Отдых свай после забивки
Stroimaster-nsk.ru

Строительный портал

Отдых свай после забивки

Испытания свай

Статические испытания свай

Статические испытания свай выполняются в соответствии с требованиями:

— ГОСТ 5686-94 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями»;

— СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»;

— СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов»

Перед началом производства работ нашими специалистами разрабатывается и согласовывается «Программа проведения испытаний свай». Сами статические испытания свай можно проводить на разных этапах строительства и проектирования — на стадии изысканий, до начала рабочего проектирования, в процессе погружения свай, при приемке погруженных свай.

В зависимости от этапа будут различаться и цели статических испытаний свай:

— На стадии изысканий статические испытания свай проводят с целью выбора длины и сечения свай и оценки их несущей способности;

— В процессе погружения и при выемки погруженных свай целью статических испытаний будет определение соответствия фактической несущей способности свай и сопоставление ее с расчетной, принятой в проекте.

Полученные при статических испытаниях свай данные, как правило, отличаются существенно большей точностью и достоверностью, чем при динамических испытаниях свай.

Вместе с тем статические испытания свай более сложны, дороги и трудоемки по сравнению с динамическими и в связи с этим назначаются в основном при строительстве сложных и крупных объектов с большим числом свай в фундаменте

Технология проведения статических испытаний свай

Проведение статических испытаний свай начинается с определения проектирующей организацией числа испытуемых свай и мест их забивки. После этого в определенных местах погружается несколько пробных свай. Испытания в процессе забивки и при приемке производятся на сваях, расположенных в местах с наихудшими для данного объекта грунтовыми условиями или давших наибольшие отказы при забивке.

Перед испытаниями сваи должны отстояться для того, чтобы восстановились структурные связи в грунтах и, соответственно, свая показала реальные результаты. Время т.н. “отдыха” сваи перед испытаниями согласно ГОСТ составляет:

1 день – в случае если под острием сваи крупнообломочные грунты, или плотные пески

3 дня – для песчаных грунтов

6 дней – для глины и разнородных грунтов

10 дней – для водонасыщенных песков.

В большинстве случаев время “отдыха” сваи – 6 дней с момента забивки.

Испытываемую сваю нагружают ступенями, переход к следующей ступени нагружения осуществляют после условной стабилизации осадки на предыдущей ступени. Для измерения осадки испытываемой сваи устанавливают прогибомеры часового типа с ценой деления 0,01 мм или с электронным циферблатом.

Перед нагружением сваи берут нулевые отсчеты по всем приборам. На каждой ступени нагружения сваи снимают отсчеты по всем приборам.

За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость осадки сваи на данной ступени нагружения, не превышающую 0,1 мм за последние 60 или 120 мин наблюдений.

За частное значение предельного сопротивления испытываемой сваи принимается нагрузка, при которой прекращено нагружение сваи.

Схемы установок для проведения статического испытания свай:


Установка с гидравлическим домкратом, системой балок и анкерными сваями


Установка с грузовой платформой, служащей упором для гидравлического домкрата

1 – испытываемая свая

2 – анкеpная свая

3 – pепеpная система с пpогибомеpами

4 – домкpат с манометpом

5 – система упоpов, балок

8 – гpуз (упоp для домкpата)

Способы статического испытания свай

Выбор оборудования для статических испытаний сваи зависит от принятого способа нагружения.

В настоящее время известны следующие способы нагружения:

— укладка груза на платформу, устанавливаемую на сваю;

— использование усилия гидравлических домкратов;

— использование собственного веса СВУ.

Преимущественное распространение получил способ статического испытания свай с использованием гидравлических домкратов — наименее трудоемкий и наиболее недорогой. Специалисты нашей компании чаще всего используют для нагружения сваи собственный вес сваевдавливающей установки, что позволяет нашим клиентам экономить до 50% средств на испытаниях.

Динамические испытания свай

Работы, связанные с сооружением свайного фундамента не обходятся без испытания имеющихся свай. Помимо статического испытания свай, производят также испытания свай динамической нагрузкой. По мере погружения сваи возрастает сопротивление грунта проникновению сваи. Внешне это проявляется в том, что с заглублением острия в грунт уменьшается отказ сваи, т. е. величина ее погружения от одного удара молотом. Динамические испытания свай основаны на связи между энергией удара молота при забивке сваи в грунт и несущей способностью сваи.

При пробной забивке динамические испытания свай позволяют назначить рациональную длину свай и проверить соответствие фактической и расчетной величин отказов свай. При забивке рабочих свай наблюдения за изменениями отказов позволяют выявить несущие слои грунта, дать относительную оценку несущей способности забитых свай и выявить слабые участки свайного поля. Во время проведения динамического испытания свай составляются графики, которые описывают изменения состояния сваи в зависимости от приложенных к ней нагрузок.

Динамические испытание свай имеют некоторые преимущества перед статическим испытанием свай – они более мобильны, не требует высоких затрат, применяется к любым видам свай независимо от их несущей способности. Но при этом динамический метод испытаний свай может дать завышенную величину несущей способности свай. Это возможно, если свая при забивке прорезает толщу относительно плотных грунтов и входит острием в более слабый слой, обладающий большей сжимаемостью. Необходимо отметить, что в этом случае и статический метод испытания свай может ввести в заблуждение. Дело в том, что в таких грунтовых условиях при длительном действии на сваю статической нагрузки, вследствие деформаций ползучести происходит перераспределение нагрузки и значительно повышается ее доля, приходящаяся на острие сваи, что вызывает перегрузку слабого грунта основания. Поэтому при многослойных напластованиях необходимо, чтобы острия свай входили в более прочный подстилающий слой грунта.

В глинистых грунтах (однородных в пределах фундамента здания) при забивке свай на одинаковую глубину величины отказов как в конце забивки, так и во времени, могут сильно отличаться для разных свай, что может натолкнуть на неправильное заключение о их весьма различной несущей способности. Однако в этом случае результаты динамических испытаний свай сравнивают с результатами статических испытаний, которые показывают одинаковый уровень сопротивляемости свай.

Динамический метод испытания свай непригоден также и при сооружении свайных фундаментов на сыпучих основаниях из песка, строительного мусора, бытовых свалках и т.п.

Технология проведения динамических испытаний свай

Как правило, динамические испытания свай проводятся трижды. Первоначально проводят динамические испытания имеющихся свай перед началом основных свайных работ и даже до начала работы над проектом свайного фундамента. Это делается с целью определить уровнень неоднородности грунта в месте будущего строительства.

Следующий этап динамических испытаний проводят в момент забивки основных свай в грунт — чтобы оценить их несущие качества и возможности, а также для определения несущих слоев в грунте и слабых участков в зоне, где забиваются сваи. По завершению свайных работ сваи проходят еще одно динамическое испытание для более достоверного определения несущих способностей свай после того как они «отдохнули». Длительность «отдыха» свай в связных глинистых грунтах приближается к шести суткам, а в песчаных грунтах составляет не менее трех суток со времени окончания забивки.

При забивке рабочих свай наблюдения за изменениями отказов позволяют выявить несущие слои грунта, дать относительную оценку несущей способности забитых свай и выявить слабые участки свайного поля. Контрольная добивка свай выявляет изменения несущей способности свай после «отдыха». Она должна выполняться тем же молотом, которым велась забивка свай. В глинистых грунтах ее следует производить короткими сериями ударов, чтобы вновь не нарушить структуру грунта

Динамические испытания свай проводят с помощью того же оборудования, которое применяется для проведения основных свайных работ. После всех испытаний получают величину отказа свай, равную степени погружения сваи в грунт после одного удара. Далее производятся необходимые расчеты для определения несущей способности забитой сваи. При этом точность полученных данных отказов полностью зависит от точности вычисления высоты молота и веса его ударной части, а также веса самой сваи и наголовника. Не следует также забывать и о точности замеров упругих перемещений сваи и грунтов после удара.

Для измерения отказа при динамических испытаниях свай в основном применяется нивелир. Точность фиксируемых упругих перемещений сваи и грунта нивелиром равна 1 мм. Во время забивки пробных свай и при контрольных испытаниях (приемка забитых свай) динамические испытания свай принято проводить лишь после «отдыха» свай. Условные обозначения:

Для правильного определения несущей способности сваи динамическим методом важное значение имеет достаточно точное измерение высоты падения молота. Для этого обычно пользуются рейкой с четкими делениями через 5 см, прикрепляемой к молоту или наголовнику сваи. Таким способом визуально можно определить высоту падения молота с требуемой точностью до 2 см.

Испытание грунтов динамической ударной нагрузкой забивными сваями (динамические испытания свай).

I. В проектной документации должно быть указано:

Организация проектировщик на основании инженерно-геологических изысканий, нагрузок от проектируемого здания расчетным методом определяет марку, количество свай и расчетную несущую способность одной сваи. После определения расчетом в проекте должно быть указано: максимальный отказ сваи, марка молота, вес ударной части молота, высота с которой наносится удар при свободном падении молота (без подачи топлива) и через какие прокладки наносится удар по свае.

Пример исходных данных указываемых в проекте:

1. Марка сваи – С 70.30-6 (серия 1.011.1-10, выпуск 1) – 76 штук (6 из них пробные (контрольные) на которых будет проводится испытание динамической нагрузкой);
2. Максимальный отказ свай – 2,22см (по расчету);
3. Расчетный отказ принят при заглублении свай в грунт дизель-молотом С-996, весом ударной части молота 1,8т при свободном падении с высоты h=2,8м, через деревянные прокладки общей толщиной 10см, укладываемые на головы свай;
4. Расчетная максимальная нагрузка на сваю от здания – 14,0 т;
5. Расчетная нагрузка на сваю по грунту с учетом коэффициента надежности (1,4) – 17,24 т – это сколько свая должна выдерживать;
6. Инженерно-геологический разрез с описанием;
7. Чертежи с отметками верха свай после забивки и срубки оголовков, план свайного поля, с указанием мест забивки контрольных свай (на которых будет проводится испытание).

II. Проведение испытания:

Обычно на объект завозятся только контрольные сваи, потому что после проведения динамических испытаний указанная в проекте марка свай либо подтвердится, либо их придется менять на более длинные или менять сечение, а может быть наоборот. Место забивки испытываемых свай не должно совпадать с основными (рабочими) сваями, т.к. при испытании они могут либо провалиться, либо разрушится либо отказ будет больше максимального расчетного отказа и т.д.
Используемое строительной организацией сваебойное оборудование должно соответствовать указанному в проекте, на основании которого рассчитан проектный отказ.
Если оборудование не соответствует указанному в проекте, проектная организация должна выполнить перерасчет отказа сваи для сваебойной установки которая будет применяться при испытании и забивке.

Испытание проводится в 3 этапа:

1. Забивка пробных (контрольных) свай, при этом сваи не добиваются до проектной отметки на величину необходимую для добивки (см. пункт 3).
Важно: при погружении свай в процессе забивки на величину менее 0,1 см от одного удара работы следует прекратить, так как такой режим работы выведет из строя сваебойное оборудование (требование ТР 108-00 “Технические рекомендации по натурным испытаниям грунтов железобетонными сваями в условиях строительства” п. 5.37. ).
При забивке сваи ведутся подсчеты числа ударов молота на каждый метр погружения и общего числа ударов, а на последнем метре – на каждые 10 см погружения.

Читать еще:  Технология производства арболитовых блоков

2. Отдых – это перерыв между окончанием забивки и добивкой. За время отдыха грунт обволакивающий сваю частично восстанавливает свою структуру, нарушенную во время забивки. В соответствии с п. 7.2.3 ГОСТ 5686-2012 “Грунты. Методы полевых испытаний сваями” продолжительность “отдыха” устанавливается программой испытаний в зависимости от состава, свойств и состояния прорезаемых грунтов и грунтов под нижним концом сваи, но не менее :
3 сут – при песчаных грунтах, кроме водонасыщенных мелких и пылеватых;
6 сут – при глинистых и разнородных грунтах.
В случае прорезания песчаных, крупнообломочных, плотных песчаных или глинистых грунтов твердой консистенции продолжительность отдыха допускается сократить до 1 сут.
Более продолжительный срок отдыха устанавливают:
– при прорезании водонасыщенных мелких и пылеватых песков – не менее 10 сут;
– при прорезании глинистых грунтов мягко- и текучепластичной консистенции – не менее 20 сут.
Продолжительность отдыха необходимо согласовать с проектировщиком.

3. Добивка и определение отказов каждой контрольной сваи после “отдыха”.
Добивку сваи до проектной отметки производят последовательно залогами из 3 и 5 ударов. Для каждого залога определяют средний отказ в сантиметрах. Высота падения ударной части молота при добивке должна быть одинаковой для всех ударов (в нашем случае h=2,8 м). При этом удары дизельного молота должны быть холодными, без подачи топлива в цилиндр молота.
Величина отказа измеряется специальным прибором – отказомером, который крепится на свае. Отказомер позволяет получить график перемещения сваи при её добивке (отказограмму).

Отказомер фото

Образец отказограммы

В том случае, когда отказомера нет или он вышел из строя, в соответствии с п. 4.2. ТР 108-00 “Технические рекомендации по натурным испытаниям грунтов железобетонными сваями в условиях строительства” разрешается измерение остаточного отказа с прецизионного (высокоточного) нивелира. Для этого нивелир устанавливают на расстоянии 30-40 м от места забивки. При этом динамическое испытание сваи “под нивелир” оформляется соответствующим актом с обязательным указанием в нем типа и серийного номера нивелира, измеренной величины остаточного отказа сваи от конкретного числа ударов молота, даты забивки и номера испытываемой сваи.
Акт подписывается геодезистами заказчика и генподрядчика, прорабом организации, выполняющей забивку свай, представителем испытательной лаборатории, а также представителем авторского надзора проектной организации.
Результаты испытания оформляют в журнале, форма которого приведена в ГОСТ 5686-2012 “Грунты. Методы полевых испытаний сваями” приложение Д.

III Обработка результатов

После завершения добивки и определения отказов каждой пробной сваи результаты испытаний (журнал и отказограммы каждой сваи) направляются в проектную организацию, которая принимает окончательное решение о конструкции фундамента, расчетной нагрузке на сваи и необходимой глубине погружения их в грунт. При положительных результатах испытаний проектная организация дает разрешение на массовую забивку рабочих свай.
Также в проектной документации должно быть указано, что нужно сделать с пробными (контрольными) сваями после проведения испытаний: удалить или срубить на определенной отметке.

Отдых свай после забивки

Динамические испытания проводятся: а) в ходе изысканий, до начала рабочего проектирования свайного фундамента при забивке пробных свай; б) в процессе забивки рабочих свай; в) при приемке законченных свайных работ. Динамические испытания выполняются:

  • – при проведении изысканий для определения степени неоднородности грунтовых условий в пределах контура проектируемого здания; оценки и сравнения несущей способности пробных свай и свай, принятых в проекте;
  • – в процессе забивки рабочих свай — для получения относительной оценки их несущей способности; выявления несущих слоев грунта и слабых участков свайного поля;
  • – при приемке работ — для определения возможно более достоверных данных о несущей способности забитых свай после их «отдыха».

Динамические испытания свай, как правило, проводятся тем же оборудованием, что и для производственной забивки. Конечным результатом испытания является получение величины отказа свай (погружение сваи от одного удара молотом) и затем определение путем расчета несущей способности сваи. Достоверность полученных отказов зависит от точности определения веса и высоты подъема ударной части молота одиночного действия, веса сваи и наголовника и точности измерения упругих перемещений грунта и сваи после удара.

Измерение отказа лучше всего производить специальными приборами — отказомерами. К числу наиболее известных конструкций относится отказомер П.Р. Тикунова [28]. Точность регистрации упругих перемещений грунта и сваи этим прибором составляет 1 мм. При забивке пробных свай (на стадии изысканий) и при приемке забитых свай (контрольные испытания) динамические испытания проводятся только после «отдыха» свай. Продолжительность «отдыха» принимается: в песчаных грунтах — не менее трех суток, в связных глинистых грунтах — не менее шести суток с момента окончания забивки.

V.3.8.б. Методика динамических испытаний

Согласно СНиП III-Б.6-62, при измерении отказа необходимо следить за тем, чтобы голова сваи была неповрежденной, высота падения ударной части была максимальной для данного типа молота, удар молота был центральным. Для молотов двойного действия число ударов молота и давление пара или воздуха в цилиндре должны соответствовать данным паспорта. Добивка пробных и контрольных свай после «отдыха» должна производиться тем же молотом, что и при забивке.

В процессе проведения динамических испытаний фиксируются:

  • – число ударов молота на каждый метр погружения до заданной проектной отметки;
  • – величина отказов после погружения до заданной проектной отметки;
  • – продолжительность «отдыха»;
  • – коэффициент засасывания, т.е. отношение отказа при забивке к отказу от одного удара при добивке. За расчетный принимается отказ е при добивке.
V.3.8.в. Испытания свай статической нагрузкой

Статические испытания могут назначаться на стадии изысканий, до начала рабочего проектирования, в процессе забивки свай, при приемке забитых свай. Цель их на стадии изысканий — выбор длины и сечения свай и оценка их несущей способности; в процессе забивки и при приемке забитых свай — определение фактической несущей способности свай и сопоставление ее с расчетной, принятой в проекте.

Данные, полученные в результате статических испытаний, отличаются значительно большей достоверностью и точностью, чем при динамических испытаниях. Поэтому, несмотря на большую сложность и трудоемкость статических испытаний по сравнению с динамическими, они назначаются, как правило, при строительстве сложных и крупных объектов с большим числом свай в фундаменте.

Статические и динамические испытания должны проводиться в соответствии с ГОСТ 5686-69 «Сваи и сваи-оболочки. Методы полевых испытаний».

Для проведения статических испытаний при изысканиях забивается несколько пробных свай. Число их и места забивки определяются проектирующей организацией. Испытания в процессе забивки и при приемке производятся на сваях, расположенных в местах с наихудшими для данного объекта грунтовыми условиями или давших наибольшие отказы при забивке. Испытания должны начинаться по истечении трех суток после забивки в песчаные грунты и шести суток в связные глинистые грунты.

V.3.8.г. Методика статических испытаний и оборудование

Статические испытания сваи заключаются в постепенном нагружении сваи статической нагрузкой и измерениями осадок свай от этой нагрузки. Различают величины критической и предельной нагрузок. При критической нагрузке происходит резкое и незатухающее увеличение осадки сваи (свая «проваливается»), превышающее осадку от предшествующей ступени нагрузки более чем в 5 раз. Предельная нагрузка принимается на одну ступень меньше критической. График зависимости осадки от нагрузки представлен на рис. V-19.

Величина ступеней нагрузки назначается в размере 1/10—1/15 ожидаемой величины предельной нагрузки. Для большей точности испытаний иногда пользуются более дифференцированной шкалой нагрузок, а именно от 1/2,5—1/5 в начале испытаний до 1/10—1/15 на последующих ступенях нагрузки.

Наблюдают за осадками сваи после каждой ступени нагрузки до затухания осадок, которое характеризуется величиной осадки не более 0,1 мм за последние два часа наблюдений. Измерения осадок выполняются с интервалами: в первый час наблюдений — через 15 мин, во второй — через 30 мин и далее — через 1 ч до полного затухания осадок. Величина осадки фиксируется с точностью до 0,1 мм прогибомерами или точным нивелированием.

После доведения нагрузки до критической осуществляется разгрузка так же ступенями, но равными удвоенным ступеням загрузки. Данные, наблюдений за осадками свай записываются в журнал статического испытания сваи.

Выбор оборудования для статических испытаний зависит от принятого способа нагружения сваи. В настоящее время известны следующие способы нагружения: укладка груза на платформу, устанавливаемую на сваю, использование усилия гидравлических домкратов, применение натяжных муфт или лебедок.

Преимущественное распространение получил способ с использованием гидравлических домкратов — наименее трудоемкий и наиболее дешевый. Общий вид установки с гидравлическим домкратом конструкции ГПИ Фундаментпроект представлен на рис. V-20. Для статических испытаний обычно используются гидравлические домкраты грузоподъемностью 50, 100 и 200 т.

Реперная система предназначена для крепления приборов, измеряющих осадки испытываемой сваи. Она состоит из стоек и ригелей. Стойки (балки, швеллеры, тумбы) закапываются в землю не менее чем на 0,5 м. При испытании железобетонных свай при кустовом или ленточном расположении их в качестве стоек используются те же сваи из куста или ряда. Ригели (металлические уголки 75×75×8 мм) прикрепляются к стойкам хомутами. К ригелям струбцинами крепится прогибомер. На каждую испытываемую сваю устанавливаются два прогибомера.

Схема размещения испытываемых и анкерных свай, а также реперной системы показана на рис. V-21.

Документация на проведение статических испытаний свай включает в себя:

  • – техническое задание, разрабатываемое проектной организацией;
  • – проект производства работ;
  • – план строительной площадки с указанием на нем испытываемых и анкерных свай;
  • – геологический разрез площадки и физико-механическая характеристика грунтов.

Смородинов М.И. Справочник по общестроительным работам. Основания и фундаменты

Отдых свай после забивки

В данной статье мы рассмотрим проведение авторского надзора на сооружениях, на которых выполняются свайные фундаменты.

Напомним, что по способу заглубления в грунт сваи бывают: забивные; вдавливаемые; сваи, погружаемые вибропогружателем; буронабивные; винтовые.

Авторский надзор за выполнением свайных фундаментов сооружения необходимо начинать еще до массового выполнения свай. Именно до массовой забивки свай необходимо выполнить испытания свай.

Испытания свай проводят в соответствии с ГОСТ 5686 – 2012 “Испытания грунтов сваями”. Цель испытаний: определить несущую способность свай и сравнить ее с заложенной в проектной документации. Испытания свай бывают динамические и статические. Вид испытаний свай зависит от вида свай и характеристик грунтов. Для забивных свай проводят динамические и статические испытания, вдавливаемые и буронабивные сваи испытывают только статической нагрузкой.

Читать еще:  Как сохранить цемент до следующего года

Динамические испытания – это добивка испытуемых свай последовательными залогами из 5 и 3 ударов.

