Нагрузка на сваю: 🔨 железобетонных, винтовых, буронабивных. Методы определения несущей способности, СНиП.

Содержание

как рассчитать свайное поле, количество опор

Расчетная нагрузка на сваю определяется в процессе проектирования фундамента. Этот параметр связан с размерами подошвы и глубиной погружения опор, эксплуатационной и конструкционной массой строения, общим количеством опор на участке и несущей способностью грунта.

То есть, в расчетах нагрузки задействованы практически все параметры и характеристики свайных опор. Причем справедливо и обратное утверждение: конструктивная нагрузка на сваю для фундамента является фактором, определяющим все параметры и характеристики этой части строения. Поэтому в данной статье мы рассмотрим взаимосвязь между расчетной нагрузкой и прочими характеристиками основания. А также дадим рекомендацию по определению этих параметров и характеристик.

Общие указания по расчету свай

В своде правил, регламентирующем процесс строительства свайного фундамента (СП 24.13330 в редакции 2011 года) сказано, что расчет опор ведется по предельным значениям следующих характеристик:

  • Физической прочности конструкционного материала свай и элементов ростверка.
  • Несущей способности расположенного под пятой опоры грунта (с учетом уплотнения при монтаже опоры).
  • Несущей способности пяты самой сваи, расположенной на крутопадающих слоях (откосах).
  • Осадке сваи под действием вертикальной нагрузки.

Кроме того, рассчитывая железобетонные опоры нужно принимать во внимание склонность конструкционного материала к образованию трещин, раскрывающихся под действием нагрузки. А рассчитывая осадку под вертикальными силами, следует не забывать и о крутящих моментах на оголовке опоры.

Расчетная нагрузка и конструкционный материал опоры

Прочностной расчет сваи основан на сопротивляемости материалов пиковым нагрузкам. Причем объект приложения усилий – свая – рассматривается, как цельный стержень, зажатый в грунте.

В итоге расчетное усилие прилагают к точке защемления расположенной на некотором расстоянии от подошвы опоры, определяемом по следующей формуле:

L=l+2/a ,

где l — это расстояние от подошвы до плоскости планировки грунта, а — это коэффициент деформации, определяемый по таблице из приложения к СП 24.13330.2011

Продольный изгиб сваи считается по общепринятым формулам, в которых оперируют расчетной длиной опоры, равной 15 или 25 диаметрам погруженного стержня.

Кроме того, стойкость сваи зависит и от условий эксплуатации. Поэтому расчетные значения допустимых нагрузок корректируют особым коэффициентом (g), значение которого зависит от типа почвы.

Например, для глинистых грунтов g принимает значение 1,0. Для влажных грунтов илистого типа с высоким уровнем грунтовых вод g принимает значение 0,7.

Расчет количества свай в ростверке — свайное поле

Опережение количества свай зависит от общего веса строения, площади подошвы и несущей способности грунта.

Схема такого расчета очень проста:

  • Вначале определяется несущая способность почвы.
  • Затем вычисляется масса строения, в которую следует включить конструкционную, эксплуатационную и сезонную составляющую (вес стройматериала, предметов интерьера и снеговую нагрузку).
  • Далее, сопоставляя вес дома с несущей способностью почвы можно определить общую площадь подошвы фундамента.
  • Зная общую площадь подошвы и габариты сваи можно вычислить количество свай.

В финале следует рассчитать нагрузку на одну опору (по весу дома и количеству опор) и сопоставить ее с пиковой нагрузкой из прочностного расчета. И если пиковая нагрузка больше, то все в порядке, ну а если меньше, то возникает необходимость увеличения количества свай.

Зная общее количество свай можно определить параметры свайного поля – совокупности опор, удерживающих ростверк. Причем важнейшей характеристикой поля является шаг расположения свай, который зависит от диаметра опоры.

Минимальный шаг размещения сваи не может быть меньше 1,5 диаметров сваи, а максимальны – не может быть больше 6 диаметров сваи.

Расчет нагрузки погружения опоры и отказ сваи

Помимо прочностных и эксплуатационных нагрузок в расчетах свай оперируют еще и монтажными нагрузками, обеспечивающими погружение опоры.

Монтажные нагрузки должны обеспечить перемещение сваи в грунте. Воздействуя на оголовок опоры в вертикальном направлении можно преодолеть сопротивление грунта и силу трения ствола опоры о слои почвы.

Однако, со временем, под пятой опоры накапливается сверхуплотненный слой грунта, который провоцирует отказ сваи – нулевое перемещение под воздействием монтажной нагрузки.

Преодолеть отказ можно лишь увеличением монтажной нагрузки на оголовок. И если монтажные усилия приблизятся к пиковым значениям, то дальнейшее заглубление спровоцирует разрушение материала.

Поэтому при критичных значениях монтажных нагрузок практикуют технологию лидерного (предварительного) бурения. То есть свая погружается в грунт не на нулевом уровне, а на уровне дна в шахты. В итоге, монтажные нагрузки находятся в пределах пиковых значений. И погружаемая свая остается целой.

Как выполнить расчет несущей и допустимой способности винтовых свай

На запас прочности опорного столба влияет его длина и диаметр. Пример зависимости этих показателей можно увидеть в таблице 1.

Таблица 1. Несущая способность винтовых свай.

Диаметр, мм

Н/С, т

Длина опоры, м

89,0

4

2,5

108,0

7

2,5

133,0

8,5

2,5

Большое значение для расчетов имеет тип грунта на участке застройки, глубина залегания плотного несущего слоя, уровень промерзания почвы. При проектировании фундамента нужно подбирать такое количество стержней, чтобы проектная нагрузка на основание была меньше табличной, то есть обязательно должен быть запас прочности.

Основные составляющие расчетов нагрузки на сваи:

  • диаметры ствола и лопастей;
  • длина свайной конструкции;
  • характеристики грунта. 

Самый простой способ расчета выполняется при помощи формулы H = F / уk, где:

  • H — вес, который выдерживает свайная конструкция;
  • F — «чистая» нагрузка;
  • уk — поправочный коэффициент.


Коэффициент надежности зависит от количества столбов в свайном поле, нагрузки на почву. Для определения поправочного коэффициента используют следующие данные:

  • Коэффициент 1,2. Его используют в том случае, если были проведены точные геологические исследования с зондированием почвы, сбором образцов, лабораторными исследованиями грунта. Этот способ редко используют при строительстве частных домов из-за высокой стоимости геологической экспертизы.
  • Значение 1,25. Такой коэффициент используется если было проведено пробное бурение. Сваю-эталон вкручивают в нескольких точках на участке застройки. Таким способом определяют глубину залегания несущего пласта, его толщину. Для выполнения пробного бурения нужны практические навыки, а также определенные познания в области геологии.
  • Значение 1,75. Этот показатель применяется при самостоятельном исследовании грунта и использовании справочных данных. Он подходит для свайных фундаментов при количестве опорных столбов до 22 штук. 

Для частного строительства лучше применять 2 способ, поскольку провести полноценную геологическую экспертизу своими силами невозможно. 

Чтобы рассчитать неоптимизированную несущую нагрузку нужно выполнить вычисления по следующей формуле F = S x Rо, где Ro это прочность основания, а S — площадь лопасти. Ее вычисляют по специальной формуле или используют исходные данные, которые предоставляют изготовители винтовых свай.

Таблица 2. Размеры и вес свайных конструкций. 

Диаметр столба, мм

Диаметр лопасти, мм

Длина, м

Вес, кг

Толщина стали (ствол), мм

Толщина стали (лопасть), мм

89,0

250,0

3,0

24,1

3,0-3,5

4,0

108,0

300,0

3,0

34,9

3,5-4,0

5,0

133,0

350,0

3,0

44,6

4,0-4,5

5,0

При определении длины опорных конструкций нужно учитывать тип грунта и особенности климата данной местности. Поскольку сваи вкручивают ниже точки промерзания необходимо знать на какую глубину промерзает почва. Средние показатели для Москвы и Московской области:

  • глинистые почвы и суглинки — 135 см;
  • песчаные — от 164 до 176 см;
  • каменистые — 200 м.

Для определения прочности основания (Ro) применяют табличные данные.

Таблица 3. Тип почвы и ее несущая способность.

Тип грунта

Rо на глубине 150 см и более, кг/см2

Галька с включениями глины

4,5

Гравелистый с включениями глины

4,0

Песчаные почвы (крупная фракция)

6,0

Песчаные почвы (средняя фракция)

5,0

Песчаный (мелкая фракция)

4,0

Пылеватый песок

2,0

Глинистые почвы и супеси

3,5

Вязкие глинистые почвы

6,0

Просадочный грунт или насыпное основание (с уплотнением)

1,5

Насыпной грунт (без уплотнения)

1,5

Данные из таблиц подставляют в формулу и находят ориентировочную нагрузку на основание. Полученное число умножают на коэффициент надежности и определяют проектную нагрузку на один опорный столб.

Более точное значение можно получить, используя множество коэффициентов: от глубины залегания лопастей и силы бокового трения до характера работы опоры, величины выдергивающих или сжимающих сил. Чтобы упростить работу используют данные из таблиц.

Таблица 4. Несущая способность одной свайной опоры (Ф ствола 108 мм, Ф лопасти 300 мм).

Тип почвы

Несущая способность сваи в кг при глубине залегания лопасти, см

150

200

250

300

мягкопластичная лессовая

2200

2900

3600

4300

полутвердые глинистые

4700

5400

6000

6700

тугопластичные глинистые

4200

4900

5600

6300

мягкопластичные глинистые

3700

4400

5000

5800

полутвердый суглинок

4400

5100

5800

6500

тугопластичная суглинистая

3900

4600

5300

6000

мягкопластичная суглинистая

3500

4200

4800

5500

песчаные (крупная и средняя фракция)

—

9700

10400

11100

песчаные (мелкая фракция)

—

6300

700

7700

пылеватый песок

—

4900

5600

6300

Запас прочности свайных опор диаметром 108 мм позволяет использовать их в качестве основания для строительства каркасных, бревенчатых, брусовых домов в один этаж. Для двухэтажных построек, а также сооружений из кирпича и блока используют сваи большего диаметра.

Определение опытной нагрузки свай

При устройстве свайного основания требуется определить число свай, которые надо забить под опору или под 1 м стены — несущую способность свай. Для этого надо знать, какую нагрузку может выдержать одна свая, так как, имея данные об общем весе (нагрузке), передаваемом на сваю, можно путем деления величины этой нагрузки на несущую способность одной сваи определить необходимое число свай. Например, опора размером 10×10 м передает вертикальную нагрузку в 1000 т. Определено, что в данном случае на одну сваю допускается нагрузка в 50 т, следовательно, в основание под фундамент надо забить 1000:50 = 20 свай.
Допустимая нагрузка на сваю определяется или путем пробной нагрузки, или расчетом. Обычно пользуются обоими способами.

При пробной нагрузке на месте устройства основания забиваются две сваи и более. После забивки (погружения) сваю загружают:
а) устраивая на ее голове площадку (опору), на которую постепенно накладывают бетонные блоки, металлические плиты и другие грузы;
б) около пробной сваи забивают две (или более) сваи, к которым крепится металлическая балка. Под балку на голову испытуемой сваи устанавливается гидравлический домкрат. При накачивании насосом воды (масла) поршень домкрата выдвигается и стремится погрузить испытуемую сваю в грунт, одновременно балка стремится выдернуть вспомогательные (анкерные) сваи. Поэтому эти сваи должны быть достаточно прочно заделаны в грунте. Величина давления на сваю определяется по манометру, а осадка — по специальным приборам (прогибомерам).

По мере увеличения нагрузки свая начинает медленно погружаться в грунт, затем. это погружение делается все большим и при достижении определенной нагрузки (критическая нагрузка) свая даже при незначительном давлении быстро погружается (проваливается) в грунт.

Установив критическую нагрузку и учитывая характер погружения сваи в грунт, допускаемую или расчетную нагрузку принимают в 1,5 — 2 раза меньше критической

Способ опытной нагрузки дает наиболее точные результаты, однако он сложен и дорого стоит. Поэтому применяется и способ определения несущей способности сваи путем пробной забивки ее ударами свайного молота (динамический метод).
Этот метод основан на том, что между несущей способностью сваи и величиной ее погружения от одного удара существует определенная зависимость. Несущая способность сваи будет тем больше, чем меньше она погрузится от одного удара, а величина погружения сваи от удара, называемая отказом сваи, зависит от веса молота и высоты его падения. Эта зависимость выражается формулами; наибольшее применение имеет формула, разработанная советским ученым Н. М. Герсевановым.

Зная вес молота, высоту его подъема и размеры сваи, по формулам определяют необходимый отказ, обеспечивающий требуемую несущую способность сваи.
Пробную сваю обычно забивают до тех лор, пока не будет получен заданный отказ или тока свая не погрузится на заданную глубину.
В практике строительства приходится решать и такую задачу, когда при забивке свай используется копер с молотом, отличным по весу от молота, примененного при пробной забивке. В этом случае необходимо сделать перерасчет требуемого отказа.

Величину требуемого отказа сообщают бригадиру, ведущему свайную бойку, который и следит за точным достижением величины заданного отказа при погружении каждой сваи. Надо помнить, что если при забивке: сваи величина ее отказа будет больше заданного, то свая не будет нести расчетную нагрузку. Вследствие этого сооружение, возведенное на таком основании, может дать осадку и даже получить повреждения. Поэтому, если получить заданный отказ не удается, то бойку надо прекратить и сообщить производителю работ о результатах бойки (об отказах).

Нередко заданный отказ получается еще тогда, когда свая не дошла до заданной глубины. В этих случаях или прекращают бойку и сваю срезают, или принимают дополнительные меры по обеспечению погружения сваи в грунт (например, подмыв). Это решение принимается руководителями строительства. Срезка свай, хотя бы и давших заданный отказ, без согласования с проектной организацией не допускается.

Какую нагрузку выдерживают винтовые сваи

С точки зрения характера восприятия нагрузок винтовые сваи можно условно разделить на две большие группы:

  • узколопастные, диаметр лопасти которых превосходит диаметр ствола менее чем в полтора раза;
  • широколопастные (лопастные), у которых диаметр лопасти в полтора раза и более превосходит диаметр ствола.

