ГОСТ 5686-2020. Грунты: статические испытания свай

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.

ГОСТ 5686-2012 Грунты. Методы полевых испытаний сваями

  • Терминология
  • Стадии работ
  • Задачи, решаемые при статической проверке
  • Способы статических испытаний
  • Технология статических испытаний
  • Динамическая проверка
  • Технология динамической проверки

Для оценки возможности возведения объекта, а также с целью проверок свай при осуществлении строительных работ производятся испытания грунтов сваями. Это позволяет принять окончательное решение о типе фундамента на строительной площадке. Мероприятия выполняются на стадии технического задания при проектировании, а также при проектно-изыскательских работах. ГОСТ регламентирует требования к статическим и динамическим методам контроля, результат которых позволяет принять окончательное решение по конструкции фундамента.

Терминология

Стандартом предусмотрено использование для испытаний трех типов опорных элементов:

  • Натурного образца, представляющего собой реальное изделие, используемое при обычном строительстве. Геометрические размеры, материал, из которого оно изготовлено, а также способ установки полностью соответствуют фактическим условиям площадки застройки. В частности, если натурный образец запланирован для контроля буронабивного фундамента, то его монтаж должен производиться с учетом правил и технологии монтажа аналогичных элементов. В данном случае должно осуществляться бурение шахты, установка опалубки, армирование, заливка бетона.
  • Эталонной сваи, выполненной из составного металлического стержня, который имитирует стандартное изделие забивного типа и имеет диаметр 114 мм. Собранный из отдельных сегментов эталон имеет длину 12 метров.
  • Сваи-зонда, изготовленной из составных металлических элементов диаметром 127 миллиметров. Отличается наличием полюсного наконечника, оснащается муфтой трения. Собранный зонд имеет длину 16 метров.

Схемы конструкций эталонной сваи и сваи-зонда представлены на рисунках А.1 и А.2.

Рисунок А.1 — Схема конструкции сваи-зонда

Рисунок А.2 — Схемы конструкций эталонной сваи

Стадии работ

ГОСТ регламентирует обязательно выполнять статические испытания, а также динамические испытания свай на следующих стадиях:

  • на этапе изысканий и выполнения проектных мероприятий с целью определения сечения, размеров, а также оценки, предусмотренной проектом несущей способности. Основываясь на результатах проведенных измерений, специалисты делают заключение о правильном расчёте параметров, а при несоответствии – выполняют повторный расчет;
  • в ходе погружения и извлечения свай, что позволяет сопоставить с проектными данными реальную способность воспринимать усилия.

Таблица типов конструкций свай

Полученным в результате статического контроля измерениям характерна повышенная точность. Они более достоверны, чем данные, полученные при динамическом методе.

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.

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.
Читайте также:  Беспроводной утюг: особенности и принцип работы

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

Технология статических испытаний

Испытание свай, согласно требованиям стандарта, осуществляется по следующему алгоритму:

  • Разрабатывается программа и методика выполнения проверки, содержащая информацию о максимальном передаваемом на конструкцию усилии, шаге распределения нагрузки, который должен составлять 10% от массы тарированного груза.
  • Организация-проектировщик определяет количество изделий для испытания грунтов сваями, места их забивки.
  • На будущем свайном поле производится забивка группы свай в зонах, соответствующих наихудшим, наиболее неблагоприятным условиям или местах, где произошли отказы при погружении.
  • Производится установка нагружающей конструкции, комплекта оборудования, обеспечивающего передачу усилий.

Статические испытания свай

Проверка свай статической нагрузкой предусматривает три этапа работ:

  • подготовку испытываемой опоры;
  • производство испытаний;
  • обработку полученной информации.

Процесс подготовки, согласно ГОСТ, предусматривает отлежку, то есть «отдых», срок которого составляет:

  • 1 сутки, если погружение производится в плотные слои песка или крупнообломочные массивы.
  • 3 дня для песчаных оснований.
  • 6 дней для глинистой поверхности и разнородных масс.
  • 10 дней для водонасыщенных и мелкодисперсных песков.
  • 20 дней для текучих, пластичных и мягких глинистых фракций.

Испытание свай, согласно положениям документа, представляет собой последовательное увеличение нагрузки. Величина погружения в плотный массив грунта при первом цикле нагружения может составлять пятую часть от общей массы тарированного груза. Усилие прилагается при стабилизации положения после предыдущего цикла приложения нагрузки. Контроль значения осадки проверяют прогибомерами часового типа и электронными приборами, цена деления которых составляет 0,1 миллиметр. До приложения усилий данные всех приборов обнуляют и после каждого цикла воздействия нагрузкой контролируют показания всех приборов. Критерием стабилизации положения является перемещение на расстояние не более 0,1 миллиметр на протяжении последних 60-120 минут наблюдений.

В ходе проверки прилагаются пиковые значения усилий, при которых натурный образец проседает более 40 миллиметров, а эталонные изделия заглубляются в грунт на 20 мм и более. Значение усилия, при котором нагружение остановлено, является величиной частного предельного сопротивления.

Результаты замеров фиксируют в журнале наблюдений. После завершения испытаний вычерчивают графики, позволяющие сделать выводы о необходимом количестве опор, их геометрии, глубине заложения. Данные измерений являются основой для проектирования фундамента будущего здания.

Динамическая проверка

Она осуществляется с использованием специального оборудования, применяемого для погружения. При проверке отслеживается степень погружения в почву на каждый цикл воздействия молота. Постепенно погружаясь в грунт, опора воспринимает противодействие грунта. Оно выражается в том, что при заглублении уменьшается значение отказа. Данная проверка базируется на взаимосвязи импульса рабочей части оборудования и несущей способности конструкции.

При испытаниях осуществляется экспериментальная забивка, по результатам которой определяется оптимальная длина опор, выполняется оценка соответствия реального и теоретического значений отказа. Мероприятия позволяют определить несущие слои почвы, диагностировать слабые зоны свайного поля, оценить усилия, которые могут воспринимать забитые опоры. По завершении динамического контроля результаты оформляются графическим образом и характеризуют координаты положения в соотношении с приложенными усилиями.

Динамические испытания свай с установкой на них дополнительного веса

Указанный метод, по сравнению со статическим способом контроля, обладает рядом преимуществ:

  • незначительными затратами, связанными с применением техники, имеющейся на объекте строительства;
  • оперативностью выполнения работ, которые можно осуществить на протяжении одного рабочего дня;
  • возможностью использования для испытаний любых видов изделий, независимо от их способности воспринимать приложенные усилия.

Недостаток динамического метода проверки – возможность завышения показателей противодействия нагрузкам, когда острие, проникая через тяжелые почвы, входит в легко сжимаемый, деформируемый слой почвы.

Стандарт рекомендует сопоставлять данные динамических замеров с показателями статических проверок. Данный способ проверки не применяется при обустройстве свайных оснований на легких песчаных грунтах.

Технология динамической проверки

Стандарт предписывает поэтапно осуществлять испытания грунтов сваями с применением динамического метода:

  • Первоначально, до разработки проекта площадки застройки или перед выполнением забивки элементов. Мероприятия позволяют оценить степень неоднородности почвы на объекте будущего строительства.
  • Следующая стадия динамического контроля осуществляется при забивке основных опор в грунт с целью определения их несущих характеристик. Этот этап позволяет выявить слабые участки на площадке, где забиваются опоры, определить несущие слои почвы.
  • Заключительную динамическую проверку необходимо выполнять после окончания забивки для уточнения характеристик после «отлежки» изделий.

Интервал отлежки опор, предназначенных для установки в глинистых почвах, составляет не менее 6 суток, а для песчаных почв – три дня с момента завершения погружения в почву.

При забивке проверяемых опор с помощью молота контроль отказов позволяет определить силовые слои почвы, оценить способность погруженных в почву конструкций воспринимать усилия. Также выявляются проблемные зоны свайной площадки. Документ предусматривает выполнение проверочной забивки для измерения несущих характеристик после отлеживания. Для этого должен использоваться тот же молот, который применялся при забивке. Для глинистых почв необходимо выполнять короткие циклы ударов молота, обеспечивающие сохранить структуры грунта.

После завершения мероприятий регистрируется значение отказа, соответствующее уровню погружения опоры в почву после цикла воздействия. Предусмотренные стандартом расчеты позволяют определить силовую характеристику опоры. Точность полученных результатов прямо пропорциональна достоверности фиксации высоты молота, массы рабочей части. Необходимо учитывать вес насадки и погружаемой опоры. При обработке результатов измерений учитываются данные упругих погружений изделия и почвы после каждого удара.

Для контроля параметров при динамической проверке используется нивелир, контролирующий упругие перемещения опоры и почвы с точностью 1 мм. В ходе погружения экспериментальных и при приемочном контроле установленных опор выполняются динамические испытания свай, прошедших отлежку.

Нивелир работает с точностью до 1мм

Следует точно замерить высоту, с которой падает молот. При динамическом контроле это позволяет точно вычислить несущую способность. Контроль высоты осуществляется с использованием измерительной рейки, имеющий отметки с интервалом в 5 сантиметров. Она крепится к насадке или молоту, позволяет визуально с допуском 2 сантиметра определить высоту, с которой осуществляется опускание молота.

Стандарт четко регламентирует комплекс требований, выполнение которых позволяет определиться с видом фундамента для возводимого здания.

ГОСТ 5686-2020
Грунты. Методы полевых испытаний сваями

Купить ГОСТ 5686-2020 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку “Купить” и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО “ЦНТИ Нормоконтроль”

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Распространяется на методы полевых испытаний грунтов сваями (натурными, эталонными, сваями-зондами), проводимых при инженерных изысканиях для строительства, на

контрольные испытания грунтов сваями при строительстве, а также при реконструкции.

Стандарт не распространяется на набухающие и засоленные грунты при необходимости их исследования с замачиванием и на грунты, содержащие крупнообломочные включения более 40 %

по массе при испытании их эталонными сваями или сваями-зондами (кроме случаев их залегания под нижними концами этих свай), а также на испытания, имитирующие сейсмические и эксплуатационные динамические воздействия.

  • Заменяет ГОСТ 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями» ИУС 9-2020

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Общие положения

5 Оборудование и приборы

6 Подготовка к испытаниям

7 Испытания грунтов динамической нагрузкой на сваи

7.1 Общие требования

7.2 Проведение испытаний

7.3 Обработка результатов

8 Испытания грунтов статическими вдавливающими, выдергивающими и горизонтальными нагрузками на сваи

8.1 Общие требования

8.2 Испытания грунтов сваями статическими вдавливающими, выдергивающими и горизонтальными нагрузками

8.3 Проведение при инженерных изысканиях для строительства ускоренного испытания грунтов эталонными сваями на вдавливающую нагрузку

8.4 Проведение контрольного испытания грунтов сваями на вдавливающую нагрузку методом, использующим принципы волновой теории удара

8.5 Проведение испытания грунтов сваями статической выдергивающей нагрузкой

8.6 Проведение испытания грунтов статической горизонтальной нагрузкой

8.7 Обработка результатов

9 Испытания многолетне-мерзлых грунтов статическими вдавливающими и выдергивающими нагрузками

9.1 Общие требования

9.2 Проведение испытаний многолетне-мерзлых грунтов статической вдавливающей и выдергивающей нагрузками при инженерных изысканиях для строительства

9.3 Проведение контрольного испытания грунтов сваей в многолетне-мерзлых грунтах

9.4 Проведение ускоренного испытания многолетне-мерзлых грунтов статической вдавливающей нагрузкой

9.5 Обработка результатов

Приложение А (обязательное) Требования к программе полевых испытаний грунтов сваями

Приложение Б (рекомендуемое) Принципиальные схемы установок для полевых испытаний грунтов сваями

Приложение В (рекомендуемое) Схемы конструкций эталонной сваи и сваи-зонда и определение осадки забивной сваи по результатам полевого испытания грунтов эталонной сваей

Приложение Г (рекомендуемое) Расположение выработок для локального замачивания грунта в основании сваи

Приложение Д (рекомендуемое) Форма журнала полевого испытания грунтов динамической нагрузкой

Приложение Е (рекомендуемое) Образец графического оформления результатов полевого испытания грунтов динамической нагрузкой

Приложение Ж (рекомендуемое) Рекомендации по проведению при инженерных изысканиях для строительства ускоренного полевого испытания эталонной сваей грунтов статической вдавливающей нагрузкой методом релаксации напряжений

Приложение И (рекомендуемое) Форма журнала полевого испытания грунтов статическими вдавливающими, выдергивающими и горизонтальными нагрузками

Приложение К (рекомендуемое) Требования к приборам и оборудованию, используемым для оценки сопротивления грунтов основания свай при их испытании методом, основанным на принципах волновой теории удара

Приложение Л (рекомендуемое) Образец графического оформления результатов полевого испытания грунтов статической вдавливающей нагрузкой

Приложение М (рекомендуемое) Образец графического оформления результатов полевого испытания грунтов статической выдергивающей нагрузкой

Приложение Н (рекомендуемое) Образец графического оформления результатов полевого испытания грунтов статической горизонтальной нагрузкой

Приложение П (рекомендуемое) Форма журнала полевого испытания многолетне-мерзлых грунтов статическими вдавливающими и выдергивающими нагрузками

Приложение Р (рекомендуемое) Рекомендации по проведению ускоренного полевого испытания многолетне-мерзлых грунтов статической вдавливающей нагрузкой с динамометрическим загружением

Приложение С (рекомендуемое) Образец графического оформления инженерно-геокриологического разреза для полевых испытаний многолетне-мерзлых грунтов сваями

Приложение Т (рекомендуемое) Образцы графического оформления результатов полевого испытания многолетне-мерзлых грунтов статическими вдавливающими и выдергивающими нагрузками при инженерных изысканиях для строительства

Приложение У (рекомендуемое) Образцы графического оформления результатов контрольного испытания сваи в многолетне-мерзлых грунтах статическими вдавливающими и выдергивающими нагрузками при строительстве

Приложение Ф (обязательное) Определение частного значения предельно длительного сопротивления сваи в многолетне-мерзлых грунтах по результатам полевых испытаний грунтов сваями

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.

Читайте также:  Как и где выбрать стройматериалы?

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:

  • точной конструкции и несущей способности опорного стержня;
  • возможности заглубления стойки на расчетную глубину;
  • взаимосвязи между просадкой сваи в земле и нагрузкой в растянутом временном промежутке.

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:

  • статическое исследование;
  • динамическая проверка;
  • диагностика почвы эталонным элементом;
  • контроль грунтов статическим зондированием.

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:

  • геологических изысканий;
  • до начала проектирования;
  • в процессе монтажа свайных опор;
  • во время приемки нулевого цикла.

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.

Испытание свай и грунтов

ООО “МТТ-512” в рамках своей деятельности выполняет следующие виды испытаний грунтов и свай:

1. Статические испытания грунтов сваями по ГОСТ 5686-2012 по характеру приложения нагрузки делятся на три типа:

– Вдавливающие;
– Выдергивающие;
– Горизонтальные;

Сущность метода: Постепенное увеличение нагрузки на сваю ступенями определенной величины до достижения максимальной испытательной нагрузки, со съемом показаний перемещения сваи в зависимости от приложенной нагрузки.

Оборудование для проведения статических испытаний грунтов сваями:

– Устройство для нагружения сваи (домкраты или тарированный груз);
– Опорная конструкция для восприятия реактивных сил;
– Устройство для измерения перемещений сваи в процессе испытания;

Цель проведения статических испытаний грунтов сваями:

– При проведении испытаний выдергивающими нагрузками – определение величины выхода сваи в зависимости от нагрузки;

– При проведении испытаний горизонтальными нагрузками – определение горизонтального перемещения испытуемой сваи в зависимости от нагрузки;

– Определение значения несущей способности одиночной сваи или свайного основания по результатам оценки частного значения величины предельного сопротивления методами статистической обработки полученных данных;

2. Динамические испытания грунтов сваями на вдавливающую нагрузку методом, использующим принципы волновой теории удара (метод «PDA»):

Сущность метода: Сброс тарированного груза на оголовок сваи и регистрация данных, полученных во время удара.

Читайте также:  Выбор резервного источника электропитания для дома или дачи

Оборудование для проведения динамических испытаний грунтов сваями:

Ударная установка (молот), капер;
– ЭВМ с эксклюзивным программным обеспечением фирмы PDI (США);
– Регистрирующая арматура: датчик Акселерометр (Pilezoelectric Accelerometer), тензодатчик (Strain Transducer);

Цель проведения динамических испытаний грунтов сваями является получение следующих показателей:

– График Распределения несущей способности, как по боковой поверхности, так и по пяте сваи;

График Изменения несущей способности по глубине сваи и характеристики трения по боковой поверхности о грунт;

График зависимости «Нагрузка-Осадка» моделирующий статические испытания по ГОСТ 5686-2012;

Получение значения максимальной несущей способности каждой испытуемой сваи;

3. Статические испытания грунтов жесткими круглыми штампом:

3.1. В забое пробуренной скважины (по ГОСТ 20276-2012; ГОСТ 5686-2012);

3.2. В котловане, шурфе, дудке ( по ГОСТ 20276-2012);

3.3.На стадии приемочного контроля при устройстве дорожных одежд (CTO ABTOAOP 10.3-2014);

Сущность метода: Постепенное увеличение нагрузки на грунт ступенями определенной величины до достижения максимальной испытательной нагрузки, со съемом показаний перемещения сваи в зависимости от приложенной нагрузки.

Оборудование для проведения статических испытаний грунтов штампом:

– Устройство для нагружения (домкраты или тарированный груз);
– Опорная конструкция для восприятия реактивных сил;
– Устройство для измерения перемещений сваи в процессе испытания;
Жесткий круглый штамп, диаметром от 300 до 800 мм. (в зависимости от вида испытаний и испытуемого грунта);

Цель проведения статических испытаний грунтов сваями:

– Определение величины несущей способности грунта ( в забое скважины по ГОСТ 5686-2012);

– Определение фактического модуля деформации грунта Е, МПа;

4. Испытание буронабивных свай на сплошность:

4.1. Обследования свай методом УЗД;

4.2. Сейсмоакустическая дефектоскопия свай;

Сущность метода: Контроль неразрывности бетонной конструкции основывается на разности скоростей движения ультразвуковой волны в средах, отличающихся по структуре, механическим и физическим свойствам.

Оборудование для проведения испытаний свай на сплошность:

– Датчики излучателя и датчик приемник;
– Устройство для считывания информации с датчиков ;


Цель проведения испытаний свай на сплошность: Контроль неразрывности (сплошности) бетонной конструкции после выполнения бетонных работ

Статические испытания свай

Согласно требованиям ГОСТ 5686 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями», СНиП 2.02.03­85 «Свайные фундаменты», СП 50­102­2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов», «Программы проведения испытаний свай», испытание свай производится двумя основными методами:

  • статические испытания свай
  • динамические испытания свай

Наша компания проводит оба вида испытаний, хотя вторые намного дешевле и технически проще. Стоит, однако, заметить, что испытания свай вторым методом не применяется на пластичных глинистых грунтах, а также на насыпных грунтах в виде строительного мусора или бытовых свалках.

Испытания свай: для чего это необходимо

Полевые испытания свай производятся:

  • для определения необходимого вида и размеров, а также несущей способности свай
  • для проверки реальной возможности погружения свай на проектную глубину и оценки степени однородности грунтов, для чего проводится испытание грунтов сваями
  • для установления зависимости осадки свай в грунте от прилагаемых нагрузок и с течением времени

Таким образом, осуществляется проверка соответствия несущей способности свай расчетным проектным нагрузкам.

Статические испытания свай – что для этого нужно

Для проведения статических испытаний свай на вдавливающие и выдергивающие нагрузки, необходима специальная установка, которая состоит из:

  • устройство для обеспечения нагрузки на сваю (это может быть платформа с тарированным грузом или с использованием домкрата). Испытания вертикальными статическими нагрузками также называются штамповые испытания.
    • Опорная конструкция, через которую нагрузки будут передаваться на сваю (система из металлических (железобетонных) балок или ферм с анкерными сваями) измерительные устройства, фиксирующие степень перемещения сваи в ходе испытаний с точностью измерения 0,01 мм.

Смотрите так же:

  1. Забивные сваи, подробнее
  2. Свайный фундамент для строений

Процесс статических испытаний свай

При испытании сваи статическим методом, ее нагружают ступенями, вес которых рассчитывается в зависимости от проектной нагрузки на сваю (как правило, не более 1/10). При этом нагрузка очередной ступенью производится после стабилизации осадки на предыдущей ступени.

Перед нагружением испытываемой сваи на всех измерительных приборах выставляется нулевая отметка. Показания также снимаются со всех приборов на каждой ступени нагружения.
Условная стабилизация сваи определяется по следующему критерию: на данной ступени нагружения скорость осадки сваи не превышает 0,1 мм. В течение последних 30 минут наблюдения.

Значением частного предельного сопротивления считается нагрузка, при которой дальнейшее нагружение сваи остановлено.

Мы производим Сваебойная машина, подробнее любым методом. Как мы уже упоминали, цена на статические испытания значительно выше, к тому же они требуют дополнительное оборудование. Однако, как говорилось выше, в некоторых случаях без статических испытаний обойтись просто невозможно.

Статические испытания буронабивных свай

Технология статических испытаний (на фото ниже) показывает реальное состояние допустимых нагрузок на испытуемые сваи.

Методика испытания довольно проста, но требует трудо-, времязатрат и специального оборудования. Принцип прост – нужно надавить на испытуемую сваю с достаточной силой, чтобы она осела вниз. При этом требуется именно давить, а не сбросить что-то сверху, как при динамических испытаниях. В этом случае изготавливаются специальные стенды над тестируемой сваей.

На эти стенды нагружается определенный вес и производится наблюдение за осадкой сваи. Испытания прекращаются после того, как свая осела больше требуемого уровня. Однако существует более простой и дешевый способ – использовать гидравлический домкрат. Нужно надавить вниз, соответственно вопрос решается установкой дополнительных свай возле испытуемой (обычно рядом в одну линию).

Такие сваи называют анкерными. Сверху на анкерные сваи устанавливается металлическая балка, привариваемая к ним. Именно в эту преграду будет производится упор гидравлическим домкратом с измерителем-манометром.

Тестируемая свая забивается немного ниже анкерных для монтажа на ней домкрата. Давление подается постепенно ступенями под постоянным контролем. Тестирование прекращается либо по показаниям манометра (как правило на 20-30% больше плановой нагрузки), либо если свая не выдерживает нагрузки и погружается вниз. Статические испытания имеют большую стоимость, проводятся около суток, но при этом являются самыми точнми среди всех подобных. По данным СНиП, статическим испытаниям подвергаются до 1% от общего числа устанавливаемых свай.

Для расчета стоимости используется смета и по окончанию проведенных тестов выдается акт испытаний.

Стандарты, правила и нормы испытаний.

Действующий стандарт проведения испытаний – ГОСТ 5682 2012. Стандарт распространяется на способы полевого испытания грунта сваями (эталонные, натурные, сваи-зонды), которые проводятся при инженерных изысканиях в период строительства. Он также распространяется на контрольные испытания различных свай.

Строительные правила и нормы СП №50-¬102-¬2003, СНиП №2.02.03-¬85 распространяются на обследование фундаментов, обследование оснований и проектирование свайных фундаментов реконструируемых и возводимых зданий и сооружений.

Свяжитесь с нами и мы проведём работы:

  1. Сваебойная машина, подробнее
  2. Техника для забивки свай

Наша компания производит испытание свай – обращайтесь, поможем!

