Испытания буронабивных свай статической нагрузкой

Основным способом строительства оснований сооружений на поверхностях со слабыми несущими свойствами являются свайные конструкции. Они обеспечивают необходимый уровень устойчивости построек, значительно снижая вероятность их разрушения и возможность возникновения подвижек.

Испытания свай: для чего это необходимо

Полевые испытания свай производятся:

Испытания свай: для чего это необходимо
Испытания свай: для чего это необходимо
  • для определения необходимого вида и размеров, а также несущей способности свай
  • для проверки реальной возможности погружения свай на проектную глубину и оценки степени однородности грунтов, для чего проводится испытание грунтов сваями
  • для установления зависимости осадки свай в грунте от прилагаемых нагрузок и с течением времени
Испытания свай: для чего это необходимо
Испытания свай: для чего это необходимо

Таким образом, осуществляется проверка соответствия несущей способности свай расчетным проектным нагрузкам.

Испытания свай: для чего это необходимо
Испытания свай: для чего это необходимо

Однако из-за минералогической природы зерен, кварца в случае песчаной почвы и глины в случае почвы с заполнителями, увеличение сопротивления трением будет больше для песчаной почвы, чем для глинистой почвы, что заканчивается свидетельствуя о более эффективном поведении кучи в краткосрочной перспективе в песчаной почве. Однако в долгосрочной перспективе великая регенерационная способность глинистой почвы и тот факт, что всасывание рухнувшей почвы будет в равновесии с таковой соседнего материала, приведет к изменению поведения, в зависимости от конечного результата химико — минералогическое, макропористость и отсасывание почвы.

Испытания свай: для чего это необходимо
Испытания свай: для чего это необходимо

Испытания свай: для чего это необходимо
Испытания свай: для чего это необходимо

Оборудование, производящее статическое вдавливание свай

Не все знают, как называется машина, которая статически вдавливает элементы свайного фундамента. Процесс силового погружения конструктивных элементов фундамента в грунт осуществляется специальным оборудованием:

  • сваевдавливающими машинами, известными также как гидравлические копры. Оборудование не нуждается во вспомогательных механизмах и функционирует самостоятельно. Поставляется на строительную площадку в разобранном виде и собирается из отдельных агрегатов. Конструкция позволяет выполнять поставленные задачи и перемещаться по свайному полю, имеющему наклон до 15%;
  • сваевдавливающими установками. Агрегат конструктивно отличается от сваевдавливающей машины, имеет невысокую стоимость. Он циклически перемещается на следующую позицию с помощью специального оборудования. Установка может монтироваться на самоходное шасси, что сокращает строительный цикл. Требует подготовки площадки и обеспечения горизонтальности.
Читайте также:  17 способов прочистки засора в канализационной трубе дома

Повышенную эффективность выполнения работ обеспечивает гидравлический копер, включающий следующие конструктивные элементы:

  1. Опорную раму, выполняющую функцию подвижного шасси.
  2. Грузоподъемное устройство, обеспечивающее перемещение колонн к рабочему органу.
  3. Зажимной узел, осуществляющий фиксацию с помощью гидравлических захватов.
  4. Силовой блок, производящий статическое погружение элементов фундамента.
  5. Грузовую раму, необходимую для размещения анкерных грузов.
  6. Гидравлическую станцию, создающую требуемое давление для выполнения работ.

Машина более оперативно устанавливает конструкции, а также имеет гидравлические цилиндры, которые отлично справляются с погружением свай в площадку

Агрегаты статического погружения имеют ряд преимуществ:

  • не создают при работе шума и вибрации в отличие от установки, которая забивает опоры ударным или вибрационным способом;
  • отличаются повышенной производительностью, которую не может развить машина для забивания свай;
  • не требуют специальной подготовки строительной площадки, необходимой для формирования свайного поля;
  • позволяют выполнять работы на подвижных почвах с близким расположением водоносных слоев, где проблематично использовать другие технологии;
  • позволяют создать надежный свайный фундамент, используя меньшее количество опорных элементов;
  • обеспечивают целостность силовых опор, которые могут разрушаться при погружении ударным путем или вибропогружателем;
  • гарантируют повышенную точность углубления, контролируемую компьютерной системой.

К основным недостаткам относятся:

  1. Увеличенные габариты оборудования, не позволяющие производить работы на малых стройплощадках.
  2. Необходимость использования техники, доставляющей сваевдавливающее оборудование к месту работы.
  3. Повышенная стоимость вдавливания по сравнению с ударным или вибрационным методом.

Проведение динамических испытаний

Для испытания используют молот

Динамические испытания свай – наиболее дешевый и быстровыполнимый вид исследований, но уступающий своей точностью статическим.

Их проводят часто в одно время с математическими вычислениями нагрузки, которую смогут длительное время без деформации выдерживать опоры.

Все действия выполняются оборудованием для строительства фундаментов свайного типа (молотом).

Обычно мероприятия проводятся в 3 этапа:

  • до начала проектных работ над фундаментом свайного типа испытываются имеющиеся в распоряжении изделия, а параллельно определяется степень геологической неоднородности грунта на стройплощадке;
  • во время забивания оцениваются несущие (механические) качества опор, исследуются свойства почвенных слоев;
  • когда работы заканчиваются, тогда проводятся проверки несущих характеристик забитых и «отдохнувших» столбов.
Проведение динамических испытаний

Во время испытание свай под динамической нагрузкой фиксируют:

  • количество опусканий молота на 1 м внедрения в поверхность до проектной глубины;
  • показатель отказов после забивания до требуемой по проекту отметки;
  • время «отдыха»;
  • значение коэффициента засасывания, показывающего отношение величин отказов от одного удара при забивании и добивании.
Читайте также:  Дом на склоне: методы и особенности строительства

На основе величины отказа сваи высчитывают несущую способность опоры

Измерение величины отказа (внедрения в грунт при одном ударе молота) производится отказомерами и является окончательным результатом испытаний. По этому параметру высчитывается несущая способность опоры.

Правильность полученных значений отказов определяется точностью учета массы сваи и наголовника, упругих смещений ее и грунта, массы молота, высоты подъема его ударной части. Следует следить за отсутствием повреждений на «голове» изделия. Удар молота должен быть по центру, с максимально возможной высоты.

Проведенные таким способом исследования могут показать как завышенные, так и заниженные показатели несущих свойств поверхности. Это связано со слоистым строением грунта, поэтому важное внимание уделяется проведению геологического обследования местности.

Количество свай в ростверке

Количество свай п в ростверке при центральном сжатии можно определить по формуле

где Nd — расчетная нагрузка, приходящаяся на свайный фундамент с учетом веса ростверка; Pmin — минимальная расчетная нагрузка, которую способна выдерживать свая (по грунту или по материалу).

Для ленточных ростверков нагрузка на свайный фундамент Nd определяется на один погонный метр свайного фундамента и вместо количества свай обычно определяют требуемый шаг свай а:

где к — число рядов свай. При назначении шагов свай следует учитывать минимально допустимые расстояния между сваями, и если получается, что требуемый по расчету шаг свай меньше допустимого расстояния между ними, следует увеличивать количество рядов свай или изменять конструкцию свай.

Расчёт нагрузки на свайный фундамент

Особенностью расчёта свайного основания, является необходимость выявления массы здания (P), которая делится на количество опор.

Требуется подбирать сваи с нужными показателями длины и необходимыми прочностными характеристикам, принимая во внимание геологические характеристики грунта. Так как в процессе эксплуатации свайный фундамент несет те же нагрузки, что и остальные виды фундамента — от массы здания, полезного давления, снежного покрова и ветра.

Читайте также:  Какое время года самое оптимальное для возведения фундамента

Рассчитывать нагрузку на свайный фундамент необходимо для того, чтобы в дальнейшем при проектировании ее можно было сопоставить с максимально допустимой нагрузкой на грунт строительной площадки, и при необходимости увеличить число свай либо сечение используемых опор.

Чтобы сопоставить допустимые нагрузки на свайный фундамент и грунт необходимо выполнить следующие расчеты:

  • Определить вес здания и все сопутствующие нагрузки, просуммировать их и умножить на коэффициент запаса надежности;
  • Определить опорную площадь одной сваи по формуле: «r2 * » (r- радиус сваи, 3,14 — константа), после чего вычислить общую опорную площадь основания, умножив полученную величину на количество свай в фундаменте;
  • Рассчитать фактическую нагрузку на 1 см2 грунта: массу здания разделяем на опорную площадь фундамента;
  • Полученную нагрузку сопоставить с нормативной допустимой нагрузкой на грунт.

Для примера: дом массой 95 тонн. (с учетом снеговых и ветровых нагрузок) строится на фундаменте из 50 буронабивных свай, общая опорная площадь которых составляет 35325 см2. Грунт на участке представлен твердыми глинистыми породами, которые выдерживают нагрузку в 3 кг/см2.

  • Фактическая нагрузка на грунт: 95000/35325 = 2,69 кг/см2.

Как показывают расчеты, нагрузки от здания, передаваемые фундаментов на грунт, позволяют реализовывать данный проект в конкретных грунтовых условиях.

Если бы нагрузки были больше допустимых, потребовалось бы увеличить опорную площадь фундамента, увеличив количество свай либо их сечение.