Проводить полевые испытания грунтов сваями начинают задолго до строительства сооружения. Исследования выполняются для обеспечения долговечности и надежности здания, а также определения несущей способности (возможность воспринимать нагрузки для нормального функционирования). Сведения, полученные в ходе проверки, фиксируют и сверяют с расчетными показателями. Если в ходе испытания грунтов выявляются недочеты, тогда данные корректируют и выбирают другую технологию заглубления свай. В ходе исследований проверяют постоянные характеристики грунта и реакции на разные воздействия, возникающие при строительстве.
Зачем проводятся полевые испытания
Часто фундаменты строят на грунтах, имеющих низкую несущую способность. В этом случае применяют сваи, которые достигают самых плотных слоев грунта. За счет этого исключаются сдвиги и разрушение здания, а фундамент приобретает необходимую надёжность. Для определения показателей сопротивления проводятся полевые испытания, которые позволяют рассчитать достоверные параметры фундамента.
Методы исследований
Перед строительством важно выяснить, на какую длину будет выполняться погружение сваи в грунт, каким должен быть диаметр элементов. Поэтому, помимо несущей способности, вычисляют и сопротивление опор с помощью специальной формулы. При расчетах берут наименьшее из значений. Формула позволяет быстро и просто выявить степень сопротивления элементов.
Полевые исследования грунтов бывают двух видов:
- Статические.
- Динамические.
В ходе динамической проверки используют разные виды опор, например:
- Зонд. Это металлическая забивная свая с большим диаметром и острым наконечником. В конструкции предусмотрена муфта трения.
- Стандартная. Элемент обычного размера, самый распространенный в строительстве.
- Составная. Опора с металлической оболочкой, которая заглубляется посредством забивания.
Динамические проверки проводят для точного определения несущей способности. Это более экономичный и мобильный метод полевых испытаний. Способы статического контроля считаются наиболее долгими и затратными. Их проводят только тогда, когда планируется строительство комплексных сооружений. В таких случаях используют шурфы, штампы для котлованов и скважин, измерительную аппаратуру и оборудование для передачи нагрузки.
Также иногда применяется контроль штампом, которым почву подвергает нагрузке, равной давлению, которое предполагается после постройки здания. Штампы используют на глинистых, песчаных и крупнообломочных грунтах. Далее рассмотрим подробно особенности динамических и статических испытаний.
Динамические
Динамические нагрузки – это воздействие на сваи вибрацией или ударами. Проверка проводится после заглубления опор и их отдыха. Продолжительность отдыха зависит от грунтовых характеристик и назначается в программе исследований. При забивке применяют оборудование, которое будут использовать в ходе строительства. Определяются следующие показатели:
- Несущая способность по отказу, который рассчитывается усреднённо с учетом показателей погружения сваи после минутной вибрации либо одного удара.
- Однородность грунтовых слоев по сопротивляемости заглублению.
- Возможность погружения на глубину, указанную в проекте.
Результаты вносят в акт испытаний динамической нагрузкой.
Статические
Проверки проводят с применением выдергивающих или вдавливающих нагрузок, горизонтальных усилий только после отдыха забивных свай или буронабивных и инъекционных опор из бетона прочностью 80% и больше.
При проверке вдавливающими нагрузками выполняют равномерное, безударное ступенчатое воздействие. Результаты фиксируют в отчете. При тестировании буронабивных и забивных свай используют технологию волнового удара. В направлении вертикальной оси наносят резкий мощный толчок подвесным молотом. Это позволяет определить сопротивление грунта и смоделировать осадки фундамента.
Выдергивающие нагрузки не применяют на винтовых, составных, бетонных, буронабивных, уширенных книзу опорах. Горизонтальные усилия прилагают в двух точках. При этом фиксируются возможные отклонения опорных элементов. Нагрузки принимают по расчетным показателям, указанным в проекте.
Проведение полевых испытаний по ГОСТ и СП
Тестирование грунта проводится по регламентам нормативных актов и государственных стандартов. Конечная цель – получение сведений, которые помогут выбрать тип и способ установки фундамента или проверить характеристики уже готовой конструкции.
Так, просадочные почвы исследуют с замачиванием. Проверка проводится на участке, расположенном поблизости от строительной площадки (расстояние не меньше 1,5 метров со стороны, где рельеф понижается). Также нужно, чтобы толщина слоев грунта и его просадочные свойства на стройплощадке и месте исследования не различались. В ходе полевых испытаний заполняют журналы с отчетами, разрабатывают графики с итоговыми сведениями, изменениями в зависимости от количества ударов и глубины погружения. При проверке талых почв делают геологический разрез. В климате с вечной мерзлотой – инженерно-геокриологический разрез.
По ГОСТ, проведение испытаний свай выполняется при инженерных изысканиях, чтобы оценить возможность строительства здания и провести проверку грунта. Мероприятия проводятся на стадии разработки проекта. Также обязательно соблюдение требований ГОСТ 5686-2012, в которых описан регламент проведения статических и динамических полевых испытаний на следующих стадиях:
- При разработке проекта, чтобы определить сечение, размеры, несущую способность опор.
- В целях сверки с данными проекта, при погружении и извлечении опорного элемента.
- После строительства фундамента, для определения его характеристик.
Но нужно учесть, что данный ГОСТ не распространяется на засоленные и крупнообломочные грунты.
После получения результатов эксперты формируют заключение. Если выявлены несоответствия, проводятся дополнительные расчеты.
На этапе инженерных изысканий, согласно ГОСТ, учитываются следующие показатели:
- результаты исследований, которые проводились ранее для зданий, расположенных поблизости;
- прогнозы на возможные изменения гидрогеологических факторов;
- конструктивные особенности проектируемого сооружения;
- расчетные нагрузки на фундамент;
- предполагаемые сдвиги фундамента с учетом условий эксплуатации.
При контрольных исследованиях учитываются следующие показатели:
- габариты, типы свай;
- варианты заглубления опорных элементов;
- расчетные нагрузки и усилия;
- грунтовые условия строительной площадки.