Статические испытания – имитация работы объекта под нагрузкой, которая будет прилагаться в будущем.

При статических испытаниях получают более достоверный результат по определению несущей способности свай. Однако обходятся они довольно-таки дорого. Также недостатком этих испытаний считается то, что они занимают много времени, от начала проведения работ до получения конкретного результата обычно проходит не менее недели.

Плюсы динамических испытаний – дешевизна (используется то же оборудование, что и при забивке свай) и небольшие временные затраты. Но по точности результат уступает полученному при статических испытаниях.

Исходя из вышеизложенного, проведение и результаты статических испытаний свай мы можем проконтролировать только по предъявленным документам (представители авторского надзора не сидят круглые сутки на стройке). А вот на динамических испытаниях свай рекомендую присутствовать обязательно.

Приехав на строительство сооружения перед проведением испытаний свай сначала необходимо проверить соответствие используемых марок свай проектным (по прочности бетона, по водопроницаемости, по химической защите в агрессивной среде), затем визуально оценить качество свай, поставляемых на строительную площадку. Сваи не должны иметь сколов и других дефектов.

Сваи, предназначенные для испытаний динамической нагрузкой, после ее погружения не должна иметь трещин с раскрытием более 0,2 мм, а также сколов в голове сваи, уменьшающих поперечное сечение сваи более чем на 15 %.

Если свая, предназначенная для испытания статической вдавливающей нагрузкой, имеет сколы оголовка глубиной более 2 см, то эта свая должна быть обрублена на участке разрушения, а торцовая поверхность обрубленного ствола сваи должна быть выровнена с образованием плоскости, имеющей отклонения не более 1/100 от проектного положения.

При устройстве свайных фундаментов на буронабивных сваях проверить соблюдение требований о нормируемом времени перерыва между окончанием бурения и началом бетонирования скважины, в зависимости от реальных грунтовых условий. Также надо не забыть, что статические испытания буронабивных свай можно проводить только после набора бетоном сваи 75% прочности.

Еще один важный момент. В журнале сваебойных работ посмотрите, когда были забиты испытуемые сваи. Потому что динамические испытания нельзя проводить, не дав сваям “отдых”. В соответствии с пунктом 7.2.3 ГОСТ 5686 – 2012 отдых свай после забивки в песчаные грунты (кроме водонасыщенных мелких и пылеватых) должен составить не менее 3-х суток, после забивки в глинистые и разнородные грунты не менее 6-ти суток. Для водонасыщенных мелких и пылеватых, а также глинистых грунтов мягко- и текучепластичной консистенции устанавливается более длительный отдых.

Отдых для свай необходим для восстановления в грунте структурных связей. Проведя испытания с неотдохнувшими сваями, вы получите неверную картину несущей способности свай. Сопротивление глинистых грунтов из-за их ударного разжижения уменьшается, в результате наблюдается увеличение отказов свай. В песчаных грунтах мы наблюдаем совсем другую картину, под острием свай возникает переуплотнение грунта.

Вообще, для глин лучше проводить статические испытания, но строители, не очень любят их проводить.

В моей практике был случай, когда меня вызвали на испытания свай слишком рано. Приехав на площадку, я увидела кроме забитых для испытания свай, еще одну, которая просто валялась в стороне, потому что была треснута поперек. Поинтересовавшись, что произошло со сваей, получила ответ: ”Разбилась, когда вчера забивали”. “Вы, что только вчера производили забивку испытуемых свай? ”. Прораб оттесняет плечом рабочего: “Он оговорился, это было, неделю назад”. Сваебойный журнал на испытуемые сваи оказался утерян, проверить слова прораба не представилось возможным. Все прояснилось, когда сваи испытание не прошли, потому что их отказ превышал проектный. После моих слов, о том, что все плохо, ребята, придется корректировать рабочую документацию и закладывать для фундаментов более длинные сваи, последовали долгие стенания прораба, о том, что у него нет сваебойного оборудования на такие длинные сваи и сетования о том, что другого оборудования ему не дадут. В итоге он признался, что сваи не отдыхали, так как строители спешили. Поспешили они, конечно, зря, так как мой следующий приезд произошел, только через две недели. Сваи ”отдохнули” с избытком, повторные испытания свай прошли успешно, но строители потеряли неделю.

Итак, во время проведения испытаний мы должны установить расчетные параметры свай. Отказ должен быть равен или быть менее проектного. Глубина погружения свай тоже не должна сильно отличаться от проектной. Сваи длиной до 10 м, недопогруженные более чем на 15 % проектной глубины, и сваи большей длины, недопогруженные более чем на 10 % проектной глубины, но давшие отказ равный или менее расчетного, должны быть подвергнуты обследованию для выяснения причин, затрудняющих погружение.

В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении Д ГОСТ 5686 – 2012.

При применении буронабивных свай оценивают прочность бетона стволов свай методом отбора образцов бетона при укладке бетонной смеси в скважину.

Следующий визит на стройку надо запланировать после забивки всех свай, чтобы проверить наличие исполнительной схемы на свайное поле с указанием расположения свай, их отклонений в плане, по глубине и по вертикали, убедиться в достоверности составляемой исполнительной документации по свайному полю, а также допустимость отклонений от проектных параметров.

Обязательно проверьте, как срублены головы свай. Головы свай должны быть срублены на одной заданной в проекте отметке, так как по ним укладывается нижняя арматурная сетка и, таким образом, от отметок голов свай после срубки зависит требуемое по расчету положение нижней рабочей арматуры ростверка.

После этого можно приступать к выполнению ростверка. При проведении авторского надзора потребуйте исполнительную схему на ростверк. Обратите внимание на габариты выполненных ростверков и высотные отметки их элементов (верха, подошвы, ступеней, дна стакана, если последний предусмотрен, и т.п.), которые должны соответствовать проектным. Проверьте марку бетона ростверка (проведение авторского надзора при производстве монолитных конструкций рассмотрено в ранее опубликованной статье). Все сваи, предусмотренные проектом или назначенные дополнительно сваи-дубли, должны входить в тело ростверка.

Если отклонения свай в плане превысили допустимые, были забиты дублирующие сваи и т.п., то вслед за этим тянется и изменение габаритов ростверка. Посмотрите, есть ли у строителей согласование авторов проекта на изменение свайного поля и изменение ростверков.

Автор: Виктория Зенина, главный конструктор ООО «ВПК», г. Воронеж

Новости ООО “Базис”

Блог технического директора

ЗАБИВКА VS ВДАВЛИВАНИЯ СВАЙ

Частенько слышу от Заказчиков такие мысли, что вдавливание свай это, конечно, круто, быстро и современно…но очень дорого. Даже цифры приводят: вдавить, мол, в два раза дороже, чем забить. На первый взгляд логика вполне ясна – бьют сваи от 250 рублей за погонный метр, а давят – от 500 рублей.

Ну а как дела обстоят на самом деле? Давайте разбираться вместе.

Миф № 1. Разница в технологии погружения влияет на работу сваи в грунте.

Это самое распространенное заблуждение я развею цитатой п.п.6.1 СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты»:

«… различают следующие виды свай:

а) предварительно изготовленные забивные и вдавливаемые (в дальнейшем — забивные) железобетонные, деревянные и стальные, погружаемые в грунт без его разбуривания или в лидерные скважины с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих, виброударных и вдавливающих устройств, а также железобетонные сваи-оболочки диаметром до 0,8 м, заглубляемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью»…

Очевидно, что норматив СП не делает разницы между сваями вдавливания и забивными, то есть оба вида свай работают в грунте одинаково, не зависимо от способа их погружения – это либо свая-стойка, либо «висячая» свая.

Миф № 2. При вдавливании происходит «отказ» свай.

Здесь необходимо детально разобраться, что же такое «отказ» сваи?

Величина погружения сваи при ударе (забивке) носит название «отказ». При погружении свай через песчаные грунты величина отказа с глубиной резко уменьшается и в некоторых случаях может достигнуть нуля. В данном случае под острием сваи образуется переуплотненное ядро, а вдоль ствола сваи за счет отжатия (миграции) воды возникает «сухое» трение.

Отток воды от источника колебаний в песчаных грунтах связан с хорошей фильтрующей способностью песков. В результате свая перестает погружаться, отказ сваи становится равным нулю.

Для увеличения отказа сваи ей необходимо предоставить отдых, т.е. остановить забивку на 3…5 дней. За это время в околосвайном пространстве восстанавливается поровое давление, грунтовая вода снова подходит к стволу сваи, трение снижается. В результате сваю можно дальше добивать до проектной отметки погружения, т.к. отказ увеличивается относительно первоначальной величины, полученной до отдыха.

При погружении свай через водонасыщенные глинистые грунты величина отказа с увеличением глубины забивки может увеличиваться, и свая «проваливается» в водонасыщенное основание. Это явление обусловлено тем, что колебательный контур ствола сваи создаёт избыточное поровое давление, и в глинистом грунте вдоль ствола сваи формируются плёнки воды, существенно снижающие трение.

В результате при забивке в глинистых грунтах величина отказа (е) с глубиной или становится постоянной, или увеличивается. После отдыха сваи в течение 1…3 недель (снятие динамических воздействий), поровое давление постепенно снижается и трение вдоль ствола сваи восстанавливается, величина отказа уменьшается. Это явление получило название «засасывание сваи» и зачастую приводит к увеличению её несущей способности.

Отказ сваи во время забивки называется «ложный».

Отказ сваи после отдыха – «истинный».

При погружении сваи вдавливанием вышеописанных явлений НЕ происходит и структура продавливаемых грунтов – не нарушается. Поэтому применение понятия «отказ» сваи для вдавливания применять не корректно.

Основное преимущество данного метода погружения заключается в том, что свая погружается в грунт от статического воздействия, и потому усилие вдавливания фактически соответствует несущей способности данной сваи по грунту.

Миф № 3. Статические испытания – это минимум 1 неделя времени и 4 «выброшенных» анкерных сваи.

Если дело касается забивных свай – все так и есть. Нужно забить 5 свай: одну испытуемую и 4 анкерных, которым, согласно требованиям ГОСТ 5686-2012 для восстановления структуры грунтов, требуется дать отдых не менее 3-6 суток до начала испытаний.

Тот же ГОСТ 5686-2012 испытания вдавливаемых свай разрешает выполнять уже через 1(одни) сутки (п.п. 8.1.). Связано это с тем, что сваи, погружаемые вдавливанием, не создают вибрации и динамики при погружении и не нарушают природную структуру глинистого грунта. Также при вдавливании в песчаные грунты скорость вхождения сваи в грунт постоянная, а усилие — плавно нарастающее. Что приводит к равномерному уплотнению грунтов основания, вытеснению поровой воды и не создает зоны уплотнения грунта, у которых при консолидации падает несущая способность (эффект «ложного отказа»)

Миф № 4. Сваи вдавливания и забивные имею одинаковую несущую способность.

Согласно СП 24.13330-2011 (таблица 7.4) при расчете свай вдавливания по боковой поверхности применяется коэффициент на 10% больше, чем для свай, погруженных методом забивки.

Читать еще:  Как обшить цоколь дома на винтовых сваях

Миф № 5. Проектировщики могут точно рассчитать оптимальную длину свай.

Безусловно, проектировщики могут рассчитать все необходимые параметры надежного фундамента. Но они никогда не считали (и не будут считать) деньги Заказчика. Не их это задача ))).

При расчете фундаментов специалисты проектных институтов пользуются данными геологических изысканий, а также формулами и таблицами из строительных норм и правил. При этом несущая способность сваи закладывается намного выше расчетной нагрузки за счет использования многочисленных повышающих коэффициентов и желания автора проекта сделать «надежное основание» и «спать спокойно».

На основании анализа имеющихся данных специалист проектного института рассчитывает длину свай, и, это обязательно(!), еще немного «перестраховывается». В результате к нам очень часто попадают проекты, в которых свая заглублена на 1-5 «перестраховочных» метра в грунты, прочность которых выше прочности бетона, из которого эта свая выполнена ))).

Хорошо, что осторожный проектировщик на этом не останавливается и, как правило, указывает в примечании к проекту, что массовое погружение разрешается после проведения испытания пробных свай.

Миф № 6. Копровщики могут точно определить оптимальную длину свай.

Когда такой проект попадает к копровщикам, то на стройплощадке они старательно пытаются забить сваю на проектную отметку в грунт, причем абсолютно не зная ни фактического усилия, которое несет свая на той или иной глубине, ни соответствия характеристик грунта геологическим изысканиям. Сваебоев сложно в этом винить, потому что технология забивки в принципе не позволяет определить данные характеристики. Фактически, если при забивке свая не разрушится от ударов, то она войдет в проектную отметку. Если разрушится, то Заказчик гарантированно выслушает от копровщиков рассказ, что «геология не соответствует».

Далее, после положенного «отдыха», привлеченная компания изыскателей выполнит статические испытания сваи требуемой проектом нагрузкой и подтвердит, что свая ее выдерживает. Ее, ту самую расчётную нагрузку, которую и заложил проектировщик. Круг замкнулся. Копровщики будут бить сваю максимально возможной длины, ведь определить оптимальную длину оборудование для забивки свай не позволяет, а платить заказчик будет за метры.

Отмечу, что забить одиночную сваю — это одна ситуация, так как в этот момент грунт находится еще в природном состоянии. А другая ситуация — это когда начинается массовая забивка, при которой зона уплотнения грунта последующей свай заходит на зону уплотнения предыдущей. За счет этого явления возникает большое недопогружение свай, «торчащие попы» и «ложные отказы». После этого заказчик, проектировщик и подрядчик дружно начинают водить хороводы вокруг леса свай в поисках «козла отпущения», остановив при этом работы. Но к этому времени массовые сваи уже заказаны на заводе и Заказчик вынужден оплачивать поставку избыточного метража свай, его погружение, срубку лишних метров свай и их вывоз на свалку.

Миф № 7. Определить оптимальную длину свай не возможно в принципе.

А вот теперь, внимание, вопрос! Если свая, забитая на 12 метров, выдержала испытание и дала минимальную осадку, то возможно ли сократить длину сваи до 11-ти метров? А выдержит ли она в этом случае проектную нагрузку? А до 10 метров? А 7 метров можно? Эти вопросы диктует вполне обычное и понятное желание опытного заказчика сократить бюджет. Ведь, как мы помним, проектировщики и копровщики его денег не считают, и он вынужден делать это самостоятельно.

Понятное дело, что сваебои вместо ответа на вопрос об оптимальной длине сваи только пожмут плечами и ответят, нужно пробовать. А это значит, что Заказчику необходимо закупить более короткую сваю, забить её, подождать 3-7 суток отдыха и заново провести испытание. При этом положительный результат никто не сможет гарантировать. Решение заказчика очевидно. Он не проводит данных изысканий и забивает сваи, как есть с большим запасом по прочности. Фактически забивая лишние деньги просто в землю.

Так как же возможно на елку влезть, и… коленку не поцарапать?

Ответ очевиден. Технологии в строительстве постоянно развиваются и совершенствуются. И технология погружения свай методом статического вдавливания современной сваевдавливающей техникой, оснащенной необходимой измерительной аппаратурой и приборами, совместно с программным комплексом GEOPile и опытом специалистов BASIS позволяет решить задачу оптимизации длины сваи весьма точно и быстро. Полностью исключая все «перестраховочные» коэффициенты проектировщиков, ни на йоту не снижая при этом надежность свайного основания.

Самый главный эффект от применения свай вдавливания заключается в технической возможности сваевдавливающего оборудования контролировать глубину погружения при соответствующем усилии вдавливания. Безусловно, возможность работы круглые сутки, за счет отсутствия шума и вибраций, а также возможность погружать сваи рядом с существующими зданиями и сооружениями, тоже немаловажно. Но сейчас речь о другом.

Изучив проект на свайное поле, мы в 80% случаев предлагаем Заказчику, с целью уменьшения длины, а иногда – и количества свай, использовать технологию пробного погружения свай с мониторингом усилия вдавливания. Сведения о пробном погружении проходят у геологов камеральную обработку, строятся графики зависимости, полученные данные накладываются на геологические разрез и проектное бюро BASIS на основе проведенного анализа выдает абсолютно достоверные рекомендации о необходимой и достаточной длине свай. Мы гарантируем достижение сваями рекомендованной BASIS длины расчетной нагрузки в результате статических испытаний. Наши гарантии носят денежный характер – мы готовы вернуть Заказчику100% потраченных средств в случае, если мы ошиблись. Правда, пока такого прецедента не было – все наши расчёты нашли свое подтверждение в реальных грунтовых условиях.

Эта технология разработана нашими специалистами и опробована на десятках строительных площадок в Москве, Санкт-Петербурге, Саратове, Пензе, Сарове, Белгороде, Нижнем Новгороде. Основная ее идея заключается в использовании сравнительного анализа усилия вдавливания, требований строительных норм, проектной расчетной нагрузки на сваю и текущей геологической ситуации в основании будущего здания.

Когда Заказчик заинтересован в снижении стоимости фундамента, то, обращаясь к профессионалам, он имеет все шансы получить три значимых критерия строительства БЫСТРО-КАЧЕСТВЕННО-ДЕШЕВО.

В настоящий момент мы работаем на объекте, где в результате использования технологии пробного погружения, длина свай нашими усилиями была сокращена с 18 до 12 метров.

Ну а в цифрах это выглядит следующим образом

Экономия в 60 миллионов рублей при использовании «дорогой» технологии вдавливания впечатляет, не так ли?

Ну и в качестве контрольного выстрела: сваи длиной свыше 16 метров – составные, со сварным стыком. В смену таких свай можно погрузить не более 10шт. А 12 метровые сваи – одиночные, таких свай наша СВУ-320 в сутки погружает от 60 до 100 штук. Объем в 6000 штук свай двумя машинками мы планируем завершить в июне.

С целью подтверждения своих слов предлагаю посмотреть несколько фотографий.

Явления, происходящие в грунте при забивке сваи

Отказ при забивке свай. Понятие об истинном и ложном отказе.

Величина погружения сваи при ударе (забивке) носит название отказ.

При погружении свай через песчаные грунты величина отказа с глубиной резко уменьшается и в некоторых случаях может достигнутьнуля.

Для увеличения отказа сваи необходимо предоставить отдых, т.е. остановить забивку на 3…5 дней. За это время в около свайном пространстве восстанавливается поровое давление, грунтовая вода снова подходит к стволу сваи, трение снижается и сваю можно снова добивать т.к. отказ увеличивается относительно первоначальной величины, полученной до отдыха.

Такой же эффект может быть получен при добавлении воды в около свайное пространство во время забивки.

При погружении свай через водонасыщенные глинистые грунты величина отказа с увеличением глубины забивки может увеличиваться и свая как бы проваливается в водонасыщенное основание.

При забивке в глинистых грунтах величина отказа (е) с глубиной или становится постоянной, или увеличивается. После отдыха в течение 3…6 недель (снятие динамических воздействий) величина отказа уменьшается. Это явление получило название «засасывание сваи».

Отказ (е) сваи во время забивки получил название «ложный».

Отказ (е) сваи после отдыха – «истинный».

Получение истинного отказа сваи в глинистых грунтах приводит к увеличению ее несущей способности. Исследования в этом направлении были проведены Новожиловым (ПГУПС).

Рнач – начальная несущая способность сваи в момент забивки;

Рmax – максимальная несущая способность сваи;

Т – период относительно быстрого возрастания несущей способности сваи;

t1, t2 – время испытания сваи;

Р1, Р2 – несущая способность сваи, соответственно в момент времени t1 и t2.

m – коэффициент, учитывающий скорость засасывания сваи.

Насколько повышается несущая способность сваи после отдыха?

Почти максимальная несущая способность при забивке

В супесях – в 1,1…1,2 раза

Необходимо учитывать повышение несущей способности

В суглинках – в 1,3…1,5 раз

В глинах – в 1,7…6 раз

Т = (3…6) недель

В 1911 г. профессор Н.М. Герсеванов предложил формулу для определения несущей способности свай динамическим способом:

QH = A+B+C

QH – работа свайного молота;

A= Pe – работа, затраченная на погружение сваи;

В = Qh – работа упругих деформаций (подскок свайного молота);

С= aQH – потерянная работа (трение, смятие, нагрев и т.д.).

QH = Pe + Qh +aQH

Р – сопротивление сваи погружению (несущая способность сваи);

a – коэффициент, учитывающий потерю работы.

В результате получаем квадратное уравнение, решение которого можно представить в виде:

А – площадь поперечного сечения сваи;

е – действительный отказ сваи;

Q – вес ударной части молота;

q – вес сваи; n – коэффициент, учитывающий упругие деформации (150 т/м 2 – для ж/б сваи).

Практически, при проектировании эту формулу используют для определения величины отказа (е), определив заранее расчетом величину (Р).

Достоинства Недостатки
1. Простота 1. Не точные результаты для глинистых грунтов
2. Малая стоимость

В). Определение несущей способности свай статической нагрузкой

Принципиальная схема испытаний

1. Испытуемая свая

2. Анкерные сваи

Нагрузка прикладывается ступенями по 5 т.

Каждая ступень выдерживается до полной стабилизации осадки, определяемой прогибомерами с точностью до 0,1 мм.

По данным испытаниям строятся 2 графика.

г). Определение несущей способности свай методом зондирования

Зонд может погружаться:

вдавливанием (статическое зондирование);

забивкой (динамическое зондирование).

Робщ =120 кг/см 2 Робщ – Рост = Рбок =120-40=80 кг/см 2

По данным зондирования можно судить о несущей способности сваи, а также с использованием эмпирических формул определять модуль общей деформации грунта Е.

Преимущество данного метода – малая стоимость, возможность проведения большого количества испытаний.

д). Явление отрицательного трения

Данное явление возникает при слоистом напластовании грунтов с наличием слабых прослоев.

При наличии распределенной нагрузки будут деформироваться все слои грунта. Перемещение грунта вниз относительно ствола сваи вызовет дополнительное загружение её трением – отрицательное трение.Сваи начинают держать окружающий грунт, а не наоборот.

Значительные исследования в этом направлении выполнены Ю.В. Россихиным.

Дата добавления: 2015-06-25 ; Просмотров: 2226 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector