Какие бывают испытания свай и почему не всегда обязательна проверка статической нагрузкой

 

Строительство зданий и сооружений невозможно без надежного фундамента, который во многом определяется качеством используемых свай. Для обеспечения безопасной эксплуатации объекта важно правильно не только выбрать тип опорных конструкций, но и провести тщательное тестирование.

Общие определения

Статические испытания являются наиболее распространенным и достоверным методом оценки несущей способности свай. Они заключаются в постепенном увеличении нагрузки на опору для выяснения предельного значения контрольного параметра. Данный вид испытаний позволяет получить информацию о фактической несущей способности сваи, ее осадке и других важных характеристиках.

Статические испытания обязательны для свай, используемых в ответственных конструкциях, а также в случаях, когда расчетные методы определения несущей способности вызывают сомнения.

 

Динамические испытания основаны на воздействии ударной нагрузки с последующей регистрацией ее реакции. Этот метод позволяет оперативно оценить несущую способность сваи и является более экономичным по сравнению со статическими испытаниями. Динамические испытания применяются для опор, забиваемых в грунт, а также в случаях, когда статические испытания невозможны или нецелесообразны. Результаты проверки могут быть использованы для корректировки расчетных параметров.

 

Испытание на выносливость заключается в приложении к свае циклической нагрузки, имитирующей воздействие ветровых или сейсмических воздействий. Такая проверка позволяет оценить долговечность опоры и ее способность противостоять усталостным разрушениям.

 

Испытания на горизонтальную нагрузку применяются для свай, работающих на горизонтальные нагрузки: опор мостов, причальных сооружений и др. Они позволяют определить боковую несущую способность опор и возможные горизонтальные перемещения в процессе эксплуатации.

 

Какие нормативные документы можно использовать для определения программы испытаний

 

 

Основные нормативы по заданной теме изложены в СП 24.13330.2021 «Свайные фундаменты». В следующем перечне перечислены пункты этого документа и ситуации, в которых необходимо выполнение испытаний в рамках программы инженерно−геологических изысканий:

 

• 5.2 – использование свай новой конструкции, строительство сооружений класса КС−3;

• 5.3 (по указанию авторов проекта) – передача на опорные элементы горизонтальных (выдергивающих или знакопеременных) нагрузок с определением наиболее значимого воздействия по ГОСТ 5686;

• 7.2.1 и 7.2.3 – расчет несущих способностей при наличии в основании размягчаемых/выветрелых скальных грунтов, а также при проектировании объектов КС−2 и КС−3;

• 7.2.14 и 7.3.14 – опирание свай на глинистый грунт и при больших нагрузках;

• 12.7 – заделка опор в ростверк.

 

 

В разделе 7.3.1 определены допустимые технологии проверки: статические, динамические, эталонной сваей и др. Количество выполняемых испытаний определяется утвержденным проектом. Оно зависит от нескольких факторов:

 

• нагрузок;

• типоразмеров свай;

• грунтовых условий.

 

Статические испытания, например, выполняются не менее трех и четырех для объектов КС−2 и КС−3 соответственно.

 

При большой длине железобетонных свай (>20 м) выполняются динамические испытания. Они выполняются по программе, основанной на принципах волновой теории ударных воздействий. Для создания соответствующей нагрузки применяется типовой или специально изготовленный молот. Использование этого инструмента должно провоцировать перемещение опоры на 2 мм и более. Подробные сведения о методе изложены в ГОСТ 5686−2020 (п.8.4).

 

При выполнении проверки несущей способности грунта и реконструкции сооружений можно пользоваться соответствующими пунктами нормативов СП 24.13330.2021: 7.2.5, 5.6 и 8.14. Их изучение позволяет определить ситуации, в которых необходимо проводить испытания.

 

Опора на нестабильное основание (глина с текучестью более 0,6 или рыхлый песок) действующими правилами не рекомендуется. Но при необходимости применения именно такого инженерного решения типового расчета несущей способности недостаточно. Полученный результат вычислений при установке вдавливаемых/забивных свай надо подтвердить статическим испытанием, которое выполняется с применением технологий по ГОСТ 5686−2020.

 

Отдельные правила предусмотрены для корректной реконструкции зданий и сооружений. Состояние установленных элементов опор лучше проверять с применением геофизических методов: ультразвуковой дефектоскопии, импульсного эхо−зондирования и др. Они позволяют выявить дефекты в теле сваи, оценить ее целостность и глубину погружения в грунт без разрушения конструкции. Если предполагается увеличение эксплуатационной нагрузки надстройкой или другими тяжелыми функциональными компонентами, требуется выполнение статических испытаний по методике ГОСТ 5686−2020.

 

В каких случаях проверку статической нагрузкой можно не выполнять

 

 

Для определения исключений перечислим ситуации (особенности опор), которые подразумевают обязательное выполнение испытаний этой категории:

 

• разновидности свай – стойки, буровые висячие, любые нового типа, длина более 20 метров;

• объект класса КС−3;

• реконструкция со значительным увеличением веса сооружения;

• опирание на слабые грунты.

 

Вне зависимости от действия рассмотренных нормативных документов, проектная организация вправе сделать соответствующую проверку обязательной.

 

Выбор методов испытаний свай определяется конкретными условиями строительства, требованиями к надежности фундамента и экономическими факторами. Статические испытания являются наиболее достоверным, но дорогостоящим методом. В ряде случаев они могут быть заменены другими видами проверок, что позволяет сократить затраты, но при этом важно обеспечить надежность получаемых результатов.