Полевые испытания грунтов сваями

Проведение натурных испытаний свай позволяет точно определить их реальную несущую способность согласно ГОСТ 5686-2020 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями» и СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85». Этот метод считается наиболее надежным и достоверным для оценки несущей способности, так как он включает прямые измерения в полевых условиях, в отличие от косвенных методов, таких как динамические нагрузочные испытания, статическое зондирование, расчетные методы на основе лабораторных анализов или методы, основанные на волновой теории удара (PDA).

Конфигурация установки для тестирования может немного варьироваться в зависимости от направления нагрузки — необходимости создания статической вдавливающей, выдергивающей или горизонтальной нагрузки, а также учетом требований изменения размеров и условий воздействия.

Нагрузка на сваю передается постепенно с использованием гидравлического домкрата, причем переход на следующую ступень осуществляется после условной стабилизации деформации грунта. Количество ступеней и длительность каждой ступени стабилизации определяются в зависимости от характеристик грунта, с целью обеспечения контрольных требований.

Регистрация данных нагрузки и осадки осуществляется с использованием высокоточных измерительных устройств, включая манометры, прогибомеры Максимова и динамометры, что позволяет действовать с наибольшей точностью во время испытаний.

Перед началом испытаний свая должна пройти период «отдыха» после забивки, который в среднем длится 6 дней. В случае буронабивных свай необходимо, чтобы бетон достиг 80% от проектной прочности перед началом испытаний, чтобы соответствовать основаниям проектных требований.

Перед началом строительства необходимо определить оптимальную длину погружения сваи в грунт и необходимый диаметр конструктивных элементов. В этом контексте, помимо оценки несущей способности, проводят проверки сопротивления опор с помощью специально разработанной формулы. Выбранное значение при этом обязательно должно быть минимальным из выявленных, что позволяет быстро и точно определить уровень сопротивления элементов.

Исследования грунтов на строительной площадке классифицируются по двум основным видам:

• Статические
• Динамические

Для динамической проверки используют разнообразные типы опор, например:

• Зонды — металлические забивные сваи с большим диаметром и острым наконечником, которые оснащены муфтой для измерения трения.
• Стандартные сваи — самые распространенные в строительстве, применяются для обеспечения надежности фундаментов.
• Составные сваи — конструкции с металлической оболочкой, устанавливаемые путем забивания.

Динамические методы позволяют точно определить несущую способность и являются более экономичным и мобильным способом полевых испытаний. Статические методы, являясь более длительными и дорогостоящими, используются тогда, когда планируется строительство сложных объектов. Статические испытания включают применение разнообразных инструментов и приборов, в том числе шурфов и штампов для исследования котлованов и скважин, а также оборудования для передачи нагрузки.

Иногда для контроля применяется штамповый метод, при котором почва подвергается нагрузке, равной предполагаемому давлению после постройки здания. Этот метод эффективен при работе с глинистыми, песчаными и крупнообломочными грунтами. Подробно рассмотрим особенности динамических и статических испытаний.

Динамические методы

Динамические нагрузки воздействуют на сваи через вибрацию или удары. Испытания проводятся после периода отдыха свай, продолжительность которого зависит от характеристик грунта и обязательно назначается в программе исследований. При забивке используется оборудование, предназначенное для будущего строительства. Основные оценки включают несущую способность, однородность грунтовых слоев и возможность достижения проектной глубины. Результаты фиксируются в акте динамической нагрузки.

Статические методы

Статические испытания включают применение выдергивающих, вдавливающих и горизонтальных нагрузок после периода отдыха забивных, буронабивных и инъекционных свай. Вдавливающие испытания осуществляются равномерно и безударно, с фиксацией результатов в отчете. При испытании свай используется технология волнового удара, где мощный толчок наносится вдоль вертикальной оси сваи. Это позволяет оценить сопротивление грунта и моделировать осадки фундамента.

Выдергивающие нагрузки не применяются для винтовых, составных, бетонных, буронабивных и уширенных книзу свай. Горизонтальные усилия прикладывают в двух точках, фиксируя возможные отклонения опорных элементов. Нагрузки устанавливаются исходя из расчетных показателей, указанных в проекте.