Статические испытания свай

Один из самых важных этапов строительства жилых и промышленных зданий — возведение оптимального с экономической и технической точки зрения фундамента. Обычно предпочтение отдается свайному фундаменту.

Для этого в период разработки проекта или перед массовой забивкой опорных конструкций выполняют статические и динамические испытания.

Что такое статические испытания свай

Испытание статической нагрузкой — высокоточный способ установления несущей способности свай по грунту. С помощью исследований инженеры выбирают целесообразные решения для проекта, которые базируются на фактической величине предельной нагрузки опор.

Статические методы исследования грунтов помогают специалистам убедиться, что несущая способность опоры превышает номинальное сопротивление (сжатие, растяжение, боковые нагрузки и т. д.), применяемое в конструкции.

Статические испытания — важный фактор при установке опорных конструкций, которые нужно грамотно спланировать и учесть в графике и стоимости проекта на ранней стадии. Это необходимо, чтобы подтвердить расчетные коэффициенты безопасности, конструкцию и длину свай, установить критерии их установки и контролировать качество свайных работ.

В зависимости от требований СНиП 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.

Цены на статические испытания свай

Как проводится статическое испытание свай?

Работы ведутся с высокоточным оборудованием и специализированной техникой. Суть метода — вдавливание опор с заданной нагрузкой, глубокий анализ, регистрация результатов.

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.

Виды статических исследований

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 СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Программа подразумевает исследование железобетонных опор перед началом инженерных обследований, в начале строительства при разработке участка, после установки опор.

Время «отдыха» свай

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.

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.

Часто задаваемые вопросы

Какой метод полевых испытаний свай самый точный?
Статические испытания — самый точный способ для установления несущей способности сваи, при котором измеряют ее реакцию на приложенную нагрузку. Исследования определяют как предельную разрушающую нагрузку опорной конструкции, так и ее способность выдерживать нагружение без чрезмерного или непрерывного смещения.

Для чего выполняют статические испытания?
Цель испытаний статическими нагрузками — проверить, что несущая способность сваи соответствует расчетным нагрузкам, заданным в проекте свайного фундамента.

Для чего нужен отдых опор?
«Отдых» свай – это период времени между окончанием их забивки и началом добивки. «Отдых» конструкций нужен, чтобы в грунте восстановились структурные связи. Тогда при исследованиях будут получены точные сведения о несущей способности опор.

Для каких объектов выполняют статические испытания?
Для зданий и сооружений I и II уровней ответственности перечисленные в 5.2 и 5.3 работы рекомендовано дополнять исследованиями грунтов эталонными и натурными опорами (ГОСТ 5686).
(п 5.4 СП 24.13330.2011).

Как испытывают буронабивные опоры?
Исследования буронабивных свай начинают после того, как бетон опор достигнет 80% проектной прочности. До старта работ свайные конструкции проверяют на сплошность стволов. (П. 8.1 ГОСТ 5686-2020).

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

Рейтинг скорости и точности испытания свай: