Отдых свай после забивки - AUGUST-DOM.RU

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).

Читайте также  Как рассчитать сколько нужно винтовых свай

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.

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.

Динамические испытания свай Москва

Сущность этого метода испытаний свай сводится к вычислению несущей способности свай на основании данных о величине их заглубления на последнем этапе принудительного погружения или при контрольной добивке. Испытания свай динамической нагрузкой проводят для определения возможной глубины их погружения и изменения величины отказов, а также для оценки несущей способности свай.

Отказом сваи считают величину погружения ее в грунт от одного удара молота. Вся суть проверки обеспечения несущей способности свай по грунту сводится к выполнению следующего условия: фактический отказ не должен превышать величину расчетного отказа. Расчетный отказ определяется в соответствии с аналитическими формулами или на основе волновой теории удара, фактический — в результате проведения динамических испытаний свай.

Задачи динамических испытаний

  1. Контроль несущей способности свай по грунту принятой в проекте по величине ее фактического отказа
  2. Определение несущей способности свай по грунту
  3. Подбор оборудования для забивки свай по величине отказа
  4. Оценка растягивающих и сжимающих напряжений в стволе сваи при забивке для контроля ее целостности

Виды динамических испытаний свай по величине отказа

  • Динамические испытания свай без измерения упругой части (при отказах более 2 мм)
  • Динамические испытания свай с измерением упругого отказа

Основой формулы для определения несущей способности свай является положение о том, что энергия импульса (удара) погружающего оборудования расходуется на выполнение полезной работы, т.е. непосредственно на заглубление сваи, и на потери, связанные с преодолением сопротивлений упругой деформации наголовника и погружаемой сваи и т.п.

В практике отечественного фундаментостроения длительное время применяется формула Н.М. Герсеванова, принятая в СП 24.13330.2011. Формула имеет следующий вид:

Несмотря на достоинства формулы Н.М. Герсеванова, в ней не учитываются потери энергии на упругую деформацию грунта и сваи, что ограничивает область применения данной формулы отказами менее 2мм. Поэтому для определения несущей способности свай, забиваемых при отказах менее 2 мм используют формулу в видоизмененном виде с учетом «упругой» части:

Методика проведения динамических испытаний свай

Комплекс работ по динамическому испытанию свай включает подсчет общего количества ударов и общей осадки на каждый метр погружения.
Добивку свай после «отдыха» следует производить тем же молотом и при той же высоте подъема ударной части. Полученный при добивке отказ испытуемых свай должен быть равен или меньше расчетного отказа.

По результатам испытаний оформляется отчет в соответствии с ГОСТ 5686-2012. Отчет содержит текстовую часть и графические приложения. График зависимости общего количества ударов и осадки на каждый метр погружения приведен ниже.

Если погруженные на проектную глубину сваи не дали расчетного отказа при забивке и добивке, то решение о возможности использования этих свай устанавливается на основе проведения статических испытаний грунтов сваями.

Оборудование и измерительные приборы

ООО НПО «ГЕОСМАРТ» имеет в своем арсенале уникальное оборудование, позволяющее раздельно определять упругую и остаточную часть отказа свай. Это необходимо в случае, если расчетный отказ сваи (среднее значение от 10 ударов) составляет менее 2 мм. В этом случае упругая часть отказа является слагаемым в формуле для определения несущей способности свай по результатам динамических испытаний.

Измерительная аппаратура состоит из датчиков деформаций и акселерометров, которые устанавливаются на сваю. Блок сбора данных считывает сигналы с датчиков, сохраняет данные в режиме реального времени и передает их с помощью беспроводного подключения (по Wi-Fi) к полевому компьютеру инженера. Беспроводное соединение предлагает большие преимущества, т.к. позволяет инженеру выполнять свою работу на безопасном расстоянии от сваи и без проблем, связанных с необходимой длиной кабеля, который может выйти из строя во время транспортировки или укладки.

Динамические испытания свай при отказах более 2 мм

Основой формулы для определения несущей способности свай является положение о том, что энергия импульса (удара) погружающего оборудования расходуется на выполнение полезной работы, т.е. непосредственно на заглубление сваи, и на потери, связанные с преодолением сопротивлений упругой деформации наголовника и погружаемой сваи и т.п.

