Испытания свай
Содержание
- Общие аспекты испытания свай
- Для чего нужно испытывать сваи
- Нормативно-правовая база
- Классификация испытаний и подготовка к их прохождению
- Подготовка
- Динамические испытания свай
- Статические испытания свай
- Инструменты и оборудование для испытаний свай
- Анализ и обработка результатов испытаний
- «Отдых» и «отказ» свай. Признаки и меры предотвращения
- Часто задаваемые вопросы
1. Общие аспекты испытания свай
Свайное строительство применяется на нестабильных грунтах, в сейсмоопасных зонах, районах вечной мерзлоты, для крупногабаритных и высотных зданий.
Сваи, заглубленные в почву на несколько метров, скрепляют рыхлые верхние слои грунта с плотными нижними, создают устойчивое основание под фундамент, защищают от разрушения и подвижки здания. Такая конструкция позволяет сооружениям выдерживать статические и динамические нагрузки, делает их более прочными и долговечными.
На начальных этапах проектирования и строительства для свай предусмотрены нормативные испытания.
2. Для чего нужно испытывать сваи
При изысканиях и проектировании проводят испытание грунтов сваями. С помощью забивки пробных свай уточняют свойства грунтов, выбирают тип и параметры будущих конструкций.
В дальнейшем, во время предварительных испытаний, перед массовой забивкой проверяют несущую способность, оценивают надежность и устойчивость к деформациям под различными нагрузками, уточняют параметры и длину свай.
После массовой забивки проводят контрольные исследования, чтобы решить дальнейшие строительные задачи:
- подтвердить или пересмотреть расчетную несущую способность;
- выявить возможные скрытые дефекты;
- предотвратить аварийные ситуации.
3. Нормативно-правовая база
4. Классификация испытаний и подготовка к их прохождению
Испытание свай различают по характеру нагрузки (статические /динамические), по количеству участвующих образцов (одна или несколько, в процентном отношении к общему числу), по времени проведения (до/после забивки), по месту испытаний.
Выделяют разновидности:
- Полевые испытания грунтов сваями при инженерных изысканиях для строительства.
- Полевые контрольные испытания свай при строительстве (реконструкции) на соответствие расчетным нагрузкам.
- Испытание свай нагрузкой.
Сваи для испытаний должны располагаться в самых неблагоприятных местах площадки. От момента установки опытных образцов до начала диагностики должно пройти нормативное время, чтобы грунты стабилизировались.
Подпишись на наши новые статьи!
5. Подготовка
Для испытаний выбирают подходящий метод, разрабатывают программу, готовят оборудование и приборы, разрешенные НТД.
К диагностике пригодны только те сваи, которые соответствуют ГОСТу или ТУ. Подготовку ведут согласно разделу 6 Межотраслевого стандарта (ГОСТ 5686−2020), а сами испытания проводят в соответствии с разработанной программой.
При этом должны соблюдаться определенные требования:
- При динамическом методе к исследованиям допускают только образцы, на которых после погружения не появились трещины шире 0,2 мм и сколы свыше 15%.
- Если голова сваи разрушена, ее удаляют, выравнивают основание оставшейся части, и только потом нагружают вдавливанием (статический метод).
- Для статического испытания выдергивающим усилием используют разные способы: обнажают продольную арматуру на 15 см, готовят поверхности для бокового трения и т. п.
- Сваи, которые используют в качестве эталонного экземпляра или зонда, проверяют на прямолинейность и износ стыков.
- При зимних испытаниях отогревают грунты в месте забивки, защищают сваи от примерзания к грунту.
- В просадочных почвах с недостаточной влажностью проводят замачивание свайных оснований.
- Периодически проводят контрольные замеры температуры грунта и т. д.
6. Динамические испытания свай
Диагностика этого типа построена на ударе молотом (для забивных свай) или металлической «бабой» (для буронабивных).
От удара в образце возникают и передаются в грунт упругие деформации. Они затухают с разной скоростью, в зависимости от свойств грунта и сваи. От удара испытательный образец проседает, осадку измеряют, значение используют для расчета несущей способности.
Применяют «динамку» двух типов: на вдавливание — когда молот ударяет сверху, или испытания свай на выдергивание — когда удар идет снизу сваи.
Алгоритм динамических испытаний
Испытания проводят в следующем порядке:
- Подготовка испытательного оборудования и проверка состояния свай.
- Нагружение с регистрацией. При ударах молота/вибропогружателя регистрируют силу удара, скорость и величину осадки.
- Обеспечение безопасности при проведении испытаний: принимают меры по обеспечению безопасности персонала, участвующего в проведении испытаний.
Испытывают в 3 этапа
Сначала забивают пробные образцы, не доходя до проектной отметки на величину добивки. Подсчитывают удары на каждый метр, а на оставшемся метровом отрезке — на каждый дециметр.
На втором этапе дают «отдых» в соответствии решением проектировщиков, программой испытаний и методикой (ГОСТ 5686−2012), составом грунтов. Данные указаны в сутках:
- до 1 — крупнообломочные и плотные;
- от 3 — мелкие, песчаные, пылящие или влажные;
- от 6 — разнородные и глиносодержащие;
- от 10 и выше — для сложных пород.
На третьем этапе выполняют добивку и с помощью отказомера или нивелира (на его использование нужен акт) формируют график отказов контрольных свай после «отдыха».
Анализ и интерпретация данных
Примеры и случаи из практики
Динамические испытания свай широко применяются в строительстве. Они используются для проверки несущей способности свай, для оценки параметров грунтов основания, а также для контроля качества работ по погружению свай.
Так, при строительстве высотного здания в Москве испытания свай показали соответствие проектным требованиям, не потребовалось усиление фундамента.
7. Статические испытания свай
Более достоверным считается способ испытания свай статической нагрузкой. В этом случае сваю постепенно (ступенчато) нагружают без ударных воздействий и измеряют осадку на каждой ступени.
Различают две основные величины нагрузки: критическую и предельную.
Критическая нагрузка — показывает резкое и незатухающее увеличение осадки сваи. Если осадка от критической нагрузки выше, чем на предыдущей ступени более чем в 5 раз, то критическая нагрузка считается достигнутой.
Предельной считается нагрузка на ступень меньше, чем критическая.
Величина ступеней варьируется в пределах от 1/10 до 1/15 ожидаемой величины предельной нагрузки. Для большей точности используют дифференцированную шкалу нагрузок: от ½, 5 до 1/5 в начале испытаний и до 1/10 — 1/15 в конце нагружения.
Методика
Особенности
Статические испытания свай специальными методами. Особенности
Статическое испытание свай нагнетанием (Osterberg Cell)
Метод, при котором в сваях создают гидростатическое давление. Его применяется для свай, которые работают на погружение — сопротивление выдергивающей нагрузке.
Через дренажную трубу закачивают воду под давлением и измеряют осадку. Несущая способность определяется величиной осадки, при которой давление в свае достигает проектной величины.
Статический способ испытания латеральной нагрузкой
Метод определения несущей способности сваи на боковую нагрузку — сопротивление опрокидыванию или сдвигу. При испытании нагрузку прикладывают сбоку, измеряют осадку и отклонение сваи от вертикали.
Несущая способность определяется по нагрузке, при которой осадка или отклонение сваи от вертикали достигают допустимой величины.
Испытания циклической нагрузкой
Метод применяют в условиях циклических нагрузок, вибрации, тряски. При испытаниях к сваям последовательно прикладывают и снимают нагрузку, измеряют параметры осадки, деформации и прочности.
Несущую способность определяют по величине нагрузки, при которой возникают недопустимые деформации или разрушения сваи.
8. Инструменты и оборудование для испытаний свай
Установка для испытаний свай состоит из следующих элементов:
- механизмы нагружения (груз или домкраты);
- конструкция-упор;
- механизмы измерений с приборами;
- самоанкерующиеся сваи (для статических испытаний)
- специальные термометры для мерзлых грунтов.
- системы контроля и регистрации данных.
Оборудование для испытаний должно соответствовать требованиям НТД, обеспечивать точность, надежность, заданный диапазон.
9. Анализ и обработка результатов испытаний
Критерии приемки по результатам испытаний
В соответствии с НТД свая считается пригодной к эксплуатации, если ее несущая способность не ниже проектной.
Составление испытательного отчета
Испытательный отчет должен содержать общие сведения о сваях и объекте строительства, методы, анализ испытаний, результаты, выводы и рекомендации.
Программное обеспечение для обработки данных
ПО должно иметь функции регистрации, анализа и интерпретирования результатов измерений. Одна из разновидностей такого ПО «ДИС» применяется для оценки данных динамических испытаний. «FROST.СВАЯ» другая версия специального ПО позволяет обрабатывать результаты испытания свай для мерзлых грунтов.
10. «Отдых» и «отказ» свай. Признаки и меры предотвращения
Среди профессиональных терминов часто используются следующие: «отдых» — снижение осадки после снятия нагрузки со сваи, «отказ» — разрушение сваи под действием нагрузки
Признаками отказа служат: резкое увеличение осадки, появление трещин в теле и разрушение сваи. Последствия отказа сваи могут быть самыми серьезными, вплоть до обрушения здания или сооружения.
Меры по предотвращению отказа сваи
Для предотвращения отказа сваи необходимо соблюдать следующие меры:
- В срок проводить нормативные испытания.
- Проверять качество и технологическое соответствие.
- Обеспечить надлежащие условия погружения и эксплуатации свай.
11. Часто задаваемые вопросы
Для каких типов свай необходимы испытания?
Ответ. Для всех, независимо от конструкции и материала изготовления. Есть нюансы.
Для свай, работающих на вдавливание, испытания проводятся в обязательном порядке. Для свай, работающих на выдергивание, испытания проводятся в условиях динамических нагрузок, вибрации или тряски, а также, если свая работает в условиях сложного геологического разреза.
Советы экспертов
Эксперты по испытаниям свай рекомендуют:
- При выборе метода испытания учитывать все факторы, влияющие на несущую способность свай.
- При проведении испытаний тщательно контролировать параметры испытания.
- Результаты анализировать опытным специалистам.
Перспективы развития методов испытаний свай
Методы испытаний постоянно совершенствуются. В перспективе развитие следующих направлений:
- Повышение точности определения несущей способности свай. В том числе, за счет нейросетей и ИИ.
- Разработка методов испытания свай в сложных условиях.
- Автоматизация испытания свай.
Услуги по вдавливанию и испытанию свай можно заказать у нас
Работаем по всей России!
Занимаемся производством жби и устройством свайного поля по всей России!
Реквизиты:
ООО «Мегаполис-Снаб»
ИНН/ОГРН: 3245515612/1143256010853