Порядок проведения статического испытания свай

Общие сведения

В настоящее время проведение статических испытаний предназначено для трех типов опорных элементов.

К первому типу таких элементов относят натурные образцы. Это изделия, которые применяются при обычных строительных работах. Габариты данного изделия, материал, а также метод монтажа соответствует фактическим условиям застройки. Допустим, если натурный образец устанавливается для проверки буронабивных свай, то и технология его монтажа должна быть аналогичной элементам из этой же группы.

Второй тип — это эталонная свая. Такие элементы выполняются из составного металлического стержня, а по своей форме он аналогичен обычной забивной свае, диаметр стержня которой равен 114 мм. Сборка эталонной сваи осуществляется из разных элементов, а конечная длина составляет 12 м.

Свая-зонд. Диаметр данного объекта составляет 127 мм, а изготавливается он также из составных частей. Длина этой сваи равна 16 метрам.

Читайте также: Перекрытия по деревянным, металлодеревянным или металлическим балкам

Стадии для испытания

ГОСТ статического испытания свай регламентирует проверку объектов на некоторых стадиях.

Первая стадия, на которой необходимо проводить статическую или динамическую проверку — это этап изысканий, а также выполнение проектных работ. Необходимо выяснить размер, сечение, а также определить несущую способность сваи и сравнить ее с требуемой по проекту для конкретного строительного объекта. После проведения испытаний на данном этапе специалисты дают заключение о том, что все расчеты соответствуют, либо же проводят их заново, если что-либо не совпадает.

Вторая стадия, на которой осуществляются статические испытания свай — это погружение и извлечение объекта. Данные действия позволяют сравнить реальную способность сваи выдерживать нагрузку с ее проектными данными.

Также важно отметить, что данные, полученные при статических испытаниях сваи, более точны, чем данные, полученные от динамических испытаний.

Технология динамической проверки

Стандарт предписывает поэтапно осуществлять испытания грунтов сваями с применением динамического метода:

  • Первоначально, до разработки проекта площадки застройки или перед выполнением забивки элементов. Мероприятия позволяют оценить степень неоднородности почвы на объекте будущего строительства.
  • Следующая стадия динамического контроля осуществляется при забивке основных опор в грунт с целью определения их несущих характеристик. Этот этап позволяет выявить слабые участки на площадке, где забиваются опоры, определить несущие слои почвы.
  • Заключительную динамическую проверку необходимо выполнять после окончания забивки для уточнения характеристик после «отлежки» изделий.

Интервал отлежки опор, предназначенных для установки в глинистых почвах, составляет не менее 6 суток, а для песчаных почв – три дня с момента завершения погружения в почву.

При забивке проверяемых опор с помощью молота контроль отказов позволяет определить силовые слои почвы, оценить способность погруженных в почву конструкций воспринимать усилия. Также выявляются проблемные зоны свайной площадки. Документ предусматривает выполнение проверочной забивки для измерения несущих характеристик после отлеживания. Для этого должен использоваться тот же молот, который применялся при забивке. Для глинистых почв необходимо выполнять короткие циклы ударов молота, обеспечивающие сохранить структуры грунта.

После завершения мероприятий регистрируется значение отказа, соответствующее уровню погружения опоры в почву после цикла воздействия. Предусмотренные стандартом расчеты позволяют определить силовую характеристику опоры. Точность полученных результатов прямо пропорциональна достоверности фиксации высоты молота, массы рабочей части. Необходимо учитывать вес насадки и погружаемой опоры. При обработке результатов измерений учитываются данные упругих погружений изделия и почвы после каждого удара.

Для контроля параметров при динамической проверке используется нивелир, контролирующий упругие перемещения опоры и почвы с точностью 1 мм. В ходе погружения экспериментальных и при приемочном контроле установленных опор выполняются динамические испытания свай, прошедших отлежку.

Нивелир работает с точностью до 1мм

Следует точно замерить высоту, с которой падает молот. При динамическом контроле это позволяет точно вычислить несущую способность. Контроль высоты осуществляется с использованием измерительной рейки, имеющий отметки с интервалом в 5 сантиметров. Она крепится к насадке или молоту, позволяет визуально с допуском 2 сантиметра определить высоту, с которой осуществляется опускание молота.

Стандарт четко регламентирует комплекс требований, выполнение которых позволяет определиться с видом фундамента для возводимого здания.

Читайте также: Технология производства экструдированного пенополистирола в домашних условиях: этапы изготовления, ГОСТ (видео)

Филонцев Виктор Николаевич

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом. Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных. Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

Цель проведения испытаний

Полевые испытания свай проводятся для того, чтобы решить следующие задачи:

  • Выбрать подходящую конструкцию изделия, которую планируется использовать на данном строительном объекте, подобрать правильные геометрические размеры для каждого объекта, а также определить их способность выдерживать нагрузку.
  • Также статические испытания свай проводят для того, чтобы определить, возможно ли погружение объекта на требуемую глубину, и для того, чтобы оценить однородность грунта, в котором будет установлен фундамент.
  • Последнее, для чего проводят испытания — чтобы определить величину перемещения сваи под нагрузкой, которая будет прилагаться к ней в течение заданного промежутка времени.

Методы проведения испытаний

Существует несколько методов проведения статических испытаний свай. Данные испытания проводятся в зависимости от метода приложения нагрузки к изделию. Также важно заметить, что от выбранного метода проверки зависит знакопеременная нагрузка, которая будет прилагаться к проверяемому объекту. Выбор приложения нагрузки очень важен, так как от него будет зависеть то, какое оборудование понадобится для проведения испытаний.

  1. Для некоторых испытаний необходимо специальное нагружающее приспособление, которое чаще всего представляет собой домкрат гидравлического типа либо же платформу с грузом, вес которой можно регулировать. Также при проведении статических испытаний свай этим способом разрешается использовать натяжные муфты или лебедки.
  2. В некоторых случаях используют сборную конструкцию из таких материалов, как металлические балки и железобетонные плиты с анкерами. Данная конструкция устанавливается таким образом, чтобы передать весь вес на испытываемую конструкцию.
  3. Также бывают случаи, когда необходимо применение специального измерительного устройства, которое контролирует величину погружения сваи под нагрузкой. Это устройство представляет собой группу измерительных приборов, которые объединяются в один комплект. Точность замеров, полученных таким способом, обеспечивается до 0,01 мм.

Статические испытания свай вдавливающей нагрузкой

Наглядное видео испытания буронабивных свай:

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

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

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

Процесс проведения испытаний буронабивных свай представлен на видео.

Цель проведения статических испытаний грунтов сваями:

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

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

Оборудование и измерительные приборы:

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

Оборудование для статический испытаний свай

Подготовка к испытаниям

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

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

Читайте также: Как осуществляется расчет арматуры фундамента?

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

Принципиальные схемы установок для полевых испытаний грунтов сваями

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

Схема нагружения свай с помощью балки для статического испытания свай статической нагрузкой на вдавливание

Установка, использующая гидравлический домкрат, анкерные сваи и систему балок

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

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

Статические испытания свай на вдавливание с помощью анкерных буронабивных свай

Технология испытания

Технология статического испытания свай начинается с того, что необходимо проверить качество стержня, а также место, куда будет устанавливаться объект. По ГОСТу необходимо забивать сваи в то место, которое характеризуется наихудшими показателями грунта на всем строительном участке. Также по технологии испытаний предусмотрено время для «отдыха» сваи. То есть нужно дать время отстояться объекту после забивки. Только в этом случае будут получены объективные результаты от проведения испытания свай статической нагрузкой.

Этапы работ, на которых обязательно осуществляется статическое исследование

Выполнение указанных проверочных исследований в соответствии с требованиями нормативных документов осуществляется на нескольких этапах:

  • Этап изысканий и проектной деятельности, позволяющий определить сечение, размеры, оценки, которые предусматриваются оценкой несущей способностью
  • Этап погружения и извлечения, который обеспечивает возможность способность соотносить с реальными усилиями проектные данные


Проведение данной работы помогает оценить оптимальные технические характеристики, позволяющие определить оптимальный вид используемых опор. При проведении расчета в работе используется наименьшее из достигнутых значений, показывающий уровень готовности к сопротивлению.

Как правило, получить наиболее достоверные данные позволяет статическое и динамическое испытание свай. При этом динамический вариант предоставляет возможность получить данные, отличающиеся достаточно высокой достоверностью.

По этой причине динамический вариант проведения проверочной деятельности выбирают только в ситуации, когда запланировано сложное и масштабное строительство, требующее использование большого количества опорных столбов в создаваемом фундаменте.

Проводимые испытания свай статической нагрузкой достаточны при планировании строительства частного дома из любых материалов.

Время проведения испытаний

ГОСТ также устанавливает количество времени, которое требуется на простой свай. Количество времени зависит от типа почвы, в который устанавливается объект.

