Stmontag.ru

СТ Монтаж
33 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Штамповые испытания буронабивных свай

Наше строительная компания ПСК «Основания и фундаменты», специализирующееся на возведении и укреплении фундаментов любого типа, проводит динамические и статические (в том числе штамповые) испытания буронабивных свай в Московском регионе и других районах РФ.

Главная характеристика фундамента – его несущая способность, т.е. свойство сохранять целостность и функциональность при воздействии нагрузок со стороны сооружения и со стороны грунта. Чтобы успешно противостоять этим нагрузкам, фундамент должен обладать несущей способностью не меньшей, чем совокупность нагрузок с учетом ряда поправочных коэффициентов. Этот параметр определяется первым в процессе проектирования. На его основании рассчитываются технические характеристики фундамента. Для свай это сечение и длина (глубина погружения), количество, шаг, особенности крепления.

Несущая способность определяется несколькими способами:

  • формульный метод;
  • графологический метод;
  • испытание буронабивных свай статической нагрузкой (СНиП);
  • динамические испытания буронабивных свай.

Обычно методы используются в совокупности: истинность расчетного значения проверяется экспериментально в ходе испытаний. При испытаниях мы руководствуемся следующими нормативами:

  • методики испытаний – 5686-96 ГОСТ;
  • полевые методы определения температур — 25258-82 ГОСТ;
  • свайные фундаменты — 2.02.03-85 СНиП;
  • земляные сооружения — 3.02.02-87 СНиП;
  • устройство свайных фундаментов — 50-102-203 СП.

Как проводятся испытания штампом

Полевые испытания грунтов штампом проводят пневматическим домкратом, который ступенями передает нагрузку на оборудование. Количество ступеней рассчитывается индивидуально в зависимости от типа почвы, максимально допустимого давления под проектируемым объектом.

Результаты фиксируют высокочастотным измерительным оборудованием — манометрами, динамометрами, часовыми индукторами.

Длительность испытаний зависит от следующих факторов:

  • тип почвы;
  • максимальная нагрузка;
  • количество ступеней.

Полезно знать! Проведение штамповых испытаний — обязательный этап строительства для конструкций 1 и 2 уровней ответственности.

Испытания грунтов оснований штампом проводятся на глубине расположения плит фундамента (от 3 до 15 метров), таким образом определяется способность почвы выдерживать нагрузку конструкции. В ходе мероприятий фиксируют прирост осадки устройства до условной стабилизации.

Обратите внимание! Условная стабилизация — прирост осадки не превышает 0,1 мм за определенный период времени.

Время условной стабилизации варьируется в зависимости от структуры грунта:

  • песчаные — от 30 минут до 2 часов;
  • глинистые — от 1 до 3 часов.

Испытание буронабивных свай статической нагрузкой

Этот способ – имитация работы под нагрузкой. Он сложнее и дольше других методов, но результаты точнее. Статические испытания рекомендованы в следующих ситуациях:

  • при укреплении сваями фундамента в аварийном состоянии;
  • на пучинистых грунтах (глины и др.);
  • на насыпных и лессовых грунтах.

Испытания проводятся на самом нестабильном участке. Мы используем следующее оборудование:

  • грузовая платформа (на нее будет опираться домкрат);
  • сам домкрат;
  • тарированный груз.
  1. Погружение сваи на проектную глубину.
  2. Акклиматизация. Цель – естественное восстановление структурных связей.
  3. Поэтапное создание статической нагрузки на сваю. Каждый раз после увеличения массы груза свая отдыхает от 2 до 10 дней, затем следует измерить осадку и можно увеличить нагрузку. После каждого измерения осадки показания регистрируются в журнале.

Продолжительность акклиматизации сваи зависит от особенностей грунта:

  • водонасыщенный песок – 10 дней;
  • глина, смешанные грунты – 6;
  • мелкий и средний малообводненный песок – 3;
  • крупный песок и крупнообломочный грунт – 1.

Требования к проведению испытаний:

  • со сваей можно работать после набора бетоном не менее 75% прочности;
  • вертикальную нагрузку нужно тщательно отцентрировать.

Разновидность статических испытаний – проверка на выдергивающее усилие при помощи домкрата.

Комплекс работ по устройству шпунтовых свай и труб на реке Клязма при строительстве Центральной кольцевой автомобильной дороги Московской области», выполненный специалистами «АрктикГидроСтрой»

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).

Читать еще:  Каркасный гараж на винтовых сваях


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.

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).

Оборудование для эксперимента

Для проведения штамповых испытаний грунта в первую очередь берут штампы. Они представляют собой жесткие и круглые диски с плоской подошвой или винтовой формы. Площадь подошвы составляет от 600 до 5000 кв. см. Для исследования глинистых и песчаных почв геологий рекомендуют брать диски диаметром 56,4 см. Если проверке подвергаются крупнообломочные, глинистые и песчаные почвы средней плотности, пригодятся диски диаметром 79,8 см.

Помимо штампов, геологи используют:

  • анкерное устройство (если во время установки газовая платформа не задействована);
  • тарированный груз, домкрат или другое устройство, с помощью которого создают давление на стальной диск;
  • датчик перемещения, прогибомеры и другие устройства, определяющие степень осадки;
  • устройство, которым замачивают грунт и контролируют его влажность (если исследованию подвергаются просадочные породы).

Во время исследования с помощью собранной конструкции штамп нагружают так, чтобы давление составляло от 0,01 до 0,1 МПА. При этом на каждом уровне нагрузка центрированная и постоянная. Общее количество уровней должно быть не более 4. Время воздействия на каждый из них должно быть одинаковым. При этом учитывают условную стабилизацию деформации грунтовой породы. В ГОСТ указано, что она составляет не более 0,1 мм за установленный отрезок времени.

Что включает подготовка, основные положения испытаний вдавливающей нагрузкой

Сваи, которые в дальнейшем планируются для использования, обязательно должны соответствовать заявленным строительным нормативам. Любое отклонение от расчетных нагрузок и изменение параметров обязательно согласовывается с проектировщиком. Это может стать причиной проведения дополнительных исследований и пересчета данных.

Читать еще:  На какую глубину вкручивать винтовые сваи?

Перед выполнением работ обязательно необходимо разработать и согласовать с проектировщиком строительного объекта программу испытаний свай. Не допускается использовать при испытаниях отбракованные сваи, а также материалы, не соответствующие заявленным в документации характеристикам.

В документально оформленной программе испытаний указывается выбранный метод проверки, задействованное оборудование.

Существуют следующие виды упорных конструкций для статических испытаний:

  • Грузовая платформа, выполняющая функцию упора для используемого гидравлического домкрата.
  • Система балок с анкерными сваями, для восприятия реактивных сил
  • При выборе принципиальной схемы передачи усилий при проведении испытаний свай, следует учитывать планируемые показатели нагрузки. Первый вариант с грузовой платформы, передающей усилия на сваю, подойдет для испытаний нагрузок не более 200 тонн. Применение второго способа оправдано для относительно крупных строительных объектов, передаваемая нагрузка на сваю рассчитывается до 1500 тс, оправдан при невозможности обеспечения, грузов данной массы, и экономической целесообразности затрат на устройство анкерных свай . При испытаниях нагрузкой свыше 2000 тс, в стесненных условиях, как правило это свайные фундаменты для мостов и гидротехнических сооружений следует использовать метод Остерберга, данный метод позволит проводить работы с нагрузками свыше 10000 тс, и не требует устройство дополнительных анкерных свай.

Как используют статическую горизонтальную нагрузку

Чтобы приборы могли точно выполнять измерения, их устанавливают в плоскости, которые являются параллельными направлению действия силы. Минимум два уровня используется для этого: поверхность грунта, место приложения нагрузки. В программе может быть прописано и большее количество мест использования приборов.

Испытания и фиксация результатов происходят аналогично с методикой воздействия вдавливающей нагрузкой. Воздействие должно достичь такой силы, при которой начнется горизонтальное перемещение сваи. Усилие должно быть больше уровня нагрузки на сваи, рассчитанного проектировщиками.

Как готовятся испытания

Если грунты многолетнемерзлые, важно предотвратить смерзание сваи с ними. Для этого обеспечивают ряд мероприятий; бурение размерами, превышающими диаметр оборудования, проходка шурфа и пр.

После погружения свай в такие грунты осуществляют раз в неделю измерение температуры по всей длине с интервалом в один метр и менее. Испытания при работе с забивными и буронабивными сваями должны начинаться минимум через неделю после их монтажа. Изыскания при работе с буронабивными начинаются при обретении бетоном 80 % запланированной в проекте прочности.

Нагружение также должно быть организовано равномерно, без ударов, посредством увеличения усилия ступенями. Программой испытаний определяется уровень нагрузки, но усилие не должно быть меньше 1/5 максимальной расчетной нагрузки. Показатели снимаются на каждом этапе и фиксируются в журнале в соответствии с требованиями ГОСТа. Обязательна выдержка каждой ступени нагружения до условной стабилизации деформации. Этот период не может быть менее 24 часов.

Критерием условной стабилизации принимают скорость усадки, не превосходящую 0.2 мм в течение 24 часов.

Обязательно, чтобы нагрузка дошла до значения, при котором на определенной ступени приложения усилия стабилизация деформации отсутствует. Эксперимент может быть завершен только тогда, когда показатель осадки в три раза или больше превысит показатель, который был получен на предыдущей ступени. Разгрузка также организовывается ступенями. Между изменениями усилий должно происходить 15 минут и более.

Важно, чтобы эксперименты со сваями производились при естественной влажности грунта. В просадочных грунтах может быть сначала осуществлено увлажнение. Сколько использовать воды, описано в нормативных документах.

Иногда можно замачивание грунта не осуществлять, но для этого необходимо соответствующее обоснование.

При помощи какого устройства проводят штамповые испытания?

Штамповые испытания щебня точно соответствуют требованиям, изложенным в Межгосударственном Стандарте испытания грунтов. Они проводятся в песчаных, глинистых, рыхлых, слабо удерживающих нагрузку грунтах. Для этого делается шурф или пробуривается скважина стандартного диаметра. При этом глубина скважины не может быть более 30-ти метров. Параметры шурфа должны соответствовать размерам штампа. Учитывается уровень залегания подземных вод. Если вода неглубоко — эффективнее шурф. При низком положении штамповые испытания проводят в скважине.

Штамповое устройство имеет следующие составляющие:

  • штамп;
  • гидравлический домкрат;
  • индикаторную установку;
  • продольную упорную балку;
  • винтовые анкерные сваи.

Особенности и назначение испытаний

Динамические испытания для буронабивных свай, как и оценка их вдавливающей способности, производятся с ориентировкой на любой из типов грунтов, в который буде производится забивка.

Читать еще:  Вдавливаемые сваи технология

Вне зависимости от ряда характерных особенностей грунтов, в которые будет производиться забивка представленных буронабивных железобетонных изделий, все работы осуществляются с четкой ориентировкой на требования ГОСТа и СНиПа.

Динамическое и статическое испытание свай, как и испытания грунтов, производится при возведении таких объектов, как:

  • Подводные фундаменты мостов;
  • Береговые площадки;
  • Нефтяные платформы.

Динамические испытания свай в процессе

Такими сваями производится тестовая забивка. При этом нагружающим устройством, расположенным над сваями является специальный гидравлический молот падающего или ударного типа.

Если на строительной площадке отсутствует такой агрегат, с помощью которого осуществляется работа над сваями, то смета подразумевает наличие альтернативного устройства для проведения забивки.

В таком случае, программа испытаний буронабивных железобетонных изделий позволяет применять самостоятельно изготовленный молот трубчатого типа.

Исходя из требований ГОСТа и СНиПа, вес этого молота для буронабивных свай равен 3,2 тоннам. Его монтаж производится из элементов, находящихся между сваями.

Сборка производится с ориентировкой на регламенты ГОСТа и СНиПа, монтаж осуществляется с помощью крана, в пространстве между сваями, в том месте, где в дальнейшем будут проводиться испытания грунтов.

Динамические испытания свай производятся, согласно требованиям ГОСТа и СНиПа на определенных этапах работ, смета утверждается заранее. Итак, испытания буронабивных свай производятся:

  • В процессе проведения изысканий грунтов;
  • Перед началом процессов рабочего проектирования фундамента со сваями;
  • При осуществлении тестовой забивки буронабивных свай;
  • При проведении приемки уже законченных работ.

Динамические испытания свай

В итоге составляется акт испытания свай динамической нагрузкой. Стоит отметить, что динамические и статические испытания буронабивных изделий и исследования грунтов производятся:

  1. С целью определения уровня степени неоднородности грунтовых структур, в пределах строительной площадки.
  2. Для проведения оценки и сравнения параметра несущей способности и нагрузки производимой сваями.
  3. С целью обнаружения несущих слоев грунтов и ослабленных участков свайного поля.
  4. Для получения точных и достоверных данных о несущей способности свай после их забивки.

ГОСТ и СНиП позволяет при проведении испытаний использовать то же оборудование, что и при осуществлении забивки, эти положения четко обозначают нужное расстояние между сваями при проведении работ.

Конечный результат испытания буронабивных изделий представлен в виде полученной величины отказа свай. Это глубина, на которую погружается свая при одном ударе молота.

Все текущие измерения буронабивных свай производятся при помощи специального прибора – отказометра. При произведении замеров, параметр точности такого устройства равен 1 мм.

Данный аппарат при соответствующей настройке может производить точные замеры расстояния между сваями. Все этапы проводимых измерительных работ проводятся согласно требованиям СНиПа.

Ход проведения испытаний

Производятся первые 2-3 удара с высоты 0,2 — 0,3 метра, при котором проверяется правильность установки оборудования и проверка работоспособности датчиков и калибровка молота.
Последующие удары являются «рабочими» и выполняются с высоты 0,4 – 2,0 метров, при этом высота подъема молота каждый раз определяется дополнительно инженерами компании «Грунттест», в зависимости от качества сигнала (наличия/отсутствия помех), его амплитуды и коэффициента затухания. После каждого удара определяется и регистрируется информация следующих факторов:

  • соосность нагружения/скорости;
  • максимальное напряжение в уровне установки датчиков;
  • сжимающие и растягивающие напряжения в свае;
  • сообщаемая энергия удара;
  • сопротивление сваи/грунта погружению;
  • сопротивление по подошве сваи;
  • максимальное ускорении частиц материала сваи.

Вся информация записывается компьютером, обрабатывается и выдается на дисплей. Нагружение сваи происходит поэтапно. С каждым последующим ударом происходит приращение высоты подъема ударной части молота и как следствие увеличение динамических нагрузок на испытываемую сваю.При этом осуществляется контроль за напряжением в каждом сегменте сваи (вся сваи делится на сегменты высотой по 2 метра) и производится наблюдение за сплошностью ее ствола по параметру, подтверждающему целостность сваи, который должен находиться в пределах 80 – 100% (сплошность сваи не нарушена).

Оборудование

Цели контроля: сплошность и однородность сваи

Применяемый прибор- пульсар 2.2. ДБС. Объем контроля УЗК методом (СП 45.13330.2012) – не менее 10% общего числа свай на объекте

Цели контроля: сплошность, однородность и длина сваи

Применяемый прибор контроля- СПЕКТР 4.32. Объем контроля акустическим методом (СП 45.13330.2012) — не менее 20% от общего числа свай на объекте.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector