Проведение динамических испытаний свай

Все новое – это хорошо забытое старое. И свайный фундамент – не исключение из данного правила. История его появления уходит своими корнями в далекое прошлое, однако второе дыхание он обрел вместе с развитием новых технологий. Но, чтобы основа дома прослужила верой и правдой долгие годы, необходимо предварительно произвести динамические испытания свай. Без этого просто невозможно проверить их на надежность и крепость.

Дом на сваях – решение XXI века

Свайный фундамент – это отдельные элементы или их группы. Сверху они объединены балкой либо распределительной плитой, называемыми общим понятием «ростверк». У такой конструкции есть широкий список преимуществ, в том числе:

• высокая несущая способность;
• высокая скорость возведения;
• долговечность;
• возможность вести строительство при любых температурах;
• низкая себестоимость;
• возможность полной механизации работы;
• сведение к минимуму «человеческого фактора» и вызванных им ошибок.

Дом на сваях

Неудивительно, что рассматриваемая технология широко используется при возведении зданий. Обычно в строительстве используются стержневые элементы, произведенные из разных материалов:

1. Железобетон/бетон – они делятся на литые (заливаются непосредственно в процессе работ на стройплощадке) и готовые (производятся на заводах). Обладают высокими несущими характеристиками, но первый тип более экономичный.
2. Дерево – используется для небольших или временных построек; в частности, сараев, бытовок и бань.
3. Металл – это может быть швеллер, балка либо обсадная труба; данные разновидности ложатся в основу винтовых опор.

Каждый из них обладает своими «плюсами» и «минусами». Однако, чтобы добиться желаемого эффекта надежности, независимо от выбранного материала, необходимо произвести испытание свай динамической нагрузкой. Это очень важная и сложная процедура, о которой нужно знать следующее.

Как проводятся изыскания?

Существуют грунты, на которых возводить здания рекомендуется лишь путем установки на них свай: в противном случае проблем с его эксплуатацией впоследствии не оберешься. В этом списке: почвы, характеризующиеся высоким содержанием влаги, а также участки, отличающиеся высоким уровнем грунтовых вод.

Кроме того, испытывать стержни в динамике рекомендуется не только при строительстве обычных зданий, но и в особо сложных условиях. Так, динамические испытания буронабивных свай характерны для:

• нефтяных платформ;
• береговых площадок;
• возведения подводных фундаментов и в ряде других сложных случаев.

А теперь – подробней о механизме самих испытаний. Их смысл «завязан» на тех процессах, что происходят при ударе специального молота и несущей способности стержня. Все работы ведутся согласно строительным нормам и правилам (СНИП). В то время, когда острие сваи под точными ударами молота погружается в грунт, последний все более уплотняется, а его сопротивление неизменно увеличивается.

С каждым новым ударом стержень становится все сложнее загнать на большую глубину. А на определенном этапе этого и вовсе невозможно добиться: такое явление называют отказом, или же осадкой опоры. Данная методика объясняется уменьшением показателя погружения сваи, вызванного одним ударом.

При проведении работ необходимо учитывать следующие показатели:

• Количество ударов молота, пришедшихся на каждый метр погружения сваи до зафиксированной в проекте отметки.
• Количество отказов.
• Продолжительность того самого «отдыха», под которым понимается тот период времени, за который сваи окончательно «обсасываются» в почве.
• Норма времени, измеряемая в человеко- и машино-часах.
• Параметры засасывания. Под ними подразумевается отношение отказа, произошедшего при забивке, к показателю осадки опоры, полученному при добивке. Осадка измеряется с помощью нивелира с миллиметровой рейкой или другого подходящего прибора.

Документация

Документы на дом

В ходе проведения работ испытательного характера в распоряжении строителей оказывается большой блок данных. Всю информацию, касающуюся проведенных операций, заносят в акт динамического испытания свай. Он представляет собой перечень графиков, отражающих все, что происходило со сваями в результате налагаемых на них нагрузок. Обычно подобной работой занимается прораб, руководящий процессом замеров осадки.

К данному документу прилагается еще один. Это журнал динамических испытаний свай, где описаны следующие данные:

• номера свай и их характеристика;
• повреждения, которые произошли во время забивки;
• глубина внедрения стержня в грунт;
• особенности молота, в том числе – его вес, энергию удара и проч.;
• время: начала, конца забивки, а также период «отдыха»;
• уровень грунтовых вод, дно котлована и т. д.;
• температура воздуха и прочие внешние показатели;
• состояние головы после проведенных работ.

После проведения необходимых работ все бумаги, включая акт испытания свай динамической нагрузкой, отправляют на рассмотрение комиссии. Она и выносит окончательный «вердикт».

Преимущества и недостатки

Помимо динамических, зачастую на практике применяются также статические испытания. Но у первых есть свои достоинства:

Испытания

1. Значительная экономия времени.
2. Низкая трудо- и энергозатратность.
3. Невысокие финансовые затраты.
4. Надежность (в случае соответствия государственным стандартам – ГОСТ).
5. Мобильность проведения.
6. Адаптация под разные типы свай.
7. Бережность: не портит стержни и не снижает их рабочие характеристики.

Соотношение «цена-качество» в данном случае является близким к идеальному.

Поэтому рассматриваемый динамический метод широко применяют в разных регионах нашей страны.

Однако бывают случаи, когда использование этого способа нежелательно:

• если будущий дом строится на зыбких основаниях (речь идет о песке, мусоре рыхлой консистенции);
• если требуется получить максимально точные данные (в этом случае лучше использовать статистический метод).

Кроме того, испытания в динамике могут привести к получению несколько завышенных величин несущих способностей.

Необходимый инструмент

Что нужно для того, чтобы произвести испытание пробной сваи?

1. Отказометр – агрегат, являющийся главным «помощником» в создании диаграммы отказов.
2. Нивелир или линейка с метками.
3. Молот (паровоздушный либо дизельный).
4. Болты и хомуты, с помощью которых происходит фиксация «головы».
5. Бумага и пишущее средство для заполнения журнала.

Обычно проведение динамических испытаний свай осуществляется три раза за весь период строительства:

Динамический тест

1. Перед разработкой проекта. Является источником информации касающихся особенностей грунта.
2. Во время забивки. Позволяет дать приблизительную оценку несущим свойствам стержней и обнаружить ослабленные участки земли.
3. После возведения фундамента. Помогает более точно определить показатель несущей способности, сохранившейся после трех (для песчаных), шести- (для глинистых почв) и десятидневного (для грунтов, перенасыщенных влагой) отдыха. Важно понимать, что эти цифры берутся не из «головы» – их определяет Госстандарт.

Такое количество динамических испытаний свай является достаточным, а значит, возведение свайного основания дома можно начинать. Однако, если есть какие-либо сомнения и хочется добиться максимально точного результата, их число может быть увеличено. Другой вопрос, что это далеко не всегда целесообразно, так как существенно повышает себестоимость строительных работ.

Общие рекомендации

Очень важно, чтобы изыскания проводились под руководством профессионала. Успех строительной кампании в данном случае во многом зависит от того, насколько правильно и четко заполнен журнал полевого испытания свай.

При процедуре измерения отказа чрезвычайно важно, чтобы:

• Голова сваи была целостной.
• Высота падения молота – наивысшей.
• Сам удар приходился четко по центру. Оборудование и инструменты, используемые при динамических и основных работах, должны быть одними и теми же.

Экономить на изысканиях нельзя

Итак, динамическое испытание пробной сваи – основополагающая операция в строительстве. Ее успешное исполнение является залогом того, простоит ли будущее здание на сложных грунтах много лет. Подобные изыскания отличаются высокой скоростью проведения и незначительными затратами. Кроме того, они не снижают качественных характеристик используемых стержней.

На основании полученных цифр составляется важный документ – акт испытаний динамической нагрузкой. Данные, которые он содержит, в дальнейшем лягут в основу установки свай на постоянной основе. Этот документ – не единственный: в портфеле с ним идет журнал. Обычно его заполняет прораб, руководящий строительными работами. Вся предоставленная информация, объединенная в отчет о динамических испытаниях свай, детально изучается комиссией, прежде чем строители приступают к основным работам.

Экономить на проведении данного вида исследований нельзя, от них зависит будущее постройки.