Узколопастные модификации воспринимают нагрузки благодаря высокой несущей способности грунтов и рассчитанному количеству витков, шагу и ширине лопасти (обеспечивает учет в полном объеме трения по боковой поверхности). Хорошо проявляют себя в особо плотных сезоннопромерзающих и вечномерзлых (многолетнемерзлых) грунтах. Требуют обязательного выполнения расчетов на противодействие касательным силам морозного пучения из-за значительного трения по боковой поверхности ствола (подробнее «Воздействие сил морозного пучения»).

Широколопастные модификации хорошо воспринимают проектные нагрузки даже в грунтах с низкой несущей способностью благодаря:

Тем не менее, несущие свойства грунтов будут иметь решающее значение и для этой группы. К примеру, широколопастная свая с диаметром ствола 57 миллиметров и лопастью 200 миллиметров, установленная в грунт с высокой несущей способностью, может воспринять нагрузки до 5 тонн, тогда как конструкция с диаметром ствола 159 миллиметров с лопастью 500 миллиметров, установленная в слабый грунт, может держать менее 5 тонн.

По результатам исследований, проведенных специалистами компании «ГлавФундамент», был построен график зависимости несущей способности винтовой сваи от характеристик основания и конструктивных особенностей самой сваи (рисунок 1).

Из представленных зависимостей видно, что изменение интересующего параметра под влиянием характеристик грунта более значительно, чем под влиянием изменений, связанных с конструктивными особенностями сваи. Это в очередной раз подтверждает, что при выборе конструкции сваи следует в первую очередь отталкиваться от грунтовых условий площадки строительства, их изменчивости как в плане, так и по глубине. Это позволит подобрать экономически эффективную конструкцию, которая обеспечит эксплуатационную надежность в течение всего срока службы здания/сооружения.

Рисунок 1 – График зависимости несущей способности винтовой сваи от характеристик грунта и конструктивных особенностей сваи

dS1, dS2, dS3 – условный диаметр лопасти винтовых свай (исполнение 1, 2, 3).

ds1, ds2, ds3 – условный диаметр ствола винтовых свай (исполнение 1, 2, 3).

h – глубина погружения.

e/Il – отношение пористости грунта к показателю текучести.

Выдергивающая нагрузка на сваю: методика расчета своими руками

При планировании строительства различных малоэтажных конструкций на винтовых сваях обязательно проведение расчётов предполагаемых нагрузок с учётом влияющих на них факторов. К одной из них относится выдёргивающая сила, которая, в зависимости от важности объекта и его массивности, может дополнительно потребовать проведения полевых испытаний. В результате проводится анализ и сравнивается расчётная нагрузка на сваю с полученными данными, а затем выбирается подходящая свайная конструкция.

Требуется ли учитывать выдёргивающие нагрузки

Свайное основание подвержено множеству нагрузок

При проектировании свайных фундаментов под дом одним из ключевых моментов расчёта несущей способности опор является учёт деформаций. Они влияют не только на устойчивость конструкции основания, а и на возможность образования проседаний.

Особенно это актуально при выполнении строительных работ на рыхлых, скалистых, сейсмически-активных и промерзающих грунтах. То есть такой расчёт требуется проводить в тех случаях, когда расчётная схема устойчивости свай существенно отличается от стандартной.

При строительстве достаточно часто применяют сваи диаметром 108 мм, которых хватает для строительства одноэтажных объектов из древесины или пеноблоков. Опоры обладают высокой прочностью и при этом имеют оптимальную стоимость. Согласно действующим стандартам они способны выдерживать нагрузки в пределах 4-5 т и эффективно справляться с поперечными и продольными сдвигающими силами.

Использование лопастей в конструкции позволяет эффективно справляться с выдёргивающими напряжениями в результате пучения грунта. Однако же сваи 108 мм, несмотря на это, требуют обязательного просчёта на выдёргивание, особенно если требуется возвести двухэтажный дом.

Критерий необходимости учёта выдёргивающей нагрузки

Согласно СП 22.13330.2011, критерием для учёта выдёргивающей нагрузки является выполнение следующего условия:

где Fn – нормативная выдергивающая сила;

Gn – нормативный вес свайного основания;

β – угол действия выдёргивающей силы относительно вертикали;

γс – коэффициент, определяющий условия работы сваи;

R“0 – расчётная величина сопротивления грунта обратной засыпки;

A0 – величина площади проекции верхней части свайного основания на плоскость, которая перпендикулярна направлению действия выдёргивающей силы.

Выдергивающая нагрузка может быть не учтена только в том случае, когда она по направлению действия совпадает с осевой линией винтовой сваи.

Как определить коэффициент условий работы сваи

Чтобы определить γс, необходимо воспользоваться следующей формулой:

где γ1 может принимать значения 0,8, 1,0 или 1,2 при расстояниях между осями опор под дом равными 1,5, 2,5 и 5 м соответственно;

γ2 принимается равным 1,0 при нормальных режимах монтажа свай, либо 1,2 — при аварийном и монтажном режиме работы;

γ3 может принимать следующие значения:

  • 1,0 – при промежуточном прямом распределении устройств;
  • 0,8 – для промежуточных угловых, свайных, свайно-угловых, концевых распределениях порталов устройств;
  • 0,7 – для специальных порталов устройств.

γ4 может быть равным 1,0 при использовании грибовидных оснований и анкерных плит с защемлёнными стойками в грунте, либо 1,15 для анкерных плит с шарнирными опорами на основание.

Как определить сопротивление грунта обратной засыпки

Сопротивление грунта под подошвой стоек вычисляется по следующей формуле:

где γс1 и γс2 – коэффициенты условий работы. Первый коэффициент определяется на основе Таблицы 1, а второй принимается равным 1.

Таблица 1. Значения коэффициента γс1 для различных типов грунта

Коэффициенты М с различными индексами, которые присутствуют в формуле (3), берутся из Таблицы 2.

Таблица 2. Значения коэффициентов М в зависимости от угла внутреннего трения

Остальные переменные, присутствующие в формуле (3), определаются в соответствии с СП 22.13330.2011.

Максимальное давление на грунтовые слои подошвы фундамента под воздействием вертикальных и горизонтальных нагрузок в одном или обоих направлениях не должно превышать расчётную величину, равную 1,2 R.

Расчёт выдёргивающих нагрузок на основание

Расчёт винтовых свай под дом необходимо определять с учётом основных и особых нагрузок отдельно или при их одновременном воздействии. Кроме того, нужно выполнять расчёты по основным типам деформаций. При этом обязательно учитывается тип грунта и материала свай.

Определение основных параметров для расчётов может быть выполнено также при помощи полевых испытаний. При наличии неточной информации о несущих способностях нестабильного грунта может потребоваться дополнительное тестовое бурение в нескольких местах участка.

Основное условие для проведения расчётов

Выдёргивающая нагрузка на винтовую или буронабивную сваю под дом с воздействием сжимающих и/или растягивающих сил в вертикальном либо горизонтальном направлениях сводится к выполнению следующего условия:

Набивная свая

где F – приведённая действующая нагрузка на основание в верхней точке опор;

FR – допустимая горизонтальная нагрузка в верхней точке фундамента.

Параметр FR определяется на основе проведения расчётов на опрокидывание со сжатием или выдёргиванием. Среди двух рассчитанных величин выбирается та, которая имеет наименьшее значение.

Расчёт выдёргивающей нагрузки

Формула для вычисления выдёргивающей нагрузки F на фундамент имеет следующий вид:

где γf – коэффициент, характеризующий надёжность несущей конструкции, который в данном случае берётся равным 0,9;

Gn – значение веса конструкции фундамента;

γс – коэффициент условий работы, который принимается равным 1;

Fu,a – предельное сопротивление винтовых свай на выдёргивание;

γn – коэффициент надёжности сваи.

Выдёргивающее сопротивление зависит только от величины бокового трения.

Винтовые опоры диаметром 108 мм

На основе расчётов выдёргивающей нагрузки определают диаметр винтовых свай, которые потребуются для создания надёжного основания.

Если нагрузки на выдёргивание имеют значительную величину, то применяют буронабивные сваи с выполнением уширения пятки либо винтовые с диаметром более 108 мм. Наиболее устойчивыми к выдёргивающим силам являются буронабивные конструкции.

Однако их применение невозможно на грунтах с непробиваемыми пластами. Поэтому проектировщику приходится принимать достаточно сложное решение по возникшим технических проблемам.

Основным преимуществом применения винтовых свай диаметром 108 мм является возможность передачи выдёргивающих нагрузок в грунт. Дом построенный на их основе будет иметь более выгодную конструкцию, чем при использовании буронабивных опор, по параметру веса, надёжности и распределения нагрузки.

Испытания свай на выдёргивающие нагрузки

Для определения выдёргивающих нагрузок проводят статические испытания винтовых свай. При наличии песчаных слоёв грунта измерения проводят через 3 суток, а для глинистых — только после 6 суток. Для буронабивных свай испытательные работы следует выполнять только после набора бетоном прочности, определяемой по данным взятых образцов, созданных во время закладки опоры.

Испытания на вдавливание

Испытание винтовых свай статическим методом

В перечень основных испытаний на вдавливание опор под дом входят следующие этапы:

  1. Равномерная нагрузка.
  2. Дифференцированная нагрузка.
  3. Дифференцированная нагрузка, выполняемая по гистерезисной зависимости.

Величина нагрузки определяется необходимостью определения заданного уровня точности измерений. Обычно для равномерной нагрузки она составляет 0,07-0,1 от общей расчётной, а для дифференцированной – 0,2-0,4 для начальной ступени и 0,07-0,1 для последующих.

Переход между степенями нагружения осуществляется только после определения выхода на полную остановку усадки. Критерием является отсутствие изменений в течение 2-х последних часов наблюдения. Исключением из данного правила становятся песчаные и глинистые грунты, где создаётся необходимость проведения ускоренных испытаний. В таком случае вывод о стабилизации сваи принимается в течение часа при отсутствии смещений менее 0,1 мм.

На каждой ступени нагружения регистрируют показания измерительных приборов о вертикальном смещении сваи. Интервалы замеров длятся от 15 до 30 минут. Общее количество интервалов должно быть не менее трёх. Если выбрано нечётное число ступеней, то нагрузку на первой принимают равной величине всех последующих. После этого строят временную зависимость от вертикального смещения, а затем сравнивают с нормативным значением СП 22.13330.2011. Предельным считается такое значение, которое соответствует 0,1 от нормативной нагрузки.

Посмотрите видео, как проводится испытание опор с помощью вдавливания.

Испытания на выдёргивание

Испытания на выдёргивание винтовых свай под дом диаметром 108 мм определаются параметрами грунта, а также величиной предполагаемых нагрузок. Включают в себя следующие виды нагружения:

  • Увеличивающаяся ступенчатая нагрузка с выжиданием достижения стационарного состояния в положении сваи.
  • Пульсирующее ступенчатое воздействие с повышением нагрузки в несколько этапов: 1,25, 2,5 либо 5 мс. Суть заключается в проведении нагружения на каждой ступени от нуля до максимума, а затем полностью убирается без выжидания выхода в стационарное состояние. Изменение ступеней осуществляется только после стабилизации смещения опоры по вертикали по сравнению с предыдущей.
  • Знакопеременная нагрузка. На опору действует многократное нагружение одинаковой величины на выдёргивание и вдавливание, которые изменяют свой знак  при переходе через ненагруженную точку.
  • Непрерывно возрастающая нагрузка – на сваю действует постоянная выдёргивающая сила. При изменении величины нагружения не выжидают полной стабилизации, так как вполне достаточно достижения некоторого условного значения. Предельным значением нагрузки считается такое, когда перемещение опоры вверх не превышает 0,1 от величины её диаметра. Для переменных нагрузок и пульсирующих изменение положения не должно быть больше, чем 0,05 от диаметра сваи.

Выполнение испытаний для винтовых свай рекомендуется для уточнения расчётных значений сопротивления фундамента на выдёргивание и вдавливание.

Особенности проведения испытаний винтовых свай

Испытания винтовых опор

Винтовые сваи 108 мм под дом испытывают статическими нагрузками с применением следующих методов:

  • Ступенчатой нагрузкой с выжиданием стационарного состояния по вертикальным смещениям на каждой из величин нагружения.
  • Непрерывно увеличивающейся нагрузкой.
  • Знакопеременным или пульсирующим нагружением.

При ввинчивании винтовой сваи в грунт регистрируются следующие параметры: число оборотов, длительность заглубления, осевая пригрузка и крутящий момент. Периодичность записи данных в журнал определяется величиной погружения сваи на каждые полметра.

Пригрузка вдоль оси определяется плотностью грунта и его структурой. Численно она определяется путём деления теоретического числа оборотов сваи к реальному. Если соотношение имеет значение менее 1, то пригрузка повышается, а при большем — снижается. Оптимальным вариантом, который говорит о правильности настройки испытательной установки, считается равенство полученного значения единице.

Посмотрите видео, как проводятся испытания винтовых опор.

Заключение

После проведения расчётов и полевых испытаний на выдёргивающие нагрузки для свай диаметром 108 мм под дом проектировщиком решается вопрос о том, какую конструкцию фундамента выбрать и как разместить опоры. Было показано, как провести все необходимые расчёты по определению нагружения на выдёргивание, позволяющие избежать множества проблем при эксплуатации объекта.

Описаны процедуры проведения полевых испытаний на вдавливание и выдёргивание свай, которые являются дополнительным контролем правильности расчётов, а также источником сведений о несущей способности грунта.

Какую нагрузку выдерживают винтовые сваи — расчет веса нагрузки на сваю

После проведения геологоразведки и пробного завинчивания винтовой сваи, полученные данные обрабатываются. Далее инженеры подготавливают технический проект (план-схему) строительства здания на винтовых сваях. Ключевое место при составлении этого инженерного документа занимает расчёт свайного фундамента.

Основные принципы расчёта свайно-винтового фундамента

Важно отметить, что расчёт свайного поля для малых объектов (баня, бытовка или гараж) делается проще, и будет заметно отличаться от аналогичного расчёта винтового свайного фундамента, например, под каркасный дом. А расчёт свайного поля для заборов и ограждений имеет свои специфические особенности.

Тем не менее, общие принципы расчёта фундамента идентичны, так как они производятся согласно СНиП 2.01.07-85* «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ».

Чтобы рассчитать количество винтовых свай под фундамент необходимо знать общий вес постройки. При этом вычисляются следующие показатели:

  1. М1 – масса людей (максимально допустимое количество согласно п. 3.11 СНиП 2.01.07-85* «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ»), которые смогут находиться в здании одновременно. Также к этому показателю добавляется некое особое значение, которое отличается для зданий различного типа.
  2. М2 – снеговая нагрузка, которая рассчитывается согласно данным справочников, так как она может значительно различаться в разных регионах страны.
  3. М3 – общий вес всех стройматериалов, из которых будет возведён дом.

После этого общий вес М (М1+М2+М3) умножается на коэффициент прочности – (1.1 – 1.3)

Далее полученный результат делится на несущую способность винтовых свай. Известно, что для жилых построек применяются преимущественно винтовые сваи диаметром 89 и 109 (мм). При этом в расчёт принимается не максимальная, а минимальная несущая способность сваи.

Разумеется, что это лишь основные параметры довольно сложного расчёта винтовых свай. В ходе вычислений обязательно делаются поправки на данные геологоразведки и пробного завинчивания винтовой сваи:

  • глубину залегания грунтовых вод;
  • глубину нахождения несущего слоя почвы;
  • глубина погружения винтовой опоры в грунт и др.

Понятно, что выполнить столь сложные расчёты могут лишь высококвалифицированные специалисты. В компании «Сваи Альянс» этим занимаются опытные инженеры-строители.

Расчёт свайного поля для дома 6х8 м (два этажа)

Примерный расчёт винтового основания под двухэтажный дом будет выглядеть следующим образом.

Исходные данные:

  • тип грунта – глинистый тугопластичный (несущ. способность 4 500 г/см2;
  • крыша – пологая;
  • одна внутренняя несущая стена.

Замеры и расчёты показали, что:

  • общий вес плит из асбесто-цемента (кровля) – 2 500 кг;
  • масса межэтажных перекрытий – 10 000 кг;
  • масса чердачного перекрытия – 3 500 кг;
  • масса стен – 21 000 кг;
  • масса винтовых опор и обвязки – 3 000 кг.

То есть, М1 = 2 500 кг + 10 000 кг + 3 500 кг + 21 000 кг + 3 000 кг = 40 000 кг.

  • мебель, бытовая техника, инженерные коммуникации, примерная масса проживающих людей и т. д. М2 = 26 000 кг.
  • масса снега – М3 = 5 000 кг (данные специального справочника).

Таким образом, общий вес постройки с вместимым наполнением – М = 40 000 кг + 26 000 кг + 5 000 кг = 71 000 кг.

Коэффициент прочности для таких грунтов – 1.3 умножается на 71 т – получаем 92,3 т. Это и есть расчётная нагрузка на винтовой свайный фундамент. В ходе вычислений необходимо учесть, что расстояние между опорами под внутренней стеной будет на 30% больше от такого показателя под внутренними стенами.

Исходя из этого, несущая способность винтовой опоры составит приблизительно 4 650 кг (92 300 кг : 20 шт.).

Расчёт свайного поля для дома с мансардой 6 Х 6 м

Исходные данные:

  • дом возводится из бруса 150Х150 мм;
  • рассчитываем массу бруса 16.2 м2 Х 800 кг = 12 960 кг; это М1;
  • рассчитываем полезную нагрузку 6м Х 6м Х 150 кг = 5 400 кг; это М2;
  • рассчитываем снеговую нагрузку – 6м Х 6М Х 180 кг = 6 480 кг.

Таким образом, общий вес дома с полезной нагрузкой составляет М = 12 960 кг + 5 400 кг + 6 480 кг = 24 840 кг.

Умножаем на коэффициент прочности 24 840 кг Х 1,1 = 27 324 кг.

Поскольку для этого здания предназначены винтовые сваи СВС 89 мм (базовая несущая способность – 2 000 кг), то количество опор рассчитывается так:

27 324 кг : 2 000 кг =14 винтовых свай.

Шаг винтовых опор составит 200 см.

Расчёт свайного поля для дома из бруса 9х11 м

Исходные данные:

  • дом из деревянного бруса 200Х200 мм
  • рассчитываем массу бруса. Для строительства нужно 96,7 м3 материала. Вес 1 м3 деревянного бруса – 800 кг. То есть, масса бруса вместе с весом кровли и других издержек – 77 360 кг (96,7 м3 Х 800 кг) + 470 кг = 77 830 кг; это – М1;
  • рассчитываем полезную нагрузку на 1 этаж – 9м Х 11м Х 150 кг = 14 850 кг. Соответственно на 2 этажа – 14 850 кг Х 2 = 29 700 кг; это – М2;
  • рассчитываем снеговую нагрузку – 9м х 11м х 180 кг = 17 820 кг; это – М3.

Таким образом, общий вес здания будет М = М1 + М2 + М3 = 77 830 кг + 29 700 кг + 17 820 кг = 124 900 кг. Умножаем на коэффициент прочности 1,1 – и получаем итоговый вес дома – 137 400 кг.

Делим полученный результат на 2 500 кг (несущая способность сваи 108 мм) – и выходит 55 винтовых свай.

При этом шаг винтовых опор составит в среднем около 1 200 мм.

Зависимость несущей способности винтовой сваи от её размеров

Винтовая опора является основной расчётной единицей основания. Поэтому необходимо точно знать, какой вес способна выдерживать винтовая свая того или иного размера. Тем более, что увеличение параметров винтовых прямо пропорционально увеличивает их несущую способность.

Чем больше диаметр опоры – тем выше её несущая способность. Правда, увеличение диаметра сваи также неизбежно влечёт за собою увеличение толщины стенок её ствола и увеличение диаметра лопастей и их толщины. Таким образом, с изменением диаметра винтовой сваи параллельно происходит изменение и других сопутствующих параметров этого металлического элемента.

Все эти показатели в обязательном порядке учитываются при расчёте свайного поля под любую постройку. Поэтому в ходе расчётов достаточно важно знать точно, какой вес выдерживают винтовые сваи.

Приведённая ниже таблица показывает, как изменяется несущая способность сваи, в зависимости от изменений некоторых её параметров.

Размер сваи

Диаметр ствола

Толщина ствола

Диаметр лопасти

Толщина лопасти

Несущая способность

СВС 57 мм

57 мм

3 мм

200 мм

4 мм

До 1 000 кг

СВС 76 мм

76 мм

3,5 мм

250 мм

4 мм

До 2 000 кг

СВС 89 мм

89 мм

3,5 мм

250 мм

4 мм

До 4 000 кг

СВС 108 мм

108 мм

4 мм

300 мм

5 мм

До 6 000 кг

СВС 133 мм

133 мм

4,5 мм

350 мм

5 мм

До 10 000 кг

Данные таблицы хорошо показывают, как с увеличением размеров опоры возрастает её несущая способность, а также, сколько выдерживают винтовые сваи с различным диаметром ствола.


Винтовые сваи нагрузка расчет | Город свай

Начинающим строителям, а также всем тем, кто увлекается стройкой, а именно возведением фундамента, полезно будет ознакомиться с этой статьей, в которой указываются основные методики для расчета несущей способности винтовых свай.

Несущая способность винтовых свай: как правильно рассчитать нагрузку на винтовую сваю?

Для того чтобы рассчитать какова нагрузка на 1 винтовую сваю, нужно найти показатели площади основания сваи и узнать точное значение сопротивляемости почвенного грунта. Эти два значения требуется перемножить между собой, чтобы получить значение несущей способности сваи. Итак, приведем пример. Несущая способность винтовой сваи 108, которая установлена в глиняный грунт, будет определена таким способом:

  • Для начала требуется узнать значение площади лепестковой подошвы винтовой сваи. Например, диаметр лопастей винтовой сваи 108 равен 300 мм, значит, радиус равен 150 мм. Далее высчитать значение, перемножив радиус лопасти (150 мм) возведенный в квадрат на число Пи (3,14). Получится 706,5 см2.
  • После этого, оперируя данными таблицы в источниках, узнать несущую способность того грунта, где устанавливается фундамент. Несущая способность глиняного грунта равна 6 кг/ см2.
  • Затем, две полученные величины: нагрузку лопасти подошвы и нагрузку грунта перемножить. Из этого получается 6х706,5=4,2 тонны.

Из этих расчетов становится ясно, какую нагрузку может выдержать одна винтовая свая диаметром 108.

Как произвести расчеты несущей способности винтовой сваи, учитывая при этом надежность строительной конструкции?

Приведенные выше расчеты могут дать лишь общий результат, без учета конкретно того строения, которое вы планируете возводить. При расчетах следует учитывать и такой критерий, как запас прочности конструкции. Для того чтобы сделать расчет несущей способности сваи при этом, учитывая запас прочности сооружения, нужно воспользоваться формулой:

N=Fd/Yx

В данной формуле показатель N это та нагрузка, которую мы планируем рассчитать, F – это среднее значение несущей способности сваи, которую можно узнать методом умножения нагрузки грунта и площади винтовой сваи, Yx – это показатель запаса надежности сооружения. Точность вычислений несущей способности винтовой сваи с учетом запаса прочности здания будет определена лишь в том случае, если будет наиболее точно рассчитана несущая способность грунта, на котором будет возводиться постройка.

В конечном счете исходя из указанных нами условий – свая 108 и глинистый грунт, коэффициент запаса надежности сооружения может быть равным:

  • 1,75–1,4. Общее количество свай в данном случае может быть от пяти до двадцати, причем сваи должны быть с низким ростверком, монтирующимся на висячих опорах. 
  • 1,25 – такой коэффициент может быть выявлен при примерном расчете несущей способности грунтовой поверхности, с использованием сваи-эталона при зондировании почвы. Такие испытания проводятся геологами, которые создают на месте установки фундамента площадку для измерений с применением сваи-эталона. 
  • 1,2 – данный коэффициент получается при максимально точном измерении, которое возможно лишь при тщательном зондировании почвы, а также изучении почвенных образцов в химической лаборатории. 

По результатам расчетов получается, что несущая способность свай диаметром 108 равна 3,5 тонны. Этот показатель получается при точном измерении характеристик грунта, и на 1 тонну меньше – 2,5 при расчетах на основании табличных данных о характеристиках грунта.

Какова максимальная способность винтовых свай к нагрузке?

Теперь, когда нам известны все нюансы определения нагрузки на несущую опору, мы может рассчитать максимальную нагрузку на одну сваю. Для того чтобы произвести эти расчеты требуется:

  • Грунтовой поверхностью будет выступать песок с максимальной несущей способностью 15 кг/см2.
  • Опорой будут выступать свая маркой 108, которая имеет диаметр лопасти 300 мм. 
  • Коэффициент надежности равен 1,75, который указывает на точные показатели несущей способности и количестве свай около пяти.

В результате на основании этих данных, мы можем определить максимальную несущую способность каждой сваи, воспользовавшись следующим методом:

  • Площадь лепестковой опоры сваи 108 равна 706,5 см2.
  • Приблизительное значение опоры в соответствии с характеристиками грунтовой поверхности исходя из табличных данных равна — 10,5 тонн (706,5х15).
  • Оптимизированное значение опоры (точное значение) равно нагрузке в 6 тонн.

Исходя из этих данных, можно сделать вывод о том, что одна свая, имеющая радиус лопасти 150 мм, которая погружена в песок, может выдержать нагрузку равную 6 тоннам. Винтовые сваи – это очень надежный вид фундамента, которые ценятся в кругах строителей именно за их универсальные и надежные качества.

Испытание под нагрузкой на сваи — методы испытания под нагрузкой на сваи

Испытания под нагрузкой на сваи проводятся по истечении 28 суток после заливки свай. Два типа тестов, а именно начальные и стандартные тесты, для каждого типа нагрузки, а именно. вертикальные, горизонтальные (боковые) вытягивания, выполняются на сваях.

Испытания под начальной нагрузкой на сваи

Это испытание проводится для подтверждения расчетов расчетной нагрузки и предоставления руководящих указаний по установке пределов приемлемости для типовых испытаний.Это также дает представление о пригодности системы свай. Первоначальное испытание свай должно проводиться в одном или нескольких местах в зависимости от количества требуемых свай.

Нагрузка, приложенная для начального (циклического) испытания нагрузки, в 2,5 раза превышает безопасную несущую способность сваи. Нагрузка для начальных испытаний проводится в соответствии с пунктом 6.3 приложения «А» стандарта IS-2911, часть IV .

Стандартные испытания свай под нагрузкой

Выбор свай для планового испытания осуществляется на основании количества требуемых свай, но не более ½% от общего количества требуемых свай.Количество испытаний может быть увеличено до 2% в зависимости от характера / типа конструкции. Приложенная испытательная нагрузка в 1,5 раза превышает безопасную несущую способность сваи.

Метод поддерживаемой нагрузки, описанный в пункте 6.2 стандарта IS-2911 (часть IV) — 1985, должен применяться при загрузке для текущих испытаний.

Этот тест будет выполняться для следующих целей:

а) Для обеспечения безопасной несущей способности свай

b) Обнаружение любых необычных характеристик, противоречащих результатам Первоначального теста.

Испытания следует проводить только на уровне отсечки. По результатам испытаний готовится подробный отчет .

Испытания вертикальной нагрузкой на сваи

Это испытание будет проводиться в соответствии с IS-2911 (Часть IV) 1995 г.

Рис: Испытание вертикальной нагрузкой на сваи

Головка сваи — Головка сваи должна быть отрезана до получения прочного бетона, где это возможно. Армирование должно быть разрезано и голова выровнена с помощью гипса «Париж».На головку должна быть установлена ​​опорная плита с отверстием для упора домкрата.

Reaction- Кентледж должен быть соответствующим образом спроектирован для получения желаемой реакции на сваи. Анкерные сваи (при необходимости) должны быть размещены на расстоянии от центра к центру, в 3 раза превышающем диаметр сваи, при минимальном расстоянии 2 м.

