Для чего нужны пробные сваи
Испытание фундаментных свай путем их пробной забивки
После получения результатов испытаний пробных свай и внесения необходимых корректировок в рабочие чертежи свайного поля, производиться массовая забивка свай строительного фундамента здания. Перед началом массовой забивки для определения нужной длины свай выполняется их пробная забивка с предварительными испытаниями в реальных условиях.
Окончательное решение относительно конструкции свайного фундамента принимается руководством проектной организации, которая занималась разработкой проекта фундамента, на основе полученных данных во время наблюдения за ходом строительных работ при пробном испытании свай на строительном участке.
Сваи железобетонного и инвентарного типа могут быть использованы во время предварительных испытаний.
Перед началом забивки в открытом котловане пробных инвентарных и железобетонных свай, рекомендуется произвести разбивку площади свайного поля с расчетом на то, чтобы они смогли служить в качестве рабочих свай фундамента будущего здания. Одновременно с этим, пробные сваи должны обладать несущей способностью на уровне проектных. Для предотвращения препятствования работы копрового агрегата во время массовой забивки в нешироких котлованах рационально размещать пробные сваи по периметру расчерченного свайного поля.
Забивка пробных сваи должна производиться с не превышением 30 метров расстояния между местами забивки. По возможности высота дна лидирующего отверстия или поверхности грунта в местах забивки пробных свай не должна быть выше 0,5 метра высоты проектной отметки дна строительного котлована. Если не удалось избежать превышения данного параметра в установленных границах, то сопротивление сваи, которое было получено по окончанию испытаний, должно быть уменьшено на размер силы трения грунта, что действует выше проектного значения дна котлована на боковой части поверхности сваи. Рытье котлована спецтехникой не такая простая работа.
Определение силы трения, которая воздействует на 1 м2 боковой поверхности сваи, происходит в ходе полевых испытаний или устанавливается на ориентировочном значении согласно таблицам СНиП 2.02.03-85.
Процесс забивки железобетонных пробных свай происходит при участии обычных или специальныхсваебойных самоходных установок, в то время как забивка стальных складывающихся пробных свай производится лишь специальными установками самоходного типа.
При пробной забивки в наголовнике сваи устанавливаться две деревянные доски суммарной толщиной 10-12 миллиметров.
Предварительно перед забивкой инвентарных стальных и железобетонных пробных сваи производиться их очищение от грязи и льда. Кроме того, сваи из железобетона размечаются краской на метры от их острия до головы, при вычете из длины сваи ее острия.
Складывающееся инвентарная стальная свая перед забивкой очищается от грунта и наледи, после чего происходит смазывание солидолом трущейся поверхности расклинивающихся внутренних выступов с последующим их приведением в рабочее положение и стягивание двумя хомутами. До момента фиксирования на сваи наголовника, внутренняя труба должна свободно выходить из своего сердечника.
Не допускается использование неисправных или неверно собранных пробных стальных сваи.
Необходимость пробной забивки при установке свайного фундамента
Как известно, строительство начинается не с возведения конструкций, и даже не с земляных работ. А начинается оно с геологических изысканий. Бурение скважин, взятие проб грунта и т.д. В некоторых случаях, чтобы исключить последствия ошибок, которые могли возникнуть при таких исследованиях, осуществляется пробная забивка свай.
Уже по результатам пробной забивки свай может быть скорректирована частота забивки свай или длина свай, которые будут использованы в данном фундаменте.
Пробная забивка свай – строго регламентированная процедура. Она была достаточно подробно описана еще в СНиПах (строительных нормах и правилах), применявшихся в советское время. Прежде всего, заметим, что пробные сваи забиваются с таким расчетом, чтобы в дальнейшем они могли работать вместе с остальными сваями фундамента.
После забивки некоторого количества пробных свай осуществляются их испытания как на погружение, так и на выдергивание. Для этого рядом с проверяемой пробной сваей вбиваются анкерные сваи. А тестовое нагружение осуществляется при помощи гидравлических домкратов, которые опираются как раз на эти анкерные сваи. И уже по результатам, если необходимо, делается дополнительный расчет свайного фундамента. Подробнее про испытание свай читайте на сайте https://fsk-ooo.ru/services/dinamicheskie-ispytaniya-svay/.
Такое, казалось бы, усложнение позволяет снизить расходы на строительство свайного фундамента, т.к. позволяет точно расcчитать конструкцию и не закладывать в проект избыточный запас прочности.
Почему необходимо пробное вкручивание сваи
10 лет в общежитии с общей кухней и санузлом – это большой сроки, мы все устали. Возведение коттеджа по канадской технологии на кредитные средства – такое решение было принято на семейном совете, когда мы решили кардинально изменить свою жизнь. Логично, что банковские деньги нужно расходовать рационально, а мы люди далеко небогатые, поэтому решили, что все монтажные работы будем выполнять самостоятельно. Вот только фундамент, выбрали свайно-винтовой, но, своими руками его устраивать не рискнули. Все-таки основа должна быть надежной, иначе весь дом получится кривой.
В надежде минимизировать расходы, при обсуждении сметы со свайной компанией, мы пытались отказаться от вкручивания пробной сваи. Как теперь понимаю, зря – благо мастера попались действительно профи, настояли на том, что от технологии отступать не будут. При выполнении этой манипуляции они активно комментировали, что делают и для чего. Этой информацией считают необходимым поделиться с такими же, как я новичками строительного дела.
4 причины выполнить пробное вкручивание винтовой сваи
Кроме этого, пробное вкручивание сваи позволяет выработать оптимальный алгоритм производства работ в целом. К примеру, определяется привязка нового фундамента к уже имеющимся строениям. Определяется оптимальный подъездной путь для спецтехники, площадки для складирования материалов и инструментов – пусть на короткий срок, но должны быть созданы условия для соблюдения всех технологических процедур.
Пробное вкручивание сваи у нас на участке позволило точно определить актуальную длину штока. После исследования было выяснено, что выбранная 108 свая при предварительном проектировании указанная с длиной в 3 м, может быть укорочена до 2,5 метров. А это, в результате, приличная экономия средств.
В чем особенность пробного вкручивания сваи
Как вкручивают пробную сваю профессионалы
В работе была использована свая диаметром 89 мм с лопастью 300 мм. Для ввинчивая достаточно силы двух человек, которые используют ручной гидробур – кабестан. Это устройство для механизации процедуры погружения винтовой сваи в толщу грунта. Состоит из гидровращателя и гидростанции с бензоприводом, а также реактивных рычагов, снабжено устройством для крепления на стреле экскаватора.
На оголовке сваи фиксируется гидровращатель – сквозь монтажные отверстия на валу и штоке проводится шкворень. Конструкция устанавливается перпендикулярно плоскости земли, после чего к ней подсоединяются реактивные рычаги. С учетом оборотистости бензомотора (до 10 оборотов в минуту) устанавливается оптимальный темп погружения. Если возникнет необходимость может быть применен реверс или выполнен демонтаж сваи.
После забивки пробной сваи необходимо проанализировать воздействие грунта. Время, которое нужно выждать, зависит от вида ландшафта.
Проведение обязательных испытаний свай в строительстве
Для чего и когда проводят испытания свай
Испытания проводят для оценки физических свойств свай и грунта, их взаимодействия
Опытную забивку опорных стоек проводят на специальной технической установке для определения выдергивающих, вдавливающих нагрузок и усилий на растяжение. Агрегат в виде платформы с нормативным грузом имеет в составе механизм давления на сваю, кран для подъема. Устройство снабжено опорной установкой из металлических ферм или железобетонных ригелей, через систему которых передается вертикальная нагрузка на испытуемый элемент.
Измерение фактических почвенных параметров имеет значение для предупреждения внезапного проседания и разрушения строения. Испытания грунтов по технологии забивки свай делается при возведении нового здания и при реконструкции или переоборудовании действующего сооружения.
Испытание оценивает однородность почвы, напластование, количественный состав, физические особенности каждого ряда. Проверяют соответствие проектных нагрузок реальной сопротивляемости стержня. Степень смещения сваи во время испытаний фиксируют измерительные датчики, детекторы, контролеры, которые отличаются точностью измерения до 0,1 мм. Полевые исследования проводят с учетом требований общих нормативов, которые дополнены соответствующими региональными и отраслевыми документами.
Какую информацию дает испытание
В результате исследования намечают результативный рабочий план проведения монтажа свайных элементов, прогнозируют стойкость и прочность сооружения, выбирают оптимальные способы укрепления фундамента. Измеряют сопротивление почвы, что дает возможность просчитать прочностные характеристики разных напластований.
Штамповые исследования в полевых условиях проводят для определения:
Иногда дом строят на старом свайном фундаменте, тогда статические испытания проводят, чтобы оценить истинное состояние грунта вокруг существующих элементов. Так выбирают тип требуемой сваи, материал, ее диаметр, решают вопрос о бурении и монтаже добавочных стрежней.
Гидравлика передает нагрузку штампу посредством стойки. Реактивное напряжение воспринимает анкер, работающий на выдергивание свайного элемента. Грунт в проходе с обсадкой нагружают устройством, крепленным к трубе. Давление регулируют массой грузов на платформе, а вертикальность контролируют направляющими полозьями.
Проведение исследований
При пробном забивании изделия его динамическое испытание дает возможность определить необходимую длину сваи и определить разницу между реальной и расчетной величиной отказа проверяемого изделия. При испытании опоры выявляются ее несущие способности, определяются несущие слои грунта и ослабленные или негодные отрезки свайного поля. При проведении испытания изделий нагрузкой составляются графики зависимости изменения состояния испытуемой конструкции от прикладываемых контрольных усилий. В отличии от статических испытаний, динамические требуют меньшие затраты, чем статические, не портят испытуемые элементы, применимы к их различным видам вне зависимости от их несущих качеств.
Но надо учесть и то обстоятельство, что при проведении измерений возможно получение завышенных величин несущей способности свай.
Рис. 2. Формула для вычисления P2.
Это происходит в случаях забивки изделий в разнородный грунт, верхняя часть которого более плотна, чем глубинный слой. Такие условия не дадут правильного результата и при статических испытаниях из-за сжимаемости слабого слоя грунта и его ползучести, так как нагрузка перераспределяется так, что на острие опоры приходится ее значительная часть. Это вызовет перегрузку в слабом грунте основания и вследствие этого исказит полученные данные. Для ликвидации вышеописанных препятствий и получения надежных результатов при испытаниях на многослойном грунте необходимо следить за тем, чтобы острие сваи вбивалось в более прочный подстилающий слой.
При динамическом испытании нагрузкой на глинистых почвах могут быть получены различные величины отказов свай в начале забивки изделия в грунт и на конечном этапе испытания. Для предотвращения получения неправильного результата эти данные сравнивают с результатами статических испытаний и отдают им большее предпочтение.
Что входит в программу полевых испытаний
В поле несущую характеристику и способность к деформации находят по итогам испытания почвы штампами в скважинах, шурфах на отметке пяты фундамента или применяют метод статического или динамического испытания свай. Исследование в шурфах проводят металлическими или бетонными штампами с большой жесткостью и площадью 2500 – 5000 см², а в буровых каналах применяют круглые элементы с квадратурой подошвы более 600 см².
Методика, по которой производится испытание на стройплощадке:
Количество свай, подвергаемых проверке, зависит от различных факторов, но не должно быть меньше 1% от общего числа монтируемых стоек. На выбор численности испытуемых образцов влияет сложность условий, размер передаваемого напряжения и разнообразие типоразмеров опорных стержней.
Испытывают характерные участки для всей стройплощадки и проверяют области с ослабленными показателями. Результаты заносят в журнал, оформляют в форме графиков взаимозависимости нагрузки и смещения стойки. Учитывают связь числа ударов и количества отказов заглубления.
Регламентирующие документы
Стандарт, по которому проводят испытание буронабивных свай, а также завинчивающихся, вдавливаемых и забивных элементов — ГОСТ 56.82-2012. Правила документа регламентируют исследования на стройплощадке, и описывают методики контрольных проверок свайных стоек. Есть СНиП 2.02.03-85 и СП 50.102-2003, которые стандартизируют обследование оснований и составление проекта свайных опор нового строительства и реконструкции.
Статические проверки способности свай и грунта стоят дорого, проводятся в течение суток (время зависит от величины объекта), но относятся к категории точных испытаний с безукоризненными результатами.
Исследования разрешают на разных стадиях возведения:
Технические документы об испытаниях с описанием элементов передают монтажникам свай. В бумагах есть план с привязкой скважин по осям, указаны точки пробного статического и динамического зондирования, расположение коммуникаций на объекте, зданий. Передают техзадание на испытание свай и заключение геологов об условиях строительства, а также смету на работы.
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).
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).
Особенности динамических испытаний
Динамику используют для определения реального напряжения в опорных стержнях и несущей способности. Груз нормативного веса сбрасывают на стойку с назначенной высоты и находят размер осадки. Рассчитывают несущую способность с учетом применяемых параметров и полученных результатов. Динамический метод длится недолго, но дает точные показатели.
В испытании используют прогибомеры. Перед нагрузкой регистрируют первый нулевой результат, затем берут второе показание и делают замеры последовательно в течение через 30 минут (всего 4 шт.). Сваю считают стабилизированной, если осадка составляет не больше 0,1 мм за последний час.
Нагрузка доводится до расчетной при погружении в плотные глинистые, крупнообломочные грунты и пески, но величина не должна быть меньше 1,5 показателя несущей характеристики сваи.
Особенности статических испытаний
Методика предусматривает ступенчатую нагрузку, размер которой находят с учетом проектного давления (но не больше 1/10). Следующее усилие дают после полной осадки сваи от первого напряжения. На измерительных датчиках выставляют ноль, после подачи первого усилия и при последующих ступенях регистрируют показания приборов.
Предельное сопротивление определяют по величине нагрузки, после которой останавливается заглубление сваи. Метод простой, но требует времени и технического оборудования. Принцип статической проверки в том, что на элемент давят, а не сбрасывают груз с высоты.
Применяют гидравлический домкрат, который давит вниз на металлическую балку, привариваемую к испытательному образцу сваи и соединяющую его с соседними анкерными стойками. Расстояние от контрольной сваи до анкерной делают не меньше 2 м или пяти диаметров (в элементах сечением до 80 см). Для контрольных элементов промежуток делают не меньше трех диаметров, но не меньше 1,5 м. Эталонную зонт-сваю ставят на расстоянии не меньше 1 метра.
Роль пробного завинчивания перед закладкой свайно-винтового фундамента
Одним из необходимых этапов закладки фундамента на винтовых сваях является пробное завинчивание. Мало того, пробное завинчивание свай вообще предшествует всем работам по планированию и монтажу фундамента. В некоторых случаях именно оно определяет вообще возможность использования винтовых свай в конкретном случае.
1. Виды грунтов
Фундамент на винтовых сваях выгодно отличается от других типов фундаментов тем, что может быть использован при закладке дома на самых разнообразных грунтах. Напомним основные виды грунтов, на которых может вестись строительство:
Кроме того, зачастую встречаются сильно обводненные грунты, характеризующиеся высокой пучинистостью.
Глинистые и сильно пучинистые грунты составляют основную проблему при возведении зданий. Такие грунты считаются проблемными и неустойчивыми, и не каждый тип фундамента подходит для них в традиционном виде. Зачастую обычные ленточные, плитные, свайные железобетонные фундаменты требуют значительных работ по усилению. В то же время, фундаменты на винтовых сваях подходят в классическом виде большинству грунтов, пригодных для строительства.
Это обусловлено тем, что винтовые сваи вкручиваются на глубину достаточную для опоры на нижние, самые плотные слои грунта. Более того, в отличие от обычных фундаментов, которые очень затратно располагать на глубину ниже глубины промерзания, винтовые сваи опираются на слои именно ниже точки промерзания.
Единственным типом грунтов, на которых установка свайно-винтового фундамента невозможна, являются скальные грунты.
Винтовая свая в грунте
2. Этапы установки фундамента на винтовых сваях
Монтаж фундамента на винтовых сваях проводится в несколько основных этапов:
Видим, что, прежде чем приступить к работам по собственно монтажу винтовых свай, необходимо убедиться вообще в возможности закладки фундамента и в том, на какую глубину нужно заворачивать винтовые сваи. От этого во многом зависит качество, устойчивость и долговечность фундамента.
Выступающие над землей части сваи покрываются мастикой
3. Роль пробного завинчивания винтовых свай
В связи с этим пробное завинчивание перед установкой фундамента играет очень большую, а иногда и определяющую роль. Недобросовестные монтажники зачастую опускают этот этап, что явно указывает на их некомпетентность. Какие последствия могут иметь работы по закладке фундамента в этом случае:
Пробное закручивание перед закладкой фундамента на винтовых сваях имеет главные задачи:
4. Оборудование для проведения пробного завинчивания сваи
Само пробное завинчивание принципиально не несет каких-то особых трудностей по сравнению с монтажом винтовых свай. Для пробного завинчивания используют зачастую обычный садовый бур.
Стандартный садовый бур
Следует учесть, что углублять его придется на существенную глубину, поэтому штанга бура должна иметь необходимую длину. В большинстве районов России стандартная глубина вкручивания свай колеблется от 1,5 до 2.5 метров, следовательно нужно иметь возможность наращивания штанги бура не мене, чем на 3 метра, хотя возможно и более глубокое залегание плотных слоев грунта.
Монтажники зачастую используют специальную штангу для пробного забуривания. Это труба или металлическая штанга с диаметром меньшим, чем у винтовых свай. На конце ее имеется лопасть, обеспечивающая вкручивание. Верхняя часть приспособления снабжена устройством для установки рычагов, а также соединения с дугой штангой в случае наращивания длины бура.
Приспособление для вкручивания сваи
В большинстве случаев пробное вкручивание производится вручную. Это позволяет более четко определить усилие, необходимое для вкручивания в тот или иной момент. По его величине, когда бур уже почти невозможно углублять, собственно, и определяется, достигнута ли необходимая глубина. Поэтому из приспособлений нужны рычаги с возможностью их удлинения.
5. Проведение пробного завинчивания
Сам процесс пробного завинчивания достаточно прост. Выбирается место для углубления бура, делается небольшой приямок – направляющая для дальнейшего завинчивания. При начале закручивания нужно особенно тщательно следить за вертикальностью заглубления бура. Обычно первые несколько оборотов проходятся достаточно легко, не требуя чрезмерных усилий. Как только усилия двух-трех человек для дальнейшего заглубления бура будет недостаточно, можно считать, что плотный слой грунта достигнут.
Ручной монтаж — трудоемкое дело
6. Результаты пробного завинчивания
В результате пробного завинчивания определяется глубина, на которую следует заворачивать сваи. В стандартном случае она должна совпадать с данными, которые имеются для грунтов в данной местности. В случае скального грунта можно определить, насколько велик массив скалы, и можно ли проводить строительство в другом месте участка, либо использовать другой тип фундамента. В сильно заболоченных грунтах пробное завинчивание может определить, насколько нужно будет наращивать стандартные сваи для фундамента.
7. Заключение
Даже если вы планируете возводить свайно-винтовой фундамент самостоятельно, вам рекомендуется все же обратиться к специалистам, которые проведут пробное завинчивание на вашем участке. Результаты его помогут вам определиться как с типом фундамента, так и с его параметрами при выборе винтовых свай, способа их монтажа и т.д.
Фирма «К-ДОМ» готова провести на вашем участке все предварительные работы, в том числе и пробное завинчивание свай.