Свайный фундамент и динамические испытания его компонентов

Основным способом строительства оснований сооружений на поверхностях со слабыми несущими свойствами являются свайные конструкции. Они обеспечивают необходимый уровень устойчивости построек, значительно снижая вероятность их разрушения и возможность возникновения подвижек.

При строительстве обязательно проводится испытание свай. Его целью является определение соответствия используемых материалов расчетам инженеров. Способность выбранного вида свай переносить требуемые динамические и статические нагрузки определяет возможность их применения.

Пример исходных данных указываемых в проекте:

1. Марка сваи – С 70.30-6 (серия 1.011.1-10, выпуск 1) – 76 штук (6 из них пробные (контрольные) на которых будет проводится испытание динамической нагрузкой);2. Максимальный отказ свай – 2,22см (по расчету);3. Расчетный отказ принят при заглублении свай в грунт дизель-молотом С-996, весом ударной части молота 1,8т при свободном падении с высоты h=2,8м, через деревянные прокладки общей толщиной 10см, укладываемые на головы свай;4. Расчетная максимальная нагрузка на сваю от здания – 14,0 т;5. Расчетная нагрузка на сваю по грунту с учетом коэффициента надежности (1,4) – 17,24 т – это сколько свая должна выдерживать;6. Инженерно-геологический разрез с описанием;

7. Чертежи с отметками верха свай после забивки и срубки оголовков, план свайного поля, с указанием мест забивки контрольных свай (на которых будет проводится испытание).

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.

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.

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).

Способы статических испытаний

В зависимости от выбранного метода приложения усилия выполняют статические испытания, прилагая к контролируемому изделию знакопеременные нагрузки. Исходя из способа нагружения, подбирается необходимое оборудование:

• специальное нагружающее приспособление, представляющее собой домкраты гидравлического типа или платформу с грузом, вес которого можно регулировать. Допускается использование специальных натяжных муфт, лебедок;
• сборная конструкция из металлических балок и железобетонных плит с анкерами, передающая усилия на проверяемую конструкцию;
• измерительное устройство для контроля величины погружения под воздействием усилия. Устройство состоит из группы измерительных приборов, объединенных в один комплекс. Точность замеров должна обеспечиваться до 0,01 мм.

Схемы установок для испытаний грунтов статической вдавливающей нагрузкой представлены на рисунках В.1 и В.2.

Рисунок В.1 — Схемы установок для испытаний грунтов сваями, лист 1

Рисунок В.2, лист 2

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.

После завершения добивки и определения отказов каждой пробной сваи результаты испытаний (журнал и отказограммы каждой сваи) направляются в проектную организацию, которая принимает окончательное решение о конструкции фундамента, расчетной нагрузке на сваи и необходимой глубине погружения их в грунт. При положительных результатах испытаний проектная организация дает разрешение на массовую забивку рабочих свай. Также в проектной документации должно быть указано, что нужно сделать с пробными (контрольными) сваями после проведения испытаний: удалить или срубить на определенной отметке.

Для того, чтобы возведение свайных конструкций было проведено на должном уровне, имело высокий уровень прочности, необходимо проводить испытания свай.

предлагает статические и динамические виды испытания опорных конструкций. Динамическое испытание основывается на выявлении и тщательном просчете энергий ударов и несущих свойств опор.

В этой статье мы рассмотрим технологию, по которой принято производить испытания как специалистами ООО “Основания и Фундаменты”, так и всем, кто желает выполнить процедуру, не отклоняясь от норм.

Наши специалисты проведут испытания и определят несущую способность и возможные деформации свай.

Принципиальные схемы установки

В ГОСТе есть множество приложений, предметно разъясняющих, какими схемами следует пользоваться при испытании свай. Чаще всего применяются следующие:

• установка с анкерными сваями и системой балок, что становится надежным упором для работы домкрата;
• установка с грузовой платформой, которая используется для аналогичных целей.

Особенности использования системы балок и анкерных свай, грузовой платформы

На платформе находится пригруз, собственный вес которого передается на сваю в качестве усилия домкрата.

На анкерные сваи приходится усилие домкрата посредством металлических балок. Сечение балок и их количество рассчитываются так, чтобы нагрузка на сваю была максимальной. Обеспечение устойчивости и жесткости является обязательным.

Грузоподъемность грузовой платформы ограничивает ее применение. Как правило, она не выше 200 тонн. Из этого следует, что при необходимости обеспечить усилие большей величины следует применять систему, состоящую из балок и анкерных свай.

Нормативные документы на динамические испытания свай

Тестирование несущих способностей опор фундамента проводят согласно нормам:

— ГОСТ 568694 «Полевые испытания свай”;

— СНиП 2.02.0385 «Опорные фундаменты”;

— СП50102-2003 «Нормы проектирования опорного фундамента”

Прежде, чем начать производство наши специалисты разрабатывают специальную программу испытания. После этого (это можно проводить в процессе возведение свайной конструкции) сваи нагружаются, и проводится серия наблюдений в течение всего времени углубления опор.

Это важно!

Данный вид испытания очень прост, он отображает поведение конструкции под статической нагрузкой. Он наиболее полезен для того, чтобы определить “отдачу” грунта, его поведение под опорной нагрузкой.

Точность данных, которые специалисты получают из эксперимента, очень высока, а сами численные значения, как правило, очень близки к предварительным теоретическим расчетам.

Задачи, решаемые при статической проверке

В полевых условиях испытательные мероприятия осуществляют для следующих целей:

• Выбора конструкции изделий, запланированных к использованию на возводимом объекте, определение их геометрических параметров, способности воспринимать усилия.
• Определения на практике возможности производить погружение свай на предусмотренную проектом глубину для данного вида почвы, оценки ее однородности.
• Определения величины перемещения свай пропорционально приложенным воздействиям в течение определенного стандартом времени.

Проверка свай статической нагрузкой осуществляется с целью подтверждения реальной способности изделий воспринимать суммарные усилия, предусмотренные проектом здания.

Технология динамических испытаний

Перед тем как начать испытание определяется количество свай, расстояние между ними и точные координаты грунта, в который они будут забиты.

После того, как это сделано, в отдельных участках (вне площади постройки объекта) погружают несколько опор. Находят самую худшую опору (например, из-за особо мягкого грунта) и на ней производят тестирование статической нагрузкой. “Худшей” считается та опора, которая дала наибольшее количество отказов при забивке.

Перед тем как проводить испытание, опора должна отстояться в почве, таким образом, восстановится структура грунтов, и результаты будут наиболее достоверны. Время, в течение которого свая должна находится в грунте называется “временем отдыха”. Этот период по ГОСТу равен:

Сутки. Если при испытаниях специалисты имели дело с плотными песочными почвами;Трое суток.

Если почва состояла преимущественно из песчаных грунтов;6 суток. Если в составе почвы были глинистые массы;10 суток. Самый долгий срок простаивания свай, применяется, если грунт был особо влажный, водосодержащий.

Перед тем как начать нагружать опоры выбирается по всем приборам «точка нуля» – начало калибровочного отсчета. На протяжении всех этапов нагрузки, датчики снимают показания.

Для того, чтобы определять и измерять условную стабилизацию деформации опорной конструкции, принято вводить величину называемую темпом погружения опоры (скорость ее осадочного углубления).

В качестве предельного уровня нагрузки принимают такую нагрузку, при которой свая перестает погружаться.

Как проводятся изыскания?

Существуют грунты, на которых возводить здания рекомендуется лишь путем установки на них свай: в противном случае проблем с его эксплуатацией впоследствии не оберешься. В этом списке: почвы, характеризующиеся высоким содержанием влаги, а также участки, отличающиеся высоким уровнем грунтовых вод.

Кроме того, испытывать стержни в динамике рекомендуется не только при строительстве обычных зданий, но и в особо сложных условиях. Так, динамические испытания буронабивных свай характерны для:

• нефтяных платформ;
• береговых площадок;
• возведения подводных фундаментов и в ряде других сложных случаев.

С каждым новым ударом стержень становится все сложнее загнать на большую глубину. А на определенном этапе этого и вовсе невозможно добиться: такое явление называют отказом, или же осадкой опоры. Данная методика объясняется уменьшением показателя погружения сваи, вызванного одним ударом.

При проведении работ необходимо учитывать следующие показатели:

• Количество ударов молота, пришедшихся на каждый метр погружения сваи до зафиксированной в проекте отметки.
• Количество отказов.
• Продолжительность того самого «отдыха», под которым понимается тот период времени, за который сваи окончательно «обсасываются» в почве.
• Норма времени, измеряемая в человеко- и машино-часах.
• Параметры засасывания. Под ними подразумевается отношение отказа, произошедшего при забивке, к показателю осадки опоры, полученному при добивке. Осадка измеряется с помощью нивелира с миллиметровой рейкой или другого подходящего прибора.

Динамика в испытаниях

Тестирование свай под динамической нагрузкой дает возможность сравнить и сопоставить теоретические данные отказов опорных конструкций с фактическими данными.

При динамических тестированиях выявляется не только отказ, но и проводится глубокий анализ грунта. Как правило, во время испытаний всплывает множество нюансов, которые не были учтены в теоретических расчетах (несмотря на то, что грунт, его поведение под нагрузкой сваи было просчитано согласно всем требованиям). При динамических испытаниях строятся графики и диаграммы, отображающие поведение опор в нагрузочном режиме.

В отличии от статических испытаний динамические обладают следующими преимуществами:

Они довольно компактны, не требуют длительных подготовок;Не требуют лишних трат времени на простаивание;Применимы ко всем видам опор;

Однако, из недостатков, следует заметить, что динамические испытания довольно часто дают несколько завышенные показатели несущих способностей.

Это происходит тогда, когда свая проходит своей острой частью в более мягкие слои грунта. Следует заметить, что статические испытания тоже не безупречно точны в таких случаях. Вариантов решения этой проблемы есть два:

Внести в расчеты поправки, отображающие мягкий слой грунта;Не использовать при испытании мягкую почву (это не всегда можно реализовать).

Это важно!

Динамические испытания нельзя применять также в тех случаях, когда фундаментные конструкции возводятся на грунтах, содержащих большое количество сыпучих песочных почв.

Технология проведения динамических испытаний свай

Испытания следует проводить три раза. Перед тем как начать основную забивку испытывают имеющиеся сваи. Главная цель этого испытания – проверить грунт.

Вторую часть испытаний проводят когда сваи уже начинают проходить в почву. Это позволяет оценить несущую способность каждой опоры, определить слабое место в почве.

Третьи, финальные испытания, проводят после того как свая забита и прошло «время отдыха». Это позволяет полностью оценить «реакцию» почвы на опору, проверить несущую способность уже отстоявшейся опоры. Результаты этого измерения являются наиболее точными из всех трех.

Для того чтобы провести испытание свай с применением динамической нагрузки, используют тоже оборудование, которое необходимо для основной забивки опоры.

После того, как все тесты завершены, у специалистов имеются величины отказов, таким образом на руках есть все численные значения уровня погружения каждой опоры в почву. Более того известно расстояние которое проходила каждая свая после каждого удара. Эти данные являются особо ценными так как полностью описывают картину состава грунта в каждой точке участка.

После этого проводятся все расчеты, определяется несущая способность каждой сваи. Чем точнее будут посчитаны входящие параметры (масса молота, высота), тем выше будет точность конечного результата. Следует помнить о том, что точность замера каждого сдвига опоры должна быть максимальной.

Это важно!

Для того чтобы точно измерить уровень отказа опоры при испытании, необходим высокоточный нивелир. Точность данного прибора составляет 1 миллиметр.

Программа испытаний свай с динамической нагрузкой

Все нормативные требования и государственные стандартны требуют, чтобы динамические испытания проходили согласно программам, которые рассчитаны на три дня (в случае песчаного, пылеватого или насыщенного влагой грунта) и на шесть дней (в случае, если почва содержит глинистые массы).

Существует, конечно, множество факторов из-за которых программы могут быть составлены на меньший или больший период.

Так, возможны программы, сроки которых будут достигать один день, либо наоборот – порядка 20 дней. Зависит это, в первую очередь, от грунтов. Если грунт на участке обнаружен особо повышенной плотности, время отказов опор не вызывает подозрений, практические данные сходятся с теоретическими, то нет необходимости ждать простаивание.

В программу динамических испытаний включаются следующие процедуры:

Измерение отказа при погружении опоры вглубь почвы (в случае добивок, точность составляет порядка 1 миллиметра);Точный расчет каждого отдельного удара;Общий счет ударов:Когда последний метр опоры уходит в грунт, удары необходимо подсчитывать каждые 10 сантиметров;Измерение отказа по истечению «времени отдыха»;Полное составление документа, заполненного численными результатами, которые были получены при тестировании.

Во время проверок опорных конструкций, заполняется таблица в специальном журнале проведенных работ.

Мы выполняем все работы под ключ, начиная с геологических исследований и заканчивая устройством ростверка.

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 заказать динамические испытания свай в «ПСК Основания и Фундаменты»

Вам нужно просто позвонить по телефону, 8 (495) 532-51-90и оставить заявку на проведения тестов.

предоставляет высокоточные испытания свай как динамическими так и статическими методами.

Точность измерений уровня погружения, которые готова предложить ООО «Основания и Фундаменты» составляет не более 1 мм, таким образом, сотрудничая с компанией, можно узнать не только точный состав грунта в каждой точке, но и все несущие способности свай.

Оставьте заявку на консультацию технического специалиста

Узнайте сколько вы сможете сэкономить с нами

Дата: 31-07-2015Рейтинг: 39

При сооружении фундамента из свай необходимо убедится в их надежности. Для этой цели проводят статические и динамические испытания свай под нагрузкой.

Для осуществления строительного проекта достаточно их провести, применив методы, которые будут описаны ниже. При сооружении свайного фундамента по мере заглубления сваи резко (иногда скачком) увеличивается величина сопротивления грунта погружению в него острия сваи от одного удара молотом. При динамическом испытании устанавливают связь между энергией удара молота, забивающего сваю, и ее несущей способностью.

рис. 1. Схема отказомера.

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;

Источник: furnilux.ru