Поселение — Используются 2 индикатора часового типа для одиночной сваи и 4 индикатора часового типа для группы свай с чувствительностью 0,01 мм. Они должны быть расположены на равном расстоянии вокруг свай на опорных стержнях, опирающихся на неподвижные опоры на расстоянии 3D (мин.1,5 м), где D — диаметр сваи или описанной окружности для некруглых свай.

Приложение нагрузки — Применяется, как указано, в зависимости от типа испытания (стандартное / начальное). Каждая нагрузка должна поддерживаться до тех пор, пока скорость смещения вершины сваи не составит 0,1 мм в первые 30 минут или 0,2 мм в первый час или 2 часа, в зависимости от того, что произойдет раньше. Следующее приращение нагрузки должно применяться при достижении вышеуказанного критерия.

Испытательная нагрузка должна выдерживаться в течение 24 часов.

Начальные испытания — Допустимая нагрузка на одиночную сваю должна быть наименьшей из следующих:

(i) 2/3 rd конечной нагрузки, при которой общее смещение достигает значения 12 мм, если иное не требуется в данном случае в зависимости от характера и типа конструкции, и в этом случае безопасная нагрузка должна быть соответствует заявленному допустимому общему смещению.

(ii) 50% конечной нагрузки, при которой полное смещение равно 10% диаметра сваи в случае свай одинакового диаметра или 7.5% диаметра луковицы при недоработанных сваях.

Текущие испытания — приемка

Максимальное оседание при испытательной нагрузке не должно превышать 12 мм.

Испытания поперечной нагрузки на сваи

Рис: Испытание горизонтальной нагрузкой на сваи

Домкрат следует размещать горизонтально между двумя сваями. Нагрузка на домкрат должна быть одинаковой на обеих сваях. Нагрузка будет прилагаться с шагом 20% расчетной безопасной нагрузки и на уровне отсечки.Нагрузка будет увеличиваться после того, как скорость смещения приблизится к 0,1 мм за 30 минут. Если уровень отсечки достижим, один индикатор часового типа точно на уровне отсечки должен измерить смещение. В случае, если уровень отсечения недоступен, должны быть установлены 2 индикатора часового типа на расстоянии 30 см друг от друга по вертикали, и боковое смещение уровня отсечения рассчитывается по аналогичным треугольникам.

Допустимая нагрузка на сваю должна быть наименьшей из следующих:

a) 50% конечной нагрузки, при которой общее смещение увеличивается до 12 мм.

б) Конечная нагрузка, при которой полное смещение соответствует 5 мм.

Испытания на вытяжку свай

Должна быть разработана подходящая установка для обеспечения подъемной силы свай. Приращения нагрузки и последующие смещения должны соответствовать случаю испытания на вертикальную нагрузку.

Рис. Испытание на вытягивание свай

Допустимая нагрузка должна быть наименьшей из следующих:

a) 2/3 нагрузки, при которой общее смещение составляет 12 мм, или нагрузки, соответствующей указанному допустимому подъему.

б) Половина нагрузки, при которой кривая смещения нагрузки показывает четкий излом.

Подробнее о Свайный фундамент

Расчет несущей способности сваи — одиночная и групповая сваи

Расчет несущей способности сваи определит предельную нагрузку, которую свайный фундамент может принять в условиях эксплуатационной нагрузки. Эта способность также называется несущей способностью свай.

Устанавливаемые сваи могут быть одиночными или групповыми.Следовательно, расчет нагрузки для одиночной и групповой свай будет другим. Это делается для заданных условий нагрузки или размера фундамента.

Здесь расчет несущей способности как для одиночных, так и для групповых свай.

Расчет несущей способности одиночной сваи

Здесь необходимо определить вертикальную нагрузку и горизонтальную нагрузку, действующую на сваю.

Расчет вертикальной нагрузки

Рис.1: Вертикальная нагрузка на сваю

Допустимое сопротивление сжатию R ac одиночной сваи обеспечивается концевым подшипником F eb и поверхностным трением для каждого слоя F sf .Таким образом,

Rac = Feb + Total (Fsf) Eq.1

Таким образом, максимальная сжимающая рабочая нагрузка, которую может выдержать одна свая, равна ее общему сопротивлению R ac, за вычетом собственного веса сваи W. Таким образом,

Nser Eq.2

Свая также может выдерживать растягивающую нагрузку. Максимальная рабочая нагрузка при растяжении, которую может выдержать свая, составляет

.

Крыса = Всего (Fsf) + W Ур.3

Детали исследования грунта предоставят подробную информацию о концевом подшипнике и величине поверхностного трения.Эти значения получены с помощью испытательных нагрузок и энергетических процедур забивания свай. Эти конечные значения делятся на частный коэффициент надежности от 2 до 3, чтобы получить допустимые значения F eb и F sf .

Расчет горизонтальной нагрузки

Рис.2: Горизонтальная нагрузка на сваи

Двумя основными факторами, ограничивающими горизонтальную вместимость сваи, являются:

  1. Максимальный прогиб конструкции
  2. Конструктивная способность сваи

Максимальная горизонтальная способность для данного прогиба определяется по модулю реакции земляного полотна (кН / м3).Существует несколько методов определения модуля реакции земляного полотна.

Расчет грузоподъемности свай

Для того, чтобы выдерживать большие нагрузки, сваи располагаются группами. Сваи располагаются группами, что позволяет уменьшить размер и стоимость строительства свайной шапки.

Рис.3.Групповая вместимость сваи

Без помех Несущая способность и требуемые условия забивки достигаются за счет обеспечения минимального свободного расстояния между сваями.Это расстояние будет равно удвоенному диаметру сваи.

Рис.4. Минимальное расстояние между сваями

Общая вертикальная эксплуатационная нагрузка на группу свай не должна превышать грузоподъемность группы, которая определяется по формуле:

Групповая нагрузка = групповая фрикционная способность + несущая способность на конце группы

= 2D (L + K) k1 + BLk2 Уравнение 4

Где k1 и k2 — коэффициенты почвы. Нагрузки на отдельные сваи в группе ограничиваются несущей способностью одной сваи.

Глава 8 — Испытание статической свайной нагрузкой и динамический анализ сваи

8-3 Контрактное администрирование испытаний под статической нагрузкой на сваи и динамического анализа свай

В начале любого проекта, требующего испытания статической свайной нагрузки и / или динамического анализа сваи, инженер должен тщательно изучить планы контракта, особые положения, стандартные спецификации и меморандум 130-2.0 о строительстве моста, Испытания свайной нагрузки, чтобы ознакомьтесь с требованиями контракта.

Инженер несет ответственность за координацию испытаний под статической нагрузкой свай и динамического анализа свай с отделом тестирования фундамента. Ранний контакт и хорошее общение с ними важны, так как это гарантирует, что процесс протекает гладко. График установки свай от Подрядчика должен быть получен как можно раньше. Затем это расписание должно быть отправлено в Foundation Testing Branch. Детали, касающиеся материально-технических потребностей испытательной бригады, также должны быть обсуждены с отделом тестирования фундамента, а необходимая информация передана Подрядчику.

В спецификациях контракта3 указано, что Подрядчику необходимо выполнить дополнительную работу, чтобы помочь в настройке и проведении испытаний под статической свайной нагрузкой. Таким образом, для компенсации этих расходов необходимо будет написать приказ об изменении. Это не относится к динамическому анализу, так как он оплачивается в соответствии с пунктом контракта за укладку свай или как указано в специальных положениях. Подрядчик должен быть уведомлен как можно раньше о конкретном оборудовании и помощи персонала, необходимом для Испытательного отделения Фонда, чтобы завершить испытание статической свайной нагрузкой или операции КПК.

Как правило, для испытания статической свайной нагрузкой Подрядчик должен предоставить кран и оператора для подъема и размещения испытательного оборудования с транспортных прицепов Caltrans на свайный массив, а также для однократного возврата оборудования в прицеп. тестирование завершено. Кран должен быть способен поднимать и размещать соответствующую балку для испытания нагрузки на группы для испытания свай. Иногда для нагрузочных испытаний используется балка весом 54 000 фунтов или больше. Фактический размер используемой балки должен быть подтвержден в отделении тестирования фундамента.Отделение Foundation Testing Branch предоставит всю необходимую оснастку. Подрядчику потребуется предоставить сварщика, сварочный аппарат и резаки для помощи в установке испытательного оборудования. Конкретные логистические потребности и вопросы, связанные с конкретным проектом, следует обсудить с персоналом из отдела тестирования Foundation, чтобы обеспечить эффективную координацию настройки тестирования.

В спецификациях контракта указано, что никакие сваи, представленные сваей для испытания на нагрузку, не могут быть бурены, отлиты, разрезаны по длине, забиты, а также изготовлены арматурные каркасы до завершения необходимых испытаний статической нагрузкой.Кроме того, инженер должен убедиться, что зона испытания статической нагрузкой и / или КПК является сухой и свободной от мусора. Вокруг испытательных свай следует создать безопасную рабочую зону, и любые операции Подрядчика, которые противоречат работе испытательных бригад, должны быть приостановлены до завершения испытаний.

Статическая нагрузка на сваи Испытания бетонных свай нельзя начинать до тех пор, пока бетон не достигнет прочности на сжатие 2 000 фунтов на квадратный дюйм (PSI), за исключением сборных железобетонных свай, которые нельзя забивать в течение 14 дней после заливки.Дополнительный цемент или цемент типа III (высокоразвитый) может быть использован за счет Подрядчика, но только для свай для испытаний на нагрузку, не включенных в работу.

В спецификациях контракта указано, что Инженеру не потребуется более 15 дней для выполнения каждого испытания на статическую нагрузку, если иное не предусмотрено специальными положениями. Это важно, поскольку Caltrans будет нести ответственность за любые дополнительные расходы или задержки по графику, если тестирование займет больше времени или если оно не начнется в запрошенный день.Таким образом, очень важно своевременное и эффективное общение с отделом тестирования Foundation.

8-4 Требования к осмотрам при испытании статической нагрузкой и КПК

Как и в случае с эксплуатационными сваями, очень важно, чтобы инженер обеспечил, чтобы все сваи, которые будут использоваться для испытаний под статической нагрузкой свай и PDA, были забиты или построены в соответствии с планами контракта и спецификациями контракта. Инженер должен обсудить и подтвердить установку массива свай для испытаний под нагрузкой с отделом тестирования фундамента задолго до начала работ, даже если планы контракта адекватно описывают установку свай для испытаний.

Испытательные сваи должны быть установлены вертикально и с указанной высотой вершины, указанной в планах контракта. Все сваи (анкерные и испытательные) в каждой испытательной группе необходимо регистрировать на протяжении всей забивки. Что касается буронабивных свай, следует вести протокол классификации грунта по всей длине каждой. Если какая-либо из забивных свай имеет низкую несущую способность при заданной высоте наконечника (менее 50% от требуемой), то инженер должен связаться с отделом тестирования фундамента, проектировщиком и геопрофессионалом, чтобы узнать, является ли изменение указанной высоты наконечника подходящее.Изменения заданной отметки конца испытательной и / или анкерной сваи потребуют внесения изменений в договор.

Требуются дополнительные работы с анкерными и испытательными сваями для облегчения работы испытательного оборудования. Эти детали включены в стандартные планы, а также могут отображаться в планах контрактов. Если детали не подходят для свай или неясны, обратитесь к проектировщику и / или в отдел тестирования фундамента. Реакции при испытании на нагрузку значительны, и правильное положение очень важно.Поэтому верхняя часть МКПЧА испытаний свай должна быть ровными и гладкий шпатель, чтобы обеспечить полный контакт / подшипником реакционного теста нагрузки пучка.

Контрактные планы или особые положения могут требовать, чтобы анкерные сваи были построены так, чтобы опрокидывался ниже уровня испытательной сваи, в качестве дополнительной меры предосторожности, чтобы гарантировать, что сваи не вырвутся во время испытания. Этот вопрос следует обсудить с подразделением Foundation Testing Branch. Любые изменения длин свай по сравнению с теми, которые указаны на планах контрактов, потребуют внесения изменений в контракт.

Если строительный проект включает динамический анализ свай, в спецификациях контракта4 указывается, когда сваи, подлежащие анализу, должны быть доступны государственному персоналу, чтобы можно было выполнить необходимые приготовления для этих свай перед их забивкой. Технику из отделения тестирования фундамента потребуется доступ к сваям, чтобы подготовить их к установке необходимого оборудования. Инженер должен обеспечить, чтобы Подрядчик оказывал помощь техническому специалисту по мере необходимости для маневрирования свай.

Когда бригада нагрузочных испытаний прибудет на строительную площадку, Инженеру необходимо будет иметь копии журналов забивки свай, записи классификации грунта (для свай CIDH), журнала испытаний бурения и плана фундамента, доступных для их использования. Когда испытание под нагрузкой статической сваи и / или динамический анализ сваи будут завершены, отделение тестирования фундамента предоставит отчет, в котором будет указано, подтвердили ли испытания проектные предположения или потребуются ли изменения в эксплуатационных сваях. Эти изменения обычно вносятся без необходимости дополнительных нагрузочных тестов.Если требуется дополнительное испытание, Инженер должен обязательно задокументировать любые задержки в работе Подрядчика. Если требуется дополнительное тестирование, Caltrans будет нести ответственность за дополнительные расходы, понесенные Подрядчиком. Существенные изменения сваи (в результате плохих результатов испытаний) могут существенно повлиять на административные аспекты контракта. Изменения могут быть такими, что цены на товары для работы с сваями больше не действительны, и может потребоваться корректировка цен на товары.

Опять же, очень важно, чтобы инженер установил хорошую линию связи с отделом тестирования Foundation на ранних этапах проекта.Целью всегда должно быть четкое понимание того, какая координация должна выполняться, чтобы правильно установить испытательные сваи и настроить оборудование для испытаний под нагрузкой без значительных задержек в проекте. Хорошая координация также важна, поскольку она позволяет рабочим бригадам, проводящим испытания статической нагрузки, выполнять испытания эффективно и по графику.

видов испытаний свай | Структурный мир