Статические или динамические испытания свай
Перейти к содержимому

Статические или динамические испытания свай

  • автор:

Испытания свай

В соответствии с действующей в нашей стране нормативно-технической документацией, а также со сложившейся практикой, перед началом массовой забивки свай, проводится пробная забивка и испытания. Дело в том, что план свайного поля, входящий в комплект необходимой для нашей работы документации является результатом расчетов, полученных на основе данных о нагрузках с одной стороны и данных о геологическом строении грунтов площадки с другой стороны. И если с первым все понятно, то отчет об инженерно-геологических изысканиях далеко не всегда реально отражает существующую картину. Дело может быть и в халтурной работе геологов и в погрешности опытов лаборатории грунтов. Именно поэтому, для уточнения необходимой длины свай и проводят испытания. На нашем опыте были случаи, когда длину свай увеличивали в 2 раза, а были и обратные ситуации — по результатам испытаний сваи отменяли вообще в связи с тем, что грунты достаточно плотные и можно было обойтись обычной монолитной плитой. Грубо говоря, испытания — это проверка фактической несущей способности сваи для выявления необходимости корректировки проекта.

Испытания проводятся приложением вертикальной нагрузки к забитой свае после т.н. «отдыха», обычно в 6-7 дней. В зависимости от типа нагрузки, испытания подразделяются на динамические и статические. Стоит также отметить, что испытываются не сваи, а грунты, поэтому правильно говорить не «испытания свай», а «испытания грунтов сваями».

Динамические испытания свай

«Динамика» — наиболее простой и дешевый способ получения данных о несущей способности сваи. Суть испытания сводится к сбрасыванию груза на сваю и замеру осадки сваи от этого удара. Осадку, или на профессиональном сленге «отказ», измеряют нивелиром, либо специальным прибором — отказомером. На забивных сваях испытания проводятся непосредственно молотом, которым и были забиты сваи. На буронабивных сваях используют бетонные, или металлические «бабы», которые сбрасываются с заданной высоты. Имея данные об осадке, параметрах сваи, массе ударной части и высоте сброса, лаборант рассчитывает несущую способность сваи и выдает отчет установленной формы. Эти испытания проводятся быстро, стоят недорого и достаточно точны. Общий объем испытаний свай динамической нагрузкой, согласно рекомендациям ГОСТ, составляет 1 % от общего количества свай.

Статические испытания свай

«Статика» — моделирование механизма работы сваи в фундаменте здания без самого здания и фундамента соответственно. Принцип испытаний также крайне прост, но требует определенных трудозатрат и оборудования. Нам необходимо надавить на сваю с такой силой, чтобы он пошла вниз. Причем надо именно надавить, а не сбросить что-то тяжелое, как при динамических испытаниях. Для буронабивных свай сооружаются специальные массивные стенды над сваей. На эти стенды постепенно краном выгружаются бетонные блоки известной массы, а лаборант наблюдает за осадкой сваи и прекращает испытания после того, как свая просела больше заданного значения. Применительно к забивным сваям есть более простое и дешевое решение — надавить гидравлическим домкратом. Осталось решить вопрос — куда упереться домкратом, ведь надавить надо вниз. Проблема решается забивкой нескольких дополнительных свай в непосредственной близости (обычно в одну линию с испытуемой сваей). Эти сваи называются анкерными. Оголовки этих свай разрушаются, выпускается арматура на сваи устанавливается мощная металлическая балка, которая приваривается к арматуре анкерных свай. Именно об эту балку и будет упираться наш гидравлический домкрат с манометром. Вот чаще всего используемая схема испытания.

Схема статических испытаний свай

Испытуемая свая забивается чуть ниже анкерных для возможности установки домкрата. Нагрузка подается ступенями под постоянным контролем лаборанта. Испытания прекращаются либо по достижении определенного значения на манометре (обычно на 20-30% выше заданной проектной нагрузки), либо в случае если свая не выдержала нагрузки и «пошла» вниз. Статические испытания гораздо дороже, занимают около суток, зато являются самыми показательными, с самым точным результатом. В соответствии со СНиП, статической нагрузкой испытывают до 0,5% от общего количества свай.

Как вариант, 2 балки устанавливаются «крестом». Анкерные сваи назначаются, как правило, проектной организацией, однако если данные об анкерах отсутствуют, мы сами выбираем оптимальные анкера с тем условием, чтобы максимально использовать свайное поле и не бить дополнительные сваи в «молоко».

Статические и динамические испытания свай

Производство винтовых свай в Москве – одно из самых надежных и долговечных оснований для современных каркасных и деревянных сооружений. По эксплуатационным характеристикам и по сроку службы с ними не сравнится ни один другой тип оснований из тех, что традиционно используют для легких построек.

За свою почти 200-летнюю историю технология производства свайных конструкций постоянно развивалась и совершенствовалась, подвергаясь многочисленным испытаниям на прочность, пока не достигла того высокого уровня, на котором находится в настоящее время. Производителями свай регулярно проводятся плановые испытания своей продукции с целью повышения ее качества. И это дает свои плоды: современные стандартные сваи способны выдерживать двойные нагрузки: и от дома, и от грунта, не теряя при этом своих качественных характеристик.

Зачем нужно проводить испытания свай?

Статические и динамические испытания свай

Винтовые сваи зачастую используются в местах, где невозможно устройство других типов фундаментов: на участках с высоким уровнем грунтовых вод, большой глубиной промерзания, песчаных или болотистых грунтах. Их также очень активно используют для строительства на воде (собственно, с этого и началась история их применения). В таких трудных условиях особенно важно, чтобы сваи сумели выдержать не только обычную (постоянную), но и дополнительную циклическую нагрузку на выдергивание и сжатие.

Основной целью проводимых испытаний свай является определение несущей возможности конструкций разных типов в разных условиях. Например, при возведении фундаментов в воде крайне важно, чтобы опоры оставались заглубленными и прочно удерживали постройку даже при сильном течении. На промерзающих пучинистых почвах больше важна способность к сопротивлению нагрузкам на сжатие. С целью расчета несущей способности этого типа фундаментов придуманы целые системные методики испытаний свай. Также применяются испытания качества сварного шва на лопасти. Рекомендуется ультразвуковой контроль (прозвучка свай) еще на этапе производства изделий.

Согласно ГОСТу, сваи должны подвергаться испытаниям двух типов:

  • статическими нагрузками (выдергивающими либо вдавливающими);
  • динамическими нагрузками.

Динамические испытания свай

Суть этого испытания состоит в измерении осадки при воздействии дизель-молотом на верхушку сваи, уже ввинченной на глубину, предусмотренную проектом. Динамические испытания свай дают возможность получить сведения о прочности любых типов свай, о сроке их службы.

Для этого дизель-молот сбрасывают с небольшой высоты (без подачи в него топлива, то есть вхолостую). К примеру, расчетная высота сброса молота весом в 2,5 тонны – 1м 80см. Затем замеряется осадка специальным прибором или простым нивелиром. Бывают случаи, когда свая не дает осадки, либо она очень мала, тогда записывают значение после десяти холостых ударов.

Получив таким образом данные по длине, глубине погружения в почву, осадке, высоте сброса молота, а также его массе, сотрудники лаборатории проводят подсчет несущей способности в тоннах, а затем составляют отчет по форме, в котором даются сведения о предполагаемом сроке службы свайно-винтового фундамента, смонтированного из данного типа конструкций, его стойкости при возможных внешних воздействиях.

К главным преимуществам динамических испытаний винтовых свай относятся:

  • невысокая себестоимость;
  • получение очень быстрого результата (время, которое обычно тратится на это испытание, не превышает 20 минут, а отчет из лаборатории получают в тот же день);
  • получение точных данных о несущей способности свайно-винтовой конструкции.

В среднем специалисты, занимающиеся разработкой проектов, назначают проведение динамических испытанный для 2% общего числа свай, которые планируется применять.

Статические испытания свай

Полевые испытания свай статической нагрузкой — один из самых верных методов определения качества свай. Согласно СНиП, испытания почвы прессио-метрами, штампами и сваями проводят в определенных местах, которые выбирают в ходе бурения скважин. Опытные участки обычно выбирают в местах:

  • с характерными для данной территории условиями грунта;
  • там, где есть сомнения в возможности монтажа свайно-винтового фундамента;
  • в зонах, где опоры по определению подвергаются самым большим нагрузкам.

Несущая способность, согласно данной испытательной методике, это нагрузка, действие которой дает возможность свае, подвергающейся тестированию, получить максимально возможную осадку для этого вида конструкций.

В СНиП п.7. 1.6. говорится о том, что при испытаниях свай статической нагрузкой выявленную несущую способность основания необходимо принимать согласно результатам данных испытаний. Случается, что расчет возможностей свайных конструкций по формуле 7.15 СП 50-102-03 дает завышенные результаты в сравнении с теми, что получены в полевых испытаниях, и тогда невозможно составить точное представление о сроке службы свайно-винтового фундамента в данных условиях. Именно по этой причине при возведении крупных объектов на территориях с малоизученными почвами, при строительстве важных государственных или коммерческих объектов испытания свай статической нагрузкой производятся в специальных научно-исследовательских лабораториях по индивидуально разработанным программам.

Технология испытаний

Свая, выбранная для испытания, закручивается на необходимую глубину. На определенном расстоянии (5D) с обеих сторон от нее ввинчиваются анкерные сваи, отстоящие друг от друга на расстоянии 2D. Устанавливается датчики перемещения и измерения, монтируется анкерная, и реперная системы, после чего создается первая пробная нагрузка, равная 20% от предельной нагрузки, предусмотренной программой статических испытаний свай. Перемещения стабилизируют, после чего увеличение нагрузки производится ступенями, согласно ГОСТ 56-86-94.

При этом условным критерием стабилизации деформаций является быстрота осадки свай, не превышающая 0,1 мм за час (задается по ГОСТу в соответствии с типом почвы). Временной отрезок выдержки каждого следующего этапа воздействия на сваи должен быть не меньшим, чем время выдержки предыдущей ступени. В конце снимают расчеты прогибомеров – специальных измерительных приборов, а затем заносят эти данные в документацию.

Испытания свай статической нагрузкой проводятся в соответствии с ГОСТом 5686-94, с целью определения максимального сопротивления свай по отношению к грунту, а также чтобы проверить соответствие несущей способности конструкций заявленным расчетным нагрузкам (они всегда указываются в каждом индивидуальном проекте свайно-винтового основания). Несущую способность свай по грунту измеряют СНиП 2.20.23-85 согласно графику зависимости осадки от воздействия в ходе испытания почвы.

Статические испытания свай — в каких случаях нужно проводить?

Проектируем жилой комплекс с двумя жилыми домами-башнями высотой 74,5 м, а также пристроенным паркингом (1 этаж).
Заказчик пришел, говорит дайте мне сваи для контрольной забивки. Посчитали, дали ему свайное поле с указание свай для динамических испытаний. Опять приходит заказчик, говорит нужно еще по 2 статических испытания на каждый жилой дом. Говорю: зачем? Ответ — требуется по нормам, и тычет в сп, снип, гост.
Однако порывшись по нормам, конкретных указаний к назначению статических испытаний не нашел. Высказал заказчику свое мнение (мнение главконструктора такое же) что в статике нет необходимости — но заказчик непреклонен.
Прошу не смеяться — заказчик иностранец и хочет все сделать нормально, но боюсь что если лишнее заложим, то потом спрашивать будут с нас.

Посему вопрос для знающих — есть ли необходимость в данном случае делать статические испытания свай? В каких случаях их вообще необходимо проводить?

Сразу скажу, что знаю про приложение В СП 50-102-2003, но там требования к инженерно-геологическим изысканиям, и в этом приложении указано лишь испытания натурной сваей. А испытания натурной свайе могут быть как статические, так и динамические.
Далее, в ГОСТ ГОСТ 5686-94 в приложении А есть примечание о количестве необходимых испытаний для динамических испытаний, статических, на выдергивание. Но я так понял что там пишут именно количество испытаний, а не их необходимость.
В СНиП 2.02.03-85 в самом начале говорится, что статические испытания проводятся по назначению проектной организации.

__________________
Русские называют дорогой то место, где собираются проехать
Просмотров: 75665

Испытание свай статические и динамические

Перед началом строительных работ нужно просчитать все возможные последствия. Это необходимо сделать с учетом грунта (экспертная оценка грунта), на котором ведется строительство, и используемых материалов и оборудования. Испытания свай пробными конструкциями позволяют определить соответствия несущей способности опорных столбов расчетным нагрузкам, установленным в проекте возводимого сооружения.

От вида грунта зависят сроки “передышки” сваи от пробной установки:

  • Песок – до 3 дней перерыва между работами;
  • Водонасыщенный песок – до 10 дней;
  • Глинистая и разновидная почва – 6 дней отдыха конструкции;
  • Плотный грунт – 1 день перерыва;
  • Глинистый грунт мягко- и текучепластичной консистенции – 20 дней.

Статические испытания свай

Хоть этот метод более дорогостоящий по отношению к динамическому варианту испытаний, он точнее имитирует нагрузку строения на конструкцию, максимально приближенную к эксплуатационной по величине и характеру.

Статические испытания эффективней проводить при помощи анкерных свай. Начинается с обнуления показателей приборов, затем домкрат подаёт на сваю первую нагрузку, которая вдавливает ее в грунт.

Перед подачей бо́льшей нагрузки свая должна стабилизироваться – то есть не смещаться вниз (максимально допустимое смещение – 0,1 мм) в течение получаса. Продолжительность стабилизации зависит от типа грунта и может составлять:

  • до 1 часа – для песчаного типа;
  • до 2 часов – для глинистого типа.

Как только фундаментный элемент перестанет смещаться вниз, фиксируются показатели приборов.

После стабилизации на опору подается следующая нагрузка – и так далее, до последней величины нагрузки, определенной испытательной программой.

В итоге определяется величина несущей способности сваи и оформляется отчет по результатам полевых испытаний, который выдается заказчику.

Динамические испытания свай

По сравнению со статическими испытаниями динамичные более дешевые, подходят для любых видов свай любой несущей способности и результаты выдаются в течение дня.

На холостом ходу, уже на забитую сваю, сбрасывается дизельный молот. Это позволяет отследить изменения отказов «вживую» и определить несущие слои грунта, оценить несущую способность забитых свай и определить слабые участки выбранного свайного поля. В ходе динамических испытаний составляются графики, на которых показывается изменение состояния сваи при изменении нагрузок, приложенных к ней.

Динамические испытания проходят в 3 этапа:

  1. Инженеры проверяют почву на неоднородность и рассчитывают глубину погружения отдельных конструкций для уже установленных свай.
  2. С помощью молота подсчитывается количество ударов на каждый метр погружения, а на последнем метре – на каждые 10 см погружения. Если используется виброустановка, измеряется время, которое понадобилось устройству для погружения опоры на каждый метр в глубину, на последнем метре – на каждые 10 см погружения.
  3. После «передышки» сваи проходит повторное тестирование, результаты которого и будут считаться наиболее точными и достоверными.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *