Испытание свай – динамические и статические способы
Еще задолго до начала строительства капитального сооружения производится целый комплекс мероприятий, обеспечивающих правильный выбор и дальнейшие расчеты конструктивных элементов, в частности, фундаментов. Испытание свай выполняется на этапе инженерных изысканий и контрольных проверок в период строительства. В процессе работ определяется несущая способность и возможные деформации, после чего данные сверяются с расчетными показателями, указанными в проектной документации. При необходимости, производится корректировка типа и габаритов свай, а также технологии их заглубления.
Общие положения
Полевые испытания свай проводятся до начала их массовой установки. Основным документом, регламентирующим порядок работы, является ГОСТ 5686-2020. На него ссылаются СНиП и СП, определяющие правильность расчетов и устройства свайных фундаментов.
Следует отметить, что данный государственный стандарт не охватывает грунтовые породы:
- крупнообломочные, в составе которых содержится объемных включений более 40%;
- набухающие либо засоленные, в случае требования их замачивания для проведения испытаний.
Рассматриваемый ГОСТ не имеет ничего общего с исследованиями, проводимыми в целях определения выносливости свай при возникновении сейсмических или нетипичных динамических нагрузок, появляющихся в процессе эксплуатации объекта.
Испытание грунта производится сваями:
- натурными, не отличающимися от обычных по размеру, материалу и конструкции;
- эталонными, представляющими собой составную оболочку из металла d=114мм, заглубляемую методом забивания;
- зондами – в виде металлических свай d=127мм с заостренными наконечниками и муфтами трения.
Соответствующие СНиП и ГОСТ допускают динамические и статические варианты испытания грунтов сваями. В процессе проверки определяется неоднородность погружения свай, а также зависимость их подвижек от временных факторов и нагрузок. Площадки и число точек испытаний определяется проектом, учитывающим наиболее характерные места застраиваемой территории.
Особенности динамических испытаний
Под динамическими нагрузками понимают воздействие ударов или вибраций на забивную сваю. Такой метод дешевле и проще статического варианта испытания, но он не подходит для винтовых и буронабивных свай.
Следует отметить, что динамические испытания свай выполняют после их заглубления и «отдыха», продолжительность которого находится в зависимости от грунтовых условий и назначается программой полевых испытаний. При забивке, согласно СНиП, должно применяться то оборудование, которое предполагается использовать в основных работах. Исследования определяют показатели:
- несущей способности – по отказу, принимаемому усреднено с учетом значений погружения сваи после одного удара или минутной вибрации;
- однородности грунтовых слоев – по сопротивляемости заглублению;
- возможности погружения на проектную глубину.
Итоги заносят в акт испытания свай динамической нагрузкой, а для установления стоимости работ составляется смета.
Особенности статических испытаний
Проверка производится с использованием вдавливающих или выдергивающих нагрузок, а также горизонтальных усилий. Как указано в СНиП, испытания забивных свай могут выполняться только после их «отдыха», а буронабивных или инъекционных – не ранее приобретения бетоном 80-процентной прочности.
В случае испытания свайной конструкции вдавливающими усилиями, воздействие на нее выполняют равномерно и безударно, но ступенчато. Данное условие касается как нагрузки, так разгрузки сваи. Все результаты фиксируются в соответствующем журнале.
Статические испытания свай на выдергивающую нагрузку не используют для бетонных, винтовых, буронабивных, составных и уширенных книзу свай. Горизонтальные усилия прилагают как минимум в двух точках, фиксируя возможные отклонения свайного столба. Нагрузки в этом случае принимают не по таблицам СНиП, а по указанным в проектной документации расчетным показателям.
Что входит в программу полевых испытаний
На основании определенного перечня документации, различных характеристик и требований составляется программа испытания грунтов сваями. ГОСТ указывает, что на этапе инженерных изысканий должны учитываться:
- результаты аналогичных исследований, проводившихся ранее для близрасположенных зданий;
- прогноз возможного изменения гидрогеологических условий;
- конструктивные особенности проектируемого объекта;
- расчетные нагрузки на конструкцию фундамента;
- проектные отметки низа ростверка и уровень планировки территории;
- предполагаемые перемещения фундаментных конструкций с учетом эксплуатационных условий.
Программа для контрольных испытаний грунтов сваями составляется, опираясь на принятые в проектной документации:
- виды и габариты свай;
- варианты погружения конструкций;
- расчетные усилия и нагрузки;
- грунтовые условия площадки.
В число регламентируемых ГОСТ пунктов программы входит:
- количество подвергаемых проверке конструкций;
- точки испытаний в плане;
- максимальные нагрузки, минимальные перемещения и деформации;
- способы и глубина погружения, включая проектный отказ;
- продолжительность «отдыха» или набора прочности для буронабивных свай;
- схемы испытательных установок, направленность и характер нагрузок.
Одно из приложений ГОСТ указывает требуемое количество исследуемых точек. При динамических способах испытаний – до 1% всех свай, но более шести штук. При вдавливающих статических усилиях – до 0,5%, но более двух единиц, а при выдергивающих – более 2% или трех свай. Подобные требования выдвигает и СНиП.