  • 1 день простоя потребуется в случае, если объект монтируется в плотный грунт, который насыщен песком или же глиной, а также для крупнообломочной почвы;
  • 3 дня отводится на простой сваи в полностью песчаной основе;
  • 6 дней простоя потребуется при монтаже сваи в разнородную почву или глину;
  • наибольшее количество времени, то есть 10 дней, придется затратить, если свая будет устанавливаться в полностью песчаную и влажную основу.

Однако справедливо будет отметить, что в настоящее время наиболее оптимальным сроком простоя считается 6 дней. Так как именно разнородная почва преобладает на всей территории Российской Федерации. Также важно отметить, что нагрузку на сваю по ГОСТу необходимо осуществлять ступенями. Переходить к следующей ступени нагрузки можно только тогда, когда данный этап прошел 100-процентную стабилизацию.

Способы проверки

На сегодняшний день применяется три способа статических испытаний свай. Один из этих способов предполагает использование лишь собственного веса конструкции. Такой метод используется в том случае, если объект монтируется в довольно мягкий грунт, сопротивление которого мало. Также может использоваться платформа с грузом или же домкрат.

Стоит сказать о том, что смета на статическое испытание свай составляется заранее. Также важно знать, что наиболее распространенным способом проверки считается использование гидравлического домкрата. Данный метод распространен наиболее сильно в частности потому, что он требует минимальное количество времени на проверку, а также является наиболее дешевым способом проверки. Также можно отметить, что проведение статических испытаний может осуществляться не только на специально отведенных для этого зонах, но и непосредственно на строительных участках.

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.

Проведение испытания

Для того чтобы осуществить проверку, специалисты забивают несколько пробных свай. Число, а также место забивки объектов определяет проектная организация, которая следует ГОСТу 5686 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями». Нагрузку на объект осуществляют постепенно и переходят к следующему этапу только после полной стабилизации осадки свай на предыдущем этапе.

Для того чтобы измерить осадку свай, которая подвергается испытанию, устанавливают 4 индикатора часового типа, цена деления шкалы которых равна 0,01 мм. Реактивные усилия, которые нагружают сваю, передаются ей от системы балок. Также для того, чтобы зарегистрировать возможное выдергивание анкерной сваи, на нее устанавливают еще два индикатора часового типа, с ценой деления шкалы также 0,01 мм. Если учитывать возможное удлинение верхней части арматурного каркаса сваи, то выдергивание объекта не должно превышать 2 мм.

Статические испытания буронабивных свай

Статический метод проверки — это имитация работы объекта под нагрузкой, которая будет приложена к нему в будущем. Такой метод проверки считается наиболее корректным и точным, если сравнивать его с динамическими испытаниями, но при этом его проведение будет стоит дороже, а времени займет больше. Несущая способность фундамента — это способность противостоять нагрузкам, сохраняя при этом целостность конструкции.

Читайте также: Жаростойкий бетон: характеристики, применение

Для того чтобы справиться с нагрузками, свайный фундамент должен обладать несущей способностью не меньшей, чем совокупность всех, оказываемых на него нагрузок, а также с учетом нескольких поправочных коэффициентов. Статические испытания предназначены именно для определения несущей способности свайного фундамента.

Особенности проведения динамической проверки

Как уже говорилось ранее требования гост и снип обязывают при проектировании строительства массивных зданий проводить динамическое испытание. Оно уместно в ситуациях, когда на сложных по уровню устойчивости грунтах предполагается проведения строительства массивного строения. В том числе многоэтажного дома.


Такая проверка осуществляется с использованием молота. В этой ситуации опора с помощью молота постепенно забивается в грунт. По мере погружения производится расчет реальных и теоретических значений отказа.

Подобные исследования позволяют провести диагностику слабых зон свайного поля, определить несущие слои почвы. Также данные нагружения свай помогут оценить усилия, которые требуются для забивания и которые способны воспринимать забитые опоры.

Полученные результаты выводятся графическим образом. Данные помогают характеризовать результаты с учетом координат положения, которые обязательно для проведения оценки соотносятся с приложенными усилиями.

В чем заключаются преимущества проведения оценки с использованием динамической нагрузки

Специалисты называют несколько факторов, показывающих преимущества проведения испытаний, выполняемых при помощи динамической нагрузки, испытаниям, которые проводятся с использованием статической нагрузки. К плюсам относится возможность использования в отношении всех существующих в настоящий момент видов опор.

Такой метод удобен при работе с грунтами неоднородного типа и некоторых других факторов.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
Adblock
detector