Статические испытания свайных фундаментов

Статические испытания свай

Испытания грунтов сваями статическими вдавливающими и выдергивающими нагрузками по ГОСТ 5686-2012

Вкратце суть статических испытаний свай можно описать так:

Испытания грунтов сваями статическими нагрузками могут проводиться во время инженерных изысканий , на стадии разработки проектной документации, до ( пробные сваи ) или после массовой забивки свай (контрольные испытания свай) .

Основная задача статических испытаний — определить несущую способность сваи по грунту и осадку сваи в зависимости от величины нагрузки во времени.

Разработка программы испытаний (разрабатывается специализированной изыскательской или проектной организацией), в которой указывается вся необходимая информация, например, схема испытания (анкерная система или грузовая платформа, комбинированная схема, самоанкерующаяся свая), величина испытательной нагрузки, шаг нагрузки-разгрузки сваи и т.д.

Программа испытаний должна быть разработана в соответствии с ГОСТ 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями».

Устройство испытательной установки , которая может быть выполнена в виде грузовой платформы (система стальных балок) с грузами или системы стальных балок с анкерными сваями либо комбинированная схема , соединяющая в себе обе вышеописанные схемы. При статических испытаниях сваи конструкция любой из этих схем призвана воспринимать реактивное усилие от домкрата. При этом должна быть обеспечена прочность и жесткость испытательной установки в соответствии с ГОСТ 5686-2012. Установка устраивается так, чтобы передать усилие от домкрата строго по вертикальной оси сваи. На сваю устанавливается домкрат с манометром и насосной станцией. Монтируется реперная система, на которую устанавливаются датчики перемещений (прогибомеры).

В некоторых случаях при небольших значениях несущей способности сваи реактивное усилие от домкрата во время испытаний можно передавать на корпус тяжелой техники, если нет возможности провести испытания по иной схеме (по согласованию с проектной и изыскательской организацией). При этом вес техники должен быть достаточным, чтобы воспринять реактивное усилие от домкрата.

Помимо наиболее часто применяемых схем установок для испытания грунтов сваями в ряде случаев возможно использование других схем. Например, применение самоанкерующихся свай или испытания по методу погруженного гидравлического домкрата (МПГД), он же метод Остерберга (O-Cell) . Этот метод применяется преимущественно при больших испытательных нагрузках в условиях невозможности или нецелесообразности испытаний по классическим схемам с грузовой платформой или анкерной системой.

В ряде случаев целесообразны PDA испытания свай . Это метод, основанный на волновой теории удара. Точность метода близка к классическим схемам статических испытаний свай (расхождение составляет в среднем 10%). Преимущество метода — высокая скорость испытаний — за одну смену можно испытать 5-10 свай. В результате испытаний получаются аналогичные данные: график зависимости осадки от нагрузки, величина несущей способности свай. Этот метод также регламентирован п.4.1 ГОСТ 5686-2012.

Пошаговое загружение сваи нагрузкой с помощью домкрата. Нагрузка передается ступенями с шагом, указанным в программе испытаний. Величина нагрузки на каждом шаге должна быть не более 1/10 величины нагрузки, указанной в программе испытаний. Следовательно количество ступеней принимается не менее 10 .

Для крупнообломочных грунтов, плотных песков и глинистых грунтов твердой консистенции допускается первые 3 шага испытывать величиной 1/5 нагрузки. Таким образом, минимальное число ступеней нагрузки принимается не менее 7.

Каждый шаг нагрузки выдерживается до условной стабилизации деформации грунта , которая представляет из себя нормированную ГОСТ 5686-2012 величину скорости осадки за определенное время.

Статические испытания натурной сваей вдавливающей нагрузкой, например, проводятся до достижения осадки не менее 40 мм. Если данная величина осадки не будет достигнута, то сваю следует держать под нагрузкой на последнем шаге испытаний не менее 5 часов, даже если достигнута принятая условная стабилизация.

Если нижний конец сваи опирается на крупнообломочные, песчаные плотные и глинистые грунты твердой консистенции, нагрузка должна составить величину не менее 1,5 значения несущей способности сваи , рассчитанную теоретически по СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты».

При контрольных испытаниях свай нагрузка не должна превысить значения максимальной несущей способности сваи по материалу (бетону). В противном случае свая может получить повреждения и не может работать в составе фундамента в соответствии с начальным проектным решением.

Разгрузка сваи также проводится ступенями, равными удвоенному значению ступеней нагрузки. Выдержка каждой ступени нагрузки должна быть не менее 15 мин.

На каждом шаге данные (величина нагрузки и осадки, время условной стабилизации и т.д.) заносятся в журнал испытаний.

По полученным данным строят графики :

— перемещения сваи от нагрузки;

— изменения осадки сваи во времени (по ступеням нагружения);

Определяется величина несущей способности сваи, оформляется отчет по результатам полевых испытаний грунтов сваями статической нагрузкой.

Статические испытания свай при инженерных изысканиях проводятся для:

— определения вида и размеров свай и их несущей способности;

— проверки возможности погружения свай на намечаемую глубину, а также относительной оценки однородности грунтов по их сопротивлению погружению свай;

— определения зависимости перемещения свай в грунте от нагрузок и во времени.

*Испытания грунтов выдергивающими и горизонтальными нагрузками, и все испытания многолетнемерзлых грунтов проводят только натурными сваями.

Полевые контрольные испытания свай

Полевые контрольные испытания свай при строительстве проводят с целью проверки соответствия несущей способности свай расчетным нагрузкам, установленным в проекте свайного фундамента.

Испытания свай нагрузкой в соответствии с особенностями поставленных задач следует обязательно проводить с учетом:

— использования типа сваи или метода их устройства, не имеющего сопоставимых опытных данных;

— отсутствия испытаний в сопоставимых грунтовых условиях и условиях нагружения;

— когда на сваи будет действовать нагрузка, применительно к которой теория и практика разработаны недостаточно;

— если наблюдения в процессе устройства свай показывают, что инженерно-геологические или гидрогеологические условия участка строительства сильно отличаются в неблагоприятную сторону от тех, которые прогнозировались на основе изысканий и опыта строительства, а также если дополнительные изыскания не дают возможности выяснить причины этих отклонений.

Испытания свай нагрузкой

Испытания свай нагрузкой допускается проводить для:

— обоснования выбранного метода строительства;

— определения осадок свай и предельной для них нагрузки;

— оценки несущей способности свайного фундамента в целом.

Необходимое число испытываемых свай для обоснования принятых в проекте решений назначается с учетом:

— грунтовых условий и их неоднородности на площадке;

— геотехнической категории сооружения;

— существующих документированных данных по сваям того же типа в сходных грунтовых условиях;

— общего числа и типов свай в проекте фундамента.

Если при соответствующем обосновании проводится испытание нагрузкой одной сваи, то она должна располагаться в наихудших грунтовых условиях. Если это невозможно, следует учесть характерное значение сопротивления грунтов в месте ее устройства.

Если испытания нагрузкой проводятся для двух и более испытываемых свай, то места испытаний должны быть наиболее характерными для площадки проектируемого свайного фундамента, и одна из испытываемых свай должна находиться в месте с предположительно наихудшими грунтовыми условиями.

Между моментом установки испытываемых свай и началом испытаний нагрузкой должно пройти достаточное время для обеспечения необходимой прочности материала сваи и стабилизации в грунте поровых давлений до начального уровня.

Методика испытаний пробных свай нагрузкой по числу этапов нагружения, продолжительности этих этапов и применяемых циклов нагружения должна быть такой, чтобы по результатам измерений можно было получить данные о предельной нагрузке, деформациях, ползучести и разгрузке свайного фундамента.

Виды и число испытаний при инженерных изысканиях для строительства и число контрольных испытаний свай устанавливают в программе испытаний.

Испытания грунтов сваями проводят на участке, отведенном под строительство проектируемых зданий или сооружений, на расстоянии не более 5 м и не менее 1 м от горных выработок, из которых отобраны монолиты грунтов для лабораторных испытаний или выполнено статическое зондирование.

Испытания должны быть выполнены на участках, где выявлены наиболее слабые грунты, а также на участках с грунтами, наиболее характерными для данной площадки.

В процессе проведения испытаний грунтов сваями всех типов следует вести журналы испытаний , а результаты испытаний оформлять в виде графиков зависимостей перемещений сваи от нагрузки , приложенной к свае для испытаний статическими нагрузками.

Графики всех испытаний грунтов должны сопровождаться инженерно-геологическим разрезом по ближайшей к месту испытания выработке, а при испытаниях в многолетнемерзлых грунтах — инженерно-геокриологическим разрезом.

Источник

Испытание свай – динамические и статические способы

Как правило, динамические испытания свай проводятся трижды. Первоначально проводят динамические испытания имеющихся свай перед началом основных свайных работ и даже до начала работы над проектом свайного фундамента. Это делается с целью определить уровнень неоднородности грунта в месте будущего строительства.

Испытание статическими нагрузками

Полевые испытания и обработка материалов изысканий выполняются в соответствии с ГОСТ 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями», СП «Свайные фундаменты» актуализированная редакция СНиП и по разработанной нашими специалистами программе проведения испытаний и согласованной с заказчиком. Результатом испытаний является отчет, снабженный графиками зависимости осадки сваи от нагрузи и измерения деформации во времени по ступеням нагружения с указанием фактической несущей способности каждой из испытанных свай в соответствии с ГОСТ 5686-20125 и СП

Более объектов уже выполнено. Более свай испытано. Более заказчиков

• Обладаем оборудованием, позволяющим проводить нагружение свай даже нагрузкой 1500 тонн.
• Имеем необходимый уровень подготовки для решения инженерных задач на технически сложных объектах.
• Мы, наверно, единственные, кто делает статические испытания свай на стадии изысканий, в ходе забивки свай и при получении забитых свай.
• В нашем арсенале самый полный арсенал статических испытаний: проверка свай определенным грузом, использование натяжных муфт и лебедок, применения гидравлических домкратов, испытания свай собственным весом СДУ.

Фотогалерея завершенных объектов с проведением испытаний

г. Москва, 2-ой Иртышский проезд

Комплекс работ по проведению статического испытания на вдавливание грунтов сваей сваей Ø 350мм, дл. 12,75 м,на нагрузку 38т. при устройстве свай для фундаментов нового складского блока АО «НИКИЭТ»

Московская обл., г. Химки, Микрорайон «ИКЕА», корп. №2

Фотоотчет проведения статического испытания на вдавливание грунтов винтовой сваей (ствол Ø159 мм, лопасть 550 мм дл. 4,00 м и 1,61 м) на нагрузку 14,4т. при строительстве объекта «Модернизация Торгово-развлекательного

г. Москва пос. Сосенское, д. Николо-Хованское

Комплекс работ по проведению статического испытания на вдавливание грунтов сваей Ø 500 длиной 11,00 м на нагрузку от 6 до 64 т. при строительстве объекта «Офисно-складской комплекс»

г. Москва, ул. Лужники,

Фотоотчет проведения полевых испытаний грунтов на вдавливание натурными буронабивными сваями Ø 400мм при строительстве объекта «Павильон общественного питания №2 (Павильон общественного питания на Престижной Аллее (кафе)»

г. Москва, ЗАО, ул. Косыгина, вл. 28

Фотоотчет проведения полевых испытаний грунтов на вдавливание натурными буроинъекционными сваями Ø 300мм при строительстве объекта «Реконструкция спортивного комплекса «Воробьевы горы». Трамплин К-75 (К-72) с инфраструктурой»

от ул. Фабричная до ул. Восточной промзоны в г. Щелково

Фотоотчет проведения полевых испытаний грунтов на вдавливание натурными буронабивными сваями Ø 800мм при строительстве объекта «Строительство моста через р. Клязьма с подходами»

г. Москва, ЗАО, р-н Раменки, ул. Косыгина вл. 28

Фотоотчет проведения сейсмоакустических испытаний буроинъекционных свай Ø 250мм в целях контроля длины и оценки сплошности их стволов при строительстве объекта «Реконструкция Спортивного комплекса «Воробьёвы горы». «Универсальная стартовая площадка и эстакада»

