Проведение статических испытаний свай и итоги

Динамические испытаний свай

Согласно пункту 7.2.3 (ГОСТ 5686-2012) отдых свай составляет:

Продолжительность “отдыха” устанавливается программой испытаний в зависимости от состава, свойств и состояния прорезаемых грунтов и грунтов под нижним концом сваи, но не менее:

3 суток – при песчаных грунтах, кроме водонасыщенных мелких и пылеватых;

6 суток – при глинистых и разнородных грунтах.

Примечения

1 При рорезании песчанных (а также просадочных) грунтов в случае наличия под острием сваи крупнообломочных, плотных песчаных или глинистых грунтов твердой консистенции продолжительность “отдыха” допускается сократить до 1 суток.

2 Более продолжительный срок “отдыха” устанавливают:

– при прорезании водонасыщенных мелких и пылеватых песков – не менее 10 суток;

– при прорезании глинистых грунтов мягко – и текучепластичной консистенции – не менее 20 суток.

Выдержка из ГОСТ 5686-2012

Число испытуемых свай при строительстве должно составлять:

При испытании свай динамической нагрузкой – до 1% общего числа свай на данном объекте, но не менее 6 шт.;

Изменение N 1 к СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. 

Пункт 7.3.1. Первый абзац после слов “статическим зондированием” дополнить словами: “Количество испытаний свай определяется проектом в зависимости от сложности грунтовых условий, величины нагрузок, передаваемых на основание и числа типоразмеров свай. Для определения несущей способности свай по результатам полевых испытаний для каждого объекта строительства сооружений класса КС-3 и КС-2 рекомендуется проводить:

– динамические испытания свай – до 2% от общего числа свай на объекте, но не менее шести для сооружений класса КС-2 и девяти – для сооружений класса КС-3;

Штамповые испытания грунтов (определение модуля деформации грунтов)

Согласно пункту 5.4 СП 24.13330.2011 СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Для объектов повышенного и нормального уровней ответственности указанные в 5.2 и 5.3 работы рекомендуется дополнять испытаниями грунтов прессиометрами и штампами(ГОСТ 20276)

Использование георадара позволяет решить следующие задачи:

выявление подземных полостей и пустот, трещин, зон разуплотнения, действующих и неиспользуемых коммуникаций и коллекторов различного назначения, старых погребенных сооружений (подземных ходов, хранилищ, бомбоубежищ, засыпанных подвалов, галерей);
определение глубин заложения фундаментов, свай, противофильтрационных завес, дренажных систем, мостовых опор, выявления в них трещин и повреждений;

просвечивание грунтового массива под фундаментами существующих зданий и сооружений, при отсутствии в основании последних листов металла, армированных плит;
обследование насыпей, полотна автомобильных и железных дорог, тела земляных плотин для оценки их состояния;
установления глубины залегания грунтовых вод и верховодки;
просвечивание донных отложения (с поверхности пресных водоемов), с расположением необходимых для интерпретации скважин по берегам водоема.

Согласно пункту 5.4 СП 24.13330.2011 СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ:

При строительстве высотных зданий повышенного уровня ответственности и зданий с глубокой подземной частью в состав работ при изысканиях следует включать геофизические исследования для уточнения геологического строения массива грунтов между скважинами, определения толщины прослоев слабых грунтов, глубины водоупоров, направления и скорости движения подземных вод, а в карстоопасных районах — глубины залегания скальных и карстующих пород, их трещиноватости и закарстованности.

Как используют статическую горизонтальную нагрузку

Чтобы приборы могли точно выполнять измерения, их устанавливают в плоскости, которые являются параллельными направлению действия силы. Минимум два уровня используется для этого: поверхность грунта, место приложения нагрузки. В программе может быть прописано и большее количество мест использования приборов.

Испытания и фиксация результатов происходят аналогично с методикой воздействия вдавливающей нагрузкой. Воздействие должно достичь такой силы, при которой начнется горизонтальное перемещение сваи. Усилие должно быть больше уровня нагрузки на сваи, рассчитанного проектировщиками.

Как готовятся испытания

Если грунты многолетнемерзлые, важно предотвратить смерзание сваи с ними. Для этого обеспечивают ряд мероприятий; бурение размерами, превышающими диаметр оборудования, проходка шурфа и пр

После погружения свай в такие грунты осуществляют раз в неделю измерение температуры по всей длине с интервалом в один метр и менее. Испытания при работе с забивными и буронабивными сваями должны начинаться минимум через неделю после их монтажа. Изыскания при работе с буронабивными начинаются при обретении бетоном 80 % запланированной в проекте прочности.

Нагружение также должно быть организовано равномерно, без ударов, посредством увеличения усилия ступенями. Программой испытаний определяется уровень нагрузки, но усилие не должно быть меньше 1/5 максимальной расчетной нагрузки. Показатели снимаются на каждом этапе и фиксируются в журнале в соответствии с требованиями ГОСТа. Обязательна выдержка каждой ступени нагружения до условной стабилизации деформации. Этот период не может быть менее 24 часов.

Критерием условной стабилизации принимают скорость усадки, не превосходящую 0.2 мм в течение 24 часов.

Обязательно, чтобы нагрузка дошла до значения, при котором на определенной ступени приложения усилия стабилизация деформации отсутствует. Эксперимент может быть завершен только тогда, когда показатель осадки в три раза или больше превысит показатель, который был получен на предыдущей ступени. Разгрузка также организовывается ступенями. Между изменениями усилий должно происходить 15 минут и более.

Важно, чтобы эксперименты со сваями производились при естественной влажности грунта. В просадочных грунтах может быть сначала осуществлено увлажнение

Сколько использовать воды, описано в нормативных документах.

Иногда можно замачивание грунта не осуществлять, но для этого необходимо соответствующее обоснование.

Технология динамической проверки

Стандарт предписывает поэтапно осуществлять испытания грунтов сваями с применением динамического метода:

• Первоначально, до разработки проекта площадки застройки или перед выполнением забивки элементов. Мероприятия позволяют оценить степень неоднородности почвы на объекте будущего строительства.
• Следующая стадия динамического контроля осуществляется при забивке основных опор в грунт с целью определения их несущих характеристик. Этот этап позволяет выявить слабые участки на площадке, где забиваются опоры, определить несущие слои почвы.
• Заключительную динамическую проверку необходимо выполнять после окончания забивки для уточнения характеристик после «отлежки» изделий.

Интервал отлежки опор, предназначенных для установки в глинистых почвах, составляет не менее 6 суток, а для песчаных почв – три дня с момента завершения погружения в почву.

При забивке проверяемых опор с помощью молота контроль отказов позволяет определить силовые слои почвы, оценить способность погруженных в почву конструкций воспринимать усилия. Также выявляются проблемные зоны свайной площадки. Документ предусматривает выполнение проверочной забивки для измерения несущих характеристик после отлеживания. Для этого должен использоваться тот же молот, который применялся при забивке. Для глинистых почв необходимо выполнять короткие циклы ударов молота, обеспечивающие сохранить структуры грунта.

После завершения мероприятий регистрируется значение отказа, соответствующее уровню погружения опоры в почву после цикла воздействия. Предусмотренные стандартом расчеты позволяют определить силовую характеристику опоры. Точность полученных результатов прямо пропорциональна достоверности фиксации высоты молота, массы рабочей части. Необходимо учитывать вес насадки и погружаемой опоры. При обработке результатов измерений учитываются данные упругих погружений изделия и почвы после каждого удара.

Для контроля параметров при динамической проверке используется нивелир, контролирующий упругие перемещения опоры и почвы с точностью 1 мм. В ходе погружения экспериментальных и при приемочном контроле установленных опор выполняются динамические испытания свай, прошедших отлежку.

Нивелир работает с точностью до 1мм

Следует точно замерить высоту, с которой падает молот. При динамическом контроле это позволяет точно вычислить несущую способность. Контроль высоты осуществляется с использованием измерительной рейки, имеющий отметки с интервалом в 5 сантиметров. Она крепится к насадке или молоту, позволяет визуально с допуском 2 сантиметра определить высоту, с которой осуществляется опускание молота.

Стандарт четко регламентирует комплекс требований, выполнение которых позволяет определиться с видом фундамента для возводимого здания.

4.3. Статические испытания грузоподъемных машин

4.3.1. Статические испытания грузоподъемных машин проводят согласно методикам и программам, составленным с учетом их типов, конструктивных особенностей, условий установки (монтажа) и эксплуатации.

4.3.2. Статические испытания крана мостового типа проводят грузом массой 1,25Q

ном, где (Q ном — номинальная грузоподъемность кранов (для грейферных и магнитных кранов с учетом массы грейфера и магнита). Груз подвешивается на крюке или на грузозахватном органе в соответствии с разработанной схемой строповки контрольного груза.

Статические испытания проводят в такой последовательности.

Кран устанавливают над опорами подкрановых путей, а тележку располагают в середине пролета. У крана с консолями каждую консоль испытывают отдельно.

К месту измерения прогиба — середине одной из балок моста (консоли) на струне подвешивают отвес, скользящий по направляющей вдоль металлической линейки, и делают замер. Затем поднимают испытательный груз на высоту 100 — 200 мм и производят отсчет по линейке. В поднятом состоянии груз выдерживают в течение 10 мин, контролируя величину прогиба. При нарастании прогиба груз немедленно опускают на землю и испытания прекращают до выяснения причин. Если величина прогиба не увеличивается, то по истечении 10 мин груз опускают и проверяют положение отвеса.

При отсутствии остаточных деформаций в металлоконструкции моста (консоли) отвес должен вернуться в первоначальное положение. В случае появления остаточных деформаций, трещин и других повреждений испытания должны быть прекращены, выявлены причины, устранены дефекты и принято решение о возможности проведения дальнейших испытаний.

4.3.3. Статические испытания крана стрелового типа, крана-манипулятора проводят нагрузкой, на 25 % превышающей его паспортную грузоподъемность на всех расчетных грузовых характеристиках с основной стрелой и сменным башенно-стреловым оборудованием.

Статические испытания кранов-трубоукладчиков проводят в соответствии с Методическими указаниями по проведению статических испытаний кранов-трубоукладчиков (МУ 36.22.14-00) грузом, на 40 % превышающим их номинальную грузоподъемность.

Кран считается выдержавшим испытания, если в течение 10 мин груз, поднятый на высоту 100 — 200 мм, не опустился на землю, не обнаружено трещин, остаточных деформаций металлоконструкций, просадки гидроцилиндров, ослабления или повреждения разъемных соединений, отслаивания краски или повреждений, влияющих на работоспособность крана и безопасность его эксплуатации.

4.3.4. Статическое испытание подъемника (вышки) проводится нагрузкой, на 50 % превышающей его грузоподъемность, при установке подъемника на горизонтальной площадке в положении его наименьшей расчетной устойчивости.

На подъемниках, оборудованных люлькой, груз массой, равной 110 % паспортной грузоподъемности, располагают в люльке, а груз массой, равной 40 % паспортной грузоподъемности, подвешивают к люльке на гибкой подвеске на высоте 100 — 200 мм от земли и выдерживают в течение 10 мин.

Подъемник считается прошедшим статическое испытание, если в течение 10 мин поднятый груз не опустился или в металлоконструкциях не обнаружены повреждения.

4.3.5. Результаты статических испытаний оформляют протоколом, в котором указывают параметры испытаний грузоподъемной машины (рабочее оборудование, паспортная грузоподъемность, вылет, масса контрольного груза, состояние выносных опор и др.). В протокол испытаний заносят выводы и рекомендации комиссии по обнаруженным неисправностям, дефектам и повреждениям грузоподъемной машины и предложения по устранению неполадок, а также, при необходимости, рекомендации по доработке конструкции и технологии изготовления грузоподъемной машины.

Динамические испытания свай

Работы, связанные с сооружением свайного фундамента не обходятся без испытания имеющихся свай. Помимо статического испытания свай, производят также испытания свай динамической нагрузкой. По мере погружения сваи возрастает сопротивление грунта проникновению сваи. Внешне это проявляется в том, что с заглублением острия в грунт уменьшается отказ сваи, т. е. величина ее погружения от одного удара молотом. Динамические испытания свай основаны на связи между энергией удара молота при забивке сваи в грунт и несущей способностью сваи.

При пробной забивке динамические испытания свай позволяют назначить рациональную длину свай и проверить соответствие фактической и расчетной величин отказов свай. При забивке рабочих свай наблюдения за изменениями отказов позволяют выявить несущие слои грунта, дать относительную оценку несущей способности забитых свай и выявить слабые участки свайного поля. Во время проведения динамического испытания свай составляются графики, которые описывают изменения состояния сваи в зависимости от приложенных к ней нагрузок.

Динамические испытание свай имеют некоторые преимущества перед статическим испытанием свай — они более мобильны, не требует высоких затрат, применяется к любым видам свай независимо от их несущей способности. Но при этом динамический метод испытаний свай может дать завышенную величину несущей способности свай. Это возможно, если свая при забивке прорезает толщу относительно плотных грунтов и входит острием в более слабый слой, обладающий большей сжимаемостью. Необходимо отметить, что в этом случае и статический метод испытания свай может ввести в заблуждение. Дело в том, что в таких грунтовых условиях при длительном действии на сваю статической нагрузки, вследствие деформаций ползучести происходит перераспределение нагрузки и значительно повышается ее доля, приходящаяся на острие сваи, что вызывает перегрузку слабого грунта основания. Поэтому при многослойных напластованиях необходимо, чтобы острия свай входили в более прочный подстилающий слой грунта.

В глинистых грунтах (однородных в пределах фундамента здания) при забивке свай на одинаковую глубину величины отказов как в конце забивки, так и во времени, могут сильно отличаться для разных свай, что может натолкнуть на неправильное заключение о их весьма различной несущей способности. Однако в этом случае результаты динамических испытаний свай сравнивают с результатами статических испытаний, которые показывают одинаковый уровень сопротивляемости свай.

Динамический метод испытания свай непригоден также и при сооружении свайных фундаментов на сыпучих основаниях из песка, строительного мусора, бытовых свалках и т.п.

Технология проведения статических испытаний свай

Какое оборудование необходимо

Для проведения статических испытаний используются различные испытательные установки:

• установки в виде грузовой платформы;
• системы стальных балок с анкерными сваями.

В качестве вспомогательных инструментов требуются:

• установки в виде грузовой платформы;
• комплекты анкерных свай для установки испытательного устройства;
• установки в виде грузовой платформы;
• гидравлический домкрат;
• установки в виде грузовой платформы;
• гидравлическая насосная станция;
• установки в виде грузовой платформы;
• манометр;
• установки в виде грузовой платформы;
• индикатор часового типа и другое оборудование.

В соответствии с ГОСТ 5686-2012, испытательная установка должна быть установлена прочно и жестко. Устройство должно передавать усилие от домкрата строго по вертикальной оси сваи. На сваю монтируется домкрат с манометром и насосной станцией, а также устанавливается реперная система с датчиками перемещений (прогибомерами).

Благодаря тому что при статических испытаниях используются натурные (обычные по материалу, конструкции и размеру) сваи, а нагрузка на основание максимально приближена к эксплуатационной по величине и характеру, статический метод испытания свай по праву считается наиболее достоверным и объективным.

Подготовка

Испытания свай проводятся согласно протоколу, который разрабатывает изыскательная или проектная организация. В соответствующей принятому стандарту испытательной программе должна быть указана следующая информация:

• тип испытательной установки (грузовая платформа, анкерная система или комбинированная схема);
• степень испытательной нагрузки;
• шаг нагрузки-разгрузки и т.д.

Количество испытуемых опор установлено ГОСТом:

• до 0,5% от общего числа опорных столбов, не менее двух – при испытании вдавливающей нагрузкой;
• не менее 2% от общего числа, не менее трех – при проверке горизонтальной или выдергивающей нагрузкой.

II. Проведение испытания:

Обычно на объект завозятся только контрольные сваи, потому что после проведения динамических испытаний указанная в проекте марка свай либо подтвердится, либо их придется менять на более длинные или менять сечение, а может быть наоборот. Место забивки испытываемых свай не должно совпадать с основными (рабочими) сваями, т.к. при испытании они могут либо провалиться, либо разрушится либо отказ будет больше максимального расчетного отказа и т.д. Используемое строительной организацией сваебойное оборудование должно соответствовать указанному в проекте, на основании которого рассчитан проектный отказ. Если оборудование не соответствует указанному в проекте, проектная организация должна выполнить перерасчет отказа сваи для сваебойной установки которая будет применяться при испытании и забивке.

Испытание проводится в 3 этапа:

1. Забивка пробных (контрольных) свай, при этом сваи не добиваются до проектной отметки на величину необходимую для добивки (см. пункт 3)

Важно: при погружении свай в процессе забивки на величину менее 0,1 см от одного удара работы следует прекратить, так как такой режим работы выведет из строя сваебойное оборудование (требование ТР 108-00 «Технические рекомендации по натурным испытаниям грунтов железобетонными сваями в условиях строительства» п. 5.37. )

При забивке сваи ведутся подсчеты числа ударов молота на каждый метр погружения и общего числа ударов, а на последнем метре — на каждые 10 см погружения

). При забивке сваи ведутся подсчеты числа ударов молота на каждый метр погружения и общего числа ударов, а на последнем метре — на каждые 10 см погружения.

2. Отдых — это перерыв между окончанием забивки и добивкой. За время отдыха грунт обволакивающий сваю частично восстанавливает свою структуру, нарушенную во время забивки. В соответствии с п. 7.2.3 ГОСТ 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями» продолжительность «отдыха» устанавливается программой испытаний в зависимости от состава, свойств и состояния прорезаемых грунтов и грунтов под нижним концом сваи, но не менее. 3 сут — при песчаных грунтах, кроме водонасыщенных мелких и пылеватых; 6 сут — при глинистых и разнородных грунтах. В случае прорезания песчаных, крупнообломочных, плотных песчаных или глинистых грунтов твердой консистенции продолжительность отдыха допускается сократить до 1 сут. Более продолжительный срок отдыха устанавливают: — при прорезании водонасыщенных мелких и пылеватых песков — не менее 10 сут; — при прорезании глинистых грунтов мягко- и текучепластичной консистенции — не менее 20 сут. Продолжительность отдыха необходимо согласовать с проектировщиком.

3. Добивка и определение отказов каждой контрольной сваи после «отдыха». Добивку сваи до проектной отметки производят последовательно залогами из 3 и 5 ударов. Для каждого залога определяют средний отказ в сантиметрах. Высота падения ударной части молота при добивке должна быть одинаковой для всех ударов (в нашем случае h=2,8 м). При этом удары дизельного молота должны быть холодными, без подачи топлива в цилиндр молота. Величина отказа измеряется специальным прибором — отказомером, который крепится на свае. Отказомер позволяет получить график перемещения сваи при её добивке (отказограмму).

Образец отказограммы

В том случае, когда отказомера нет или он вышел из строя, в соответствии с п. 4.2. ТР 108-00 «Технические рекомендации по натурным испытаниям грунтов железобетонными сваями в условиях строительства» разрешается измерение остаточного отказа с прецизионного (высокоточного) нивелира. Для этого нивелир устанавливают на расстоянии 30-40 м от места забивки. При этом динамическое испытание сваи «под нивелир» оформляется соответствующим актом с обязательным указанием в нем типа и серийного номера нивелира, измеренной величины остаточного отказа сваи от конкретного числа ударов молота, даты забивки и номера испытываемой сваи. Акт подписывается геодезистами заказчика и генподрядчика, прорабом организации, выполняющей забивку свай, представителем испытательной лаборатории, а также представителем авторского надзора проектной организации. Результаты испытания оформляют в журнале, форма которого приведена в ГОСТ 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями» приложение Д.

Этапы испытаний свай выдергивающей нагрузкой

Методика испытания свай статической выдергивающей нагрузкой состоит в постепенном вытягивании заглубленной опорной единицы. Если она до этого уже прошла испытания вдавливающей нагрузкой, к выполнению мероприятий приступают только после «отдыха» установленной в грунт сваи, продолжительность которого составляет:

• от 24 ч – при установке в крупнообломочных основаниях или плотном песке;
• до 72 ч – при вбивании в песчаные грунты;
• до 150 ч – на вязких глинистых или разнородных основаниях;
• до 10 дней – после вдавливающих нагрузок для влагонасыщенных и мелкодисперсных структур;
• до 20 дней – при установке в высокопластичных, мягких или текучих грунтах.

Максимальный уровень заглубления в просадочных породах равен глубине просадочного слоя.

По достижении состояния стабилизации деформации, когда скорость извлечения сваи из грунта на контролируемой ступени нагружения находится в пределах 0,1 мм (за последние 2 ч наблюдений для гражданских и промышленных зданий), продолжают нагружать, давая следующую ступень выдергивающей нагрузки. Нагружение выполняют равномерно, усилием не более 10% от общей проектной нагрузки. Если исследование проходит на сыпучих или вязких грунтах (плотные и гравелистые пески, крупнообломочные и глинистые грунты), три начальные усилия принимают в 5% от полной расчетной нагрузки.

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.

Динамические испытания свай в процессе

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.

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.

Динамические испытания свай

В итоге составляется акт испытания свай динамической нагрузкой. Стоит отметить, что динамические и статические испытания буронабивных изделий и исследования грунтов производятся:

1. С целью определения уровня степени неоднородности грунтовых структур, в пределах строительной площадки.
2. Для проведения оценки и сравнения параметра несущей способности и нагрузки производимой сваями.
3. С целью обнаружения несущих слоев грунтов и ослабленных участков свайного поля.
4. 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.

Другие методы испытаний буронабивных и забивных свай

Испытания на сплошность буронабивных свай (иначе – контроль сплошности) – проверка монолитности стержней. Нарушение сплошности снижает несущую способность стержня. Может проявиться из-за перерыва в заливке бетона, негерметичного соединения труб-оболочек, расслоения бетона и т.д.

Контроль осуществляется одним из двух способов: с частичным разрушением бетона ствола и без разрушения.

Это важно!

Поскольку нормативы требуют проверки минимум 20% всех свай, первый способ — с частичным разрушением бетона ствола, неэкономичен.

Мы используем второй – технологию акустической дефектоскопии.

Его преимущества:

• высокая скорость испытаний (до сотни свай за день);
• минимум оборудования и человеко-часов;
• невысокая стоимость;
• сохранение целостности стержней;
• высокая точность выявления дефектов.

Разновидностью статического метода считаются штамповые испытания буронабивных свай – испытание грунта в основании сваи. Для него используется штамп – стальная труба с заглушкой внизу. Принцип работы – тот же, что и при статической проверке: зависимость осадки от прикладываемого усилия.

Технология проведения испытания сваи динамической нагрузкой

1. Забивку свай для испытания проводят тем же оборудованием, которым монтируют фундамент.
2. Первое испытание динамической нагрузкой грунтов площадки проводится до начала свайных работ и работ над проектом для определения уровня неоднородности грунта и выявления слабых точек площадки.
3. Следующий этап динамических испытаний – погружение сваи проводится для непосредственной оценки несущих качеств грунта, определения несущих слоев грунта и слабых участков в зоне, где забиваются сваи. При забивке сваи фиксируют число ударов молота на каждый метр погружения и общее число ударов. На последнем метре забивки фиксируется число ударов молота на каждые 10 см погружения.
4. По завершению свайных работ сваи проходят еще одно динамическое испытание для более достоверного определения несущих способностей свай после того как они «отдохнули».

• При вибропогружении сваи фиксируется время погружения сваи на 1 метр, на последнем метре – время погружения на 10 см.
• Испытание включает определение отказов сваи при ее добивке после “отдыха”, после окончанием забивки и началом добивки. Показатели изменений отказов позволяют выявить несущие слои грунта, дать оценку несущей способности забитых свай и выявить слабые участки свайного поля. Время “отдыха” забивной или вибропогруженной сваи варьируется от состава и свойств грунтов и рассчитывается программой испытания.
• Контрольная добивка рабочих свай выявляет изменения несущей способности свай после «отдыха». Добивка выполняться тем же молотом, которым велась забивка свай.
• При испытаниях с волновой теории удара фиксируется усилие в свае и скорость ее перемещения.

1. Забивку эталонной сваи или сваи-зонда проводят до достижения заданной глубины и удерживают вертикальность сваи с отклонением мачты не более 0,5 см на метр погружения.
2. В процессе обработки данных испытания составляется отчет о динамическом испытании свай и строится график изменения состояния свай в зависимости от приложенных нагрузок.
3. Испытания грунтов сваями проводят на грунтах, где ведется строительство или участке отведенном под строительство сооружений. Динамические испытания по ГОСТ проводятся на расстоянии от 1 до 5 метров от горных выработок, которые взяты на лабораторные испытания в качестве монолитов грунтов или 1-5 метров от места выполнения статического зондирования грунта. Методика испытания свай динамической нагрузкой предусматривает выполнение работ на точках площадки с наиболее типичными грунтами для данной территории, а также на точках с наиболее слабыми грунтами.

Динамический метод испытания свай непригоден при сооружении свайных фундаментов на сыпучих основаниях из песка, строительного мусора, бытовых свалках и других слабых грунтах.

Стоимость динамических испытаний свай как правило ниже чем на статические испытания, но в некоторых случаях динамические испытания могут давать искаженную картину заключения. Например, в глинистых грунтах показатели отказов могут сильно отличаться в начале и конце забивки для разных свай. В таких случаях требуется провести дублирующее исследование грунта статическим методом и сравнить результаты статических и динамических исследований.

Механические свойства, определяемые при статических испытаниях

Статическими называют испытания, при которых прилагаемая нагрузка к образцу возрастает медленно и плавно.

При статических испытаниях на растяжение определяются следующие основные механические характеристики металла:

— предел текучести (σ т); — предел прочности или временное сопротивление (σ в); — относительное удлинение (δ); — относительное сужение (ψ).

Предел текучести – это напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения растягивающей нагрузки.

Предел прочности – это напряжение при максимальной нагрузке, предшествующей разрушению образца.

Относительное удлинение – это отношение приращения длины образца после разрушения к его начальной длине до испытания.

Относительное сужение – это отношение уменьшения площади поперечного сечения образца после разрушения к его начальной площади до испытания.

При испытании на статическое растяжение железо и другие пластические металлы имеют площадку текучести, когда образец удлиняется при постоянной нагрузке Рm.

При максимальной нагрузке Рmax в одном участке образца появляется сужение поперечного сечения, так называемая “шейка”. В шейке начинается разрушение образца. Так как сечение образца уменьшается, то разрушение образца происходит при нагрузке меньше максимальной. В процессе испытания приборы рисуют диаграмму растяжения, по которой определяют нагрузки. После испытания разрушенные образцы складывают вместе и измеряют конечную длину и диаметр шейки. По этим данным рассчитывают прочность и пластичность.

Статические испытания буронабивных свай

Технология статических испытаний (на фото ниже) показывает реальное состояние допустимых нагрузок на испытуемые сваи.

Методика испытания довольно проста, но требует трудо-, времязатрат и специального оборудования. Принцип прост — нужно надавить на испытуемую сваю с достаточной силой, чтобы она осела вниз. При этом требуется именно давить, а не сбросить что-то сверху, как при динамических испытаниях. В этом случае изготавливаются специальные стенды над тестируемой сваей.

Стенд для статических испытаний свай и грунтов

На эти стенды нагружается определенный вес и производится наблюдение за осадкой сваи. Испытания прекращаются после того, как свая осела больше требуемого уровня. Однако существует более простой и дешевый способ — использовать гидравлический домкрат. Нужно надавить вниз, соответственно вопрос решается установкой дополнительных свай возле испытуемой (обычно рядом в одну линию). Такие сваи называют анкерными. Сверху на анкерные сваи устанавливается металлическая балка, привариваемая к ним. Именно в эту преграду будет производится упор гидравлическим домкратом с измерителем-манометром.

Тестируемая свая забивается немного ниже анкерных для монтажа на ней домкрата. Давление подается постепенно ступенями под постоянным контролем. Тестирование прекращается либо по показаниям манометра (как правило на 20-30% больше плановой нагрузки), либо если свая не выдерживает нагрузки и погружается вниз. Статические испытания имеют большую стоимость, проводятся около суток, но при этом являются самыми точнми среди всех подобных. По данным СНиП, статическим испытаниям подвергаются до 1% от общего числа устанавливаемых свай.

Для расчета стоимости используется смета и по окончанию проведенных тестов выдается акт испытаний.