В практике отечественного фундаментостроения длительное время применяется формула Н.М. Герсеванова, принятая согласно п.7.3.7 формула 7.20 СП 24.13330.2011. Формула имеет следующий вид:

В формуле приняты обозначения: η — коэффициент, принимаемый по табл. 7.11 СП24.13330 в зависимости от материала сваи, кН/м 2 ;

А – площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения ствола сваи (независимо от наличия или отсутствия у сваи острия), м 3 ;

Ed – расчетная энергия удара молота, кДж;

m1 – масса молота, т; m2 – масса сваи и наголовника, т; m3 – масса подбабка, т;

ε − коэффициент восстановления удара, принимаемый при забивке железобетонных свай и свай-оболочек молотами ударного действия с применением наголовника с деревянным вкладышем ε 2 =0,2/

Динамические испытания с определением упругого отказа

Несмотря на достоинства формулы Н.М. Герсеванова, в ней не учитываются потери энергии на упругую деформацию грунта и сваи, что ограничивает область применения данной формулы отказами менее 2мм. Поэтому для определения несущей способности свай, забиваемых при отказах менее 2 мм используют формулу в видоизмененном виде с учетом «упругой» части:

где sa – фактический (остаточный) отказ, равный вертикальному перемещению от одного удара сваи.

Основным преимуществом измерения упругого отказа в процессе динамических испытаний является более достоверное определение несущей способности сваи Fd. Что позволяет более полно использовать резервы несущей способности основания и, как следствие, эффективно проектировать свайные фундаменты.

Читайте также  Обвязка винтовых свай доской 50х150х6000

Ниже представлена формула, по которой определяется допускаемая нагрузка на сваю N. В соответствии с этой формулой значение нагрузки, которую можно передать на сваю с регистрацией упругого отказа будет на 15% выше, по сравнению с аналогичной сваей, которая подвергалась испытанием без измерения упругого отказа.

ɣk — коэффициент надежности, принимаемый равным:

1,25 — если несущая способность сваи определена расчетом по результатам статического зондирования грунта, по результатам динамических испытаний сваи, выполненных с учетом упругих деформаций грунта, а также по результатам полевых испытаний грунтов эталонной сваей или сваей-зондом;

1,4 — если несущая способность сваи определена расчетом, в том числе по результатам динамических испытаний свай, выполненных без учета упругих деформаций грунта;

На рисунке ниже представлена диаграмма перемещения сваи после одиночного удара молота.

Свая после каждого удара перемещается в три этапа: вначале она перемещается на некоторую максимальную глубину, затем упругими силами грунта выталкивается вверх и после быстрозатухающих колебаний останавливается в грунте на отметке, отличающейся от положения ее до удара на некоторую величину, называемую остаточным отказом. Разность величин погружения свай на максимальную глубину и остаточного отказа называют упругим отказом.

В соответствие с Приложением Д СП 45.13330.2012 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» расчетный отказ для ж/б свай длиной свыше 25 метров, а также стальных трубчатых свай следует оценивать расчетом, основанным на волновой теории. Ниже приведен пример расчета отказа металлической сваи с закрытым нижним концом, погружаемой забивкой. Геометрические параметры сваи: длина 35 метров, диаметр ствола 325 мм, для обустройства одного из объектов месторождения нефтегазовой отрасли.

Проектный и фактический отказ

Для оценки достаточности принятых проектных решений в части фундаментов из забивных свай используют понятия проектного и фактического отказа.В соответствии с требованиями по обеспечению эксплуатационной надежности и технической безопасности зданий и сооружений, фактический отказ должен быть меньше или равен проектному значению отказа. То есть должно выполняться следующее условие: Sa≤S

Расчет проектного отказа сваи определяется по формуле Н.М. Герсеванова, выраженной относительно несущей способности сваи по грунту:

где:
η – коэффициент для железобетонных свай, η=1500 кН/м 2 ;
A – площадь поперечного сечения сваи, А = 0.09 м 2 ;
Ed – расчетная энергия удара молота;
ε2 = 0,2 – коэффициент восстановления удара;
m1 – масса молота, т;
m2 – масса сваи с наголовком, т;
m3 – масса подбабка, т.

Проектный отказ на этапе разработки проектных решений позволяет произвести выбор сваебойного оборудования при погружении свай длиной до 25 м.

Выбор своебойного оборудования

В соответствие с Приложением Д СП 45.13330.2012 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» расчетный отказ для ж/б свай длиной свыше 25 метров, а также стальных трубчатых свай следует оценивать расчетом, основанным на волновой теории. Более подробно про основы данного метода можно прочитать в разделе cтатических испытаний свай методом PDA.

Ниже приведен пример расчета отказа металлической сваи с закрытым нижним концом, погружаемой забивкой. Геометрические параметры сваи: длина 35 метров, диаметр ствола 325 мм, для обустройства одного из объектов месторождения нефтегазовой отрасли.

