динамические испытания свай зачем

Проведение обязательных испытаний свай в строительстве

Для чего и когда проводят испытания свай

Испытания проводят для оценки физических свойств свай и грунта, их взаимодействия

Опытную забивку опорных стоек проводят на специальной технической установке для определения выдергивающих, вдавливающих нагрузок и усилий на растяжение. Агрегат в виде платформы с нормативным грузом имеет в составе механизм давления на сваю, кран для подъема. Устройство снабжено опорной установкой из металлических ферм или железобетонных ригелей, через систему которых передается вертикальная нагрузка на испытуемый элемент.

Измерение фактических почвенных параметров имеет значение для предупреждения внезапного проседания и разрушения строения. Испытания грунтов по технологии забивки свай делается при возведении нового здания и при реконструкции или переоборудовании действующего сооружения.

Испытание оценивает однородность почвы, напластование, количественный состав, физические особенности каждого ряда. Проверяют соответствие проектных нагрузок реальной сопротивляемости стержня. Степень смещения сваи во время испытаний фиксируют измерительные датчики, детекторы, контролеры, которые отличаются точностью измерения до 0,1 мм. Полевые исследования проводят с учетом требований общих нормативов, которые дополнены соответствующими региональными и отраслевыми документами.

Какую информацию дает испытание

В результате исследования намечают результативный рабочий план проведения монтажа свайных элементов, прогнозируют стойкость и прочность сооружения, выбирают оптимальные способы укрепления фундамента. Измеряют сопротивление почвы, что дает возможность просчитать прочностные характеристики разных напластований.

Штамповые исследования в полевых условиях проводят для определения:

Иногда дом строят на старом свайном фундаменте, тогда статические испытания проводят, чтобы оценить истинное состояние грунта вокруг существующих элементов. Так выбирают тип требуемой сваи, материал, ее диаметр, решают вопрос о бурении и монтаже добавочных стрежней.

Гидравлика передает нагрузку штампу посредством стойки. Реактивное напряжение воспринимает анкер, работающий на выдергивание свайного элемента. Грунт в проходе с обсадкой нагружают устройством, крепленным к трубе. Давление регулируют массой грузов на платформе, а вертикальность контролируют направляющими полозьями.

Проведение исследований

При пробном забивании изделия его динамическое испытание дает возможность определить необходимую длину сваи и определить разницу между реальной и расчетной величиной отказа проверяемого изделия. При испытании опоры выявляются ее несущие способности, определяются несущие слои грунта и ослабленные или негодные отрезки свайного поля. При проведении испытания изделий нагрузкой составляются графики зависимости изменения состояния испытуемой конструкции от прикладываемых контрольных усилий. В отличии от статических испытаний, динамические требуют меньшие затраты, чем статические, не портят испытуемые элементы, применимы к их различным видам вне зависимости от их несущих качеств.

Но надо учесть и то обстоятельство, что при проведении измерений возможно получение завышенных величин несущей способности свай.

Рис. 2. Формула для вычисления P2.

Это происходит в случаях забивки изделий в разнородный грунт, верхняя часть которого более плотна, чем глубинный слой. Такие условия не дадут правильного результата и при статических испытаниях из-за сжимаемости слабого слоя грунта и его ползучести, так как нагрузка перераспределяется так, что на острие опоры приходится ее значительная часть. Это вызовет перегрузку в слабом грунте основания и вследствие этого исказит полученные данные. Для ликвидации вышеописанных препятствий и получения надежных результатов при испытаниях на многослойном грунте необходимо следить за тем, чтобы острие сваи вбивалось в более прочный подстилающий слой.

При динамическом испытании нагрузкой на глинистых почвах могут быть получены различные величины отказов свай в начале забивки изделия в грунт и на конечном этапе испытания. Для предотвращения получения неправильного результата эти данные сравнивают с результатами статических испытаний и отдают им большее предпочтение.

