极限承载力；

2计算相邻观测截面的极限承载力差值；

3确定各相邻观测截面极限承载力差值的最大值，与最大

值对应的两个观测截面间的土层，即桩侧摩阻力的主要贡献层。

Ⅳ桩端阻力发挥程度分析

8.3.7根据桩底轴力Ti,z(n)/Ap与Si,b绘制成桩端持力层Ti,z(n)/Ap-

Si,b曲线。

8.3.8按下列要求进行桩底持力层承载力发挥程度：

1当Ti,z(n)/Ap-Si,b曲线存在明显的陡降段时，取陡降段的

起始点对应的荷载为桩端最大阻力；当Ti,z(n)/Ap-Si,b曲线为缓

变形时，取沉降为0.05d且不小于40mm时对应的荷载为桩端

最大阻力值；不满足前述条件时，取最大荷载为桩端似最大阻

力值；

2确定单桩极限承载力对应的极限端阻力值；

3分析桩端阻力发挥是否充分。

8.4测试报告

8.4.1内力测试成果报告可分为文字部分和成果图、表部分。

8.4.2文字部分应包括下列内容：

36

1工程概况、试验目的；

2桩位平面图、基桩设计详图、试验技术要求；

3测试桩位的钻孔地质资料；

4基桩施工工艺、施工记录、成孔质量测试成果；

5采用的试验方法、仪器设备及人员情况、试验日期、试

验过程描述；

6单桩极限承载力分析；

7桩周摩阻力分析；

8桩端持力层分析；

9单桩承载力（包括侧阻力与端阻力）发挥程度分析等；

10测试结论和建议。

8.4.2成果图、表件部分应包括下列内容：

1桩身完整性分析成果表、曲线图；

2桩顶加卸载成果表、荷载沉降曲线、时间沉降曲线等；

3轴力分布曲线；

4压缩量分布曲线；

5摩阻分布曲线、分层摩阻成果表；

6桩顶荷载与桩身总压缩量曲线、摩阻沉降量曲线、桩身

截面荷载与截面沉降量曲线等；

7试验过程记录及照片。

37

附录A传感器连接方式

A.0.1电阻应变式及振弦式传感器串联焊接方式

图A.0.1电阻应变式及振弦式传感器串联焊接图

1—钢筋主筋；2—焊接连接垫块（可采用10d长度钢筋主筋代替）；3

—传感器钢制连接杆；4—电阻应变式及振弦式

A.0.2电阻应