Сваи для строительства и их испытание. Современные методы испытания свай.

Упростить испытания свай большой несущей способности позволит предложенная авторами статьи и отраженная в [4] схема (см. рис. 1г). Благодаря использованию двух коаксиально размещенных в теле сваи труб имеется возможность раздельно передавать на грунт сжимающее усилие внутренней трубой через пяту, а сдвигающее усилие вдоль ствола – замоноличенной или завинченной наружной трубой.

Видео

Фото

Сваи для строительства и их испытание. Современные методы испытания свай.
Сваи для строительства и их испытание. Современные методы испытания свай.
Сваи для строительства и их испытание. Современные методы испытания свай.
Сваи для строительства и их испытание. Современные методы испытания свай.
Сваи для строительства и их испытание. Современные методы испытания свай.
Сваи для строительства и их испытание. Современные методы испытания свай.
Сваи для строительства и их испытание. Современные методы испытания свай.

Экспертиза строительных элементов, созданных или используемых на строящемся/реконструируемом объекте, позволяет гарантировать безопасную эксплуатацию строения, и необходима для получения разрешающих документов, без которых невозможен ввод в эксплуатацию, а также необходима для того, чтобы периодически проходить контроль промышленной безопасности. Его проведение на различных объектах регламентируется нормативно-правовыми актами.

Один из самых эффективных методов определения пригодны сваи или нет – их статическое испытание в полевых условиях, то есть, на исследуемом объекте. Оно позволяет точно определить, смогут ли сваи выдержать нагрузку в определенных условиях. Научно-Испытательный Центр ОАО инстиут «УралНИИАС» проводит тестирование свай непосредственно на стройплощадке.

Методы испытания свай

Тестирование свай с использованием статической нагрузки позволяет наиболее точно выяснить, несущую способность этих элементов. Специалисты определили, что расчетная нагрузка, вычисленная согласно СНиП, и фактическая могут различаться в 2-3 раза. Кроме того, на сваи, особенно буронабивные, существенное влияние оказывает качество проводимых работ. Статические испытания позволяют достоверно определить качество свай.

нормируемый отказ сваи

Статические испытания проводятся на стадии исследования, перед рабочим проектированием, при забивке или изготовлении свай, а также в процессе их приемки. Цель испытаний в период проведения изысканий – определение таких параметров свай, как длина и сечение, а также несущей способности. Статическая нагрузка на сваи в момент забивки или приемки позволяет вычислить фактическую несущую способность и сравнить ее с расчетной, указанной в проекте.

Весной 2011 года были внесены изменения в СНиП 0.02.03-85, а также СП24.13330.2011 «Свайные фундаменты». В соответствии с этими СНиП для строений I и II категорий ответственности, в которых фундамент создается с использованием буровых и набивных свай-стоек, их способность выдерживать нагрузку выясняется путем проведения испытаний статической нагрузкой.

Результаты подобных испытаний свай не нуждаются в дополнительном подтверждении расчетами и интерполяциями. Полученные сведения снимаются с измерительных приборов. Точность результатов позволяет проектировщикам и застройщикам рационально спланировать объект с точки зрения экономики. Испытания свай статической нагрузкой совершаются согласно требованиям ГОСТ 5686-94 – «Грунты. Методы полевых испытаний сваями.

С целью проведения статических испытаний забивают пробные сваи. Их количество и точки забивки указываются проектирующим ведомством. Выбираются места с самыми худшими грунтовыми условиями, для проверки на стадии забивки или изготовления берутся сваи, где присутствовали наибольшие отказы во время забивки.

При статических испытаниях сваи на нее оказывается постепенно увеличивающаяся статическая нагрузка, при этом измеряется осадок свай под ее воздействием. Нагружение свай совершается при помощи грузовой платформы, пригруза или анкерных свай и балочной системы.

Научно-Испытательный Центр ОАО институт «УралНИИАС» применяет современную аппаратуру и приспособления, среди которых – платформы для испытания свай. Все это позволяет получать информацию, обладающую высокой достоверностью.

Определение длины свай

Научно-Испытательный центр ОАО институт «УралНИИАС» занимается определением длины свай и имеющихся в них дефектов (изменении формы профиля в поперечном сечении, присутствие трещин), кроме того, его сотрудники выяснят глубину залегания подошвы основания с применением геофизических методов.

Контроль строительства и мониторинг объектов

В связи с тем, что в Екатеринбурге интенсивно развивается высотное строительство, возникла потребность в мониторинге объектов, как на стадии строительства, так и во время эксплуатации строения. Контроль технического состояния объектов на этапе возведения и эксплуатации совершается при помощи автоматизированной системы, проводящей регистрацию сведений, их обработку и анализ:

    характеристик колебаний строительных сооружений;
    статических напряжений в частях конструкций;
    изменений формы элементов: фундаментных плит, перекрытий, колонн, несущех перегородок;
    режимов температуры и влаги;
    прогибов и наклонов строительных сооружений;
    неравномерных просадок фундамента объектов.

Цели мониторинга состоят не только в своевременном выявлении потенциальных рисков. Главная задача – своевременное определение мер, которые позволят избежать негативных тенденций и нормализовать ситуацию. Перечень необходимых мероприятий могут разработать только специалисты, обладающие высокой квалификацией и опытом, имеющие в своем распоряжении современную аппаратуру для расчета механики грунтов и строительных элементов. Только в этом случае удастся эффективно контролировать подземные конструкции и небоскребы на стадии строительства.

Строительный контроль

Строительный контроль предполагает проверку того, насколько выполняемые во время строительства здания работы соответствуют требованиям, изложенным в проектной и рабочей документации, итогам инженерных исследований, требований плану застройки, технических регламентов, от которых зависит безопасность во время возведения зданий и их эксплуатации.

Правом на ведение строительного контроля обладают:

    Лица, совершающие строительство.
    Застройщики, заказчики или организация, занимающаяся разработкой проектной документации согласно договора о совершении строительного мониторинга, цель которого – проверка соответствия проводимых работ требованиям, указанным в проектных документах.

При совершении строительного контроля подрядчиком проверяется:

    качество стройматериалов, конструкций, аппаратуры, предназначенных для стройки капитального сооружения;
    соответствие условий хранения нормативным требованиям;
    правильность последовательности выполнения работ и соблюдения технологии;

Все совершенные операции, результат которых скрывается при выполнении следующих работ, подлежат освидетельствованию. Также на стадии строительства происходит приемка созданных конструкций, от которых зависит безопасность капитальных строений и конструкций, инженерно-технических блоков.

Также в строительный контроль входит прием завершенных работ и проверка готового объекта требованиям проектной и рабочей документации, итогам инженерных исследований, требованиям, указанным в градостроительном плане участка, техническим регламентам.

Статистическое испытание свай - предлагаемые методы

Повышение этажности зданий и нагрузок на фундаменты диктует необходимость применения в неблагоприятных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях новых конструктивно-технологических решений свай повышенной несущей способности. Это в свою очередь требует совершенствования методов и схем их испытаний.

Упростить испытания свай большой несущей способности позволит предложенная авторами статьи и отраженная в  схема (см. рис. 1г). Благодаря использованию двух коаксиально размещенных в теле сваи труб имеется возможность раздельно передавать на грунт сжимающее усилие внутренней трубой через пяту, а сдвигающее усилие вдоль ствола – замоноличенной или завинченной наружной трубой. В этом случае требуется меньшая грузоподъемность домкрата без использования упорной системы или грузовой платформы. При недостаточном сопротивлении сдвигу вдоль ствола нужна лишь частичная дополнительная его пригрузка.

В случае применения свайно-плитных фундаментов для высотных зданий предлагается испытывать сваи с упором домкрата в фундаментную плиту, удерживаемую заделанными в ней смежными сваями. Для определения доли сопротивления грунта сдвигу, в том числе негативного вдоль ствола, можно испытывать сваю на выдергивание после ее вдавливания.

Оценить долю сопротивления грунта сжатию под фундаментной плитой или несущим ростверком можно посредством испытания их фрагментов, приходящихся на отдельные сваи и изготавливаемых автономно до выполнения соответственно плиты или ростверка. При этом фрагменты могут сопрягаться с плитой или ростверком уже после проведения испытания.

динамические испытания свай

Чтобы сократить сроки проведения контрольных испытаний свай, обусловленные процессом набора прочности бетоном, до их массового изготовления на объекте авторы предлагают испытывать стальные трубы, из которых наружная обсадная труба выполняет роль ствола, а внутренняя с заглушенным нижним торцом – роль пяты сваи. При этом наружная труба для повышения удерживающей способности может иметь внешние винтовые лопасти. Сотрудниками кафедры «Геотехника и экология в строительстве» Белорусского национального технического университета (БНТУ) совместно со специалистами УП «Геосервис», Управления инженерных работ ОАО «Стройкомплекс» и ОДО «Фундаменты» накоплен опыт проведения таких испытаний. Описанные схемы испытаний свай с раздельной фиксацией долей сопротивлений сжатию под пятами и сдвигу вдоль стволов повышают информативность и достоверность получаемых результатов, что особенно важно при наличии негативного трения вдоль стволов свай.

Для испытания свай повышенной несущей способности на вдавливание усилием до 5000 кН ОАО «Буровая компания «Дельта» изготовила специальный стенд (рис. 3) в виде удерживаемой винтовыми анкерами перекрестной балочной системы для упора загрузочных гидродомкратов.

Рис. 3. Загрузочный стенд для испытания свай при вдавливающих нагрузках до 5000 кН

Используя итальянское оборудование, буровой компанией «Дельта» по технологии SFA выполнены и испытаны опытные сваи большой несущей способности на площадке строительства здания штаба-квартиры Национального олимпийского комитета (НОК) Беларуси в Минске. В связи с изменчивостью свойств грунтов (таблица 1) и характера напластований (рис. 4) опытные сваи имели переменные длины (7,5; 8,5 и 9,5 м) и диаметры стволов (0,7 и 0,9 м). В грунтовых условиях площадки вдавливающие нагрузки на сваи доводились от 1800 до 3000 кН. При этом значения несущих способностей отличались и составили согласно СНБ 5.01.01  при осадках 24 мм от 1606 до 2844 кН.

Как известно, несущую способность оснований свай определяют различными способами. При проектировании ее прогноз осуществляют суммированием расчетных сопротивлений сдвигу (на боковой поверхности) и сжатию (под опорными поверхностями под нижним концом и уширениями при их наличии). Эти сопротивления определяют по результатам зондирования [2] или по табличным значениям, полученным в итоге статистической обработки опытных данных для различных глубин и соответствующих грунтов с учетом изменчивости их свойств за счет технологических особенностей устройства свай. Достоверность такого прогноза оценивают сравнением с данными динамических испытаний погружаемых готовых (забивных) свай или загружения статическими нагрузками забивных и набивных свай согласно  в конкретных геологических и гидрогеологических условиях, с доведением нагрузок до значений при осадках в 40 мм или исчерпании сопротивлений грунтов.

В таблице 2 приведены значения сопротивлений грунтов вдоль боковых поверхностей и под нижними концами свай по результатам их статических испытаний, вычисленные по данным статического или динамического зондирования , а также по расчетным сопротивлениям согласно .

Ниже приведен примерный перечень исполнительной документации, оформляемой при свайных работах:

1. Журналы:
– Общий журнал работ;
– Журнал погружения свай;
Журнал входного контроля.

2. Исполнительная геодезическая документация:
– Акт разбивки основных осей здания;
– Исполнительная схема разбивки основных осей здания.

3. Исполнительные схемы:
– Высотная исполнительная схема свай после погружения (забивки);
– Исполнительная схема свайного поля.

4. Акты:
– Акт осмотра свай до погружения (акт освидетельствования скрытых работ);
– Акт освидетельствования скрытых работ на погружение свай;
– Акт освидетельствования скрытых работ на срубку свай;
– акт испытания свай  (динамического испытания свай);
– Акт приемки свайного поля.

5. Паспорта, сертификаты качества на строительные материалы, изделия и конструкции.

6. Комплект рабочих чертежей (с надписями о соответствии выполненных в натуре работ этим чертежам или внесенным в них изменениям, сделанными лицами, ответственными за производство строительно-монтажных работ, согласованными с авторами проекта).

Сколько стоит испытание свай

Из-за того,что именно сваи берут на себя всю основную нагрузку при строительстве здания или даже небольшого сооружения, необходимо уделять особое внимание их качеству. Статические испытания свай как раз и позволяют уделить внимание проверке качества. Стоимость испытания свай может варьироваться в зависимости от объектов, которые при этом используются. Но в любом случае, не стоит игнорировать этот процесс, так как он позволяет не только утвердить качество свай, но и определить, какие именно сваи лучше всего подойдут для объекта. Также будет проще определиться с размерами и необходимым для строительства количеством материала.

нормы забивки свай

 Как уже говорилось выше, стоимость испытания свай зависит от того, что для самого испытания необходимо иметь при себе. Стандартный набор, который поможет провести такие испытания в полевых условиях состоит из нагружающего устройства (к примеру, домкрата или платформы со сменяемым грузом), опорной конструкции с анкерными сваям и устройство для измерения расстояния, на которое сваи погружаются при нагрузке.

 Сам процесс испытания довольно простой. Сваи последовательно и нагружают ступенями различной массы, измеряя величину их погружения. Нагрузка происходит постепенно, с разрывами, примерно в полчаса. Все показатели тщательно проверяются и сохраняются, ведь именно на их основе и делается основное заключение, ради которого и затевается вся процедура. Ведь результаты такого испытания решают качественными ли являются сваи и в какой конструкции их можно использовать.

Статические испытания свай согласно стандарту ГОСТ 5686 - 94 необходимы для определения тех параметров, которые непосредственно влияют на выбор конструкции фундамента. Проводя такие испытания, определяется оптимальная длина и площадь сечения сваи, измеряется глубина погружения сваи и непосредственно возможность заглубления опоры на ранее заданную глубину.

Таким образом статическое испытание сваи заменяет сложные лабораторные исследования грунта. Кроме этого статическое испытание сваи по гост позволяет оценить несущие способности, степень однородности грунта на заданной необходимой глубине погружения, проконтролировать поведение сваи под действием нагрузок.

Необходимо отметить и то, что точность, а соответственно и стоимость статических испытаний свай по ГОСТ зависят от количества используемых опор, точности  применяемых измерительных приборов. То есть чем выше точность измерений, тем соответственно выше и цена на проведение таких испытаний. Если испытания проводятся в зимний период времени, то грунт, на котором производят испытания, необходимо прогреть на полную глубину погружения. А если испытания производятся в сухую погоду, то грунт смачивается до уровня среднегодовой влажности почвы.

Соблюдение всех этих условий важны для получения максимально точного и достоверного результата. После получения результатов измерений составляются графики, делаются выводы относительно вопросов, поставленных перед началом испытаний. Все эти данные впоследствии будут использованы для проектирования настоящего фундамента.

Статистика Видео: 
0

Тематическая подборка