Что входит в программу полевых испытаний

В поле несущую характеристику и способность к деформации находят по итогам испытания почвы штампами в скважинах, шурфах на отметке пяты фундамента или применяют метод статического или динамического испытания свай. Исследование в шурфах проводят металлическими или бетонными штампами с большой жесткостью и площадью 2500 – 5000 см², а в буровых каналах применяют круглые элементы с квадратурой подошвы более 600 см².

Методика, по которой производится испытание на стройплощадке:

Количество свай, подвергаемых проверке, зависит от различных факторов, но не должно быть меньше 1% от общего числа монтируемых стоек. На выбор численности испытуемых образцов влияет сложность условий, размер передаваемого напряжения и разнообразие типоразмеров опорных стержней.

Испытывают характерные участки для всей стройплощадки и проверяют области с ослабленными показателями. Результаты заносят в журнал, оформляют в форме графиков взаимозависимости нагрузки и смещения стойки. Учитывают связь числа ударов и количества отказов заглубления.

Регламентирующие документы

Стандарт, по которому проводят испытание буронабивных свай, а также завинчивающихся, вдавливаемых и забивных элементов — ГОСТ 56.82-2012. Правила документа регламентируют исследования на стройплощадке, и описывают методики контрольных проверок свайных стоек. Есть СНиП 2.02.03-85 и СП 50.102-2003, которые стандартизируют обследование оснований и составление проекта свайных опор нового строительства и реконструкции.

Статические проверки способности свай и грунта стоят дорого, проводятся в течение суток (время зависит от величины объекта), но относятся к категории точных испытаний с безукоризненными результатами.

Исследования разрешают на разных стадиях возведения:

Технические документы об испытаниях с описанием элементов передают монтажникам свай. В бумагах есть план с привязкой скважин по осям, указаны точки пробного статического и динамического зондирования, расположение коммуникаций на объекте, зданий. Передают техзадание на испытание свай и заключение геологов об условиях строительства, а также смету на работы.

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).

Особенности динамических испытаний

Динамику используют для определения реального напряжения в опорных стержнях и несущей способности. Груз нормативного веса сбрасывают на стойку с назначенной высоты и находят размер осадки. Рассчитывают несущую способность с учетом применяемых параметров и полученных результатов. Динамический метод длится недолго, но дает точные показатели.

В испытании используют прогибомеры. Перед нагрузкой регистрируют первый нулевой результат, затем берут второе показание и делают замеры последовательно в течение через 30 минут (всего 4 шт.). Сваю считают стабилизированной, если осадка составляет не больше 0,1 мм за последний час.

Нагрузка доводится до расчетной при погружении в плотные глинистые, крупнообломочные грунты и пески, но величина не должна быть меньше 1,5 показателя несущей характеристики сваи.

Особенности статических испытаний

Методика предусматривает ступенчатую нагрузку, размер которой находят с учетом проектного давления (но не больше 1/10). Следующее усилие дают после полной осадки сваи от первого напряжения. На измерительных датчиках выставляют ноль, после подачи первого усилия и при последующих ступенях регистрируют показания приборов.

Предельное сопротивление определяют по величине нагрузки, после которой останавливается заглубление сваи. Метод простой, но требует времени и технического оборудования. Принцип статической проверки в том, что на элемент давят, а не сбрасывают груз с высоты.

Применяют гидравлический домкрат, который давит вниз на металлическую балку, привариваемую к испытательному образцу сваи и соединяющую его с соседними анкерными стойками. Расстояние от контрольной сваи до анкерной делают не меньше 2 м или пяти диаметров (в элементах сечением до 80 см). Для контрольных элементов промежуток делают не меньше трех диаметров, но не меньше 1,5 м. Эталонную зонт-сваю ставят на расстоянии не меньше 1 метра.

Источник

Методика испытаний свай

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.

Виды испытаний, их нормирование и назначение

В строительстве при возведении фундаментов применяются опоры, отличающиеся как длиной, так и диаметром. Инженеры в проектах из расчета уровня максимально возможного нагружения определяют требуемые параметры свай. Они должны обеспечивать надежность возводимого сооружения.

Испытание свай призвано подтверждать точные пределы их прочности. Если они превышают расчетные показатели, то становится возможным уменьшение габаритов, и, как следствие, финансовых расходов.

Исследования проводятся по нескольким методикам:

Последний пункт называют иначе испытанием грунтов. Конкретный способ выбирается исходя из вида почв непосредственно на строительном объекте.

Все проверочные мероприятия подчиняются нормативным документам, представленным в таблице.

Перед испытательными работами составляются: проект, планы строительного участка и геологического разреза, техническое задание.

Динамические испытания позволят смоделировать поведение свай при нагрузке

Динамические испытания имеют своей целью:

Подвергание статическим воздействиям позволяет выбрать длину и диаметр опор.

После проведения теоретических расчетов и практических исследований выбирается оптимальный размер для свай. Испытание прочности буронабивных свай имеет огромное значение для постройки нефтяных и береговых платформ, фундаментов мостов. Данные статических исследований более точные, поэтому они часто применяются во время постройки больших, сложных объектов.

Проведение динамических испытаний

Динамические испытания свай – наиболее дешевый и быстровыполнимый вид исследований, но уступающий своей точностью статическим.

Их проводят часто в одно время с математическими вычислениями нагрузки, которую смогут длительное время без деформации выдерживать опоры.

Все действия выполняются оборудованием для строительства фундаментов свайного типа (молотом).

Обычно мероприятия проводятся в 3 этапа:

Во время испытание свай под динамической нагрузкой фиксируют:

Измерение величины отказа (внедрения в грунт при одном ударе молота) производится отказомерами и является окончательным результатом испытаний. По этому параметру высчитывается несущая способность опоры.

Проведенные таким способом исследования могут показать как завышенные, так и заниженные показатели несущих свойств поверхности. Это связано со слоистым строением грунта, поэтому важное внимание уделяется проведению геологического обследования местности.

Работы с опорами должны выполняться одним и тем же молотом до и после «отдыха», при этом продолжительность зависит от типа грунта. После завершения забивки его период для песчаных почв составляет не менее 3 дней, а для глинистых – не менее 6. О том, как проходит динамическое испытание, смотрите в этом видео:

Технология статических испытаний

Статические испытания свай проводятся с применением к ним вдавливающих, горизонтальных, выдергивающих воздействий. Согласно законодательным нормам, забивные сваи испытываются лишь после окончания времени «отдыха», а буронабивные проверяются, когда бетон приобретет более чем 80 % своей максимальной прочности.

Определить несущие характеристики свай, технология позволяет моделированием процесса их работы на специальной площадке, условия на которой соответствуют наихудшим геологическим показателям объекта. Что приносит наиболее верный результат.

Испытуемую конструкцию нагружают поэтапно

Испытание свай действующей статической нагрузкой проводятся в таком порядке:

При сухом типе местности на стройплощадке проводят испытания в специально увлажненном грунте. Замачивание выполняется по нормативам: минимум 24 часа на 1 м глубины. Подробнее о процессе смотрите в этом видео:

Вертикальные воздействия центруются по максимуму. Данные с приборов записываются в журнале при прохождении каждой ступени работ.

Гидравлический домкрат

Для испытания свай статической нагрузкой применяется следующие способы:

У первой сваи должна быть высокая прочность, соответствующая необходимым характеристикам. Иначе потребуется усиление с помощью внешней обоймы. Все работы по данной технологии по нормативам допускается проводить только после достижения бетоном 75 % прочности.

Проведение исследования воздействия динамических и статических нагрузок на сваи позволяет вовремя отбраковать дефектные изделия. Что способствует возведению надежного сооружения, отвечающего требованиям всех строительных норм. Также это позволяет на местности детально исследовать геологические условия строительного участка, внося в проект необходимые изменения.

Источник

Динамические испытания свай

Прежде чем забивать свайный фундамент, нужно убедиться в надежности свай. Для этого проводят испытание будущих опор под нагрузкой, статические и динамические. Как проводят динамические испытания свай, мы и опишем в данной статье. Во время сооружения свайного фундамента в процессе забивания сваи скачкообразно увеличивается сопротивление грунта в момент удара молотом по опоре. При динамических испытаниях экспериментально устанавливается связь энергии забивающего сваю молота и несущей способностью самой сваи.

Стоимость динамического испытания свай

Закажите услугу у нас!

Методика проведения исследований

С помощью пробного забивания во время динамического испытания можно достоверно определить достаточную длину свай под конкретный фундамент и рассчитать разницу между расчетными и реальными величинами отказа испытуемых свай. Во время испытания опор выясняются их несущие способности, а также определяется состояние грунта, выявляются слабые и непригодные для забивания свай места.

В результате составляют графики изменения состояния исследуемой конструкции в зависимости от прилагаемых усилий. Динамические исследования, в отличие от статических, менее затратны, в результате их проведения не портятся сами свои, метод можно применять в самых различных ситуациях. Во время динамических испытаний на глинистых грунтах получаются самые разные цифры по отказам свай на старте забивания в грунт и в конце испытания. Чтобы исключить неправильные результаты исследования, полученные данные нужно сравнить с данными статического испытания, отдавая при этом предпочтение данным по динамическому испытанию.

Испытания свай нужно проводить как минимум три раза! Сначала под нагрузкой проверяются все существующие на строительной площадке элементы опор с целью определить уровень неоднородности грунта. В грунт забивают основные сваи, проводят оценку их несущей способности и одновременно на участке выявляют зоны слабых грунтов. Спустя некоторое время после отдыха испытуемых изделий проводят заключительный этап динамического испытания под нагрузками, в результате которого получаются полноценные данные несущих возможностей будущих опор. Насколько долгим должен быть отдых исследуемых элементов, определяет качество грунта. Применяемые средние нормативы: для песчаников — минимум трое суток, для глинистых почв — минимум 6 суток после забивки свай. После этого составляется схема выбора конструкции необходимых свай.

При проведении испытаний будущих опор внимательно смотрят на изменение их отказов, это дает возможность изучить состояние грунта на строительном участке и достоверно выявить его слабые места. Также достаточно достоверно выясняется общая несущая способность будущих опор. Контрольное забивание уже отдохнувших свай требуется для определения изменения несущей способность этих элементов. В работе используется тот же самый молот, что и в начале динамического испытания. Если почва глинистая, забивания свай нужно проводить короткими ударами, иначе можно спровоцировать глубокие нарушения грунтов. Общепринято при проведении динамических испытаний использовать то же рабочее оборудование, которыми и будет производиться забивка свай в дальнейшем под фундамент.

Когда испытания заканчиваются, вычисляют предположительное количество отказов свай, оно равно длине опускания сваи при одном ударе молотом. Как рассчитывается несущая способность свай? Насколько точные вычисления производятся, зависит от высоты взмаха молотом; от того, насколько массивна его ударная поверхность, и от формы головки сваи. Обязательно после каждого удара молотом необходимо замерять перемещение самого грунта.

Величина отказов свай определяется специальным прибором, он называется отказомер. С его помощью возможно замерять перемещения грунта от забиваемых свай с более чем достаточной точностью, которая равна 1 миллиметру. Сам прибор выглядит, как планшет с закрепленным на нём, двигающимся помощью каретки карандашом. Скорость возвратно-поступательных движений в горизонтальной плоскости этого карандаша можно регулировать. Размеры планшета — 50 на 36 сантиметров, Когда свая опускается, инструмент движется одновременно. При этом карандашом вычерчивается отказограмма, которая выглядит как ступеньки.

Во время динамических испытаний особое значение следует уделять правильному и максимально точному измерению высоты размаха молота. Измеряется этот параметр с помощью специальной линейки, на которой через каждые 50 миллиметров нанесены четко видимые отметки. Линейка эта прикрепляется либо к головной части сваи, либо к самому молоту. Высота падения ударной части молота при таком способе определения производится с точностью 2 сантиметра, этого вполне достаточно.

Источник