Профессиональные бригады строителей и проектировщиков перед началом строительства всегда проводят определенные подготовительные работы. К таким работам можно отнести статические и динамические испытания свай. Проводятся они для того, чтобы иметь полную информацию о грунте, а также с целью получить наиболее полную информацию о фундаменте и его поведении.
Общие сведения
В настоящее время проведение статических испытаний предназначено для трех типов опорных элементов.
К первому типу таких элементов относят натурные образцы. Это изделия, которые применяются при обычных строительных работах. Габариты данного изделия, материал, а также метод монтажа соответствует фактическим условиям застройки. Допустим, если натурный образец устанавливается для проверки буронабивных свай, то и технология его монтажа должна быть аналогичной элементам из этой же группы.
Второй тип - это эталонная свая. Такие элементы выполняются из составного металлического стержня, а по своей форме он аналогичен обычной забивной свае, диаметр стержня которой равен 114 мм. Сборка эталонной сваи осуществляется из разных элементов, а конечная длина составляет 12 м.
Свая-зонд. Диаметр данного объекта составляет 127 мм, а изготавливается он также из составных частей. Длина этой сваи равна 16 метрам.
Стадии для испытания
ГОСТ статического испытания свай регламентирует проверку объектов на некоторых стадиях.
Первая стадия, на которой необходимо проводить статическую или динамическую проверку - это этап изысканий, а также выполнение проектных работ. Необходимо выяснить размер, сечение, а также определить несущую способность сваи и сравнить ее с требуемой по проекту для конкретного строительного объекта. После проведения испытаний на данном этапе специалисты дают заключение о том, что все расчеты соответствуют, либо же проводят их заново, если что-либо не совпадает.
Вторая стадия, на которой осуществляются статические испытания свай - это погружение и извлечение объекта. Данные действия позволяют сравнить реальную способность сваи выдерживать нагрузку с ее проектными данными.
Также важно отметить, что данные, полученные при статических испытаниях сваи, более точны, чем данные, полученные от динамических испытаний.
Цель проведения испытаний
Полевые испытания свай проводятся для того, чтобы решить следующие задачи:
- Выбрать подходящую конструкцию изделия, которую планируется использовать на данном строительном объекте, подобрать правильные геометрические размеры для каждого объекта, а также определить их способность выдерживать нагрузку.
- Также статические испытания свай проводят для того, чтобы определить, возможно ли погружение объекта на требуемую глубину, и для того, чтобы оценить однородность грунта, в котором будет установлен фундамент.
- Последнее, для чего проводят испытания - чтобы определить величину перемещения сваи под нагрузкой, которая будет прилагаться к ней в течение заданного промежутка времени.
Методы проведения испытаний
Существует несколько методов проведения статических испытаний свай. Данные испытания проводятся в зависимости от метода приложения нагрузки к изделию. Также важно заметить, что от выбранного метода проверки зависит знакопеременная нагрузка, которая будет прилагаться к проверяемому объекту. Выбор приложения нагрузки очень важен, так как от него будет зависеть то, какое оборудование понадобится для проведения испытаний.
- Для некоторых испытаний необходимо специальное нагружающее приспособление, которое чаще всего представляет собой домкрат гидравлического типа либо же платформу с грузом, вес которой можно регулировать. Также при проведении статических испытаний свай этим способом разрешается использовать натяжные муфты или лебедки.
- В некоторых случаях используют сборную конструкцию из таких материалов, как металлические балки и железобетонные плиты с анкерами. Данная конструкция устанавливается таким образом, чтобы передать весь вес на испытываемую конструкцию.
- Также бывают случаи, когда необходимо применение специального измерительного устройства, которое контролирует величину погружения сваи под нагрузкой. Это устройство представляет собой группу измерительных приборов, которые объединяются в один комплект. Точность замеров, полученных таким способом, обеспечивается до 0,01 мм.
Технология испытания
Технология статического испытания свай начинается с того, что необходимо проверить качество стержня, а также место, куда будет устанавливаться объект. По ГОСТу необходимо забивать сваи в то место, которое характеризуется наихудшими показателями грунта на всем строительном участке. Также по технологии испытаний предусмотрено время для "отдыха" сваи. То есть нужно дать время отстояться объекту после забивки. Только в этом случае будут получены объективные результаты от проведения испытания свай статической нагрузкой.
Время проведения испытаний
ГОСТ также устанавливает количество времени, которое требуется на простой свай. Количество времени зависит от типа почвы, в который устанавливается объект.
- 1 день простоя потребуется в случае, если объект монтируется в плотный грунт, который насыщен песком или же глиной, а также для крупнообломочной почвы;
- 3 дня отводится на простой сваи в полностью песчаной основе;
- 6 дней простоя потребуется при монтаже сваи в разнородную почву или глину;
- наибольшее количество времени, то есть 10 дней, придется затратить, если свая будет устанавливаться в полностью песчаную и влажную основу.
Однако справедливо будет отметить, что в настоящее время наиболее оптимальным сроком простоя считается 6 дней. Так как именно разнородная почва преобладает на всей территории Российской Федерации. Также важно отметить, что нагрузку на сваю по ГОСТу необходимо осуществлять ступенями. Переходить к следующей ступени нагрузки можно только тогда, когда данный этап прошел 100-процентную стабилизацию.
Способы проверки
На сегодняшний день применяется три способа статических испытаний свай. Один из этих способов предполагает использование лишь собственного веса конструкции. Такой метод используется в том случае, если объект монтируется в довольно мягкий грунт, сопротивление которого мало. Также может использоваться платформа с грузом или же домкрат.
Стоит сказать о том, что смета на статическое испытание свай составляется заранее. Также важно знать, что наиболее распространенным способом проверки считается использование гидравлического домкрата. Данный метод распространен наиболее сильно в частности потому, что он требует минимальное количество времени на проверку, а также является наиболее дешевым способом проверки. Также можно отметить, что проведение статических испытаний может осуществляться не только на специально отведенных для этого зонах, но и непосредственно на строительных участках.
Проведение испытания
Для того чтобы осуществить проверку, специалисты забивают несколько пробных свай. Число, а также место забивки объектов определяет проектная организация, которая следует ГОСТу 5686 "Грунты. Методы полевых испытаний сваями". Нагрузку на объект осуществляют постепенно и переходят к следующему этапу только после полной стабилизации осадки свай на предыдущем этапе.
Для того чтобы измерить осадку свай, которая подвергается испытанию, устанавливают 4 индикатора часового типа, цена деления шкалы которых равна 0,01 мм. Реактивные усилия, которые нагружают сваю, передаются ей от системы балок. Также для того, чтобы зарегистрировать возможное выдергивание анкерной сваи, на нее устанавливают еще два индикатора часового типа, с ценой деления шкалы также 0,01 мм. Если учитывать возможное удлинение верхней части арматурного каркаса сваи, то выдергивание объекта не должно превышать 2 мм.
Статические испытания буронабивных свай
Статический метод проверки - это имитация работы объекта под нагрузкой, которая будет приложена к нему в будущем. Такой метод проверки считается наиболее корректным и точным, если сравнивать его с динамическими испытаниями, но при этом его проведение будет стоит дороже, а времени займет больше. Несущая способность фундамента - это способность противостоять нагрузкам, сохраняя при этом целостность конструкции.
Для того чтобы справиться с нагрузками, свайный фундамент должен обладать несущей способностью не меньшей, чем совокупность всех, оказываемых на него нагрузок, а также с учетом нескольких поправочных коэффициентов. Статические испытания предназначены именно для определения несущей способности свайного фундамента.
