Статические испытания свай вдавливающей нагрузкой

Что определяет испытание

Статическое испытание воспроизводит работу сваи под постепенно возрастающей вертикальной нагрузкой. На каждой ступени специалисты MATTЕST измеряют осадку сваи и наблюдают за её развитием во времени.

По результатам испытания устанавливаются:

• зависимость между приложенной нагрузкой и осадкой сваи
• развитие осадки во времени
• предельное сопротивление сваи по грунту
• способность основания воспринимать предусмотренную проектом нагрузку
• соответствие фактической работы сваи принятому проектному решению

Испытание проводится по утверждённой программе. Максимальная нагрузка, ступени нагружения, продолжительность наблюдений и критерии оценки назначаются с учётом проекта, конструкции свай и инженерно-геологических условий объекта.

Когда проводят испытания

До принятия окончательного проектного решения

Предварительные испытания помогают проектировщику обоснованно определить конструкцию, длину и расчётную нагрузку свай.

Реальные данные о работе сваи позволяют снизить неопределённость и в некоторых случаях оптимизировать свайный фундамент без необоснованного увеличения длины, сечения или количества свай.

Во время строительства

Контрольные испытания подтверждают, что устроенные сваи и фактические грунтовые условия обеспечивают требования проекта.

Результаты необходимы для технического контроля свайного фундамента и принятия последующих инженерных решений.

Два формата выполнения работ

Измерения на стенде заказчика

Этот формат подходит подрядным организациям, которые располагают собственными специалистами, техникой и материальными ресурсами для подготовки испытательного стенда.

Заказчик своими силами изготавливает и монтирует систему для создания нагрузки по согласованной схеме. MATTЕST выполняет измерения, контролирует процесс нагружения, обрабатывает результаты и выпускает технический отчёт.

Использование ресурсов заказчика может снизить общую стоимость организации испытания до 50% по сравнению с выполнением всего комплекса силами лаборатории. Фактическая экономия зависит от максимальной нагрузки, конструкции стенда и условий объекта.

Испытание под ключ

MATTЕST самостоятельно организует испытательный стенд и выполняет весь комплекс работ: подготовку испытательной системы, измерения, обработку результатов и выпуск технического отчёта.

Состав испытательной системы определяется под конкретный объект с учётом максимальной нагрузки, типа сваи, условий площадки и утверждённой программы испытаний.

Утверждённые принципы результата

• Результат статических испытаний свай — технический отчёт, а не протокол.
• На странице размещается карусель обезличенных страниц реального технического отчёта с водяными знаками.

Как создаётся испытательная нагрузка

При статическом испытании гидравлический домкрат постепенно передаёт на сваю вертикальную вдавливающую нагрузку. Для восприятия ответного усилия используется испытательный стенд.

Схема стенда подбирается под максимальную нагрузку, конструкцию сваи, возможности строительной площадки и утверждённую программу испытаний.

Стенд с анкерными сваями

Нагрузка передаётся через гидравлический домкрат на металлическую балочную систему, закреплённую на анкерных сваях.

Такая схема позволяет создавать значительные испытательные нагрузки и часто применяется на крупных объектах, когда положение анкерных свай предусмотрено заранее.

Стенд с грузовой платформой

Упором для домкрата служит металлическая платформа с рассчитанным пригрузом. В качестве груза могут использоваться железобетонные блоки или другие элементы с известной массой.

Схема применяется, когда устройство анкерных свай невозможно или нецелесообразно, но площадка позволяет разместить платформу и необходимый груз.

Использование строительной техники

В отдельных случаях реактивное усилие может создаваться массой сваевдавливающей установки или другой подходящей строительной техники.

Возможность применения такой схемы определяется расчётом, программой испытаний и условиями конкретного объекта.

Испытательный стенд не является универсальной конструкцией. Его схема и несущая способность должны соответствовать максимальной нагрузке, предусмотренной программой испытаний.

Как проходит испытание

1. Разрабатываем программу испытаний

В большинстве случаев программу испытаний разрабатывает лаборатория MATTЕST.

Для этого изучаем проект свайного фундамента, инженерно-геологические условия, конструкцию и способ устройства свай, расчётную нагрузку и цель испытания.

В программе устанавливаются:

• испытываемые сваи
• максимальная нагрузка
• ступени и порядок нагружения
• продолжительность наблюдений
• критерии завершения испытания
• схема испытательной установки
• состав измерительного оборудования

Готовая программа согласовывается с заказчиком и другими ответственными участниками проекта.

2. Разрабатываем схему испытательной установки

Определяем, каким способом будет создано противодействующее усилие для приложения нагрузки к испытываемой свае.

Подбираем балки под требуемую нагрузку с нормативным запасом, определяем расположение элементов стенда и разрабатываем схему передачи усилия на соседние или специально устроенные анкерные сваи.

При этом учитываются:

• максимальная испытательная нагрузка
• расположение испытываемой и анкерных свай
• несущая способность анкерной системы
• схема соединения балок с анкерными сваями
• возможность центральной передачи нагрузки на испытываемую сваю
• условия монтажа стенда на объекте

Если стенд изготавливает заказчик, MATTЕST передаёт согласованную схему, по которой подрядчик выполняет его подготовку и монтаж.

3. Подготавливаем сваю и испытательную систему

Голова сваи подготавливается для центральной передачи нагрузки. Устанавливаются стенд, гидравлическое оборудование, независимая реперная система и приборы измерения перемещений.

Для буронабивных и набивных свай испытание начинается после достижения бетоном необходимой прочности. До приложения нагрузки должна быть подтверждена сплошность ствола сваи.

4. Прикладываем нагрузку ступенями

Нагрузка увеличивается плавно в соответствии с программой испытаний. На каждой ступени фиксируются приложенное усилие, осадка сваи и изменение осадки во времени.

Следующая ступень прикладывается после выполнения установленного критерия стабилизации.

5. Разгружаем сваю

После достижения максимальной нагрузки выполняется ступенчатая разгрузка. Измерения продолжаются, чтобы определить обратные и остаточные перемещения сваи.

6. Обрабатываем результаты

Специалисты MATTЕST проверяют первичные записи, строят графики зависимости осадки от нагрузки и времени и выполняют инженерную обработку результатов.

Заказчик получает технический отчёт, подготовленный по результатам выполненного испытания.

Испытания свай в просадочных грунтах

Для Узбекистана особенно важна работа свай в просадочных грунтах, свойства которых могут значительно изменяться при замачивании.

Испытание сваи при естественной влажности не всегда позволяет оценить её работу в условиях возможного водонасыщения основания. Поэтому программа может предусматривать испытания с локальным замачиванием грунта.

Такие испытания позволяют изучить:

• изменение несущей способности сваи после замачивания
• работу сваи при снижении характеристик просадочного грунта
• влияние отрицательного трения на боковой поверхности
• способность сваи передавать нагрузку на нижележащие непросадочные слои

Необходимость замачивания и состав испытаний определяются по инженерно-геологическим данным и требованиям проекта. Подготовка опытной площадки и продолжительность работ рассчитываются отдельно.

Оборудование и точность измерений

Испытательная система должна не только создать требуемую нагрузку, но и обеспечить точное измерение реакции сваи.

MATTЕST использует:

• гидравлическое оборудование для ступенчатого приложения нагрузки
• средства измерения фактической нагрузки
• независимую реперную систему
• не менее двух приборов измерения перемещений сваи
• оборудование с действующей поверкой или калибровкой

Приборы устанавливаются независимо от испытательного стенда, чтобы деформации балок и других элементов установки не искажали измерение осадки сваи.

В процессе испытания фиксируются:

• фактическая нагрузка на каждой ступени
• показания приборов перемещения
• время наблюдений
• развитие и стабилизация осадки
• обратные и остаточные перемещения после разгрузки

Каждое испытание сопровождается первичными записями и фотофиксацией основных этапов.

Что получает заказчик

По результатам работ MATTЕST выпускает технический отчёт.

В отчёт включаются:

• сведения об объекте и испытанной свае
• цель и программа испытания
• инженерно-геологические данные, использованные при обработке
• схема испытательного стенда
• применённое оборудование
• первичные результаты измерений
• таблицы ступеней нагрузки и перемещений
• графики «нагрузка — осадка», «осадка — время»
• обработка и инженерная интерпретация результатов
• выводы по выполненному испытанию

На сайте размещается карусель обезличенных страниц реального отчёта. Посетитель сможет увеличить каждую страницу и увидеть настоящий результат работы MATTЕST, но не сможет скачать исходный документ без водяных знаков.

От чего зависит стоимость испытания

Стоимость рассчитывается отдельно для каждого объекта, поскольку основная часть затрат связана не только с измерениями, но и с созданием необходимого испытательного усилия.

На стоимость влияют:

• максимальная испытательная нагрузка
• количество испытываемых свай
• выбранная схема испытательного стенда
• необходимость изготовления, доставки и монтажа металлоконструкций
• использование стенда и ресурсов заказчика
• расположение и доступность строительного объекта
• дополнительные условия, включая испытания с замачиванием грунта

Если подрядная организация самостоятельно подготавливает стенд по согласованной схеме, общая стоимость организации испытания может быть снижена до 50%.

Публичный прайс на странице не размещается. Для расчёта используются проектная нагрузка, сведения о сваях и имеющиеся возможности строительной площадки.

Нормативные документы

Испытания выполняются на основании:

ГОСТ 5686-2020 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями»

Устанавливает требования к подготовке, оборудованию, приложению статической нагрузки, измерению перемещений и обработке результатов.

ШНК 2.02.03-21 «Свайные фундаменты»

Действующий норматив Узбекистана, регулирующий проектирование свайных фундаментов и использование результатов полевых испытаний.

Программа испытаний

Определяет параметры работы для конкретного объекта: испытываемые сваи, максимальную нагрузку, ступени нагружения, схему установки, порядок наблюдений и критерии обработки результатов.

Наличие ссылки на норматив не заменяет программу: испытательная схема всегда разрабатывается для конкретного объекта.

Практические вопросы