Динамические испытания буронабивных свай производятся с целью определения несущей и вдавливающей способности представленных железобетонных изделий.
Технология, с помощью которой производится тестирование вдавливающей способности и несущих характеристик, регламентируется отдельными положениями СНиПа и ГОСТа 5686-94.
Для произведения точной оценки вдавливающей способности изделий, активно применяется осциллографический анализатор забивки.
После этого данные о вдавливающей и статической нагрузке, испытываемой сваями, согласно требованиям СНиПа и ГОСТа 5686-94 фиксируются в соответствующей документации. Туда же вносятся данные, касательно характеристик грунтов.
Особенности и назначение испытаний
Динамические испытания для буронабивных свай, как и оценка их вдавливающей способности, производятся с ориентировкой на любой из типов грунтов, в который буде производится забивка.
Вне зависимости от ряда характерных особенностей грунтов, в которые будет производиться забивка представленных буронабивных железобетонных изделий, все работы осуществляются с четкой ориентировкой на требования ГОСТа и СНиПа.
Динамическое и статическое испытание свай, как и испытания грунтов, производится при возведении таких объектов, как:
- Подводные фундаменты мостов;
- Береговые площадки;
- Нефтяные платформы.
Такими сваями производится тестовая забивка. При этом нагружающим устройством, расположенным над сваями является специальный гидравлический молот падающего или ударного типа.
Если на строительной площадке отсутствует такой агрегат, с помощью которого осуществляется работа над сваями, то смета подразумевает наличие альтернативного устройства для проведения забивки.
В таком случае, программа испытаний буронабивных железобетонных изделий позволяет применять самостоятельно изготовленный молот трубчатого типа.
Исходя из требований ГОСТа и СНиПа, вес этого молота для буронабивных свай равен 3,2 тоннам. Его монтаж производится из элементов, находящихся между сваями.
Сборка производится с ориентировкой на регламенты ГОСТа и СНиПа, монтаж осуществляется с помощью крана, в пространстве между сваями, в том месте, где в дальнейшем будут проводиться испытания грунтов.
Динамические испытания свай производятся, согласно требованиям ГОСТа и СНиПа на определенных этапах работ, смета утверждается заранее. Итак, испытания буронабивных свай производятся:
- В процессе проведения изысканий грунтов;
- Перед началом процессов рабочего проектирования фундамента со сваями;
- При осуществлении тестовой забивки буронабивных свай;
- При проведении приемки уже законченных работ.
В итоге составляется акт испытания свай динамической нагрузкой. Стоит отметить, что динамические и статические испытания буронабивных изделий и исследования грунтов производятся:
- С целью определения уровня степени неоднородности грунтовых структур, в пределах строительной площадки.
- Для проведения оценки и сравнения параметра несущей способности и нагрузки производимой сваями.
- С целью обнаружения несущих слоев грунтов и ослабленных участков свайного поля.
- Для получения точных и достоверных данных о несущей способности свай после их забивки.
ГОСТ и СНиП позволяет при проведении испытаний использовать то же оборудование, что и при осуществлении забивки, эти положения четко обозначают нужное расстояние между сваями при проведении работ.
Конечный результат испытания буронабивных изделий представлен в виде полученной величины отказа свай. Это глубина, на которую погружается свая при одном ударе молота.
Все текущие измерения буронабивных свай производятся при помощи специального прибора – отказометра. При произведении замеров, параметр точности такого устройства равен 1 мм.
Данный аппарат при соответствующей настройке может производить точные замеры расстояния между сваями. Все этапы проводимых измерительных работ проводятся согласно требованиям СНиПа.
Основные преимущества испытания динамической нагрузкой
Метод динамических испытаний имеет ряд неопровержимых преимуществ перед статическим методом. При реализации такого метода доступна высокая степень мобильности, он достаточно экономичен и применим ко всем видам существующих в настоящее время свай.
Представленный метод дает реальную возможность значительно увеличить параметр несущей способности изделия. Все это производится в соответствии с положениями СНиПа.
Такое увеличение параметра возможно в том случае, если свая, во время осуществления забивки, погружается своим острием в слабый слой, который имеет большую сжимаемость.
В грунтах глинистого типа, которые отличаются своей однородностью в пределах площади фундамента здания, при осуществлении погружения свай на одинаковую глубину, величина отказов может разниться.
Вкупе с небольшим интервалом погружения предоставленные данные могут вводить в заблуждение, в связи с чем может сформироваться мнение от разных значениях несущей способности изделий.
В таком случае рекомендуется внимательно сверить полученные результаты с теми, которые были получены в ходе проведения статических изысканий. В процессе выявится одно общее значение уровня сопротивляемости представленных железобетонных изделий.
Технология проведения динамических испытаний
В большинстве случаев, проведение динамических испытаний инициируется три раза. Первый раз все действия производятся над уже имеющимися в наличии изделиями, которые отобраны для проведения работ и строительства. Это происходит до начала действий с проектом свайного фундамента.
В процессе определяется показатель уровня неоднородности грунтовых отложений в том месте, где будет производиться строительство.
Следующий после этого этап производится непосредственно в момент забивки. В процессе производится оценка несущих качеств изделия и исследование свойств несущих грунтовых слоев и ослабленных участков.
После окончания работ производится заключительный этап испытания. Он дает самые достоверные данные о несущих способностях после того, как они некоторое время побыли в грунте.
При осуществлении забивки в процессе наблюдения за текущими изменениями отказов можно выявить те слои грунта, которые являются несущими.
Также это позволяет произвести сравнительную оценку параметров несущей способности уже забитых изделий, для того, чтобы выявить возможные ослабленные участки.
В слоях глинистого типа пробная забивка производится с помощью молота, который проводит короткую серию ударов. Это позволяет сохранить нетронутой структуру грунта.
Все текущие динамические испытания проводятся при содействии того оборудования и техники, которое задействовалось при выполнении основного спектра работ.
По завершению становится доступным значение величины отказа. Оно равно степени погружения изделия в грунт после осуществления по нему одного удара молотом.
Точность тех данных, которые будут получены, напрямую коррелирует с высотой молота и удельным весом его ударной части.
Сюда также входить параметры веса сваи, и ее наголовника. Некоторое внимание уделяется уровню точности производимых замеров при упругих перемещениях изделия в грунте после нанесения удара.
Испытания грунтов
При строительстве здания и последующем его вводе в эксплуатацию грунты песчаного и глинистого типа подвергаются уплотнению в результате влияющей на них статической нагрузки.
Испытания грунтов оказывает очень серьезное влияние на весь процесс возведения здания. Это связанно с тем, что от параметров несущей способности грунта напрямую зависят характеристики прочности и устойчивости всей строящейся конструкции.
Эта процедура производится для того, чтобы подробно изучить физико-механические характеристики грунтов, определить особенности их геологической структуры и выявить условия, которые оказывают влияние на равновесие всей почвенной массы на данном участке. В большинстве случаев проводятся два обязательных этапа испытаний такого типа.
- Лабораторные.
- Полевые.
Лабораторные позволяют определить нужные параметры физико-механических качеств грунтов, а полевые выявляют уровень сопротивления почвы в ее естественных условиях.
Проводимые работы помогают составить наиболее оптимальный график выполнения работ и спрогнозировать степень устойчивости будущего здания.
Кроме того, это способствует выбору наиболее эффективного способа, направленного на укрепление фундамента. Эти процедуры также проводятся для того, чтобы избежать обрушения возведенных зданий.
Испытания могут проводиться не только на открытых строительных площадках, но и при исследовании уже готово фундамента. Если строительство осуществляется на старом фундаменте, то грунт обязательно подвергается процедуре обязательного изучения.
Статическое испытание свай
При выборе оборудования, которое необходимо для корректных испытаний такого рода, ориентировка осуществляется на особенности способа, посредством которого будет проводиться погружение. Сейчас активно применяются такие способы, как:
- Проведение укладки нужного груза на платформу, установленную на сваях;
- Применение натяжной муфты или лебедки;
- Применение гидравлического домкрата и использование его усилия;
- Использование собственного удельного веса СВУ.
Статическое испытание свай начинается с того, что обозначается численность уже существующих изделий, и тех мест, где будет производиться их дальнейшая забивка.
После этого производится погружение пробных железобетонных конструкций. Все текущие испытательные работы проводятся с участием тех конструкций, которые лежат в областях с наихудшими грунтовыми условиями.
Все испытательные работы начинаются с того, что выжидается период «отдыха» сваи. Те конструкции, погружение которых будет производиться с помощью других способов, приводят в готовность не раннее, чем за сутки до начала процесса.
Все работы начинаются только после того, как изделие, изготовленное из бетона, застывает на 80% своей прочности. Все работы производятся равномерно без осуществления ударов и с соблюдением степеней нагрузки на конструкцию. Порядок действий устанавливается заранее и отображается в программе испытаний.
При осуществлении заглубления нижних концов конструкции в грунты обломочного типа допускается достижение трех ступеней (уровней) нагрузки, которые составляют 1/5 всех нагрузок, объединенных суммарно.
Первая пробная свая должна обладать высокой прочностью, благодаря этому может быть обеспеченно получение всех необходимых характеристик. В случае необходимости свая подвергается усилению с помощью подключения внешней обоймы.
Динамическое испытание свай автокраном (видео)
Нет похожих записей.
При составлении проекта любого дома, помимо всего прочего, следует определиться и с тем, каким будет его фундамент. Разновидностей оснований для зданий существует несколько. При этом самым надежным считается свайный. Возводят такие конструкции обычно на грунтах со слабой несущей способностью. При этом сваи заглубляются в землю до достижения плотных слоев. Подобное решение позволяет придать зданию максимальную устойчивость и полностью исключает возможность подвижек, а следовательно, и разрушения несущих конструкций. Перед возведением оснований этого типа часто производится такая процедура, как испытание свай. Выполняется такое мероприятие с соблюдением определяемых СНиП и ГОСТ нормативов.
Что представляет собой свайный фундамент
Впервые основание этого типа было сооружено под домом в 1838 году. Использовался такой фундамент изначально только при строительстве зданий на воде и болотистых участках. Позднее сваи начали ставить под домами в зоне вечной мерзлоты и просто на не слишком прочных грунтах. В наше время фундаменты этого типа могут возводиться в том числе и на склонах.
В основе конструкции такого основания лежат длинные опоры, собственно и называемые сваями, соединенные горизонтальным ростверком. Последний может представлять собой как бетонную сплошную плиту, так и ленту. В грунт опоры, в зависимости от их конструкции, или забиваются, или ввинчиваются.
Плюсы и минусы свайных оснований
Сваи, методы полевых испытаний которых бывают разными, изготавливаются только из очень прочных материалов. Обычно это сталь или железобетон. Основными достоинствами являются:
возможность использования на нестабильных грунтах;
возможность проведения работ при любых погодных условиях;
относительно низкая стоимость;
высокая степень надежности.
Помимо всего прочего, к плюсам таких фундаментов относят и то, что возведенные на них здания практически не дают усадки. Недостатков у свайных оснований очень мало. Но они все же, конечно же, имеются. К минусам таких фундаментов относят в первую очередь:
необходимость использования спецтехники при возведении;
невозможность обустройства под зданием цокольного этажа.
Основные технологии определения несущей способности
Перед возведением фундамента проектирующей организации, помимо всего прочего, следует определиться и с такими параметрами, как диаметр и длина свай. Опоры в первую очередь должны, конечно же, надежно удерживать сооружение. Но при этом во время возведения фундамента следует постараться также и избежать ненужных расходов.
Для того чтобы узнать в точности, каким именно запасом прочности отличается та или иная опора, могут использоваться разные способы:
математический расчет с учетом требований СНиП;
статическое испытание и стальных;
динамическое испытание.
Последние две методики по-другому называют испытанием грунтов сваями. Проводить такие процедуры можно на любых этапах строительства — во время изысканий, при проектировании, при погружении самих опор и т. д.
В большинстве случаев при определении несущей способности опор проводятся одновременно и расчет их сопротивления по формуле, и испытания. Далее за основу принимается наименьшее из полученных значений. Это позволяет в конечном итоге возвести максимально надежный фундамент. Конкретные методы испытания сваи в полевых условиях выбираются обычно в зависимости от состава грунта.
Формула по СНиП
Эта методика определения степени сопротивления сваи нагрузкам является самой простой и при этом наименее точной. Выглядит формула расчета прочности опоры следующим образом: Fdu= R*А + u*Σ γcf∙fi∙h, где:
R - сопротивление грунта того или иного состава под подошвой (определяется по таблице);
A — площадь основания сваи;
fi — среднее значение сопротивления боковой поверхности опоры (зависит от материала изготовления);
u — периметр сечения сваи;
hi — толщина слоя грунта.
Для буронабивной сваи, диаметр которой может доходить до 1.5 м, а длина — до 40 м при строительстве дома на глинистом грунте эти параметры будут иметь такие значения:
R для глинистого грунта - 794 кПа.
А = π∙d2/4 = 3,14 * 0,8/4 = 0,5 м2.
u = π∙d = 3,14 * 0,8 = 2,5 м.
Σ γcf∙fi∙hi = 222 (определяется с помощью табличных значений fi и hi).
Подставив эти данные в формулу, можно получить такой результат Fdu = 794 * 0,5 + 2,5 * 222 = 952 кН = 95,2 т.
Когда необходимы статические испытания свай
Эта методика позволяет определить несущую способность опор максимально точно. Однако обходятся статические испытания обычно довольно-таки дорого. Также недостатком этой технологии считается то, что она занимает очень много времени. От начала проведения работ до получения конкретного результата при использовании такой методики обычно проходит не менее недели. Но чаще этот временной промежуток бывает еще более длительным.
Проводятся статические испытания обычно только в случае особой необходимости. К примеру, при при угрозе обрушения зданий старой постройки. Также по этой технологии часто проверяются глинистые грунты. Методы полевых испытаний сваями на таких участках могут использоваться разные, в том числе и динамические. Но статические дают все же наиболее достоверный результат. То же самое касается и насыпных грунтов (из строительного мусора) или лессов.
Каким образом проводятся статические испытания: общая схема
Определяют несущую способность свай по этой технологии путем моделирования механизма их работы на специально отведенной площадке — с наихудшими для данного конкретного объекта грунтовыми условиями. Это позволяет получить максимально точный результат. Проводятся полевые испытания грунтов сваями по статической технологии в несколько этапов. Сначала опоры забиваются в землю до условного уровня. Затем им дают выстояться в течение 3-20 дней, в зависимости от состава земли. Это необходимо для того, чтобы в грунте восстановились структурные связи.
Далее испытуемую сваю поэтапно (ступенями), также с выстаиванием, нагружают, каждый раз измеряя осадку с помощью специальных инструментов. В талых грунтах общая продолжительность этой процедуры составляет обычно около 2-х дней, в вечной мерзлоте — примерно 10. Необходимая нагрузка при испытании свай может создаваться с использованием установок:
с анкерными сваями и системой балок;
с грузовой платформой, используемой в качество упора для домкрата;
с тарированным грузом;
комбинированных.
Помимо этого, статические испытания свай могут производиться с использованием выдергивающих нагрузок. В данном случае в качестве основного оборудования применяются домкраты.
Подготовительные мероприятия
Начинать работы по определению несущей способности по статической методике, согласно нормативам, можно только после того, как прочность бетона свай достигнет 75 %. Опоры предварительно осматриваются на предмет наличия сколов и других дефектов. К испытаниям допускаются только качественно изготовленные сваи. При необходимости их головы усиливают с использованием внешней обоймы. Сколы в некоторых случаях допускается заделывать цементно-песчаной смесью.
Одну из свай перед проведением испытаний готовят в качестве эталонной. Перед забиванием ее, помимо всего прочего, проверяют на прямолинейность. Также внимательно осматривают места ее стыковки на предмет изношенности. Отклонения по прямой у таких опор, согласно нормативам, не должны быть выше 10 мм по всей длине в любой из плоскостей.
Помимо осмотра, испытание свай предполагает проведения такого вида подготовительных работ, как насыщение грунта влагой. Ведь земля под домом в последующем сухой будет далеко не всегда. А следовательно, и нагрузка на сваю может оказаться более высокой чем в обычных условиях. Для увлажнения грунта при испытаниях по периметру площадки выкапываются траншеи шириной 0.5 м и глубиной 1-1.5 м. Иногда также бурятся скважины (обычно в количестве 3-х штук). Их диаметр чаще всего составляет 20 см. Располагают скважины также на краю площадки.
Во время проведения испытаний следят за тем, чтобы уровень воды в шахтах и траншеях оставался постоянным. Минимальное время замачивания грунта СНиП определяют как 24 часа на каждый метр глубины. Однако этот показатель может изменяться в зависимости от состава земли.
Особенности технологии
Выполняя собственно сами полевые испытания свай статические, следят за тем, чтобы вертикальная нагрузка была максимально отцентрирована. Осадку на каждой ступени измеряют с помощью индикаторов почасового типа с ценой деления 0.01 мм.
При погружении свай в грунт неизбежно возникают разного рода реактивные усилия. Через систему блоков они передаются на анкерные сваи, являющиеся опорами используемой для создания нагрузки установки. Контроль за этими элементами также осуществляется с помощью почасовых индикаторов. Согласно нормативам, максимально допустимое значение их выдергивания составляет 0.2 см. Показания всех установленных приборов в обязательном порядке снимаются на каждой ступени проведения испытаний. Далее они регистрируются в специальном журнале.
опор согласно ГОСТ
Как уже упоминалось, перед проведением каждого этапа испытаний сваи положено выстаивать. Время отдыха опор определяет ГОСТ. Испытание грунтов сваями по статической технологии выполняется с учетом их состава. Какие именно в данном случае существуют соотношения, можно узнать из таблицы, представленной ниже.
Определяют тип грунта на месте возведения здания путем проведения лабораторных исследований.
Динамические испытания: в каких случаях проводятся
Плюсами этого способа являются дешевизна и небольшие временные затраты. Однако по точности получаемых результатов динамические испытания статическим уступают. Проводят их очень часто и практически на всех значимых объектах одновременно с выполнением математических расчетов несущей способности свай. Оборудование при этом в большинстве случаев используется то же, что и собственно при выполнении работ по возведению фундамента.
Динамические испытания свай: общая схема
По мере погружения сваи в грунт происходит уплотнение последнего. Проявляется это в том, что одновременно с заглублением острия уменьшается отказ сваи. В конечном итоге опора и вовсе прекращает входить в грунт. Динамический метод расчета, по сути, представляет собой попытку связать величину отказа сваи и ее несущую способность. В общем виде это выражается в формуле: G*H=Fu∙Sa+G*h+α∙G∙H, где:
G*H — работа молота;
Fu∙Sa — работа на погружение;
α∙G∙H — работа на неупругие деформации;
G∙h — работа на упругие деформации;
Sa — отказ сваи в метрах;
Fu — предельное сопротивление опоры нагрузке (кН);
А — коэффициент превращения части энергии в тепловую.
Параметр Sa определяется обычно как среднее значение погружения сваи при серии ударов (от 4 до 10). Измеряют отказ испытуемых опор с помощью разных приспособлений (отказомера, рулетки, мерной линейки).
Испытание грунтов сваями динамическое должно производиться с использованием достаточно тяжелого молота. Дело в том, что с увеличением его веса растет и точность расчета.
При проведении испытаний фиксируются:
количество ударов молота;
величина отказов после погружения до заданной отметки;
коэффициент засасывания (отношение отказа при забивке к отказу при добивке).
Особенности проведения динамических испытаний на разных видах грунта
Песок при применении такой технологии по мере забивания свай равномерно уплотняется. На глинистых грунтах же наблюдается совершенно другая картина. Сначала, как и в песке, происходит постепенное уменьшение отказов. Но с определенной глубины этот показатель меняться прекращает. Иногда даже наблюдается увеличение отказов. В связи с этим может сложиться впечатление, что забивка свай не дает повышения их несущей способности. Однако это, конечно же, не так. Уменьшается сопротивление глины прежде всего из-за ее ударного разжижения.
Именно из-за этого эффекта полевые испытания грунтов сваями на таких участках принято проводить статическим методом. В некоторых случаях можно использовать и динамический. Но при этом после разжижения грунта следует сделать перерыв в работе на неделю-другую.
На песчаных участках во время динамических испытаний иногда наблюдается обратный эффект. После перерыва в забивке свай на некоторое время, отказы начинают увеличиваться. Связано это прежде всего с переуплотнением грунта под острием сваи. В связи с этим по нормативам динамические испытания на песчаных участках производится через трое суток после забивки свай, а на глинистых — через 6 дней.
О чем стоит знать
Динамическое испытание свай в определенных ситуациях может показывать либо слишком завышенный результат несущей способности, либо наоборот — заниженный. Связано это прежде всего со слоистой структурой грунта. Свая может прорезать плотный слой и войти в более рыхлый или же наоборот. На таких сложных грунтах зачастую неточные результаты показывают даже и статические испытания. Именно поэтому перед началом проведения работ на участке обязательно следует производить тщательные геологические изыскания.
Чем следует руководствоваться
Проводится испытание свай с соблюдением нормативов, предписываемых следующими документами:
ГОСТ 5686-96 «Грунты. Методики испытаний сваями»;
СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»;
СНиП 3.02.02-87 «Основания, земляные сооружения, фундаменты»;
СП 50-102-203 «Устройство и проектирование свайных фундаментов»;
ГОСТ 25258-82 «Метод полевого определения температуры»;
Межгосударственный стандарт к проведению геологических изысканий (Беларусь, Казахстан, РФ).
Перед проведением статических испытаний составляются техническое задание, проект выполнения работ, а также чертятся план строительной площадки и ее По окончании всех полевых работ и после проведения математических расходов определяются оптимальные диаметр и длина свай.
Еще задолго до начала строительства капитального сооружения производится целый комплекс мероприятий, обеспечивающих правильный выбор и дальнейшие расчеты конструктивных элементов, в частности, фундаментов. Испытание свай выполняется на этапе инженерных изысканий и контрольных проверок в период строительства. В процессе работ определяется несущая способность и возможные деформации, после чего данные сверяются с расчетными показателями, указанными в проектной документации. При необходимости, производится корректировка типа и габаритов свай, а также технологии их заглубления.
Общие положения
Полевые испытания свай проводятся до начала их массовой установки. Основным документом, регламентирующим порядок работы, является ГОСТ 5686-2012. На него ссылаются СНиП и СП, определяющие правильность расчетов и устройства свайных фундаментов.Следует отметить, что данный государственный стандарт не охватывает грунтовые породы:
- крупнообломочные, в составе которых содержится объемных включений более 40%;
- набухающие либо засоленные, в случае требования их замачивания для проведения испытаний.
Рассматриваемый ГОСТ не имеет ничего общего с исследованиями, проводимыми в целях определения выносливости свай при возникновении сейсмических или нетипичных динамических нагрузок, появляющихся в процессе эксплуатации объекта.
Испытание грунта производится сваями:
- натурными, не отличающимися от обычных по размеру, материалу и конструкции;
- эталонными, представляющими собой составную оболочку из металла d=114мм, заглубляемую методом забивания;
- зондами – в виде металлических свай d=127мм с заостренными наконечниками и муфтами трения.
Соответствующие СНиП и ГОСТ допускают динамические и статические варианты испытания грунтов сваями. В процессе проверки определяется неоднородность погружения свай, а также зависимость их подвижек от временных факторов и нагрузок. Площадки и число точек испытаний определяется проектом, учитывающим наиболее характерные места застраиваемой территории.
Техническим заданием на проведение испытательных работ является специально составленная программа полевых испытаний.
Особенности динамических испытаний
Под динамическими нагрузками понимают воздействие ударов или вибраций на забивную сваю. Такой метод дешевле и проще статического варианта испытания, но он не подходит для винтовых и буронабивных свай.
Следует отметить, что динамические испытания свай выполняют после их заглубления и «отдыха», продолжительность которого находится в зависимости от грунтовых условий и назначается программой полевых испытаний. При забивке, согласно СНиП, должно применяться то оборудование, которое предполагается использовать в основных работах. Исследования определяют показатели:
- несущей способности – по отказу, принимаемому усреднено с учетом значений погружения сваи после одного удара или минутной вибрации;
- однородности грунтовых слоев – по сопротивляемости заглублению;
- возможности погружения на проектную глубину.
Итоги заносят в акт испытания свай динамической нагрузкой, а для установления стоимости работ составляется смета.
Особенности статических испытаний
Проверка производится с использованием вдавливающих или выдергивающих нагрузок, а также горизонтальных усилий. Как указано в СНиП, испытания забивных свай могут выполняться только после их «отдыха», а буронабивных или инъекционных – не ранее приобретения бетоном 80-процентной прочности.
В случае испытания свайной конструкции вдавливающими усилиями, воздействие на нее выполняют равномерно и безударно, но ступенчато. Данное условие касается как нагрузки, так разгрузки сваи. Все результаты фиксируются в соответствующем журнале.
Для контрольных испытаний забивных и буронабивных свай применяют принцип волновой теории удара, заключающийся в нанесении резкого мощного толчка подвесным молотом в направлении вертикальной оси, что способствует определению сопротивления грунта и моделированию осадки фундаментного ствола.
Статические испытания свай на выдергивающую нагрузку не используют для бетонных, винтовых, буронабивных, составных и уширенных книзу свай. Горизонтальные усилия прилагают как минимум в двух точках, фиксируя возможные отклонения свайного столба. Нагрузки в этом случае принимают не по таблицам СНиП, а по указанным в проектной документации расчетным показателям.
Что входит в программу полевых испытаний
На основании определенного перечня документации, различных характеристик и требований составляется программа испытания грунтов сваями. ГОСТ указывает, что на этапе инженерных изысканий должны учитываться:
- результаты аналогичных исследований, проводившихся ранее для близрасположенных зданий;
- прогноз возможного изменения гидрогеологических условий;
- конструктивные особенности проектируемого объекта;
- расчетные нагрузки на конструкцию фундамента;
- проектные отметки низа ростверка и уровень планировки территории;
- предполагаемые перемещения фундаментных конструкций с учетом эксплуатационных условий.
Программа для контрольных испытаний грунтов сваями составляется, опираясь на принятые в проектной документации:
- виды и габариты свай;
- варианты погружения конструкций;
- расчетные усилия и нагрузки;
- грунтовые условия площадки.
В число регламентируемых ГОСТ пунктов программы входит:
- количество подвергаемых проверке конструкций;
- точки испытаний в плане;
- максимальные нагрузки, минимальные перемещения и деформации;
- способы и глубина погружения, включая проектный отказ;
- продолжительность «отдыха» или набора прочности для буронабивных свай;
- схемы испытательных установок, направленность и характер нагрузок.
Одно из приложений ГОСТ указывает требуемое количество исследуемых точек. При динамических способах испытаний – до 1% всех свай, но более шести штук. При вдавливающих статических усилиях – до 0,5%, но более двух единиц, а при выдергивающих – более 2% или трех свай. Подобные требования выдвигает и СНиП.
В состав программы испытаний грунта сваями должно входить ТЭО (технико-экономическое обоснование), подтверждающее или опровергающее смысл проведения исследований.
Смета
Исходя из основного перечня работ, составляется смета, в которой перечисляется детальный список производимых мероприятий с расчетом их стоимости. В нее входит:
- тариф за перевозку оборудования;
- стоимость машино-смен на период работы;
- расценки за вынужденный простой во время монтажа и демонтажа механизмов;
- оплата испытания свай;
- дополнительные расходы, включающие затраты на топливо и амортизацию.
Согласно данным специализированных компаний, стоимость динамического испытания, подтвержденного лабораторным заключением, может составить не менее 8тыс.р. за одну сваю, а статического – более 40тыс.р.
Любые испытания грунтов сваями допускается проводить на различных этапах строительства – как на этапе изыскания, так и до начала проектирования, во время самого процесса погружения элементов, в период приемки погруженных свай.
Различают несколько целей испытания грунтов сваями статической нагрузкой, они будут зависеть напрямую от этапа:
- На этапе изысканий любое испытание статической нагрузкой обычно выполняют с целью выбора нужной длины, диаметра сечения свай, правильной оценки несущей способности.
- Во время погружения испытываемых элементов и их выемки главной целью статических испытаний станет определение соответствий их фактической несущей способности и правильное сопоставление ее с расчетной, той, которой принята в проекте.
То есть любое испытание статической нагрузкой производят для того, чтобы выяснить, есть ли соответствие показаний реальной несущей способности таких свай с проектной нагрузкой. Полученные данные во время статических испытаний обычно существенно отличаются своей точностью и достоверностью, в отличие от динамических испытаний. Но вместе с этим статические более сложные, дорогие и трудоемкие по сравнению с динамическими, потому и назначаются зачастую при строительстве более сложных, крупных объектов с огромным в фундаменте.
При выборе методики ведения испытаний статической нагрузкой, а также количества и оценки результатов, достигаемых статической нагрузкой следует учитывать такие моменты:
- получаемые при таких проверках количество и данные с высокой степенью точности характеризуют несущую способность на вдавливание испытываемого элемента по сравнению с полученными данными испытаний при динамической нагрузке либо способом зондирования грунта;
- увеличение временного промежутка воздействия статической нагрузкой (продолжительность и количество испытаний) на вновь испытуемую сваю ведет к росту перемещений, но почти совсем не оказывает никакого влияния на величину этой предельной нагрузки;
- полученные данные о результатах испытаний каких-то одиночных элементов, которые находятся в кусте, характеризуют с нормальной степенью приближенности предельной нагрузкой во время работы в составе фундамента, но никак не могут быть непосредственно применены при оценке величин либо горизонтального перемещения фундамента в целом;
- само предельное положение сваи по условию своей (предельное сопротивление по грунту) характеризуют началом приоритета перемещений испытываемой сваи при неизменной ступени увеличения прикладываемой к ней нагрузки.
Вернуться к оглавлению
Что необходимо для удачного испытания при статических нагрузках?
Выполняют статическое испытание всех свай на вдавливающие и на выдергивающие нагрузки, обязательно применяя специальную установку.
Зачастую она включает в себя следующие элементы:
- нагружающие устройства: домкраты либо платформы с грузом, массу которых можно будет произвольно поменять;
- опорная конструкция, состоящая из железобетонных, металлических ферм, имеющая анкерные сваи, которая будет передавать нагрузку на испытываемый элемент;
- устройство для замера величины осадки сваи, находящейся под нагрузкой (должна быть точность измерения приблизительно до 0,01 мм), включающее в себя несколько специальных измерительных приборов, качественно объединенных в целую систему.
Вернуться к оглавлению
Технология проведения статических испытаний свай
Процесс статических испытаний свай всегда начинается с определения количества испытуемых свай, будущих мест их забивки. И только после этого в некоторых определенных местах погружают несколько пробных свай. Все испытания во время забивки и приемки производятся на сваях, которые расположены в местах с самыми худшими для этого объекта грунтовыми условиями либо давших наибольший отказ при забивке.
Испытания грунта статической нагрузкой следует начать после ее отдыха. Для тех свай, которые погружены другими способами, начало испытаний определяют программой таких испытаний, но не раньше, чем через сутки после погружения. Во время испытаний набивными (буронабивными) сваями начало испытаний назначают не раньше достижения бетоном 80% прочности. Проведение испытаний талых грунтов статической вдавливающей нагрузкой выполняют равномерно, без каких-либо ударов, ступенями нагрузки, значение и количество коих устанавливает программа испытаний. При заглублении всех нижних концов подобных натурных свай в крупные обломочные грунты, плотные пески и глинистые грунты твердой консистенции допускают первые 3 ступени нагрузки принимать равными 1/5 всей нагрузки.
Перед осуществлением любых статических испытаний следует тщательно спланировать поверхность выбранного грунта вокруг наиболее опытной сваи. Загрузочный предмет монтировать так, чтобы обеспечить точно центральное приложение строго вертикальной нагрузки. Пробная свая обязательно должна иметь нужную прочность материала, которая обеспечит получение всех требуемых характеристик и особенностей несущей способности грунта. А при необходимости голову сваи усиливают при помощи внешней обоймы. Непосредственно перед испытанием элементы должны отстояться какое-то время. Это делается для того, чтобы восстановились все структурные связи в грунтах и, соответственно, пробная свая показала наиболее реальный результат. Время-отдых перед всеми испытаниями согласно ГОСТ составляет:
- отдых 1 сутки – когда под острием свай есть крупнообломочные грунты либо плотные пески;
- отдых 3 суток – срок, рассчитанный для песчаных грунтов;
- отдых 6 суток – для глинистой почвы и разнородных грунтов;
- отдых 10 суток – для песков, насыщенных водой.
Зачастую отдых должен быть 6-7 дней со времени забивки.
Испытываемые сваи нагружают ступенями, переходить к следующей ступени нагружения можно после условной особой стабилизации осадки на предыдущих ступенях.
Для того чтобы измерить осадки испытываемых свай, устанавливают индикаторы почасового типа, имеющие цену деления 0,01 мм. Появляющиеся реактивные усилия, которые возникают при нагружении любой испытываемой сваи, передаются сразу через систему балок непосредственно на анкерные сваи. Для регистрирования возможного выдергивания и выпада анкерных элементов статистической нагрузкой на каждый элемент устанавливают по 2 индикатора часового типа, имеющих деление 0,01 мм. С учетом возможного удлинения верхушки арматурного каркаса любое выдергивание анкерных свай в момент испытания не должно быть больше 0,2 см.
Перед всеми нагружениями берут нулевые отсчеты и количество по всем имеющимся приборам. И на каждой ступени перед статической нагрузкой снимают также отсчеты по всем имеющимся приборам. За критерий некой условной стабилизации деформации перед нагрузкой обычно принимают скорость осадки свай на этой ступени нагружения, которая на превышает 0,1 мм за последние 60 либо 120 мин наблюдений. А за частное значение самого предельного сопротивления испытываемых элементов статистической нагрузкой принимают нагрузку, при которой уже прекращено нагружение элементов.
Вернуться к оглавлению
Методы статистических испытаний
Правильный выбор нужного оборудования и инструментов для статических испытаний напрямую зависит от принятого метода нагружения. В современном строительстве выделяют следующие методы нагружения:
- укладка взятого груза на платформу, которую устанавливают на сваю;
- использование натяжных муфт и лебедок;
- применение всех усилий гидравлических домкратов;
- применение только собственного веса.
Достаточно огромное распространение получил метод статического испытания с применением гидравлических домкратов – он считается наименее трудоемким и наиболее дешевым.
Расчет несущей способности заложенных в проект типов свай базируется на результатах проведенных предварительно инженерно-геологических изысканий. Для определения фактического показателя несущей способности, оптимального вида, типоразмера и шага свай проводят полевые испытания, которые могут быть статическими либо динамическими.
Испытание статическими нагрузками
Полевые испытания и обработка материалов изысканий выполняются в соответствии с ГОСТ 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями», СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты» актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 и по разработанной нашими специалистами программе проведения испытаний и согласованной с заказчиком. Результатом испытаний является отчет, снабженный графиками зависимости осадки сваи от нагрузи и измерения деформации во времени по ступеням нагружения с указанием фактической несущей способности каждой из испытанных свай в соответствии с ГОСТ 5686-20125 и СП 24.13330.2011.
Статические испытания 2016/17 гг.
| № | Вид работ | Объект | Дата | Фото |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Статическое испытание на вдавливание грунтов сваей 300x300 мм, дл. 7,00 м, на нагрузку 52т. | "Центр фехтования для учебно-тренировочных занятий" по адресу: Московская область, г. Химки, микрорайон Новогорск | 02.2016 | |
| 2 | Статическое испытание на вдавливание грунтов сваей Ø 250мм, дл. 13,50 м, на нагрузку 37т. | "Складская база, расположенная по адресу" Московская область, Раменский район, с. Быково, ул. Колхозная, участок 16/3 | 02.2016 |  |
| 3 | Статическое испытание на вдавливание грунтов сваей Ø 350мм, дл. 12,75 м,на нагрузку 38т. | Устройство свай для фундаментов нового складского блока АО «НИКИЭТ»по адресу: г. Москва, 2-ой Иртышский проезд | 05.2016 |  |
| 4 | Проведение статического испытания (буроинъекционные сваи Ø 200мм) | Усиление фундаментов здания расположенного по адресу: г. Москва, 1-й Тружеников переулок. | 06.2016 |  |
| 5 | Статическое испытание на вдавливание грунтов сваей Ø 219 мм, дл. от 8,5 м - до 15,75 на нагрузку от 18 т до 78 т. | Реконструкция и реставрация с приспособлением для современного использования объекта «Политехнический музей» по адресу: г. Москва, ЦАО | 07.2016 |  |
| 6 | "Строительство индивидуального дома"по адресу: ДНП "Медвежье озеро" вблизи д. Кузьменки, Щелковского района. | 08.2016 |  |
|
| 7 | Статическое испытание на вдавливание грунтов сваей Ø 250мм, дл. 8,70 м, на нагрузку 22,4т. | "Реконструкция и техническое перевооружение, лабораторно-конструктивного корпуса (ЛКК) ОАО "Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Вымпел" им. И.И. Торопова" по адресу: г. Москва, Волоколамское шоссе. | 08.2016 |  |
| 8 | Статическое испытание на вдавливание грунтов сваей Ø 273мм, дл. 5,60 м, на нагрузку 24т. | "Строительство пристройки спортивного зала к зданию школы УДО «Христианская школа имени Хингсона» г. Москва, ул. Новочеремушкинская, д. 39, корп. 3 | 09.2016 |  |
| 9 | Статическое испытание на вдавливание грунтов винтовой сваей стволØ 159мм, лопасть 550 мм дл. 4,00 м и 1,61 м, на нагрузку 14,4т. | Модернизация Торгово-развлекательного центра «МЕГА» (реконструкция отдельных зон). Московская обл., г. Химки, Микрорайон «ИКЕА», корп. №2, в части корректировки конструкций павильона в осях 22а-24а/L-O1 | 09.2016 |  |
| 10 | Статическое испытание на вдавливание грунтов сваей Ø 159 мм, дл. 6,35 на нагрузку 10т. | Устройство свайных фундаментов под опоры навесов на ст. Ораниенбаум Октябрьской ж.д. | 04.2017 |  |
| 11 | Статическое испытание на вдавливание грунтов сваей Ø 250мм, дл. 15,00 м, на нагрузку 22т. | "Реконструкция многофункционального общественно-культурного центра" по адресу:г. Москва, ул. Большой Кисельный пер., д.11 стр.4 | 04.2017 |  |
| 12 | Статическое испытание на вдавливание грунтов сваей Ø 800мм, дл. 7,00 м, на нагрузку 64т. | Свиноводческий комплекс с законченным циклом на 270 свиней в год» и «Скотобойня с холодильниками» в Бежецком районе Тверской области | 04.2017 |  |
| 13 | Статическое испытание на вдавливание грунтов сваей Ø 400мм, дл. 8,00 м, на нагрузку 39т. | Реконструкция объектов недвижимости (здание производственного корпуса и сооружения)» по адресу: Московская область, г. Егорьевск, Касимовское шоссе, д. 34 | 05.2017 |  |
Основные технологические нюансы
1)
К проведению работ приступают после определения проектантами количества и мест установки испытуемых свай. Среди нескольких погруженных пробных свай для испытаний выбирают те, которые при забивке продемонстрировали наименьшие отказы или которые расположены на участках с наиболее сложными грунтовыми условиями.
2) Перед началом испытаний сваям дают отстояться, что предоставляет возможность восстановиться структурным связям в грунтах. Период «отдыха» свай варьируется в пределах от 1 до 10 дней в зависимости от вида грунта. Для Москвы и Московской области этот срок обычно составляет 6 суток.
3) Испытания статической нагрузкой проводят с применением специальной установки, в состав которой входит нагружающее устройство, опорная конструкция и система измерительных приборов. В ходе испытаний производится воздействие на сваю нагрузкой определенной массы (в большинстве случаев - 1/10 проектной нагрузки). Каждая последующая ступень нагрузки выполняется исключительно после стабилизации осадки на предыдущей стадии, т.е. если величина осадки не превысила 0,1 мм за последние 30 минут.
Суть динамических испытаний заключается на выявлении связи между генерируемой молотом энергией удара в процессе забивки сваи и величиной ее погружения в грунт. Отказ сваи уменьшается по мере возрастания сопротивления грунта и по завершению испытаний вычисляют конечную величину отказа. Итоговый расчет несущей способности сваи требует учета множества сопутствующих факторов, в том числе - характеристик оборудования (используют те же виды техники, что и при проведении основных работ по установке свай).
Испытания динамическими нагрузками достаточно мобильны и менее затратны в сравнении со статическими, но во многих случаях не обеспечивают должной точности показаний.
Если строительство будет вестись на глинистых и песчанистых грунтах, то предварительно выполняют испытание грунтов сваями. Это необходимо для определения физико-механических свойств грунтов, их несущей способности и удельного сопротивления, а также для выявления их деформационных характеристик. Документы, регламентирующие подобные испытания - ГОСТ 20276-85, ГОСТ 21719-80, ГОСТ 23741-79, ГОСТ 20069-81.
При невозможности по каким-либо причинам использовать на строительном участке тяжелую технику для забивки свай, компания «БУРИНЖСТРОЙ» предлагает воспользоваться технологией устройства микросвай - эффективной, надежной и доступной по стоимости. По этой же методике может быть выполнено укрепление имеющихся фундаментов - наряду с технологиями
