Испытание свай статической и динамической нагрузкой

нагрузка на сваи
Начиная возведение любого здания, выбирается самый подходящий тип основания. Принятию решения способствуют многие факторы – качество грунта на участке, уровень прилегания почвенных вод и уровень промерзания земли. Если все эти показатели оставляют желать лучшего и закладка монолитного базиса является нецелесообразной, мастера останавливаются на свайных конструкциях. Но перед устройством такого базиса необходимо провести испытание свай статической нагрузкой, которое поможет определить их качество. Ведь именно от характеристик опор зависит устойчивость и долговечность будущего фундамента.

Общие сведения и особенности

схема нагрузки
Помимо таких важных шагов как выполнение расчетов и подготовка качественного проекта основания, серьезным моментом является тестирование опор статическими нагрузками. Варианты осуществления таких работ регулируются определенными строительными нормами и правилами. Испытание свай возможно на любом этапе строительства:

  • Этап проектировки – с учетом характеристик грунта определяются типоразмеры свай;
  • Этап приема готовых опор – рассчитывается реальная несущая способность свай.

Фактическое испытание начинается только тогда, когда готовое изделие «отдохнет». Если пренебречь этой рекомендацией итоги тестирования не будут результативными и реалистичными. Срок «отдыха» обуславливается качествами почвы:

  • Высокоплотный песок – сутки;
  • Почвы, более чем на половину состоящие из обломков камня, щебня и т. д. (крупнообломочные) – сутки;
  • Песок со средним размером зерна – 3 суток;
  • Глинистые грунты – 6 суток;
  • Смешанные (разнородные) почвы – 6 суток;
  • Песок с близким пролеганием почвенных вод – 10 суток.

Невзирая на то, что тестирование опор вдавливающей статической силой отличается относительной дороговизной (в отличие от динамического испытания), оно пользуется большей популярностью. Это не удивительно, ведь данный вариант полностью повторяет реальную нагрузку на основу от будущего здания, благодаря чему помогает получить самые точные сведения.

Динамическая нагрузка
Динамическая нагрузка

Во время проверки, которая четко регулируется строительными нормами и правилами, свая подвергается значительной и медленно возрастающей нагрузке, нагрузке в горизонтальном положении и выдергиванию. Данная процедура помогает полностью проверить каждую опору.

Почти всегда статическое тестирование буронабивных опор проводится на том участке грунта, где зафиксированы наименее благоприятные условия, а число испытуемых свай определяется в зависимости от предпочтений мастера или руководителя (в основном достаточно 3% от всей суммы используемых на участке опор).

Если же хозяин частного участка производит устройство фундамента самостоятельно, не прибегая к услугам строительных компаний, и у него нет возможности воспользоваться специальными приспособлениями, опоры можно испытывать, применяя любые варианты образования нагрузок. Например, загружать сваи посредством железобетонных плит с помощью крана – этот метод отличается особой эффективностью и соответствует государственным стандартам (гост).

Подготовка опор к тестированию

подготавливаем опоры

Тестирование буронабивных опор начинают с обычного осмотра, чтобы выявить возможные дефекты: сколы, продольные и поперечные трещины размером 2 мм и более. Если внешний вид сваи соответствует всем нормам, и не было замечено никаких изъянов, изделие можно считать качественным. Если же головная часть отобранной для испытания опоры имеет разлом, ее можно отсечь, а потом отшлифовать торцевую часть. Перед тем как начинать проверку нужно подготовить сваю подходящим к выбранному варианту способом, например, заголить арматурные стержни.

В это же время подготавливают и эталонную опору, которую перед заглублением в почву скрупулезно проверяют – насколько она прямая, насколько изношены стыки. Для этого свая собирается в ячейки (длина – 6 м). Стоит заметить, что отступление от прямой по всей длине, в любом проверяемом месте, не может быть больше 10 мм.

Если возведение основания начинается в холодное время года, а промерзание почвы достигло максимального уровня, тестировать опоры статической нагрузкой лучше весной, уже после полного таянья грунта, на расстоянии не больше 1 м во все стороны от местоположения сваи. Очень важно чтобы почва оставалась оттаявшей до окончания проверки.

Процесс испытания обязательно должен соответствовать предварительно подготовленной программе, которая включает в себя все рабочие моменты:

  • Качественные характеристики почвы в месте испытания, определяемые посредством инженерного и геологического обследования;
  • Вариант заглубления свай в грунт;
  • Методика устройства опор;
  • Типоразмер, структура и форма проверяемых опор;
  • Возможные нагрузки на устроенные сваи.

Перед началом испытания составляется план, в который вносятся цифры, рассчитываются расходы на заказ необходимой строительной техники, переписывается перечень всего оборудования. Помимо этого хорошим решением станет расчет непредвиденных расходов на транспорт, доставку дополнительных инструментов и материалов.

Увлажнение почвы

Собираясь провести статическое тестирование свай, стоит помнить, что ему предшествует такая важная операция как замачивание грунта. Чтобы ее выполнить, нужно устроить специальные траншеи. Они роются по периметру на метровой дистанции от их боковых поверхностей. Глубина каждой траншеи должна равняться от 1 м до 1,5 м, а ширина – 50 см.

В ситуации, когда длина проверяемых свай более 6 м, для лучшего и более быстрого насыщения грунта влагой целесообразным будет бурение отверстий по периметру. Достаточно будет трех скважин, диаметр каждой из которых может не превышать 0,2 м.

Пока будет проходить исследование опор, в вырытой траншее или пробуренной яме уровень жидкости должен быть неизменный, для этого следует его поддерживать. Стоит подготовиться к тому, что за время тестирования израсходуется существенный объем воды.

Для того чтобы произвести качественное увлажнение понадобиться как минимум 20 кубометров жидкости на каждый метр. Не следует забывать и о том, что нужно будет выждать некоторое время, нужное для полного насыщения почвы водой. Обычно, ожидание на замачивание метра глубины составляет, по меньшей мере, сутки, но временные рамки могут варьироваться в зависимости от вида и качественных характеристик почвы на строительной площадке. Полная готовность грунта к работе определяется при помощи бурения и обследования земли в радиусе 1 м от сваи.

Варианты проведения статического тестирования опор

статическая нагрузка на сваю
Статическая нагрузка на сваю

Существует множество популярных методов проведения испытания опор статической нагрузкой. Специалисты рекомендуют обратиться к следующим вариантам:

  • Испытание при помощи платформы и груза (после заглубления сваи в грунт на нее устанавливают специально предназначенную платформу, на которую укладывают надлежащий вес);
  • Тестирование с применением всевозможных лебедок и соединяющих деталей;
  • Проверка посредством гидравлического домкрата;
  • Испытание с применением собственной массы сваи.

Какая бы методика тестирования не была задействована, на сваях всегда фиксируются особые измерительные приспособления с наименьшим делением шкалы 0,01 мм. Перед тем, как нагрузить опору, закрепленный на ней механизм обнуляется. В качестве меры условной стабилизации почти всегда советуют принимать скорость усадки проверяемой сваи, показания которой не превышают предел 0,01 мм в течение 60 минут (иногда 2 часов) беспрерывного наблюдения.

Величина максимального сопротивления фиксируется в момент прекращения усадки сваи при наибольшей нагрузке. После достижения предельной нагрузки составляется документ тестирования опоры статической нагрузкой. Далее сваю начинают ступенчато разгружать – за один раз удаляется двойная масса, если сравнивать с процедурой загрузки.

 

Невзирая на солидную стоимость статических испытаний, отказываться от них не стоит. Предварительное тестирование поможет определить потенциальные ошибки, допущенные во время производства опор, и избавиться от бракованной продукции. Более того можно будет производить установку свай учитывая грамотно вычисленную усадку, так как нагрузка при статической проверке аналогична нагрузке, которую будут удерживать уже готовые опоры после завершения строительства дома.

 

Видео с испытаниями: