8-909-022-86-10
Закажите звонок

Динамические испытания свай

В настоящее время всё более широкое распространение получает новый метод полевых испытаний грунтов сваями, который в отечественной нормативной литературе получил название "контрольные испытания свай на вдавливающую нагрузку методом, использующим принципы волновой теории удара". В США и других западных странах данный метод известен как PDA-испытания свай (Pile Driving Analyzer) или испытания свай ударной нагрузкой по ASTM D4945.

Основой этого метода является принцип волновой теории удара, описывающей распространение в одноосном стержне упругой волны. Волна инициируется приложением к голове сваи соответствующей ударной нагрузки. Сигналы, поступающие от измерительных приборов во время прохождения ударной волны, обрабатываются по специальным программам и представляются на ЭВМ в виде искомой информации о несущей способности сваи.Сигналы, поступающие от измерительных приборов во время прохождения ударной волны, обрабатываются по специальным программам и представляются на ЭВМ в виде искомой информации о несущей способности сваи.

Подготовка к проведению испытаний свай методом, использующим принципы волновой теории удара

 – Котлован вокруг сваи откопать на глубину не менее 2-х диаметров сваи и ширину не менее 1000 мм по периметру. На дне котлована допускается естественный приток воды на высоту не более 100 мм от дна котлована. При заводненности котлована на дно установить насос, организовать приямки для откачки воды.

– На сваю установить металлическую обечайку, образовавшиеся полости залить раствором. Обечайку не снимать до конца испытаний сваи. Край обечайки должен быть вровень с плоскостью оголовка.

– Плоскость оголовка зашлифовать до гладкой и ровной поверхности. Срезать выпуски арматуры. Плоскость оголовка должна быть строго горизонтальной.

– Зашлифовать две вертикальные площадки в теле сваи диаметром 150..200 мм. Площадки расположить диаметрально друг напротив друга. Площадки должны быть строго вертикальны.

– Для проведения испытаний обеспечить подъезд к свае для установки автокрана и выгрузки оборудования.

– При проведении испытаний обеспечить наличие автокрана с соответствующими грузоподъемными характеристиками для работы с грузом массой 10 тонн на заданном вылете стрелы;

– Обеспечить подводку напряжения U=220В к объекту испытания;

– Обеспечить наличие оборудования для сварки, газовой резки и обслуживающего персонала;

– Испытания проводить при достижении прочности бетона не менее 80%;

– Все размеры на эскизе даны в миллиметрах.

Испытания свай ударной нагрузкой состоят из нескольких последовательно выполняемых циклов, каждый из которых включает:

– Подъем молота на необходимую высоту (высота подъема молота для каждого удара задается в зависимости от качества получаемых сигналов о прохождении ударной волны по стволу сваи от предыдущего удара);
– Сброс молота по направляющей штанге, передача энергии удара молота на сваю;
– Регистрацию величины осадки сваи и сигналов, полученных от измерительных блоков, компьютерную обработку полученной информации, принятие оперативного решения о высоте подъема молота в очередном цикле.

Критерием завершения полевых испытаний является получение качественных и четких сигналов при приложении заданной динамической нагрузки.
Во время каждого удара регистрируется информация о: сжимающих и растягивающих напряжениях в бетоне сваи, сообщаемой свае величине энергии удара, сопротивлении сваи/грунта погружению, сопротивлении по подошве сваи, максимальном ускорении, структурной целостности тела сваи, осадке сваи. Вся эта информация записывается компьютером, установленным в передвижной лаборатории, обрабатывается и выдается на дисплей для принятия оперативных решений об энергии удара.

Испытания выполняются в соответствии с требованиями ГОСТ 5686, СНиП 2.02.03-85 и следующих документов:

– ГОСТ 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями» (п.8.4);

– «Технологический регламент проведения полевых испытаний несущей способности свай ударно-волновым методом » (М., ОАО «ГУП НИИОСП им Н.М. Герсеванова», 2001г.);

– «Методические рекомендации по проведению полевых испытаний свай в сооружениях ПГС с применением ударной нагрузки» (М., ГУП НИИОСП им Н.М. Герсеванова, 2002);

– «Методические рекомендации по проведению полевых испытаний свай методом ударной нагрузки» (М., ОАО «ЦНИИС», 2001г.).

 Международные стандарты на применение этого метода:

— США ASTM D4945;
— Китай JGJ106-97;
— Австралия AS 2159;
— Бразилия NBR 13208;
и ещё в 48 странах мира.

Определение несущей способности сваи по результатам испытаний

После записи сигналов дальнейшая их обработка производится в лабораторных условиях на «главном» компьютере с применением программного комплекса. При обработке сигналов, полученных в ходе динамических испытаний, строится математическая модель испытаний при действии статических нагрузок с учетом физических свойств грунтов. Для моделирования сопротивления грунта применяется стандартный подход волнового уравнения с применением упругопластической и вязкоупругой модели для описания поведения грунта при статических и динамических нагрузках. Свая может моделироваться в виде стержня или в виде отдельных сегментов, взаимодействующих между собой.

 Оформление результатов испытаний

Результаты оформляются в виде отчета в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-2012 "Грунты. Методы полевых испытаний грунтов сваями", в котором содержится следующая информация:

– График зависимости осадки сваи от нагрузки с учетом упругой деформации грунта (как и по результатам стандартных статических испытаний);

– Несущую способность сваи на сжатие по грунту с распределением по подошве и боковой поверхности;

– Изменение несущей способности по глубине сваи, характер изменения сил сопротивления грунта по боковой поверхности сваи в тс/м2;

Частное значение предельного сопротивления сваи определяется по графику осадка/нагрузка в зависимости от принятого критерия в соответствии с требованием СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85. Для определения несущей способности требуется провести минимум два испытания, наименьшее частное значение предельного сопротивления определяет несущую способность сваи, полученную по результатам полевых испытаний.

Использование этого метода позволит отказаться от проведения дорогостоящих и трудоемких статических испытаний свайных фундаментов любого типа. И существенно минимизировать время, затраченное на определение статической несущей способности фундаментов и анализ эффективности использования оборудования для забивки свай, тем самым сокращая сроки строительства свайных фундаментов.

Сравнительная таблица статических и динамических испытаний грунтов сваями:

 

 

Динамические испытания по принципу «Волновой теории удара» (метод «PDA»).

Статические испытания грунтов сваями вдавливающей нагрузкой по ГОСТ 5686-2012.

Скорость проведения испытаний

До 20 свай за рабочий день (для забивных свай)

До 6 свай за рабочий день (для буронабивных свай)

До 1 сваи за рабочий день

Подготовительные работы

Раскопка котлована вокруг испытуемой сваи глубиной в 2 сечения сваи; подготовка оголовка испытуемой сваи,

Монтаж домкратных и анкерной балок для восприятия реактивных усилий с дальнейшей приваркой балок к арматурным выпускам анкерных свай, при отсутствии анкерных свай монтаж «стола с пригрузом» для восприятия реактивных усилий

Данные, полученные после проведения испытаний

1. Графики Распределения несущей способности, как по боковой поверхности, так и по пяте сваи.

2. Графики Изменения несущей способности по глубине сваи и характеристики трения по боковой поверхности о грунт.

3. График зависимости «Нагрузка-Осадка» моделирующий статические испытания по ГОСТ 5686-2012.

4. Получение значения максимальной несущей способности каждой сваи.

1.График зависимости «Нагрузка-Осадка»

2. График зависимости «Нагрузка-Время»

Стоимость проведения работ:

В связи с отсутствием затрат на монтаж  анкерных балок и дальнейшие сварочные работы, стоимость проведения испытаний ниже стоимости проведения испытаний по ГОСТ 5686-2012.