Для свай стоек и висячих свай несущая способность по грунту определяется по разному

Geotekhnika_2_Lektsia / Лекции / Курс лекции геотехника 2 / ОиФ / lecture_19 / № 19 Определение несущей способности свай

где _с – коэффициент условия работы сваи = 1;  — коэффициент продольного изгиба = 1;  < 1 для свайных фундаментов с высоким ростверком.

Прочность ствола сваи должна быть обеспечена на всех этапах выполнения работ:

—

на транспортно-складских операциях теряется до 10% свай

Прочность при забивке свай, прежде всего, обеспечивается правильным выбором сваебойного оборудования:

Где Q – вес ударной части молота; q – вес сваи; Э – энергия удара; р – несущая способность сваи.

Несущая способность сваи по грунту основания

Грунт, окружающий ствол сваи может воспринимать, как правило, значительно меньшую нагрузку. Необходима проверка несущей способности.

Для свай – стоек и висячих свай несущая способность по грунту определяется по разному.

1). Несущая способность свай – стоек.

Где R – расчетное сопротивление грунта под острием сваи;

А – площадь поперечного сечения сваи; _с – коэффициент условия работы сваи; _q – коэффициент надежности.

2). Несущая способность висячих свай (свай трения).

А) По таблицам норм

N₀,N_б – сопротивление сваи, соответственно под острием и по боковой поверхности.

Р – расчетная нагрузка, допускаемая на сваю.

г

Для однородного грунта вся толща также разбивается по глубине на отдельные слои i  2 м, т.к. f_i – меняется с глубиной.

де R – расчетное сопротивление грунта сваи под острием; u – периметр сваи; f_i – расчетное удельное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи; _i — мощность i слоя грунта, где действует f_i

Несущая способность сваи, полученная расчетом, часто оказывается ниже фактической, найденной по испытаниям. Данное обстоятельство объясняется тем, что в расчетах используются осредненные табличные значения величин f_i , что является приближенным.

Для определения истинной (фактической) несущей способности сваи рекомендуется проводить испытания свай непосредственно на площадке строительства. Обычно под пятном застройки здания (сооружения) перед производством работ проводятся испытания 1 или 2 свай.

Б) Испытания свай динамическим методом

1. Явления, происходящие в грунте при забивке сваи.

Отказ при забивке свай. Понятие об истинном и ложном отказе.

Величина погружения сваи при ударе (забивке) носит название отказ.

При погружении свай через песчаные грунты величина отказа с глубиной резко уменьшается и в некоторых случаях может достигнуть нуля.

Для увеличения отказа сваи необходимо предоставить отдых, т.е. остановить забивку на 3…5 дней. За это время в около свайном пространстве восстанавливается поровое давление, грунтовая вода снова подходит к стволу сваи, трение снижается и сваю можно снова добивать т.к. отказ увеличивается относительно первоначальной величины, полученной до отдыха.

Такой же эффект может быть получен при добавлении воды в около свайное пространство во время забивки.

При погружении свай через водонасыщенные глинистые грунты величина отказа с увеличением глубины забивки может увеличиваться и свая как бы проваливается в водонасыщенное основание.

При забивке в глинистых грунтах величина отказа (е) с глубиной или становится постоянной, или увеличивается.

После отдыха в течение 3…6 недель (снятие динамических воздействий) величина отказа уменьшается. Это явление получило название «засасывание сваи».

Отказ (е) сваи во время забивки получил название «ложный».

Отказ (е) сваи после отдыха – «истинный».

Получение истинного отказа сваи в глинистых грунтах приводит к увеличению ее несущей способности. Исследования в этом направлении были проведены Новожиловым (ПГУПС).

Рнач – начальная несущая способность сваи в момент забивки;

Рmax – максимальная несущая способность сваи;

Т – период относительно быстрого возрастания несущей способности сваи;

t₁, t₂ – время испытания сваи;

Р₁, Р₂ – несущая способность сваи, соответственно в момент времени t₁ и t_2.

m – коэффициент, учитывающий скорость засасывания сваи.

Насколько повышается несущая способность сваи после отдыха?

В

Почти максимальная несущая способность при забивке

супесях – в 1,1…1,2 раза

Необходимо учитывать повышение несущей способности

суглинках – в 1,3…1,5 раз

В глинах – в 1,7…6 раз

Т = (3…6) недель

В 1911 г. профессор Н.М. Герсеванов предложил формулу для определения несущей способности свай динамическим способом:

QH – работа свайного молота;

A= Pe – работа, затраченная на погружение сваи;

В = Qh – работа упругих деформаций (подскок свайного молота);

С= QH – потерянная работа (трение, смятие, нагрев и т.д.).

QH = Pe + Qh +QH

Р – сопротивление сваи погружению (несущая способность сваи);

 — коэффициент, учитывающий потерю работы.

В результате получаем квадратное уравнение, решение которого можно представить в виде:

А – площадь поперечного сечения сваи;

е – действительный отказ сваи;

Q – вес ударной части молота;

q – вес сваи; n – коэффициент, учитывающий упругие деформации (150 т/м 2 – для ж/б сваи).

Практически, при проектировании эту формулу используют для определения величины отказа (е), определив заранее расчетом величину (Р).

Достоинства

1. Не точные результаты для глинистых грунтов

2. Малая стоимость

В). Определение несущей способности свай статической нагрузкой

Принципиальная схема испытаний

Нагрузка прикладывается ступенями по 5 т.

Каждая ступень выдерживается до полной стабилизации осадки, определяемой прогибомерами с точностью до 0,1 мм.

По данным испытаниям строятся 2 графика.

г). Определение несущей способности свай методом зондирования

Зонд может погружаться:

— вдавливанием (статическое зондирование);

— забивкой (динамическое зондирование).

Р_общ =120 кг/см 2 Р_общ — Р_ост = Р_бок =120-40=80 кг/см 2

По данным зондирования можно судить о несущей способности сваи, а также с использованием эмпирических формул определять модуль общей деформации грунта Е₀.

Преимущество данного метода – малая стоимость, возможность проведения большого количества испытаний.

Пример представления результатов зондирования.

Определение несущей способности свай

где с – коэффициент условия работы сваи = 1;  — коэффициент продольного изгиба = 1;  < 1 для свайных фундаментов с высоким ростверком.

Прочность ствола сваи должна быть обеспечена на всех этапах выполнения работ:

на транспортно-складских операциях теряется до 10% свай

Прочность при забивке свай, прежде всего, обеспечивается правильным выбором сваебойного оборудования:

Несущая способность сваи по грунту основания

Где Q– вес ударной части молота;q– вес сваи; Э – энергия удара; р – несущая способность сваи.

Грунт, окружающий ствол сваи может воспринимать, как правило, значительно меньшую нагрузку. Необходима проверка несущей способности.

Для свай – стоек и висячих свай несущая способность по грунту определяется по разному.

1). Несущая способность свай – стоек.

Где R– расчетное сопротивление грунта под острием сваи;

А – площадь поперечного сечения сваи; _с –коэффициент условия работы сваи;_q – коэффициент надежности.

2). Несущая способность висячих свай (свай трения).

А) По таблицам норм

Расчет по I предельному состоянию

N0,Nб – сопротивление сваи, соответственно под острием и по боковой поверхности.

Р – расчетная нагрузка, допускаемая на сваю.

где R – расчетное сопротивление грунта сваи под острием; u – периметр сваи; fi – расчетное удельное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи; i — мощность i слоя грунта, где действует fi

Для однородного грунта вся толща также разбивается по глубине на отдельные слои i  2 м, т.к. f_i – меняется с глубиной.

Несущая способность сваи, полученная расчетом, часто оказывается ниже фактической, найденной по испытаниям. Данное обстоятельство объясняется тем, что в расчетах используются осредненные табличные значения величин fi , что является приближенным.

Для определения истинной (фактической) несущей способности сваи рекомендуется проводить испытания свай непосредственно на площадке строительства. Обычно под пятном застройки здания (сооружения) перед производством работ проводятся испытания 1 или 2 свай.

Б) Испытания свай динамическим методом

1. Явления, происходящие в грунте при забивке сваи.

Отказ при забивке свай. Понятие об истинном и ложном отказе.

Величина погружения сваи при ударе (забивке) носит название отказ.

При погружении свай через песчаные грунты величина отказа с глубиной резко уменьшается и в некоторых случаях может достигнуть нуля.

Для увеличения отказа сваи необходимо предоставить отдых, т.е. остановить забивку на 3…5 дней. За это время в около свайном пространстве восстанавливается поровое давление, грунтовая вода снова подходит к стволу сваи, трение снижается и сваю можно снова добивать т.к. отказ увеличивается относительно первоначальной величины, полученной до отдыха.

Такой же эффект может быть получен при добавлении воды в около свайное пространство во время забивки.

При погружении свай через водонасыщенные глинистые грунты величина отказа с увеличением глубины забивки может увеличиваться и свая как бы проваливается в водонасыщенное основание.

При забивке в глинистых грунтах величина отказа (е) с глубиной или становится постоянной, или увеличивается.

После отдыха в течение 3…6 недель (снятие динамических воздействий) величина отказа уменьшается. Это явление получило название «засасывание сваи».

Отказ (е) сваи во время забивки получил название «ложный».

Отказ (е) сваи после отдыха – «истинный».

Получение истинного отказа сваи в глинистых грунтах приводит к увеличению ее несущей способности. Исследования в этом направлении были проведены Новожиловым (ПГУПС).

Рнач – начальная несущая способность сваи в момент забивки;

Рmax – максимальная несущая способность сваи;

Т – период относительно быстрого возрастания несущей способности сваи;

t1, t2 – время испытания сваи;

Р1, Р2 – несущая способность сваи, соответственно в момент времени t1 и t2.

m – коэффициент, учитывающий скорость засасывания сваи.

Насколько повышается несущая способность сваи после отдыха?

В супесях – в 1,1…1,2 раза

Почти максимальная несущая способность при забивке

В суглинках – в 1,3…1,5 раз

Необходимо учитывать повышение несущей способности

В глинах – в 1,7…6 раз

В 1911 г. профессор Н.М. Герсеванов предложил формулу для определения несущей способности свай динамическим способом:

QH – работа свайного молота;

A= Pe – работа, затраченная на погружение сваи;

В = Qh – работа упругих деформаций (подскок свайного молота);

С= QH – потерянная работа (трение, смятие, нагрев и т.д.).

QH = Pe + Qh +QH

Р – сопротивление сваи погружению (несущая способность сваи);

 — коэффициент, учитывающий потерю работы.

В результате получаем квадратное уравнение, решение которого можно представить в виде:

А – площадь поперечного сечения сваи;

е – действительный отказ сваи;

Q – вес ударной части молота;

q – вес сваи; n – коэффициент, учитывающий упругие деформации (150 т/м2 – для ж/б сваи).

Практически, при проектировании эту формулу используют для определения величины отказа (е), определив заранее расчетом величину (Р).

1. Не точные результаты для глинистых грунтов

2. Малая стоимость

В). Определение несущей способности свай статической нагрузкой

Принципиальная схема испытаний

Нагрузка прикладывается ступенями по 5 т.

Каждая ступень выдерживается до полной стабилизации осадки, определяемой прогибомерами с точностью до 0,1 мм.

По данным испытаниям строятся 2 графика.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по результатам статических испытаний

г). Определение несущей способности свай методом зондирования

Зонд может погружаться:

— вдавливанием (статическое зондирование);

— забивкой (динамическое зондирование).

Робщ = Рост + Рбок

Робщ =120 кг/см2 Робщ — Рост = Рбок =120-40=80 кг/см2

По данным зондирования можно судить о несущей способности сваи, а также с использованием эмпирических формул определять модуль общей деформации грунта Е0.

Преимущество данного метода – малая стоимость, возможность проведения большого количества испытаний.

Пример представления результатов зондирования.

д). Явление отрицательного трения

Данное явление возникает при слоистом напластовании грунтов с наличием слабых прослоев.

При наличии распределенной нагрузки будут деформироваться все слои грунта. Перемещение грунта вниз относительно ствола сваи вызовет дополнительное загружение её трением — отрицательное трение. Сваи начинают держать окружающий грунт, а не наоборот.

Значительные исследования в этом направлении выполнены Ю.В. Россихиным.

16. Определение несущей способности одиночной сваи по прочности грунта основания (по таблицам СНиП 2.02.03-85) и прочности материала сваи.

По прочности материала свая-стойка рассчитывается как центрально нагруженный сжатый стержень, без учета поперечного изгиба.

Для железобетонных свай формула расчета несущей способности по материалу выглядит следующим образом:

,

где φ – коэффициент продольного изгиба, обычно φ=1;

γ_с – коэффициент условий работы,

для свай сечением менее 0,3×0,3м γ_с=0,85;

для свай большего сечения γ_с=1;

γ_m – коэффициент условий работы бетона (0,7…1 – в зависимости от вида

R_b – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, зависит от класса бетона (кПа);

A – площадь поперечного сечения сваи, м 2 ;

γ_a – коэффициент условий работы арматуры, γ_a =1;

R_s – расчетное сопротивление сжатию арматуры (кПа);

A_s – площадь поперечного сечения арматуры, м 2 .

Несущая способность сваи-стойки по грунту определяется по формуле:

,

где γ_с – коэффициент условий работы сваи в грунте, γ_с=1;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа

А – площадь опирания сваи на грунт, м 2 .

Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия

где N — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании), определяемая в соответствии с указаниями п.3.11;

Fd — расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи и определяемая в соответствии с указаниями

17. Особенности работы кустов свай, объединённых ростверком. Распо­ложение свай в кусте.

Сваи и свайные фундаменты в современном строительстве получили широкое распространение, так как их применение позволяем значительно сократить объем земляных работ и расход бетона.

Группу свай (куст свай), образующих свайный фундамент! поверху связывают жесткой конструкцией — ростверком в вида балки или плиты, обеспечивающей равномерную передачу нагрузи от сооружения на все сваи куста и препятствующей горизонтально; смещению верхней части свай. Ростверки в большинстве случаев выполняют из железобетона. Куст свай, объединенных едины ростверком, называется свайным фундаментом, группы свай (свайный куст), устраивают под колонны или отдельные опоры конструкций, передающие значительные вертикальные нагрузки

18. Расчёт куста висячих свай по II группе предельных состояний. Условный фундамент.

Расчет осадки свайного фундамента (расчет по деформациям). Расчет по деформациям производится методом послойного элементарного суммирования для условного фундамента.. Сделать фундамент условным можно, если нижнюю границу (подошву) его определить по нижним концам свай, верхнюю – по планировке поверхности. Боковые поверхности определить по крайним рядам свай, отступив от их центра на величину, равную половине шага между ними. По этим размерам определяют поперечное сечение. Погонную нагрузку на основание определяют, как сумму веса свай и грунта, находящегося в объеме, определяемом указанным поперечным сечением на длине фундамента, равной 1 м.

— средневзвешенный угол внутреннего трения

• угол рассеивания напряжений

по длине ствола сваи. Давление по подошве условного фундамента: Необходимое соблюдение условия: SS_u (Расчет по II предельному состоянию) АБВГ – условныйфундамент19. Особые случаи работы свай в условиях возникновения отрицатель­ного трения. Сваи, работающие на выдёргивание. Если по тем или иным причинам осадка окружающего сваю грунта будет превышать нагрузку самой сваи, то на ее боковой поверхности возникнут силы трения , направленные не вверх, как обычно, а вниз – отрицательное трение. При расчете свай всех видов как на вдавливающие, так и на выдергивающие нагрузки продольное усилие, возникающее в свае от расчетной нагрузки N, следует определять с учетом собственного веса сваи, принимаемого с коэффициентом надежности по нагрузке, увеличивающим расчетное усилие. Для свай, работающих на выдергивание (изгиб), глубина их заделки в ростверк принимается из условия обеспечения прочности заделки Перемещению сваи вверх препятствует трение по ее бо­ковой поверхности и вес сваи. Несущую способность сваи, работающей на выдергивание, определяют по формуле F_du= _cu ∑ с_ff_i h_i+ _tG_p, где t –коэффициент надежности по нагрузке, обычно принимаемый равным 0.9; Gp-вес сваи, кН; где ус — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1; γcf — коэффициенты условия работы грунта соответственно по боковой поверхности сваи, зависящий от способа ее погру­жения Коэффициент условий работы свай в грунте с при их длине h4 м — равным 0,8. При проектировании линий электропередачи в случае кратковременных нагрузок значениес берут несколько большим, согласно СНиП 2.02.03-85. Значение Fdu можно определять также испытанием свай на выдергивание. Ввинчиваемые(лопастные)сваи целесообразно применять, когда с поверхности залегают слабые грунты, подстилаемые малосжимаемыми, и для устройства фундаментов, работающих на выдергивание. Давление на грунт основания такими сваями передается через винтовые лопасти диаметром до 2 м. Для завинчивания легких металлических анкерных свай применяют агрегаты, аналогичные буровым установкам. Железобетонные сваи ввинчивают с помощью кабестана, закрепляемого анкерами. На дно буровой скважины опускается заряд взрывчатых веществ и скважина заполняется бетонной смесью. При взрыве в низу скважины в результате уплотнения грунта образуется полость, в которую проваливается бетон из скважины. Затем бетонируется оставшаяся свободной часть скважины.

Определение несущей способности свай

Перед началом капремонта, реставрации, перевооружения, надстройки и прочих запланированных работ на объекте может потребоваться техническое обследование фундамента. В частности, производится определение несущей способности свай. В ходе данных работ выявляется максимально допустимая величина нагрузки, которую способна выдержать свая, погруженная в грунт, при этом не подвергаясь деформациям.

Свайные фундаменты повышают надежность зданий и сооружений, снижают уровень их неравномерных деформаций. Особенно часто они применяются при неблагоприятных инженерно-геологических условиях. Поэтому очень актуальным остается вопрос расчета и оценки несущей способности свай при планировании любых ремонтных, реставрационных и прочих работ.

Любые ошибки на данном этапе приводят к:

• закладыванию «запасов» в проектах и удорожанию стоимости проведения работ;
• авариям и разрушениям;
• убыткам, связанным с простоем производства (для промышленных объектов).

Определение несущей способности сваи — проблематика

Фактор роста нагрузок и напряжений в конструкциях определяет необходимость применения комплексных методов расчета при использовании свайных фундаментов. При этом ключевым является понимание системы «свайный фундамент – грунтовый массив».

Данные о несущей способности конструкции могут быть получены методами теоретического расчета (по материалу) и/или экспериментально-полевых испытаний на месте строительства (по грунту).

К теоретическим способам относят:

• методику расчета несущей способности свайного фундамента по СП 24.13330;
• методику по Р. Л. Нордлунду;
• метод М. Томлинсона.

Однако получение максимально точных результатов возможно только при комплексном подходе к решению вопроса. Это доказывает анализ и сравнение результатов серии аналитических расчетов с данными экспериментально-полевых испытаний (которые будут приведены ниже).

Важно знать!

На практике недостаточность сравнительной информации работы модели с реальным поведением системы «свая – грунтовый массив» приводит к закладыванию больших запасов (>40%) в ходе проектирования.

В свою очередь, это приводит к:

• существенным экономическим расходам (35-45%);
• увеличению сроков реализации проекта.

Комплексный подход к определению несущей способности фундамента с учетом максимальной несущей способности свай (по грунту и материалу) обеспечивает рациональность и экономичность конструкций.

Краткая сводка по методам исследований

Кратко рассмотрим популярные теоретические подходы к определению несущей способности свай.

Методика расчета несущей способности свайного фундамента по СП 24.13330

В соответствии с данной методикой (которая является сугубо эмпирической), несущую способность Fd следует определять как сумму расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:

• Yc — совокупный коэфф. условий работы;
• Ycr — коэфф. сопротивления почвы под опорной подошвой сваи;
• R — сопротивление почвы под опорной подошвой сваи;
• А — диаметр опорной подошвы;
• U — периметр сечения свайного столба;
• Ycri — коэфф. условий работы грунта по боковым стенкам сваи;
• fi — сопротивление почвы по боковым стенкам;
• li — длина боковых поверхностей.

В ходе исследований выявлено, что на диаграммах, построенных по данным СП 24.13330, присутствуют чрезмерные участки, на которых наблюдается линейная зависимость увеличения несущей способности по глубине. Это не соответствует реальности.

Также в ходе исследований выяснилось, что:

• Данная методика не учитывает ряд весомых факторов (механические свойства грунтов, напряженно-деформированное состояние массива, история образования грунтов, пр.).
• Линейная аппроксимация участков диаграмм не соответствует многочисленным экспериментальным диаграммам, на которых наблюдается снижение угла трения с глубиной.
• Методика показывает хорошие результаты при расчете свай в песчаных грунтах средней плотности. Однако не распространяется на рыхлые пески, слабые глинистые грунты, не учитывает работу специфических грунтов.

Прочие теоретические методы

Метод по Р. Л. Нордлунду является полуэмпирическим. Он широко используется в международной практике для расчета несущей способности сваи, расположенной в песчаных грунтах.

• K – коэффициент бокового давления грунта в iм слое;
• CF – поправочный коэффициент;
• Gv ‘ – эффективное напряжение в грунте в iм слое;
• δ – угол трения между боковой поверхностью сваи и грунтом;
• Nq ‘ – эмпирический коэффициент несущей способности;
• t – коэффициент геометрической жесткости сваи.

Метод М. Томлинсона также широко используется при расчете несущей способности свай. Он учитывает параметры недренированного сопротивления сдвигу. Кроме того, допускает, что сопротивление на её боковой поверхности не зависит от напряжения от пригрузки кровлей.

• Сa,i – сцепление в iм слое;
• As – площадь боковой поверхности сваи в пределах iго слоя грунта;
• i – эмпирический коэффициент сцепления;
• Cui – недренируемое сцепление.

Также существуют различные методики расчета несущей способности сваи по грунту основания. Для свай–стоек и висячих свай она определяется по-разному.

К экспериментальным способам оценки несущей способности относят методы статического и динамического зондирования, эталонного испытания свай и пр.

Сравнительная таблица результатов

В ходе результатов сопоставительного анализа экспериментально-

аналитических определений были получены данные:

Как видно из таблицы, методика СП 24.13330.2011, применяемая для определения несущей способности сваи, не учитывает работу существенной части ее ствола. Это связано с тем, что свая находится в зоне органоминеральных специфических грунтов. Для них не нормируется боковое сопротивление. Метод расчета Р. Нордлунда, реализованный в ПО RSPile, показал результат, наиболее близкий к данным статических испытаний.

При этом по результатам полевых статических испытаний были получены высокие значения несущей способности свай. Это может объясняться повышенным восприятием внешней нагрузки их нижними частями. Такое распределение усилий в свае и уровней сопротивления грунта недооценивается расчетными методиками.

Вывод

Факторы, которые влияют на несущую способность свай, обусловлены сложным характером взаимодействия. Они предопределяют комплексную механику работы сваи в грунте, которая не поддается математическому описанию.

Полученные схемы имеют существенные расхождения в результатах.

Поэтому они требуют верификации на базе данных, полученных в ходе с натурных испытаний.

В ходе написания статьи использовалась информация из научной статьи. Подробнее с результатами исследований можно ознакомиться здесь.

Определение несущей способности фундамента — техническое обследование

Техническое обследование фундаментов производится для установления степени его износа и технического состояния. Также работы осуществляются с целью определения способности восприятия дополнительных нагрузок.

• определения пригодности объекта к эксплуатации;
• обоснования стоимости ремонта, реконструкции, перевооружения, перепланировки предприятия;
• оценки повреждений конструкций или видимых дефектов;
• определения способности фундамента переносить дополнительные нагрузки (в случае необходимости в надстройке или дополнительной отделке);
• а также в ряде других случаев (подробнее можно ознакомиться здесь).

Обследование свайного фундамента

Обследование свайного фундамента включает в себя вскрытие ростверков и оголовков свай, а также обеспечения доступа обследовательской партии непосредственно к самим сваям.

В полевых условиях производится определение геометрических параметров свай (с помощью приборов ультразвукового контроля, ИДС-1, пр.). Кроме того, определяются прочностные характеристики бетона свай, а также свайных ростверков. Составляется дефектная ведомость и прочие виды работ.

• визуальное обследование;
• сбор всех действующих нагрузок на фундамент;
• инструментальное обследование — разрушающими, неразрушающими методами, в том числе:

• определение прочности и армирования при помощи неразрушающего контроля, оценка на соответствие показателям проекту и исполнительной документации (ультразвуковой контроль, склерометрический метод, пр.);
• оценку исправной работы конструкции фундаментов;
• забор образцов грунта для дальнейших лабораторных исследований.

В ходе инструментального техобследования особое внимание уделяется грунтам основания. Извлекаются пробы почвенного покрова для лабораторных исследований.

В конечном счете определяются физико–механические свойства грунта, а затем с помощью специального ПО производится расчет несущей способности и всех характеристик, необходимых для дальнейших расчетов. Подробнее с составом работ по техническому обследованию можно ознакомиться здесь.

Получите консультацию экспертов

Определение несущей способности свай — ответственный процесс, который требует экспертного подхода, а также наличия специального оборудования. Любые ошибки при проведении полевых и камеральных работ приводят к увеличению сроков реализации проекта, а также авариям, потере репутации и серьезным убыткам.

Свяжитесь с нами и получите бесплатную консультацию эксперта Гектар Групп. Мы подскажем вам, на что обратить внимание, учитывая особенность конкретного объекта и целей проведения работ. При необходимости поможем с составлением технического задания.

Как определить несущую способность свай

Сварной стык в целях защиты от коррозии обрабатывается специальным составом в соответствии с требованиями нормативной документации.

Определение несущей способности свай необходимо для понимания предельной величины нагрузки, которую должна выдерживать опора после погружения в плотные слои грунта. В процессе исследования этой характеристики учитывают два основных признака – материал изготовления сваи и свойства почв на площадке застройки.

Способы определения несущей способности свайных опор

Максимальная нагрузка на опорное основание рассчитывается еще на этапе разработки проекта и выбора типа свайного фундамента. Специалисты применяют разные методики:

Расчетный способ – с применением формулы

Fd = Yc х (Ycr х R х A + U х ∑ Ycri х fi х li)

• Yc – общий коэффициент условий работы,
• Ycr – коэффициент сопротивления грунта под основанием сваи,
• R – сопротивление грунта под основанием сваи,
• А – диаметр основания сваи,
• U – периметр сечения сваи,
• Ycri – коэффициент условий работы грунта по боковым поверхностям сваи,
• fi – сопротивление грунта по боковым поверхностям сваи,
• li – длина боковых поверхностей.
  Параметры расчета принимаются, как предварительные результаты, и могут быть изменены на основе сведений о свойствах грунта.

Полевой метод пробной статической нагрузки

Через несколько дней после погружения на опору направляется статическая нагрузка ступенчатым домкратом. Затем проводятся измерения прогибометром и рассчитывается значение усадки сваи. Такое исследование – достаточно достоверный вариант определения несущей способности.

Полевой метод динамической (ударной) нагрузки

Измерения также начинают после перерыва («отдыха») сваи. Тяжелая нагрузка – до 10 ударов дизель-молота воздействует на опорный элемент. Затем прогибометром фиксируют изменение положения сваи после каждого удара. Этот вариант обычно используется в сочетании с предыдущим способом статической нагрузки.

Метод зондирования

Выполняется пробное погружение опоры, на которой закреплены специальные датчики, по ударной технологии или вибропогружателями на глубину, предусмотренную проектом. По сигналам датчиков измеряют сопротивление грунта с разных сторон опоры, чтобы получить несущую способность свай для конкретного объекта.

Варианты повышения несущей способности свай

Для опорных конструкций разработаны универсальные способы увеличения несущей способности:

• инъектирование – эффективная технология для грунтов низкой плотности. Свободное пространство вокруг сваи заполняется бетонной смесью на глубину ниже крайней точки опоры (до 2-х м). Для подачи смеси используются специальные инъекторы (насосы). Причем смесь подается с постепенным нарастающим давлением (2 – 10 атмосфер), что обеспечивает формирование в грунте заполненных сегментов. Инъекции выполняются по всему свайному полю, чтобы такие заполненные участки примыкали к соседним элементам. После их затвердевания повышается несущая способность опор примерно в 2 раза,
• увеличение размера основания сваи (пяты) – опорной подошвы, которая заглубляется в грунт до проектной отметки. При разработке проекта свайного фундамента на слабых грунтах (с низкой несущей способностью) целесообразно закладывать сваи с увеличенной опорной подошвой, чтобы значительно увеличить характеристики прочности конструкции. Если в проекте предусмотрено обустройство фундамента на винтовых сваях, металлические опоры с увеличенной подошвой завинчиваются по технологии механического погружения. При забивке железобетонных свай используется 2 варианта создания увеличенного основания опоры – камуфлетирование с образованием камуфлетной пяты и лидерное бурение скважин специальным буром-расширителем.

ООО «Точка опоры» – надежный помощник в организации свайных работ. Продажа и доставка свай на объекты, погружение свай – профессионально и оперативно.