Испытания свай статической нагрузкой

Полевые испытания грунтов сваями, проводимые при инженерных изысканиях для строительства, выполняются с целью получения данных, необходимых для обоснования выбора типа фундаментов, их параметров и способов устройства.

Учитывая трудоемкость испытаний свай статической нагрузкой, обусловленную необходимостью поддержания каждой ступени нагружения до условной стабилизации перемещения сваи, в ООО «НПП Геотек» разработана автоматизированная система контроля процесса нагружения в составе программного комплекса АСИС.

Полевые испытания грунтов сваями, проводимые при инженерных изысканиях для строительства, выполняются с целью получения данных, необходимых для обоснования выбора типа фундаментов, их параметров и способов устройства, в том числе, согласно ГОСТ 5686-2012, 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;
  • контроля проектного значения несущей способности свай.
  • Состав стандартной установки для испытания грунтов сваями статическими вдавливающими, выдергивающими или горизонтальными нагрузками включает:
  • устройство для нагружения сваи (домкраты или тарированный груз);
  • опорную конструкцию для восприятия реактивных сил (система балок или ферм с анкерными сваями и/или грузовая платформа);
  • устройство для измерения перемещений сваи в процессе испытания (реперная система с измерительными приборами).

При проведении испытаний в вечномерзлых грунтах в состав оборудования дополнительно включаются термометрические устройства для измерения температуры грунта основания испытываемой сваи.

Примеры установок для испытаний забивных свай показаны на рисунках 1 и 2.

В процессе проведения испытаний грунтов сваями всех типов результаты испытаний оформляются в виде графиков зависимостей перемещений сваи от нагрузки, приложенной к свае для испытаний статическими нагрузками (рис. 3).

Испытания свай статической нагрузкой проводятся до тех пор, пока график S = f(P) не перейдёт в стадию нелинейных деформаций или величина осадки превысит 40 мм. Несущую способность сваи (Рсв) по полученному в результате испытаний графику допускается определять исходя из предельной осадки 40 мм (см. пунктирную линию на рис. 3б). Для вычислений используется величина расчётной нагрузки, допускаемой на сваю (Рcв), которая отражает несущую способность, найденную по испытаниям, но с понижающими коэффициентами: γ с = 0,9 – условий работы основания и γ q = 1,1 – коэффициента надёжности (ГОСТ 5686; Алексеев, 2007).

На рисунке 4 приведен график полевых статических испытаний свай-РИТ в условиях слабых глинистых грунтов опытно-строительного полигона г. Тунис (Еремин и др., 2013). Испытания были выполнены не только с нагрузкой и разгрузкой, но и с повторным циклом нагружения. Показано, что несущая способность свай-РИТ, полученная по результатам испытаний, существенно превышает определенную расчетом как по отечественным, так и по французским нормам.

Учитывая трудоемкость испытаний свай статической нагрузкой, обусловленную необходимостью поддержания каждой ступени нагружения до условной стабилизации перемещения сваи, в ООО «НПП Геотек» разработана автоматизированная система контроля процесса нагружения в составе программного комплекса АСИС.

Комплект оборудования предназначен для полевых испытаний статической вдавливающей нагрузкой грунтов сваями при проведении инженерных изысканий для строительства и для контрольных испытания свай при строительстве. Схема установки для испытаний показана на рисунке 1.

Комплект работает следующим образом. На первом этапе устраивается куст свай – из них четыре используются в качестве анкерных, а одна испытывается. Далее на анкерные сваи с помощью захватов крепится балка. Между испытываемой сваей и балкой устанавливаются гидравлические домкраты на металлическую плиту. На плиту опираются датчики перемещений, закрепленные на реперной системе. Домкраты подключаются к гидравлической насосной станции рукавами высокого давления. Датчик давления, расположенный на насосной станции, и датчики перемещения подключаются к блокам электроники. Блоки электроники и насосная станция по цифровому интерфейсу подключаются к ноутбуку. Процесс испытаний проходит под управлением программы АСИС4 согласно алгоритмам ГОСТ 5686-2012 или алгоритмам пользователя, например, при непрерывном перемещении сваи с заданной скоростью мм/мин.

Ссылка на основную публикацию