г. Москва, ЦАО, Новая площадь, д.3/4

Фотоотчет проведения статического испытания на вдавливание грунтов сваей Ø 219 мм, дл. от 8,5 м — до 15,75 на нагрузку от 18 т до 78 т. при строительстве объекта «Реконструкция и реставрация с приспособлением для современного использования объекта «Политехнический музей»

г. Москва, ул. Лужники,

Фотоотчет проведения сейсмоакустических испытаний буроинъекционных свай Ø 400мм в целях контроля длины и оценки сплошности их стволов при строительстве объекта «Павильон общественного питания №2 (Павильон общественного питания на Престижной Аллее (кафе)»

Смотреть другие наши проекты

Результаты испытаний

Pезультаты испытания гpунтов сваей офоpмляют в виде гpафиков зависимости дефоpмации (осадки, выхода, гоpизонтального пеpемещения) сваи или отдельных ее элементов (нижнего конца и ствола) от нагpузки и измеpения дефоpмации во вpемени по ступеням нагpужения. Несущая способность сваи и наибольшая допускаемая нагрузка на сваю при испытаниях определяется из СТБ 2242 и ТКП Данные для проведения испытаний буронабивных свай статической нагрузкой с техническими характеристиками оборудования и приборов и результаты испытаний свай представляются в форме отчета об ипытаниях грунтов сваями. Требования к программе полевых испытаний грунтов сваями Требования к программе полевых испытаний грунтов сваями установлены в приложение А (СТБ 2242-2011)

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.

Методика проведения испытаний

Важно, чтобы нагружение испытуемой сваи происходило равномерно. Не следует допускать ступенчатые нагрузки или удары. При разработке программы определяется величина максимальной нагрузки. В процессе испытаний обеспечивается усилие, которое не должно превышать 1/10 от расчетной величины.

При работе на крупнообломочных грунтах заглубление натурных свай можно допускать в три ступени. Это же правило касается и плотных песков, глинистых грунтов плотной консистенции.

Если диаметр сваи больше 80 см, можно производить испытания отдельно для ее нижнего конца и боковой поверхности.

Обязательно оформляются отчеты об испытаниях – определяются и фиксируются показания приборов на каждом из этапов нагружения. Первый отчет формируется еще до начала действия нагрузки. Второй – сразу после начала нагружения, далее – через определенные интервалы времени, в соответствии с разработанной программой.

Важно учитывать, что показания приборов не должны отличаться более следующих значений:

• 20 % при осадках более 5 мм,
• 30 % при осадках 1-5 мм,
• 50 % при осадках менее 1 мм.

В качестве критерия условной стабильности принимают осадку оборудования на текущей стадии нагружения, если за час она не превысила 0.1 мм, при условии, что под нижним концом – грунты, относящиеся к тугопластичной категории. Если почвы глинистые или сыпучие, временной интервал увеличивают в два раза.

Важно довести нагрузку до такой величины, чтобы полная осадка натурной сваи происходила за 40 минут или более. Если в работе свая-зонд или эталонная, то это время должно составлять более 20 минут.

Если осадки меньше, проверка должна продолжиться не менее 5 часов, даже если достижение принятой условной стабилизации произошло ранее. Это правило является обязательным, если в программе не предусмотрен другой временной интервал.

При работе с плотными или крупнообломочными грунтами важно, чтобы нагрузка была доведена до программных значений. Однако она не может быть меньше полуторного значения показателя, который способна выдерживать свая по документации. Также она не должна быть больше расчетного сопротивления материала ствола сваи.

Разгрузку всех видов свай осуществляют тогда, когда достигнуто максимальное нагружение. Это организовывается ступенями. После прохождения каждой из них снимают показания приборов. Как правильно вести журнал и фиксировать показания, описано в соответствующем ГОСТе.

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.

В состав программы испытаний грунта сваями должно входить ТЭО (технико-экономическое обоснование), подтверждающее или опровергающее смысл проведения исследований.

Источник