Цель расчета сводится к выбору необходимого оборудования для погружения свай. В случае неправильного выбора сваебойного оборудования при забивке сваи фиксируется «ложный» отказ, когда свая погружается маломощным молотом. При этом нижние концы не достигают проектных отметок. Малая энергия удара молота расходуется в основном на разрушение голов свай, а не на их погружение.

Расчетный отказ, полученный по результатам расчета, сравнивают с фактическим, измеренным в ходе динамических испытаний после отдыха свай. Если фактический отказ превышает расчетный, необходимо предусмотреть проведение дополнительных статических испытаний.

При погружении составных ж/б свай как правило применяют гидравлические молоты с возможностью изменения энергии удара. При этом необходимо контролировать уровень напряжений, возникающих в свае при их забивке для недопустимости ее разрушения, вследствие превышения напряжений предельному значению прочности материала сваи. Ниже приведен пример регистрации сжимающих и растягивающих напряжений в теле сваи при забивке (на объекте «Леруа Мерлен» в г. Кемерово).

Применение автоматизированных средств измерений позволяет получать результаты в графическом виде непосредственно в процессе испытаний.

Ниже приведен график зависимости глубины погружения от количества ударов, глубины погружения от уровня напряжения в материале сваи, мобилизация динамического сопротивления в процессе забивки.

Отдых свай после забивки

Сопротивление грунта проникновению сваи возрастает по мере ее погружения. Внешне это проявляется в том, что с заглубле­нием острия в грунт уменьшается отказ сваи, т. е. величина ее погружения от одного удара молотом.
В динамическом методе расчета делается попытка связать между собой величину отказа сваи с ее несущей способностью.
Опыт показывает, что по мере забивки сваи в песок отказы все уменьшаются, а нередко, после достижения определенной глубины, свая больше не погружается. Однако, если применить более мощный молот — сваю удается забить еще на некоторую глубину. Забивка свай в песчаный грунт сопровождается его уп­лотнением.
В случае забивки свай в пластичные глинистые грунты кар­тина существенно меняется. Сначала так же, как и в песке, на­блюдается уменьшение отказов, но с некоторой глубины погру­жение сваи происходит при одном и том же отказе (в отдельных случаях он даже увеличивается). При интенсивной забивке иног­да происходят выплески воды вокруг свай, вызванные разжи­жением грунта. Поэтому может создаться впечатление, что забивка в глинистые грунты свай на большую глубину не дает повышения несущей способности свай. Однако, если забивку прекратить и дать свае «отдохнуть», а через неделю-другую пов­торно нанести по голове сваи несколько ударов тем же молотом — отказ окажется намного меньшим.
Отмеченное явление связано с так называемым ложным отка­зом и объясняется тем, что при динамических нагрузках, передаваемых на пластичный глинистый грунт, содержащаяся в порах вода не может быть быстро вытеснена из-за его слабой водопроницаемости. Возникающий при ударной нагрузке в поровой воде напор вызывает разрушение структуры глинистого грунта на не­котором расстоянии вокруг сваи. Отжимаемая при этом вода под давлением устремляется вдоль ствола сваи вверх, вызывая размыв и разжижение прилегающего к нему грунта, который начинает играть роль смазки. Одновременно с этим под острием сваи образуется как бы небольшой мешок перемятого удара­ми и разжиженного грунта.
Образовавшаяся вокруг сваи оболочка из текуче-пластичной глины не оказывает существенного сопротивления погружению сваи. Во время «отдыха» сваи, в процессе которого лишняя вода впитывается окружающим глинистым грунтом, происходит засасывание сваи и ее несущая способность намного повышается, благодаря чему величина отказа уменьшается.
В песчаных грунтах иногда наблюдается противоположное яв­ление: после «отдыха» сваи отказ увеличивается. Это объясняет­ся переуплотнением песчаного грунта под острием забиваемой сваи.
В связи с этим, динамические испытания надо проводить: для свай, забитых в песчаные грунты, — по истечении не менее 3 су­ток, а для свай, забитых в глинистые грунты, — по истечении не менее 6 суток после окончания их забивки.
Несущая способность забивных свай в т по данным их забивки чаще всего определяется по формуле Н. М. Герсеванова

(15)

где: k — коэффициент однородности грунта, принимаемый k= 0,7;
m — коэффициент условий работы, принимаемый m=1;
F — площадь поперечного сечения сваи нетто в м 2 ;
п — коэффициент, зависящий от материала сваи и способа забивки; для железобетонных свай квадратного сече­ния сплошных и с круглой полостью, а также полых круглого сечения с наконечником, при забивке их с на­головником, этот коэффициент принимается равным п = 150 т/м 2 ; для деревянных свай, забиваемых без: наголовника, п= 100 т/м 2 ;
Q — вес ударной части молота в т;
q — вес сваи и наголовника в т без учета коэффициента пе­регрузки (для молотов дизельных и двойного действия добавляется и вес стационарной части молота);
е — отказ (погружение сваи от одного удара) в см;
Н — расчетная высота падения ударной части молота в см, определяемая по табл. 13.

Таблица 13. Расчетная высота падения ударной части молота Н в см

Для удобства вычисления расчетного или контрольного отка­за формула (15) может быть представлена в следующем виде

(15а)

где приняты те же обозначения, что и в формуле (15), а предельная нагрузка .
Измерение отказа сваи производят с помощью различных при­боров или приспособлений. При сериях (залогах) в 10 ударов молота можно пользоваться и отказомером, и мерной линейкой или рулеткой для измерения погружения сваи по отметкам на стрелах копра и на свае. При 1-3 ударах молота пользуются только отказомером, обеспечивающим точность измерений до 0,5 мм.
Отказомер представляет собой механический прибор (рис. 44), состоящий из планшета и специального устройства для возвратно-поступательного перемещения карандаша по план­шету в горизонтальном направлении и с определенной скоростью.
При движении острия карандаша по планшету, опускающему­ся вместе с забиваемой сваей, вычерчивается отказограмма сту­пенчатого вида. Величина отказа определяется высотой «сту­пеньки», вычерченной на планшете, т. е. разностью высот сосед­них горизонтальных линий. Планшет размером 500X360 мм из листового алюминия толщиной 2-3 ммимеет окаймляющую рамку шириной 20 мм, в которой закрепляется лист белой плот­ной бумаги (типа ватман); под этот лист рекомендуется подкладывать 5-6 листиков обычной мягкой бумаги. Сверху план­шет имеет козырек из алюминия шириной 60 мм, предохраняю­щий бумагу от брызг масла и конденсированной воды при уда­рах молота по свае.
Планшет прикрепляется к свае хомутом из полосового желе­за 30X5 мм с помощью стяжных болтов диаметром 10 мм.


Рис.44 Схема отказометра
1 — опорная плита; 2 — редуктор; 3 — электромотор; 4 — винт; 5 — муфта; 6 — рычаг для переключения на обратный ход; 7 — кулачок, 8 — боковая стенка; 9 — шарикоподшипник; 10 — каретка; 11 — карандаш. 12 — паз для шипа каретки.

Читайте также  Как крепить цокольный сайдинг на винтовые сваи

Иногда планшет крепят к свае резиновой лентой. Это экономит время, но зато на морозе резина становится хрупкой и скоро изна­шивается.
Собственно отказомер состоит из стального винта с двухзаходной правой и левой квадратной резьбой, который вращается в шарикоподшипниках, заделанных в боковых стенках прибора. На винт надета муфта с кареткой, несущая карандаш, каретка снабжена рычагом для переключения на обрат­ный ход, которое осуществляется автоматически при упоре рыча­га в кулачок, прикрепленный к боковой стенке. Перемещение каретки достигается вращением винта с помощью электромотора (или заводной пружины) и редуктора.
Карандаш отказомера состоит из патрона с пружинкой и штиф­том, в полость которого вставляется графит, удерживаемый на­конечником. Карандаш вставляется во втулку, прикрепленную к каретке. Рекомендуется применять графит черного карандаша «ТМ».
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.
Весьма полезным является сочетание динамического и стати­ческого методов испытания свай. Для этого при забивке в грунт пробной сваи, предназначенной для статического испытания, из­меряют отказы. После статического испытания сваи производит­ся контрольное испытание динамическим методом. Выполнив расчеты сваи динамическим методом по отказам, полученным при забивке сваи и после ее «отдыха», и сравнив вычисленные значения несущей способности сваи с результатом статического испытания, можно получить данные для реальной оценки несу­щей способности свай в процессе забивки.
Следует иметь в виду, что при выводе формулы (15) учитыва­лось сопротивление грунта только под острием сваи, в связи с чем его рекомендуется пользоваться для свай, нижние концы ко­торых находятся в пласте грунта более плотном по сравнению с грунтом, окружающим ствол сваи. Кроме того, имелось в виду, что преобладающая часть энергии расходуется на погру­жение сваи, а это соблюдается только при забивке тяжелыми молотами. Рекомендуется, чтобы вес молота составлял не менее 1,5 веса сваи при ее длине до 12 м и не менее 1,25 веса сваи при ее длине более 12 м (вес наголовника во всех случаях включается в вес сваи).
При очень малых отказах (е

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.

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

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: