Статические испытания свай Горно-Алтайск

Статические испытания свай по ГОСТ 5686-2020

НПО Геосмарт выполняет статические испытания свай в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-2020. Мы проводим полевые испытания грунтов сваями следующими видами нагрузок:

• вдавливающая (на сжатие)
• выдергивающая (на растяжение)
• горизонтальная.

НПО «Геосмарт» выполняет статические испытания свай в специфических грунтовых условиях:

• в просадочных и набухающих грунтах
• в многолетнемерзлых грунтах — выполняем работы по всем методикам испытания мерзлых грунтов, включая метод релаксации напряжений.

Цель проведения полевых испытаний грунтов сваями

В ходе проведения статических испытаний свай ведется полевой журнал оформленный в соответствие с требованиями ГОСТ 5686,  куда вносятся данные для построения экспериментальных зависимостей между перемещением сваи в грунте и нагрузкой приложенной на сваю.  По результатам камеральной обработки и построения графиков «нагрузка-осадка» определяется несущая способность сваи по грунту на основе статистической обработки частных значений предельного сопротивление по каждому испытанию в соответствии с нормативной базой региона строительства:

• Для Российской Федерации: Раздел 7.3 («Определение несущей способности свай по результатам полевых исследований») и Приложение Б СП 24.13330.2021 «Свайные фундаменты».
• Для Республики Казахстан: Раздел 7.3 и Приложение Б СП РК 5.01-102-2013 «Проектирование и устройство свайных фундаментов».

Экспериментальная оценка несущей способности в зависимости от этапа строительства имеет следующие задачи:

• На этапе инженерных изысканий (до проектирования): Выбор оптимальных параметров свайного фундамента (длина, сечение) на основе реального поведения грунтов под нагрузкой.
• На этапе строительства (контрольные испытания): Проверка соответствия фактической несущей способности свай значениям, заложенным в проектной документации.

Классификация статических испытаний свай по ГОСТ 5686-2020

Так как основное преимущество свайных фундаментов – способность передавать нагрузку на наиболее плотные слои грунта, поэтому расчет и проектирование одиночной сваи или свай в составе ленточного ростверка в основном осуществляется на восприятие и передачу вертикальной нагрузки. В связи с этим ключевым этапом контроля выступают испытания свай на вдавливание. Узнать подробнее о применяемых установках (анкерные системы, грузовые платформы), методике ступенчатого нагружения и критериях достижения предельного сопротивления по ГОСТ 5686-2020 вы можете в специальном разделе: Статические испытания свай вдавливающей нагрузкой.

Главное преимущество проведения испытаний свай статической нагрузкой

Статические испытания свай являются наиболее достоверным методом определения сопротивления сваи по грунту при действии вдавливающих нагрузок. По точности результатов данный способ определения несущей способности сваи является эталонным, потому что позволяет, во-первых, произвести испытания грунта в условиях его естественного залегания, а второе - максимально точно смоделировать реальную работу сваи в составе фундамента будущего сооружения.

Принципиальные схемы установок для полевых испытаний грунтов сваями

В последней редакции ГОСТ 5686-2020, вступившем в силу с 1 января 2021 года в приложении Б приведены принципиальные схемы установок для проведения полевых испытаний грунтов сваями.

Выбор той или иной схемы проведения полевых испытаний свай статической нагрузкой зависит от множества факторов, таких как наличие анкерных свай, наибольшая нагрузка при испытаниях, наличие строительной техники на объекте и так далее.

Ниже приведены фотографии, иллюстрирующие каждый метод

Применение грузовой платформы с тарированным грузом

С применением анкерных свай и балок составного сечения

Комбинированная схема

Метод погруженного гидравлического домкрата (нагрузка 2000тс)

Техническое оснащение строительной лаборатории НПО Геосмарт по ГОСТ 5686-2020

Наша строительная лаборатория позволяет проводить испытания по всем существующим нормативным методиками. При проведении испытаний используются тарированные грузы (подробнее о применяемом оборудовании).

Испытание грунтов сваей при помощи системы составных двутавровых балок нагрузкой до 1500 кН

Проведения испытаний на вдавливающую нагрузку грузовой платформой

Схема максимально эффективна при контрольных испытаниях свай на вдавливающую нагрузку с рядом расположенными рабочими сваями.

Состав оборудования:

1. Грузовая платформа с тарированным грузом.
2. Система домкратов, масляная станция.
3. Реперная система.
4. Прогибомеры, обеспечивающие точность измерений не менее 0,1 мм.

Нагруженная грузовая платформа для восприятия реактивных усилий от вдавливания на сваю в ходе испытаний

Наша компания имеет опыт проведения испытаний на вдавливание в 1036 тс с помощью грузовой платформы. Для этих целей была специально рассчитана и запроектирована конструкция грузовой платформы для возможности ее нагружения максимальной нагрузкой в процессе испытаний. Расчетная схема испытательного схема представлена ниже.

Конечно-элементное моделирование (цифровой двойник) в сопоставлении с натурным стендом для статических испытаний буронабивных свай нагрузкой 1036 тс, г. Владивосток.

Оборудование и измерительные приборы

Компания ООО НПО «ГЕОСМАРТ» располагает уникальным ассортиментом составных балок (высотой сечения 1,7-2,1 м) и систем домкратов, способным создать и передать нагрузку до 30 мН (3000 тс) на испытуемую сваю. Для задания нагрузки используется один или несколько гидравлических домкратов, в зависимости от наибольшей нагрузки, указанной в программе испытаний. Измерение вертикальных или горизонтальных перемещений осуществляется индикаторами различных конструкций (аналоговых или цифровых) обеспечивающих необходимую точность предъявляемую ГОСТ 5686-2020 (не менее 0,1 мм). Вы можете изучить полный каталог измерительных приборов и упорных стендов НПО Геосмарт.

Насосная станция

Цифровой манометр

Индикатор часового типа ИЧ50

Гидравлические домкраты

Перед проведением испытаний все измерительные приборы проходят поверку в Уральском научно-исследовательском институте метрологии.

Подготовка к испытаниям

Требования к подготовке свай к статическим испытаниям

В соответствии с регламентами ГОСТ 5686-2020, опытные сваи должны строго соответствовать стандартам и ТУ. Подготовка площадки и оголовков выполняется по следующим правилам:

• Оголовок сваи: Свая с разрушенной головой должна быть обрублена до участков здорового бетона.
• Торцевая поверхность: Торцевая плоскость ствола сваи должна быть выровнена с образованием строго горизонтальной поверхности.
• Допуски по отклонениям: Допустимое отклоение торцевой поверхности от проектного положения – не более 1/100.
• Дефекты бетона: Сколы бетона на торцевой поверхности сваи допускаются глубиной не более 2 см.

Методика проведения статических испытаний грунтов сваями

Метод передачи нагрузки ступенями на сваи с достижением стабилизации деформаций является общим принципом для испытаний на вдавливающие, горизонтальные и выдергивающие нагрузки. Более подробно методика проведения испытаний , а именно режим нагружения, критерий завершения испытаний подробно рассмотрен в соответствующих разделах испытания свай на выдергивание, вдавливания и при приложении горизонтальной нагрузки.

Отдельным вопросом является испытания свай в многолетнемерзлых и специфических грунтах обладающих просадочными свойствами. При проведении таких испытаний возрастает трудоемкость их проведения за счет большего объема подготовительных работ (необходимость замачивания, контроля степени влажности грунта, применение дрен), а также увеличением продолжительности (длительности) испытаний, например, при испытании в многолетнемерзлых грунтах. Одним из путей повышения эффективности и снижения стоимости проведения испытания в данных грунтовых условиях для Заказчика является научно-техническое обоснование, позволяющее, например, отказаться от замачивания просадочных грунтов или применение методики релаксации напряжений (в отдельных случаях) при полевых испытаниях свай в многолетнемерзлых грунтах. Более подробно с методикой проведения испытаний и требованиями нормативно-технической документации можно ознакомиться в разделах испытания свай в просадочных и многолетнемерзлых грунтах.

Необходимо отметить, что требования ГОСТ 5686-2020 не распространяется на проведение испытаний в набухающих грунтах, в этом случае специалисты предлагают научно-техническое сопровождение и согласование программы статических испытаний на всех этапах.

На испытуемую сваю устанавливают домкрат, который упирается на грузовую платформу или систему металлических балок и производят ступенчатое нагружение грунта, прикладывая к свае вдавливающую нагрузку. Величина ступени должна быть не более 1/10 от максимальной нагрузки, указанной в программе испытаний. 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. Выдержка каждой ступени производится до условной стабилизации деформаций. Критерий условной стабилизации – это осадка сваи ( не более 0,1 мм) за время наблюдения, которое зависит от физических свойств (консистенции) и наименования грунта и принимается по табличными значениями ГОСТ 5686-2020.

Особенностью грунтов является то, что при действии нагрузки, деформации в грунте происходят не мгновенно, а развиваются во времени, вследствие процессов консолидации и реологических процессов. В этой связи, 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).

Испытания считается завершенным если достигнуты следующие критерии:

• На стадии изысканий осадка сваи составляет величину более 40 мм;
• На стадии изысканий произошел «срыв» сваи.

При контрольных статических испытаниях вдавливающей нагрузкой:

• При испытании статикой буровых свай – достижение осадки в 20 мм (согласно новому ГОСТ 5686).
• При испытании забивных, набивных, вдавливаемых свай статической вдавливающей нагрузкой – достижение осадки, указанной в программе испытаний, но не более 40 мм. (положение нового ГОСТ 5686-2020).

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 статических испытаний свай на вдавливание ведут полевой журнал в соответствии с требованием ГОСТ 5686-2020. По результатам испытаний строят графические зависимости.

Отчет о статических испытаний свай по ГОСТ

Результаты испытаний грунтов сваями оформляются в виде отчета, требования к подготовке которого должны отвечать требованиям ГОСТ 5686-2020.

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, устанавливаемой по результатам полевых исследований свайных фундаментов, является график «нагрузка-осадка». На основе оценки частного значения предельного сопротивления методами математической статистики в зависимости от количества реализаций устанавливается нормативное значение несущей способности сваи Fd в соответствии с разделом 7.3 СП 24.13330.2021 (для РФ) или разделом 7.3 СП РК 5.01-102-2013 (для Республики Казахстан).

Пример проведения работ по испытаниям грунтов сваями вдавливающей нагрузкой

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 5686-2020, 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.

Обзор современных видов статических испытаний свай

Появление современных методик, таких как метод замозаанкеривающей сваи-штампа (метод Остерберга) позволяет более полно оценить работу свай с грунтом, а именно определить раздельную величину сил сопротивления под пятой сваи и по ее боковой поверхности, установить характер распределения сил трения по стволу сваи. Данные испытания проводятся, как правило, при строительстве уникальных и технически сложных объектов и являются наиболее эффективным решением при испытании свай в диапазоне нагрузок свыше 1500 тс. Компания ООО НПО «ГЕОСМАРТ» имеет опыт проведения испытаний методом погруженного домкрата (при помощи силовых ячеек, предварительно установленных в тело сваи) при строительстве опор мостовых переходов через р. Амур, Тулому, Колу, Обь.

В настоящее время все большую популярность приобретает метод PDA (метод использующий принцип волновой теории удара) или испытания свай ударной нагрузкой. Данный метод получил широкое применение в актуальной редакции межгосударственного стандарта ГОСТ 5686-2020. На протяжении более чем 8 лет успешно зарекомендовал при испытании свай, изготовленных по различным технологиям. Наиболее эффективно применять данный метод для буровых свай в диапазоне нагрузок 400-900 тс. За счет установленной системы датчиков на голове сваи и математических моделей, описывающих динамические и статические составляющие сопротивления сваи инженер-геотехник может оценить как предельное сопротивление сваи, так и общее сопротивление по боковой поверхности ствола сваи. Главным преимуществом данного метода является высокая производительность (до 10 свай в смену), а высокая надежность результатов обеспечивается корреляцией полученных данных с результатами испытаний свай по стандартной методике.

Часто задаваемые вопросы по статическим испытаниям свай:

Стоимость статических испытаний свай

Максимов Ф.А.

Технический директор

Кандидат технических наук

Председатель регионального отделения Российского общества по механике грунтов, геотехнике и фундаментостроению

ResearchGate

Scholar.Google

Научные работы

Исследования в высокорейтинговых мировых изданиях

1. Maksimov, F., Contento, A., Briseghella, B. and Cacciola, P. (2026) ‘A multiscale approach for the uncertainty quantification in the steady-state response of nonlinear soil-structure systems’, Reliability Engineering & System Safety (RESS). (Submitted).


2. Maksimov, F., Contento, A., Briseghella, B. and Cacciola, P. (2026) ‘Nonlinear soil-structure interaction in geotechnical seismic isolation: A two-stage DEM-Preisach formalism framework’, Computers & Structures, 323, p. 108159.


3. Maksimov, F., Contento, A., Briseghella, B. and Cacciola, P. (2025) ‘Influence of soil particle distribution on the steady-state harmonic response of nonlinear soil–structure interaction systems’, in Proceedings of the Eighteenth International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing (Civil-Comp 2025), Cagliari, Italy, 27–29 August.


4. Maksimov, F., Contento, A., Briseghella, B. and Cacciola, P. (2025) ‘Effects of uncertainties in the particle distribution of rubber–soil mixture on the performance of shallow foundations’, in Ghanem, R., Johnson, E., Masri, S. and Olivier, A. (eds) Proceedings of the 14th International Conference on Structural Safety and Reliability (ICOSSAR 2025), Los Angeles, California, USA.


5. Tombari, A. and Maksimov, F. (2025) ‘A discrete-element-based approach to generate random parameters for soil fatigue models’, Journal of Marine Science and Engineering, 13(6), p. 1145.


6. Tombari, A., Cacciola, P. and Maksimov, F. (2023) ‘A discrete element-based Monte Carlo study for the calibration of cyclic soil degradation models for saturated sands’, in Proceedings of the 14th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering (ICASP14), Dublin, Ireland.


7. Maksimov, F. and Tombari, A. (2023) ‘Calibration of cyclic soil degradation models through the discrete element method’, in Proceedings of the 10th European Conference on Numerical Methods in Geotechnical Engineering (NUMGE 2023), Imperial College London, United Kingdom.


8. Maksimov, F. and Tombari, A. (2022) ‘Derivation of cyclic stiffness and strength degradation curves of sands through discrete element modelling’, Modelling, 3(4), pp. 400–416.

Публикации в изданиях ВАК РФ и международных базах цитирования

1. Максимов, Ф. А. Методика оценки крутящего момента при устройстве винтовых свай / Ф. А. Максимов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». – 2017. – №1. – С. 14–18.


2. Максимов, Ф. А. Оценка работы боковой поверхности ствола винтовой металлической сваи в глинистом грунте / Ф. А. Максимов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». – 2017. – №2. – С. 14–18.


3. Полищук, А. И. Инженерный метод расчета осадки винтовой двухлопастной сваи в глинистом грунте / А. И. Полищук, Ф. А. Максимов // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2017. – №6. – С. 9–14.


4. Polishchuk, A. I. Numerical Analysis of Helical Pile–Soil Interaction under Compressive Loads / A. I. Polishchuk, F. A. Maksimov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2017. – 262012099. PDF


5. Полищук, А. И. Совершенствование конструкции винтовых свай для фундаментов временных зданий / А. И. Полищук, Ф. А. Максимов // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2016. – №4. – С. 37–40.

Публикации в других изданиях

1. Максимов, Ф. А. Исследования совместной работы двухлопастной винтовой сваи с грунтом в лабораторных условиях / Ф. А. Максимов, Е. Н. Серебренникова, М. М. Скоморохов // Сборник научных статей конференции «Геотехника: теория и практика». – СПб.: СПбГАСУ, 2013. – С. 52–55.


2. Полищук, А. И. Винтовые двухлопастные сваи и перспективы их использования для фундаментов временных зданий / А. И. Полищук, Ф. А. Максимов, И. В. Болгов // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы Всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых, 2–4 декабря 2014 г. – Краснодар: КубГАУ, 2014. – С. 232–234.


3. Полищук, А. И. Винтовые металлические сваи и обоснование их конструктивного решения для фундаментов быстровозводимых временных зданий / А. И. Полищук, Ф. А. Максимов // Сборник научных трудов, посвященный 60-летию Заслуженного изобретателя СССР, Лауреата Премии Совета Министров СССР, Академика РАЕН Габибова Фахраддина Гасан оглы. – Баку, 2016. – С. 156–164.


4. Полищук, А. И. Обоснование конструктивного решения винтовых свай для фундаментов быстровозводимых временных зданий / А. И. Полищук, Ф. А. Максимов // Вестник ПНИПУ. – 2015. – №4. – С. 62–75.

Патенты РФ на полезную модель

1. Пат. 139824 Российская Федерация, МПК7 Е 02 D 5/56. Винтовая свая / Ф. А. Максимов, С. Ю. Павлов, М. М. Скоморохов, А. И. Полищук. – №2013149441; заявл. 06.11.2013; опубл. 27.04.2014, Бюл. №12. – 1 с.


2. Пат. 151668 Российская Федерация, МПК7 G01L 1/22. Динамометр для измерения крутящих моментов при ввинчивании металлических свай / Ф. А. Максимов, А. И. Полищук, С. Ю. Павлов, М. М. Скоморохов, Е. Е. Рихтер. – №2014126113; заявл. 26.06.2014; опубл. 10.04.2015, Бюл. №10. – 2 с.

Александр Лаврухин

Начальник отдела

+7 (912) 30-25-994

info@geosmart.pro

Обратный звонок

Отзывы о нас

Благодарственное письмо Сети-Строй

Благодарственное письмо Бизнес Строй

Благодарственное письмо Трест Магнитострой

Смотреть все отзывы

Выполненные объекты