Статические испытания свай

ЗАКАЖИТЕ ИСПЫТАНИЯ СВАЙ ПРЯМО СЕЙЧАС
+7-908-933-43-54

Испытания свай статической вдавливающей, выдергивающей и горизонтальной нагрузкой (включая вечномерзлые и просадочные грунты)

Компания «ГЕОСМАРТ» проводит статические испытания свай в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-2012 по различным методикам в зависимости от поставленных задач, что позволяет получать наиболее достоверные результаты.


По результатам проведения полевых статических испытаний грунтов сваями устанавливаются экспериментальные зависимости между действующей нагрузкой и соответствующему этому значению вертикальному перемещению (осадки) сваи, а также развитие осадки во времени на каждой ступени (стабилизация деформацией). Все эти данные заносятся в отчет в виде графических и текстовых приложений. В зависимости от критерия предельно допустимого значения осадки, который зависит от жесткости и конструктивного решения возводимого здания, производится оценка несущей способности свай в соответствие с СП 24.13330-2011.

По сравнению со всеми другими методами определения предельного сопротивления свай, метод оценки несущей способности свай по результатам статических испытаний является наиболее достоверным, что позволяет получать экономический эффект от реализации более рациональных проектных решений, основанных не на расчетном, а на фактическом значении несущей способности свай по грунту.

Цель проведения статических испытаний грунтов сваями:

На этапе изысканий – выбор наиболее рационального конструктивного решения свай, их количества и размещения в плане будущего сооружения.
На этапе строительства (проведение контрольных испытаний) – определение фактической несущей способности сваи по грунту.

Минимальное количество испытуемых свай регламентируется следующим образом (Приложение А, ГОСТ 5686-2012.):
- при испытании свай статической вдавливающей нагрузкой — до 0,5 % общего числа свай на данном объекте, но не менее 2 шт., за исключением специально обоснованных случаев;
- при испытании свай статической выдергивающей или горизонтальной нагрузкой — не менее 2 %, но не менее 3 шт.
На основе выполненного минимально допустимого объема испытаний, несущая способность Fd принимается как наименьшее частное предельное сопротивление, полученное в ходе испытаний. Например, если в одном случае частное значение ( в идентичных грунтах) составляет 800 кН, а по результату второго испытания 670 кН, несущая способность будет соответствовать величине в 670 кН. При этом среднее значение составит величину в 735 кН.
Чтобы повысить несущую способность в данном случае, необходимо выполнить большее количество испытаний, обеспечивающее их статистическую обработку. По результатам статистической обработки оценивается величина коэффициента надежности по грунту, что повышает экономичность геотехнических проектов, т.к. мы получаем несущую способность как среднее (нормативное) значение, деленное на полученный коэффициент γn.

Оборудование и измерительные приборы:

В ассортименте оборудования компании - грузовые платформы, а также комплекты балок для восприятия реактивных усилий, электрические, а также ручные масляные станции и системы гидравлических домкратов, общей грузоподъемностью до 3000тн.
Измерительное оборудование обеспечивает точность до 0,01мм, что на порядок выше точности, предъявляемой ГОСТом. Перед каждым испытанием производится поверка и калибровка оборудования в центре стандартизации и метрологии.

Оборудование для статический испытаний свай

Подготовка к испытаниям

Сваи, предназначенные для испытаний, должны соответствовать стандартам или техническим условиям на сваи.
Погружение или устройство испытываемых свай должно быть выполнено в соответствии с программой испытаний.
Свая с разрушенной головой, предназначенная для испытания статической вдавливающей нагрузкой, должна быть обрублена на участке разрушения, а торцевая поверхность обрубленного ствола сваи должна быть выровнена с образованием плоскости, имеющей отклонение не более 1/100 от проектного положения и сколы глубиной не более 2 см.
Перед испытанием статической выдергивающей нагрузкой сваю подготавливают в соответствии с намечаемым способом передачи нагрузки: через предварительно обнаженную продольную арматуру на длине до 15 см, боковое трение или другим способом.

Также компания выполняет испытания свай в вечномерзлых грунтах по ускоренной и стандартной методикам. Для измерения температуры массива грунта используются термометрические датчики, объединенные в систему ("термокоса").

Компания имеет опыт испытания свай в специфических (просадочных грунтах). Данные испытания проводятся при предварительном замачивании грунта, окружающего сваю. Расчет требуемого количества воды, производится в соответствии с требованием ГОСТа 5686-2012.

Принципиальные схемы установок для полевых испытаний грунтов сваями

В Приложении Б ГОСТ 5686-2012 представлено множество схем установок для полевых испытаний грунтов. Наиболее распространенными схемами являются:
-установка с грузовой платформой, служащей упором для гидравлического домкрата;
-установка с системой балок и анкерными сваями, служащей упором для гидравлического домкрата.

Схема нагружения свай с помощью балки для статического испытания свай статической нагрузкой на вдавливание
Установка, использующая гидравлический домкрат, анкерные сваи и систему балок

Варианты нагружения грузовой платформы для статических испытаний свай слева: с помощью свай, справа: с помощью дорожных плит
Разные варианты пригруза грузовой платформы

Усилие от домкрата, передающееся на сваю, воспринимается за счет собственного веса пригруза, находящегося на грузовой платформе.
Во втором случае реактивное усилие от домкрата воспринимается анкерными сваями через систему металлических балок. Количество и сечение балок рассчитывается исходя из наибольшей нагрузки на сваю. По условию обеспечения жесткости и устойчивости.
Применение грузовой платформы ограничено ее грузоподъемностью и как правило не превышает 200 тн. Это значит, что под нагрузки свыше 200 тн следует применять систему с использованием анкерных свай и балок. Наша компания имеет опыт работы с нагрузками до 1500 тн.

Статические испытания свай на вдавливание с помощью анкерных буронабивных свай

Методика проведения испытания грунтов статической вдавливающей нагрузкой

Нагружение испытуемой сваи (натурной, эталонной или сваи-зонда) проводят равномерно, без ударов, ступенями нагрузки, значение которых устанавливается программой испытаний, но принимается не более 1/10 заданной в программе наибольшей нагрузки на сваю. При заглублении нижних концов натурных свай в крупнообломочные грунты, гравелистые и плотные пески, а также глинистые грунты твердой консистенции допускается первые три ступени нагрузки принимать равными 1/5 наибольшей нагрузки.
Примечание - Для свай диаметром 800 мм и более допускаются раздельные испытания по боковой поверхности натурной сваи и под ее нижним концом.
На каждой ступени нагружения натурной сваи снимают отсчеты по всем приборам для измерения деформаций в такой последовательности: нулевой отсчет - перед нагружением сваи, первый отсчет - сразу после приложения нагрузки, затем последовательно три отсчета с интервалом 30 мин и далее через каждый час до условной стабилизации деформации (затухания перемещения).
При испытании грунтов эталонной сваей или сваей-зондом отсчеты на каждой ступени нагружения снимают в такой последовательности: первый отсчет - сразу после приложения нагрузки, затем два отсчета - с интервалом 15 мин и далее - с интервалом 30 мин до условной стабилизации деформации.

Расхождения в показаниях приборов не должны превышать следующих значений:

50% - при осадках менее 1 мм;
30% - при осадках от 1 до 5 мм;
20% - при осадках более 5 мм.

За критерий условной стабилизации деформации при испытании натурной сваей принимают осадку сваи на данной ступени нагружения, не превышающую 0,1 мм за последние 60 мин наблюдений, если под нижним концом сваи залегают песчаные грунты или глинистые грунты от твердой до тугопластичной консистенции, или 2 ч наблюдений, если под нижним концом сваи залегают глинистые грунты от мягкопластичной до текучей консистенции.
Нагрузка при испытании натурной сваей должна быть доведена до значения, при котором общая осадка сваи составляет не менее 40 мм. При испытании эталонной сваей или сваей-зондом эта осадка должна быть не менее 20 мм. При меньших осадках продолжительность выдержки сваи под нагрузкой на последней ступени нагружения, даже в случае достижения принятой условной стабилизации, должна составить не менее 5 ч, если в программе испытаний не указан другой срок выдержки стабилизации.
При заглублении нижних концов натурных свай в крупнообломочные, плотные песчаные и глинистые грунты твердой консистенции нагрузка должна быть доведена до значения, предусмотренного программой испытаний, но не менее полуторного значения несущей способности сваи, определенной расчетом, и не более расчетного сопротивления ствола сваи по материалу.
Разгрузку сваи (натурной, эталонной или сваи-зонда) проводят после достижения наибольшей нагрузки ступенями, равными удвоенным значениям ступеней нагружения, с выдержкой каждой ступени не менее 15 мин.
Отсчеты по приборам для измерения деформаций снимают сразу после каждой ступени разгрузки и через 15 мин наблюдений. После полной разгрузки (до нуля) наблюдения за упругим перемещением сваи следует проводить в течение 30 мин при песчаных грунтах, залегающих под нижним концом сваи, и 60 мин - при глинистых грунтах, со снятием отсчетов через каждые 15 мин.
В процессе испытания ведут журнал согласно ГОСТ 5686-2012.

Пример проведения работ по испытаниям грунтов сваями статической вдавливающей нагрузкой

Статика Статика ОБЪЕКТ: строящийся жилой микрорайон Чурилово в г.Челябинск на берегу Первого озера. Микрорайон включает в себя 36 многоэтажных жилых домов.
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Проектировщиками была предусмотрена следующая конструкция фундаментов – ленточный ростверк из забивных свай. В проекте было заложено проведение контрольных испытаний динамической нагрузкой, однако, специалисты не учли, что в основании площадки строительства залегают тиксотропные грунты. Особенность данных грунтов – резкое снижение прочности при динамических нагрузках, вызванное преобладанием водно-коллоидных связей. В итоге, фактический отказ при проведении динамических испытаний оказался больше проектного, несущая способность не обеспечивалась на основании проведенных динамических испытаний.
Чтобы избежать увеличения количества и длины свай, специалистами нашей компании было предложено выполнить «эталонные» статические испытаний грунтов сваями. Программа испытаний, составленная нашими специалистами, была выполнена в соответствии с ГОСТ 5686-2012, а также учитывала действительный (длительный) характер работы свай под воздействием эксплуатационных нагрузок от здания.
В результате на строительной площадке каждого жилого дома было проведено по 2 статических испытания свай. Несущая способность определенная в ходе каждого испытания оказалась выше проектной.
ВЫВОДЫ: грамотно составленная программа статических испытаний, учитывающая действительный характер работы свай в основании будущего здания, позволила выявить резерв несущей способности грунтов. Данный метод является наиболее достоверным, т.к. для большинства слабых водонасыщенных глинистых грунтов динамический метод не дает точных результатов. Благодаря обеспечению несущей способности по результатам «эталонных» испытаний не возникло потребности в удорожании фундамента (увеличение длины или количества свай), что в конечном итоге позволило сэкономить значительные средства.

Методика проведения испытания грунтов статической выдергивающей нагрузкой

Для испытания статической выдергивающей нагрузкой не применяют бетонные и составные сваи, железобетонные предварительно напряженные сваи без поперечного армирования, сваи с уширенной пятой и винтовые сваи.
Статические испытания свай Краснодар (на вдавливание) Допускается использовать сваи, с помощью которых проводилось испытание грунтов статической вдавливающей нагрузкой. При этом продолжительность "отдыха" сваи после предыдущих испытаний принимают согласно ГОСТ 5686-2012.
Статические испытания свай Краснодар (на вдавливание) Глубину погружения сваи при испытании, проводимом с целью определения сил негативного трения в просадочных грунтах, принимают равной глубине просадочной толщи.Нагружение сваи статической выдергивающей нагрузкой и снятие отсчетов по приборам проводят аналогично испытаниям статической вдавливающей нагрузкой.
За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость выхода сваи из грунта на каждой ступени приложения выдергивающей нагрузки не более 0,1 мм за последние 2 ч наблюдений для свай фундаментов зданий и сооружений (кроме мостов), а для свай фундаментов опор мостов - не более 0,1 мм за последний час наблюдений.
Нагрузка при испытании грунтов выдергивающей нагрузкой при инженерных испытаниях для строительства должна быть доведена до значения, вызывающего подъем сваи из грунта не менее 25 мм. При контрольных испытаниях максимальная выдергивающая нагрузка определяется программой испытаний.
Нагрузка при контрольном испытании сваи выдергивающей нагрузкой при строительстве не должна превышать расчетную выдергивающую нагрузку на сваю, указанную в проекте свайного фундамента.
В процессе испытания ведут журнал согласно ГОСТ 5686-2012.

Методика проведения испытания грунтов статической горизонтальной нагрузкой

Приборы для измерения горизонтальных перемещений испытываемой сваи устанавливают в плоскостях, параллельных плоскости действия силы, не менее двух: на уровне поверхности грунта (в акваториях - поверхности воды) и на уровне приложения горизонтальной нагрузки.

Схема нагружения свай с помощью балки для статического испытания свай статической горизонтальной нагрузкой
Нагружение сваи статической горизонтальной нагрузкой и снятие отсчетов по приборам проводят аналогично испытаниям статической вдавливающей нагрузкой.
За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость горизонтального перемещения сваи на каждой ступени приложения горизонтальной нагрузки, не превышающую 0,1 мм за последние 2 ч наблюдений по приборам, расположенным на уровне приложения горизонтальной нагрузки.
Нагрузка при испытании грунтов горизонтальной нагрузкой при инженерных изысканиях для строительства должна быть доведена до значения, вызывающего горизонтальное перемещение сваи на уровне приложения нагрузки, назначенного программой испытаний.
Нагрузка при контрольном испытании сваи горизонтальной нагрузкой при строительстве не должна превышать расчетную горизонтальную нагрузку на сваю, указанную в проекте свайного фундамента.
В процессе испытания ведут журнал согласно ГОСТ 5686-2012.

Методика проведения испытаний многолетнемерзлых грунтов статической вдавливающей и выдергивающей нагрузками

Особенности подготовки испытаний
При испытаниях многолетнемерзлых грунтов должно быть исключено смерзание сваи с грунтом слоя сезонного оттаивания - промерзания грунта, для чего следует проводить специальные мероприятия (проходка шурфа или бурение скважины размерами, превышающими максимальный размер поперечного сечения сваи, с полным заполнением зазоров материалом, исключающим возможность его смерзания со сваей) до начала сезонного промерзания грунта. Статические испытания свай в вечномерзлых грунтах на вдавливание и выдергивание (Грузовая платформа)
После погружения буроопускных, опускных и буронабивных свай в многолетнемерзлых грунтах не реже одного раза в неделю проводят измерение температуры грунта основания по всей длине термометрического устройства с интервалом не более 1 м, в том числе обязательно на глубине расположения конца сваи.
При испытаниях бурозабивными и забивными сваями начало испытаний назначают не ранее чем через неделю после их устройства, буронабивными — не ранее достижения бетоном свай 80%-ной проектной прочности.
Насосная станция для статических испытаний свай в вечномерзлых грунтах
Испытания многолетнемерзлых грунтов следует начинать только после полного вмерзания испытуемой сваи в грунт. При этом средняя температура по длине сваи не должна быть выше температуры окружающего грунта или температуры, предусмотренной программой испытаний.
Проведение испытания статической выдергивающей нагрузкой сваями, входящими в состав свайного фундамента, не допускается.
Нагружение испытываемой сваи проводят равномерно, без ударов, ступенями нагрузки, значение которых определяется программой испытаний, но принимается не более 1/5 заданной в программе наибольшей нагрузки на сваю для первых трех ступеней и 1/10 - для последующих ступеней нагружения.
На каждой ступени нагружения снимают отсчеты по всем приборам для измерения деформаций в такой последовательности: нулевой отсчет - перед нагружением сваи, первый отсчет - сразу после приложения нагрузки, затем последовательно: через 30 мин, 1; 2; 4; 8; 16 и 24 ч и далее с интервалом 24 ч.
Расхождения в показаниях приборов не должны превышать значений, указанных выше.
Каждую ступень нагружения выдерживают до условной стабилизации деформации (осадки, выхода) сваи, но не менее 24 ч.
За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость осадки (выхода) сваи на данной ступени нагружения, не превышающую 0,2 мм за последние 24 ч наблюдений.
Нагрузка должна быть доведена до значения, при котором на данной ступени нагружения не происходит условной стабилизации деформации. Испытание на этой ступени нагружения заканчивают после достижения значения осадки (выхода), не менее чем в три раза превышающего значение осадки (выхода) на предыдущей ступени при общей осадке не менее 25 мм или выходе не менее 10 мм.
Если нагрузка доведена до наибольшего значения, заданного программой испытаний, и при этом скорость осадки (выхода) превышает 0,2 мм/сут, то испытания допускается прекратить.
Разгрузку сваи после окончания испытания проводят ступенями, равными удвоенным значениям ступеней нагрузки. Продолжительность ступени разгрузки принимают не менее 15 мин.
В процессе испытания ведут журнал согласно ГОСТ 5686-2012.

Методика проведения испытаний просадочных грунтов статической вдавливающей и выдергивающей нагрузками

Особенности подготовки испытаний
Забивку или устройство свай, предназначенных для испытаний в просадочных грунтах, проводят при природной влажности грунта.
Замачивание основания свай в просадочных грунтах следует начинать перед испытанием свай и продолжать вплоть до его окончания.
Статические испытания свай в просадочных грунтах (Краснодар подготовка) Замачивание грунта следует проводить через специальные траншеи, устраиваемые по периметру испытываемых свай на расстоянии 1 м от их боковой поверхности (см. приложение Г ГОСТ 5686-2012). Ширина траншеи должна быть не менее 0,5 м, глубина — от 1,1 до 1,5 м.
При длине свай более 6 м со дна траншеи для ускорения замачивания грунта следует бурить дренажные скважины числом не менее трех с расположением их на равных расстояниях от оси сваи. Диаметр скважин принимают не менее 20 см, длину — 0,8 L, где L — глубина погружения сваи. Скважины и траншеи сразу после их проходки следует засыпать гравием или щебнем. Во время замачивания грунта и в процессе испытания в траншее следует поддерживать постоянный уровень воды, слой которой должен быть не менее высоты засыпки.
Расход воды на замачивание грунта основания сваи до начала ее испытания должен быть не менее 20 м3 на каждый метр длины сваи. Время, затрачиваемое на замачивание грунта, устанавливают первоначально ориентировочно из расчета не менее 1 сут на каждый метр глубины погружения сваи и окончательно устанавливают на основании результатов определения степени влажности образцов грунта, отобранных при контрольном бурении скважины на расстоянии 1 м от боковой поверхности сваи. Контрольное бурение скважины должно быть проведено непосредственно перед началом испытания. Грунт считается замоченным при коэффициенте водонасыщения Sr ≥ 0,8.
Статические испытания свай Краснодар (испытания свай в просадочных грунтах) Испытания просадочных грунтов с замачиванием следует проводить на специально отведенной опытной площадке, расположенной на расстоянии не менее 1,5 Н от строящегося объекта со стороны понижения рельефа площадки (Н - общая толщина всех просадочных слоев грунта).
Просадочные свойства грунтов и толщина просадочных слоев грунта на опытной и застраиваемой площадках должны быть идентичными.
При соответствующем обосновании испытания просадочных грунтов допускается проводить без их замачивания на опытной и застраиваемой площадках. При этом испытания должны включать в себя вдавливание сваи с нижней частью, заглубленной в подстилающие непросадочные грунты, и с верхней частью, изолированной от грунта в пределах просадочной толщи, а также испытание на выдергивание сваи, погруженной на всю глубину просадочной толщи (для оценки значения сил негативного трения).
При испытаниях просадочных грунтов с замачиванием допускается применять локальное замачивание до коэффициента водонасыщения Sr≥0,8 в объеме грунта вокруг испытываемой сваи, ограниченном расстоянием от оси сваи 5 d при забивных и 3 d при набивных сваях (где d - диаметр сваи или наибольший размер поперечного сечения сваи).
Примечание - Испытания с интенсивным замачиванием грунта основания в котлованах до полного проявления просадки грунта от его собственного веса, назначаемые при освоении новых территорий, должны проводиться по специальным программам, составляемым проектной организацией.
Точки испытания грунта необходимо закрепить на местности с использованием геодезических методов. Планово-высотная привязка этих точек после проведения испытаний должна контролироваться.
При необходимости следует провести вертикальную планировку площадки для установки оборудования для испытаний.

Результаты

Результаты испытаний грунтов сваями оформляются в виде отчета, требования к подготовке которого должны отвечать требованиям ГОСТ 5686-2012.
График зависимости осадки сваи S от нагрузки N Отчет состоит из основной части и приложений, представленных в графической и табличной форме. Данные, полученные в ходе проведения полевых экспериментальных исследований, оформляются в виде графических зависимостей в соответствии с выбранной методикой проведения испытаний.
Основной графической зависимостью, установленной по результатам испытаний является график «осадка-нагрузка».

Например, для методики испытаний методом релаксации напряжений (ускоренный метод для инженерных изысканий) результаты в графической форме предоставляются в соответствии с приложением «И», если испытания проводятся по стандартной методике (п.8.2. ГОСТ 5686) - зависимости должны отвечать требованиям приложения Л. Для оценки времени стабилизации осадок свайных фундаментов строят графики зависимости времени стабилизации вертикальных перемещений отдельно от каждой ступени, для анализа развития деформаций во времени при нагружении сваи.
Цель проведения испытаний - получить данные о фактической несущей способности сваи. Для испытаний на вертикальную и горизонтальную нагрузку существует единый подход к выбору критерия, за который следует принимать достижение сваей некоторой величины горизонтального перемещения или выхода сваи, для вдавливающих нагрузок данный подход зависит от жесткости и конструктивной схемы проектируемых зданий.
Для определения несущей способности сваи по грунту производится камеральная обработка результатов статических испытаний грунтов сваями. На основе оценки частного значение предельного сопротивления методами математической статистики устанавливается значение несущей способности сваи по результатам полевых испытаний Fd.
Ниже приведен пример оформления результатов в графической форме (объект: строящееся 24-этажное здание в г. Липецк).
График зависимости осадки сваи S от нагрузки N
По результатам испытаний вечномерзлых грунтов сваями строятся дополнительные графические зависимости, а именно:
- инженерно-геокриологический разрез с графиками распределения суммарной влажности (льдистости) и температуры по глубине грунта (в соответствии с приложением С).
Температуру грунта устанавливают по измерению ее значений в специально устроенных термометрических скважинах в соответствии с требованием ГОСТ 5686-2012, а распределение влажности - на основе проведения лабораторных или полевых исследований.
Как правило испытания в условиях вечномерзлых грунтов являются наиболее длительными, поэтому допускается при соответствующем обосновании или на этапе проведения инженерных изысканий выполнять испытания вдавливающей нагрузкой с динамометрическим загружением (ускоренные испытания).
Ниже приведен пример графиков осадка-нагрузка и изменения осадки во времени, полученных при испытании многолетнемерзлых грунтов методом релаксации напряжений (по ГОСТу - ускоренное полевое испытание статической вдавливающей нагрузкой) на объекте: Магистральный газопровод «Красноленинский ГПЗ». График зависимости осадки сваи S от нагрузки N

Получите консультацию специалиста по телефону:
Инженер ООО НПО "Геосмарт" Александр +7-908-933-43-54

Другие услуги компании "ГЕОСМАРТ":

Работаем по Союзу!
Рассчитайте стоимость испытаний

Отправьте заявку и вам перезвонит специалист
Выполняем работы на всей территории РФ, включая территории распространения вечномерзлых грунтов
Сотрудники компании - команда опытных специалистов, имеющая практический опыт реализации крупных проектов
В числе наших Заказчиков лидеры нефтегазодобывающей промышленности

* - Поля обязательные для заполнения
Нажимая на кнопку «Отправить», я даю согласие на обработку персональных данных