664003, ул. Академика Курчатова 3, офис 306
8 (800) 101-64-42

Статические испытания свай

Благодарственное письмо от проектного института ЗАКАЗАТЬ УСЛУГУ

Статические испытания свай — это комплекс мероприятий, направленный на проверку соответствия несущей способности опорных столбов расчетным нагрузкам, установленным в проекте возводимого сооружения. Суть метода заключается в том, что на опоры оказывает давление гидравлический домкрат, постепенно увеличивающий величину нагрузки.

В зависимости от требований СП и ГОСТ 5686-2020, по результатам исследования инженеры приходят к заключению о пригодности подобного основания для будущего строительства. С помощью статических испытаний определяют необходимый вид и конструктив опор. Для расчета берется наименьшее значение, полученное в результате исследований. Работы проводятся уполномоченными компаниями, обладающими необходимым оборудованием и соответствующим опытом.

При помощи полевых работ решают следующие задачи:

  • Выбор нужного вида, габаритов, конструктива свай для объекта.
  • Установление опытным путем несущей способности опорной конструкции по грунту.

Посредством выявленных в процессе обследований дополнительных значений специалисты определяют однородность грунта на участке по замерам сопротивления. Рассчитывается глубина погружения опор, несущая способность и стойкость к деформированию. Статические методы трудоемкие, но наиболее информативные при составлении проекта строительства.

Испытания свай статической вдавливающей нагрузкой
Статические испытания свай вдавливающей нагрузкой
Испытания грунтов статической вдавливающей нагрузкой
Испытания грунтов статической вдавливающей нагрузкой на сваи
Исследования свай статической вдавливающей нагрузкой
Испытания свай на вдавливание
Статические испытания на вдавливание
Вдавливающая нагрузка

Количество контрольных испытания грунтов сваями согласно ГОСТ и СП

Алгоритм статических исследований грунтов регламентируется положением ГОСТ 5686-2012. Работы также выполняют в соответствии с СП 24.13330-2011. Согласно особенностям расположения и типа строительного объекта разрабатывается программа статических испытаний. В программе указываются все технические характеристики материалов, используемых при возведении фундамента, тип свай, проектная расчетная нагрузка. Аналитические данные грунта в месте строительства, возможные уточнения и поправки также важны, потому что только комплексная оценка способствует успешному и безопасному строительству.

Важная информация в ходе проверки:

  • При выполнении исследований грунтов статической вдавливающей нагрузкой проверяют не более 1% свай. Для небольших объектов — не менее 3 штук.
  • Для получения объективных результатов испытаний статических выдергивающих и горизонтальных нагрузок — не менее 1%. В отдельных случаях — не менее 4 штук.
  • Из общего количества выбирают опоры с наибольшим числом отказа при забивании.
  • Места установки опытных свай определяет проектировщик. Обычно это грунты с самыми неблагоприятными прогнозами.
  • Для просадочных грунтов используют метод предварительного замачивания. Для этого применяют специальное водяное оборудование, рассчитывают время необходимой выдержки и допустимые показания измерительных приборов.
  • При исследовании буронабивных конструкций измеряют предварительные статические показатели прочности бетона. Обычно они составляют не менее 80% от проектных значений.
  • Экспертизу грунта под сваями проводят перед стадией проектирования. Даже за несколько лет данные сильно устаревают, меняется структурный состав, физические и механические показатели.
  • Все проверки грунта классифицируются на лабораторные и полевые, при этом важно получить как можно больше информации.

В результате обработки показателей приборов определяют несущую способность опор в виде среднего или нормативного значения. Это позволяет определить коэффициент надежности грунта, повысить экономию материалов при реализации проекта.

С помощью испытаний свай фундамента инженеры проводят разносторонний анализ проектных данных при строительстве. Без выполнения этих исследований нельзя приступать к окончательному возведению фундамента. Полученные данные используют для расчета максимальной нагрузки и сопоставления выбранных характеристик опор. Любые отклонения оценивают как угрозу безопасности эксплуатации. Важно проводить статические исследования на любых грунтах.

У процесса испытаний на вдавливание много особенностей. Необходимо задействовать специализированное оборудование, разработать программу испытаний согласно результатам геологических изысканий и проектной документации.

Таблица, количество испытаний согласно ГОСТ и СП:

Названия испытаний

количество испытаний

1

Динамические испытания свай.

до 2% от общего количества свай, для КС2 минимум 6 исп., для КС3 минимум 9 исп.

2

Статические испытания грунтов вдавливающей нагрузкой.

до 1% от общего количества свай, для КС2 минимум 3 исп., для КС3 минимум 4 исп.

3

Статические испытания грунтов горизонтальной нагрузкой.

до 1% от общего количества свай, для КС2 минимум 3 исп., для КС3 минимум 4 исп.

4

Статические испытания грунтов выдергивающей нагрузкой.

до 1% от общего количества свай, для КС2 минимум 3 исп., для КС3 минимум 4 исп.

5

Ультразвуковая дефектоскопия свай.

минимум 10% от общего количества свай.

5

Сейсмоакустическая дефектоскопия свай.

минимум 20% от общего количества свай.

5

Штамповые испытания грунтов.

Минимум 2 исп., если результаты различаются более чем на 25%, необходимо выполнить 3 исп.

Цены на статические испытания свай

Наименование работ Цены
Испытания просадочных грунтов от 95 000 руб
Испытания свай методом использующим принципы волновой теории удара (PDA) от 35 000 руб
Метод Остерберга или метод Погружённого домкрата от 350 000 руб
Испытания свай статической вдавливающей нагрузкой от 45 000 руб
Испытание свай в вечномерзлых грунтах от 70 000 руб
Испытания свай статической выдергивающей нагрузкой от 40 000 руб
Испытания свай статической горизонтальной нагрузкой от 30 000 руб

Как проводится оценка несущей способности свай по грунту

Нагружения выполняются равномерно ступенями, вес которых рассчитывается согласно расчетной нагрузке на опоры. Установка каждой последующей ступени проводится после стабилизации усадки и снятия показаний измерительных устройств. Ступень нагрузки должна составлять не более 10% от максимальной, заявленной в программе.

Во время измерений инженеры собирают данные, которые применяют для анализа допустимых значений. Стабилизация определяется степенью усадки до 0,1 мм за 30 минут наблюдения. Статические исследования длятся дольше динамических. Использование допоборудования и спецтехники увеличивает стоимость выполнения работ, но этот метод считается самым точным для любого глобального строительства.

Классификация статических испытаний грунтов сваями по нагрузке:

Вид испытываемых свай

Диапазон величин сжимающего усилия

1

Винтовые.

до 500 kN.

2

Железобетонные сваи.

300 – 1100 kN.

3

Буронабивные сваи.

700 – 6000 kN.

4

БНС большого диаметра.

свыше 6000 kN.

5

Сваи-баретты.

свыше 20 000 kN.

Виды статических испытаний грунтов

Статические исследования выполняют:

  • Вдавливающей нагрузкой. Нагружение выполняют равномерно, без ударов. На каждой ступени снимаются показания по всем устройствам для определения деформации (перед погружением опоры, сразу после нагружения, 3 раза последовательно с промежутком в 30 минут, затем — каждые 60 минут до условной стабилизации деформации). Разгрузка проводится при достижении ступенями предельной нагрузки, каждая ступень выдерживается как минимум 15 минут.
  • Выдергивающей нагрузкой. Нагружение производится идентично вышеуказанному способу. Не используются ЖБ сваи без поперечного армирования, с уширенной пятой. Разрешается использование опор, которые прошли исследования вдавливающей нагрузкой.
  • Горизонтальной нагрузкой. Измерительные устройства размещают на уровне поверхности грунта и прикладывания горизонтальной нагрузки. Нагрузку при обследовании доводят до величины, провоцирующей перемещение опоры на уровне приложения силы. Если же проводятся контрольные испытания, это значение должно находиться на уровне расчетной горизонтальной нагрузки.
  • Методом Остерберга (МПГД). В исследованиях используют силовую ячейку, которую размещают в теле исследуемой сваи. Силовая ячейка делит опору на верхний (ВИЭ) и нижний (НИЭ) испытуемые элементы. Во время нагружения оба элемента подвергаются деформации сжатия, происходят перемещения. Величины деформаций и перемещений фиксируют специальной аппаратурой.
  • Методом PDA (волновым методом). Нагрузка прикладывается ударным молотом по верхнему торцу исследуемой опоры. Посредством датчиков регистрируют реакцию конструкции на удар, а показатели отображаются на компьютере для дальнейшей обработки. Несущая способность сваи устанавливается путем анализа распространения по конструкции прямых и обратных волн напряжений и скоростей.
  • В многолетнемерзлых грунтах. Испытания выполняют на вдавливание и выдергивание свай после полного вмерзания в грунт исследуемой конструкции. Средние температурные значения по длине конструкции не должны превосходить температуру окружающих слоев. Контроль температурных показателей проводят с промежутками в 1 м.
  • В просадочных грунтах с замачиванием. Основания свай в таких условиях замачивают еще до старта работ и не прекращают до их завершения. Работы выполняют на специально предназначенном опытном участке на удалении от возводимого объекта. В определенных случаях исследования можно выполнять без замачивания грунтов на отдельной площадке.

Нормативы для контрольных статических испытаний и порядок проведения работ регламентируется государственным стандартом 5686-2020 (приложение А «Требования к программе полевых испытаний грунтов сваями»). В своей работе мы также руководствуемся требованиям СП 24.13330.2021 «Свайные фундаменты». Программа подразумевает исследование железобетонных опор перед началом инженерных обследований, в начале строительства при разработке участка, после установки опор.

Для возведения зданий и сооружений гражданского и промышленного назначения часто используют свайный фундамент. Свайные опоры подходят для разных типов оснований и передают нагрузки на прочные нижележащие слои грунтов, минуя ненадежные верхние слои.

Предварительные испытания грунтов вдавливанием — обязательные исследования для подтверждения устойчивости основания конструкции, с помощью которых инженеры детально оценивают стоимость установки фундамента и рассчитывают нагрузки.

Исследования помогают предупредить ошибки при неверном проектировании, снизить риск аварий и обрушений при эксплуатации уже возведенного объекта.

Рейтинг скорости и точности испытания свай:

Место

Названия испытаний

Точность полученных данных в ходе испытаний

1

Динамические испытания свай.

Низкая точность определения несущей способности.

2

Метод контрольных испытаний свай с применением принципов волновой теории удара.

Средняя точность определения несущей способности.

3

Статические испытания свай.

Высока точность определения несущей способности.

Технология испытаний грунтов статической нагрузкой на сваи

Техника и оборудование для испытаний грунтов подбираются согласно техническому заданию, измерительные приборы предварительно проходят проверку. Это обеспечит правильность манипуляций и точность статических измерений на вдавливающую нагрузку. Специалисты, которые выполняют работы, должны обладать практическим опытом исследований и придерживаться пунктов разработанной для объекта программы.

Для испытаний применяют следующее оборудование:

  • Домкрат или тарированный груз для передачи рассчитанного усилия на сваи.
  • Упорная конструкция, платформа с грузом-утяжелением для опор или система балок с анкерными сваями.
  • Гидравлическая станция специального назначения и рукава высокого давления.
  • Высокочувствительные датчики, собранные в связанную систему.

Основное назначение домкрата — передача усилий на сваю ступенями при постоянном давлении. Для других случаев, например для метода погруженного домкрата, используют силовые ячейки, вмонтированные в каркас опоры. Эти ячейки состоят из нужного количества домкратов и дополнительного оборудования, список которого определяется особенностями исследуемых грунтов. Заданная нагрузка указывается в программе испытаний.

Особое внимание уделяется измерительным приборам. Для проведения измерений перемещения опор допускается применять индикаторы часового типа с величиной хода не менее 50 мм (ИЧ-50) по ГОСТ 577 с ценой деления 0,01 мм и классом точности 1, для диапазона рабочих температур от минус 15°С до плюс 35°С. Допускается применение прогибомеров Максимова с ценой деления 0,1 мм.

Виды принципиальных схем испытаний грунтов сваями

Используемые сваи должны отвечать требованиям утвержденных строительных нормативов. Все отклонения от расчетных нагрузок и изменения параметров в обязательном порядке обсуждаются с проектировщиком. В этом случае могут потребоваться дополнительные исследования и новые расчеты.

До старта исследований разрабатывают программу испытаний грунтов, которую согласовывают с проектировщиком объекта. В работе запрещены отбракованные опоры, а также не соответствующие заданным в документации параметрам материалы. В документально оформленной программе испытаний отражают выбранный метод проверки и привлеченное оборудование.

Виды упорных конструкций для статических исследований:

  • Грузовая платформа, которая выполняет функцию упора для применяемого гидравлического домкрата.
  • Система балок с анкерными сваями для восприятия реактивных сил.

При подборе принципиальной схемы передачи усилий опираются на планируемые показатели нагрузки.

Грузовую платформу, передающую усилия на сваю, применяют для исследований с нагрузками не выше 200 тонн.

Системы балок с анкерными сваями применяют для относительно больших объектов с передаваемой нагрузкой на опору до 1500 тс. Способ подходит, если нет возможности обеспечить грузы такой массы, а расходы на устройство анкерных свай экономически обоснованы.

При исследованиях нагрузкой более 2000 тс, в стесненных условиях, например для свайных фундаментов мостов и объектов гидротехнического строительства, используют метод погруженного домкрата. С помощью этого метода специалисты выполняют работы с нагрузками более 10000 тс и без использования дополнительных анкерных свай.

Сравнение принципиальных схем статических испытаний грунтов сваями:

Тип стенда

Преимущества

Недостатки

1

Платформа.

Возможность проведения контрольных испытаний на этапе изысканий, без использования дополнительных анкерных свай. Скорость монтажа испытательного стенда сравнительно выше устройство балок с анкерной системой.

Ограничения по испытательной нагрузки до 200 тс. Наличия материалов для пригруза на строительной площадке.

2

Анкерные сваи, объединенные системой балок.

Возможность проводить испытания с нагрузками свыше 200 тс. Не требует использования пригруза.

Требует устройства дополнительных или наличия проектных анкерных свай.Требует большего количество времени на устройство стенда в сравнении с платформой.

Методика выполнения испытаний свай статической вдавливающей нагрузкой

Весь процесс статических исследований грунтов на вдавливание регламентируются строительными нормативами и ГОСТ. Работы начинаются не ранее чем через 3-6 суток после забивки опытных свай. Этот показатель определяется предварительными геологическими изысканиями и структурным составом грунта в области забивки опорных конструкций.

Алгоритм проведения статических испытаний:

  1. Подключенные к каждой исследуемой опоре датчики фиксируются в исходном положении. Показания приборов отмечаются как стартовые.
  2. Нагрузка на сваи растет в ступенчатом порядке. Увеличение на каждом этапе составляет ⅒ от максимальных проектных значений. После снятия показаний на каждой опоре датчики обнуляются для дальнейшего измерения.
  3. Каждая последующая ступень нагрузки начинается только после стабилизации состояния сваи.

Значение стабильности опор достигается при условии, что осадка сваи после каждой нагрузки находится в пределах нормы. Обычно это осадка опоры на величину 0,1 мм в течение получасового промежутка времени.

Три ступени испытаний определяют ход дальнейших исследований. Последнее испытание фиксируется осадкой опоры в течение 5 часов наблюдений, даже если состояние стабильности сваи было достигнуто раньше этого срока.

Статические испытания на вдавливание выполняют на стадиях проектирования или перед массовой забивкой свай. Посредством исследований в период проектирования специалисты получают достоверные сведения о несущей способности грунтов, рассчитывают физические характеристики для предполагаемой вдавливающей нагрузки.

Перед стартом исследований отдельно для каждого проекта составляется программа исследований грунтов, в которую входит поэтапное описание полевых работ. С помощью проверки вдавливающей нагрузки опор часто определяют возможные способы усиления фундамента.

Задачи исследований:

  • Верный расчет характеристик используемых свай, который проводят посредством полученных данных еще на стадии предварительных изысканий.
  • Анализ показателей планируемой и реальной несущих способностей до массовой забивки опор.

Испытания на вдавливание в строительной отрасли считают самым достоверным методом установления несущей способности грунтов. Несмотря на трудоемкость и потребность в привлечении дополнительного оборудования, это распространенный метод при устройстве фундаментов объектов гражданского, промышленного и гидротехнического строительства.

Отдых свай перед статическими испытаниями грунтов

Важно верно определить тип грунта на объекте, чтобы выбрать правильный срок «отдыха» установленных опорных конструкций. В процессе «отдыха» опор происходит усадка грунта, а скорость процесса определяется его структурой и составом.

Время «отдыха» опор для разных типов грунта:

  • При вбивании в крупнообломочные массивы или плотный песок время выдержки составит 24 часа.
  • Установленные в песчаные почвы опоры требуют выдержки до 3 дней.
  • Для глинистых или разнородных поверхностей срок «отдыха» конструкций составляет от 6 суток.
  • При вбивании в мелкодисперсные или водонасыщенные грунты период выдержки — 10 дней.
  • Для установленных на пластичных, мягких и текучих глинистых почвах опор срок «отдыха» продлевается на 20 суток.

Исследования буронабивных свай начинают только после схватывания бетонного основания как минимум на 80%. Проверка проводится согласно разработанной программе, ведется рабочий журнал, обязательна схема котлована с указанными местами забивки опор.

Обработка результатов и отчетность

Камеральная обработка полевых исследований проводится для установления частных величин предельного сопротивления сваи (для каждой опоры отдельно). Показатели определяются, чтобы оценить несущую способность опорной конструкции.

Результаты исследований — установление в полевых условиях фактической несущей способности сваи. Все сведения измерительных устройств отражают в журнале проверки. На базе выявленных показателей усадки опоры инженеры строят график распределения нагрузки в заданном отрезке времени.

Установленные значения и расчетные показатели соизмеряют с проектной нагрузкой на опоры. Если эти результаты превосходят степень расчетной нагрузки не менее чем на 20%, последующее строительство фундамента разрешается.

После сбора и анализа всех показаний приборов наши инженеры составляют отчет, подготовленный согласно ГОСТ 5686-2020. Документ содержит текстовую и графическую части, обязательно отображаются графики зависимости «нагрузка-осадка».

В выводах указывается заключение о несущей способности опор по грунту, проверяется (при контрольных исследованиях) соблюдение условия по 1-ой группе предельных состояний. В дальнейшем отчет потребуется для согласования строительного объекта в государственных органах.

Специалисты «СИБГЕОПРО» выполняют статические испытания забивных и буронабивных свай на грунтах любого типа, в том числе многолетнемерзлого и просадочного. У нас есть все необходимое оборудование, платформы с возможностью нагрузки до 3500 тс, комплекты балок различной конфигурации, а также приборы PDA. По результатам работ выдается официальное заключение, которое используется при проектировании строительства. Стоимость статических испытаний — от 35 000 рублей.

Статические испытания свай
Статические испытания грунтов сваями
Статические испытания буронабивных свай
Испытания грунтов сваями статической нагрузкой
Статические испытания свай вдавливающей нагрузкой
Проведение статических испытаний свай
Испытания буронабивных свай статической нагрузкой
Испытание свай статической нагрузкой

Таблица, контроля сплошности и проверки несущей способности свай, для Мостов СП 46.13330.2012:

Технические требования Контроль Способ контроля
4 Уточнение несущей способности свай, свай-оболочек, столбов, погруженных в немерзлые грунты, по результатам испытаний:
а)свай:
по проекту фундаментов динамической нагрузкой Несущей способности Проверка по ГОСТ 5686 (не менее 3 испытаний в каждом ростверке)
то же, вдавливающей статической нагрузкой То же То же, не менее 2 испытаний на мост
*, выдергивающей статической нагрузкой " "
б) свай-оболочек (или буровых свай, столбов):
по проекту фундаментов вдавливающей статической нагрузкой Несущей способности Операционный по ГОСТ 5686 (не менее 2 испытаний на 1 мост)
то же, выдергивающей статической нагрузкой То же То же, не менее 2 испытаний
*, штампом грунта в основании свай-оболочек (или буровых свай, столбов) Операционный по ГОСТ 5686 (не менее 1 испытания на 1 ростверк)
5 Уточнение несущей способности свай, свай-оболочек (или буровых свай), столбов, погруженных в вечномерзлые (за исключением твердомерзлых) грунты, по результатам испытаний:
по проекту фундамента вдавливающей статической нагрузкой В соответствии с требованиями проекта, но не менее 1 испытания
на 1 мост
Операционный по ГОСТ 5686
то же, выдергивающей статической нагрузкой То же То же
" , штампом грунта в основании оболочки " Операционный по ГОСТ 5686
6 Контроль сплошности материала свай (столбов), определение дефектов по результатам испытаний

Каждая свая (столб) в безростверковых опорах; не менее 20% (но не менее четырех в ростверке) Неразрушающий ультразвуковой метод. Сейсмоакустический метод контроля. Приложение С

Требуемые минимальные расстояния между испытуемой натурной сваей и анкерной сваей или до ближайшей опоры грузовой платформы и/или опоры сваевдавливающей машины, а также до опор реперной установки при проведении испытаний грунтов сваями статическими вдавливающими нагрузками ГОСТ 5686-2020

Наименование испытаний

Для забивных железобетонных свай квадратного сечения

Для круглых буронабивных сплошных, забивных железобетонных и металлических трубчатых свай

Для эталонных свай и свай- зондов

Для винтовых свай

Требуемое минимальное расстояние от испытуемой до анкерных свай и до опор реперной системы в свету

При проведении инженерных изысканий

3030

-

-

-

1,35 м

3535, 4040

1,8 м

2020

1,0 м

-

Диаметром d до 800 мм

-

-

3d, но не менее 2 м

-

Диаметром d более 800 м до 1,5 м

-

-

2d, но не менее 2 м

-

Диаметром более 1,5 м*

-

-

-

-

-

Независимо от размеров

-

Не менее 1 м

-

-

-

Независимо от размеров

Не менее 2

При проведении контрольных испытаний

2020 см

-

-

-

1 м

3030 см

1,5 м

3535, 4040 см

1,5 м

-

Диаметром d до 800 мм

-

-

3d, но не менее 1,5 м

-

Диаметром d более 800 м до 1,5 м

-

-

2d

-

Диаметром d более 1,5 м*

-

-

-

-

-

-

Независимо от размеров

Не менее 2d

* При диаметре свай свыше 1,5 м требуемые минимальные расстояния от испытуемой до анкерных свай и до опор реперной системы следует определять на основе математического моделирования процесса испытаний с использованием пространственной схемы по методу конечных элементов и нелинейных упруго-пластических моделей грунта либо по опыту проведения подобных испытаний в сходных инженерно-геологических условиях.

Часто задаваемые вопросы

В каких случаях нужно проводить испытания свай на горизонтальную нагрузку?

Какой должен быть отдых свай перед испытаниями?

Какие отличия и сходства между испытанием сваи под нагрузкой и испытанием на целостность сваи?

Какие бывают типы нагрузок на здания?

Какие 3 основные системы сопротивления боковым силам используются в зданиях?

Суть статических испытаний свай?

Чем отличаются испытательная и рабочая сваи?

Что такое статическая нагрузка?

Сколько свай нужно испытывать статической нагрузкой?

Какая минимальная глубина свайного фундамента?

Что такое несущая способность?

Какую нагрузку применяют для испытаний грунтов?

Какой метод полевых испытаний свай самый точный?

Для чего выполняют статические испытания?

Для чего нужен отдых свай?

Для каких объектов выполняют статические испытания?

Как испытывают буронабивные сваи?

Что используют в качестве пригруза при статических испытаниях грунтов сваями ?

Оставить заявку