Сп 45.13330.2017 земляные сооружения, основания и фундаменты. актуализированная редакция снип 3.02.01-87 (с изменением n 1)

Технология статических испытаний

Испытание свай, согласно требованиям стандарта, осуществляется по следующему алгоритму:

• Разрабатывается программа и методика выполнения проверки, содержащая информацию о максимальном передаваемом на конструкцию усилии, шаге распределения нагрузки, который должен составлять 10% от массы тарированного груза.
• Организация-проектировщик определяет количество изделий для испытания грунтов сваями, места их забивки.
• На будущем свайном поле производится забивка группы свай в зонах, соответствующих наихудшим, наиболее неблагоприятным условиям или местах, где произошли отказы при погружении.
• Производится установка нагружающей конструкции, комплекта оборудования, обеспечивающего передачу усилий.

Статические испытания свай

Проверка свай статической нагрузкой предусматривает три этапа работ:

• подготовку испытываемой опоры;
• производство испытаний;
• обработку полученной информации.

Процесс подготовки, согласно ГОСТ, предусматривает отлежку, то есть «отдых», срок которого составляет:

• 1 сутки, если погружение производится в плотные слои песка или крупнообломочные массивы.
• 3 дня для песчаных оснований.
• 6 дней для глинистой поверхности и разнородных масс.
• 10 дней для водонасыщенных и мелкодисперсных песков.
• 20 дней для текучих, пластичных и мягких глинистых фракций.

Испытание свай, согласно положениям документа, представляет собой последовательное увеличение нагрузки. Величина погружения в плотный массив грунта при первом цикле нагружения может составлять пятую часть от общей массы тарированного груза. Усилие прилагается при стабилизации положения после предыдущего цикла приложения нагрузки. Контроль значения осадки проверяют прогибомерами часового типа и электронными приборами, цена деления которых составляет 0,1 миллиметр. До приложения усилий данные всех приборов обнуляют и после каждого цикла воздействия нагрузкой контролируют показания всех приборов. Критерием стабилизации положения является перемещение на расстояние не более 0,1 миллиметр на протяжении последних 60-120 минут наблюдений.

В ходе проверки прилагаются пиковые значения усилий, при которых натурный образец проседает более 40 миллиметров, а эталонные изделия заглубляются в грунт на 20 мм и более. Значение усилия, при котором нагружение остановлено, является величиной частного предельного сопротивления.

Статические испытания свай

Статические испытания свай выполняются в соответствии с требованиями:

— ГОСТ 5686-94 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями»;

— СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»;

— СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов»

Перед началом производства работ нашими специалистами разрабатывается и согласовывается «Программа проведения испытаний свай». Сами статические испытания свай можно проводить на разных этапах строительства и проектирования — на стадии изысканий, до начала рабочего проектирования, в процессе погружения свай, при приемке погруженных свай.

В зависимости от этапа будут различаться и цели статических испытаний свай:

— На стадии изысканий статические испытания свай проводят с целью выбора длины и сечения свай и оценки их несущей способности;

— В процессе погружения и при выемки погруженных свай целью статических испытаний будет определение соответствия фактической несущей способности свай и сопоставление ее с расчетной, принятой в проекте.

Полученные при статических испытаниях свай данные, как правило, отличаются существенно большей точностью и достоверностью, чем при динамических испытаниях свай.

Вместе с тем статические испытания свай более сложны, дороги и трудоемки по сравнению с динамическими и в связи с этим назначаются в основном при строительстве сложных и крупных объектов с большим числом свай в фундаменте

Технология проведения статических испытаний свай

Проведение статических испытаний свай начинается с определения проектирующей организацией числа испытуемых свай и мест их забивки. После этого в определенных местах погружается несколько пробных свай. Испытания в процессе забивки и при приемке производятся на сваях, расположенных в местах с наихудшими для данного объекта грунтовыми условиями или давших наибольшие отказы при забивке.

Перед испытаниями сваи должны отстояться для того, чтобы восстановились структурные связи в грунтах и, соответственно, свая показала реальные результаты. Время т.н. «отдыха» сваи перед испытаниями согласно ГОСТ составляет:

1 день — в случае если под острием сваи крупнообломочные грунты, или плотные пески

3 дня — для песчаных грунтов

6 дней — для глины и разнородных грунтов

10 дней — для водонасыщенных песков.

В большинстве случаев время «отдыха» сваи — 6 дней с момента забивки.

Испытываемую сваю нагружают ступенями, переход к следующей ступени нагружения осуществляют после условной стабилизации осадки на предыдущей ступени. Для измерения осадки испытываемой сваи устанавливают прогибомеры часового типа с ценой деления 0,01 мм или с электронным циферблатом.

Перед нагружением сваи берут нулевые отсчеты по всем приборам. На каждой ступени нагружения сваи снимают отсчеты по всем приборам.

За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость осадки сваи на данной ступени нагружения, не превышающую 0,1 мм за последние 60 или 120 мин наблюдений.

За частное значение предельного сопротивления испытываемой сваи принимается нагрузка, при которой прекращено нагружение сваи.

Схемы установок для проведения статического испытания свай:

Установка с гидравлическим домкратом, системой балок и анкерными сваями

Установка с грузовой платформой, служащей упором для гидравлического домкрата

Условные обозначения:

1 — испытываемая свая

2 — анкеpная свая

3 — pепеpная система с пpогибомеpами

4 — домкpат с манометpом

5 — система упоpов, балок

7 — опоpа

8 — гpуз (упоp для домкpата)

Способы статического испытания свай

Выбор оборудования для статических испытаний сваи зависит от принятого способа нагружения.

В настоящее время известны следующие способы нагружения:

— укладка груза на платформу, устанавливаемую на сваю;

— использование усилия гидравлических домкратов;

— использование собственного веса СВУ.

Преимущественное распространение получил способ статического испытания свай с использованием гидравлических домкратов — наименее трудоемкий и наиболее недорогой. Специалисты нашей компании чаще всего используют для нагружения сваи собственный вес сваевдавливающей установки, что позволяет нашим клиентам экономить до 50% средств на испытаниях.

Сплошность свай (ульразвуковая дефектоскопия свай, сейсмоакустическая дефектоскопия свай)

Внутренний диаметр контрольных трубок для проведения ультразвуковой дефектоскопии свай должен быть строго 50 мм.

Из СП 45.13330.2017 Земляные сооружения, основания и фундаменты.

12.8 Прием и контроль качества изготовления свайных фундаментов

Согласно пункту 12.7.3  Земляные сооружения (контроль сплошности буронабивных свай):

12.8.3  В состав работ по выборочному контролю качества бетона свай включены:

• выбуривание кернов на полную длину из 2% общего числа выполненных из монолитного бетона свай на объекте, но не менее двух свай и испытания образцов бетона, изготовленных из керна, на одноосное сжатие;
• контроль длины свай и оценка сплошности их стволов с использованием сейсмоакустических испытаний — 20% общего числа свай на объекте;
• оценка качества (однородности) бетона свай на полную их длину методами радиоизотопных или ультразвуковых измерений — 10% общего числа свай на объекте;

Примечание — При согласовании с проектной организацией допускается ограничиться одним из указанных способов контроля.

Из ГОСТ 5686-2012 Грунты. Методы полевых испытаний сваями.

Так же согласно пункту 8.1 ГОСТ 5686 — 2012 сваи испытываемые статической нагрузкой должны быть проверены на сплошность:

Примечание — Перед проведением испытаний буровые сваи должны быть проверены на сплошность стволов, в том числе, в случае необходимости, сейсмоакустическим методом.

Изменение N 1 к СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты.  Дата введения 2017-06-04

Пункт 7.5.17 При устройстве буронабивных свай диаметром, превышающим 800 мм, не менее 10 % из них, (а при нагрузке более 500 кН — все сваи) должны быть запроектированы с арматурными каркасами, оснащенными специально предусмотренными трубками, обеспечивающими возможность контроля сплошности и прочности бетона свайных стволов неразрушающими методами.

Изложить в новой редакции:

«7.5.17 При устройстве буронабивных свай диаметром, превышающим 850 мм, не менее 10% свай для сооружений класса КС-2 из них и не менее 30% свай для сооружения класса КС-3, а при нагрузке на сваю более 10 МН — 50% свай должны быть запроектированы с арматурными каркасами, оснащенными специальными трубками для контроля сплошности и однородности стволов свай неразрушающими методами».

Из СП 46.13330.2012

«8.15 Операционный и приемочный контроль качества устройства буровых свай, столбов следует осуществлять силами независимой организации в соответствии с техническими требованиями, указанными в таблице 6»;

пункт 5 изложить в новой редакции:

Количество свай для УЗД, количество свай проверяемых на сплошность, количество свай в которое нужно закладывать трубки для УЗД

Законодательные нормы по устройству свайных фундаментов

При проектировании и дальнейшем обустройстве свайного фундамента важно учитывать требования Градостроительного кодекса РФ, однако все технические и практические нюансы монтажа винтовых свай указываются исключительно в СП и СНиП, которыми и необходимо руководствоваться при возведении основания

СНиП для свайных фундаментов

Кроме упомянутого выше СНиП 2.02.03-85, в СССР действовали СНиП II-17-77, также регламентировавшие проектирование и установку фундаментов на сваях, однако с 1985 года они являются недействительными. Также в строительных организациях широко пользуются нормами, приведенными в СНиП РК 5.01-03-2002 «Свайные фундаменты», в которых приведены полезные дополнения по расчету способности свайных изделий пирамидальной формы выдерживать нагрузки, совместного воздействия сил в вертикальном и горизонтальном направлении и момента при установке свайных изделий, а также определению степени осадки единичной сваи и свайного основания ленточного типа в целом. Тем не менее, Вы можете скачать СНиП 2.02.03-85.

Проектирование и монтаж свайно-винтового фундамента

При проектировании и устройстве фундамента на сваях необходимо в соответствии со строительными нормативами принять во внимание следующие особенности:

• экологические требования;
• наличие в непосредственной близости других домов и сооружений;
• особенности конструкции строения;
• расчетные нагрузки на фундамент;
• сведения, полученные во время инженерно-геологической разведки почвы;
• данные о сейсмической активности в данной местности.

Непосредственно при установке свай следует принять во внимание и качество самих изделий. Построить хороший надежный свайный фундамент без обращения к проверенным временем правилам и руководствам по строительству невозможно, поэтому теоретическая подготовка перед началом строительства просто необходима

Построить хороший надежный свайный фундамент без обращения к проверенным временем правилам и руководствам по строительству невозможно, поэтому теоретическая подготовка перед началом строительства просто необходима.

Динамическая проверка

Она осуществляется с использованием специального оборудования, применяемого для погружения. При проверке отслеживается степень погружения в почву на каждый цикл воздействия молота. Постепенно погружаясь в грунт, опора воспринимает противодействие грунта. Оно выражается в том, что при заглублении уменьшается значение отказа. Данная проверка базируется на взаимосвязи импульса рабочей части оборудования и несущей способности конструкции.

При испытаниях осуществляется экспериментальная забивка, по результатам которой определяется оптимальная длина опор, выполняется оценка соответствия реального и теоретического значений отказа. Мероприятия позволяют определить несущие слои почвы, диагностировать слабые зоны свайного поля, оценить усилия, которые могут воспринимать забитые опоры. По завершении динамического контроля результаты оформляются графическим образом и характеризуют координаты положения в соотношении с приложенными усилиями.

Динамические испытания свай с установкой на них дополнительного веса

 Указанный метод, по сравнению со статическим способом контроля, обладает рядом преимуществ:

• незначительными затратами, связанными с применением техники, имеющейся на объекте строительства;
• оперативностью выполнения работ, которые можно осуществить на протяжении одного рабочего дня;
• возможностью использования для испытаний любых видов изделий, независимо от их способности воспринимать приложенные усилия.

Стандарт рекомендует сопоставлять данные динамических замеров с показателями статических проверок. Данный способ проверки не применяется при обустройстве свайных оснований на легких песчаных грунтах.

Технология динамической проверки

Стандарт предписывает поэтапно осуществлять испытания грунтов сваями с применением динамического метода:

• Первоначально, до разработки проекта площадки застройки или перед выполнением забивки элементов. Мероприятия позволяют оценить степень неоднородности почвы на объекте будущего строительства.
• Следующая стадия динамического контроля осуществляется при забивке основных опор в грунт с целью определения их несущих характеристик. Этот этап позволяет выявить слабые участки на площадке, где забиваются опоры, определить несущие слои почвы.
• Заключительную динамическую проверку необходимо выполнять после окончания забивки для уточнения характеристик после «отлежки» изделий.

Интервал отлежки опор, предназначенных для установки в глинистых почвах, составляет не менее 6 суток, а для песчаных почв – три дня с момента завершения погружения в почву.

При забивке проверяемых опор с помощью молота контроль отказов позволяет определить силовые слои почвы, оценить способность погруженных в почву конструкций воспринимать усилия. Также выявляются проблемные зоны свайной площадки. Документ предусматривает выполнение проверочной забивки для измерения несущих характеристик после отлеживания. Для этого должен использоваться тот же молот, который применялся при забивке. Для глинистых почв необходимо выполнять короткие циклы ударов молота, обеспечивающие сохранить структуры грунта.

После завершения мероприятий регистрируется значение отказа, соответствующее уровню погружения опоры в почву после цикла воздействия. Предусмотренные стандартом расчеты позволяют определить силовую характеристику опоры. Точность полученных результатов прямо пропорциональна достоверности фиксации высоты молота, массы рабочей части. Необходимо учитывать вес насадки и погружаемой опоры. При обработке результатов измерений учитываются данные упругих погружений изделия и почвы после каждого удара.

Для контроля параметров при динамической проверке используется нивелир, контролирующий упругие перемещения опоры и почвы с точностью 1 мм. В ходе погружения экспериментальных и при приемочном контроле установленных опор выполняются динамические испытания свай, прошедших отлежку.

Нивелир работает с точностью до 1мм

Следует точно замерить высоту, с которой падает молот. При динамическом контроле это позволяет точно вычислить несущую способность. Контроль высоты осуществляется с использованием измерительной рейки, имеющий отметки с интервалом в 5 сантиметров. Она крепится к насадке или молоту, позволяет визуально с допуском 2 сантиметра определить высоту, с которой осуществляется опускание молота.

Стандарт четко регламентирует комплекс требований, выполнение которых позволяет определиться с видом фундамента для возводимого здания.

Терминология

Стандартом предусмотрено использование для испытаний трех типов опорных элементов:

• Натурного образца, представляющего собой реальное изделие, используемое при обычном строительстве. Геометрические размеры, материал, из которого оно изготовлено, а также способ установки полностью соответствуют фактическим условиям площадки застройки. В частности, если натурный образец запланирован для контроля буронабивного фундамента, то его монтаж должен производиться с учетом правил и технологии монтажа аналогичных элементов. В данном случае должно осуществляться бурение шахты, установка опалубки, армирование, заливка бетона.
• Эталонной сваи, выполненной из составного металлического стержня, который имитирует стандартное изделие забивного типа и имеет диаметр 114 мм. Собранный из отдельных сегментов эталон имеет длину 12 метров.
• Сваи-зонда, изготовленной из составных металлических элементов диаметром 127 миллиметров. Отличается наличием полюсного наконечника, оснащается муфтой трения. Собранный зонд имеет длину 16 метров.

Схемы конструкций эталонной сваи и сваи-зонда представлены на рисунках А.1 и А.2.

Рисунок А.1 — Схема конструкции сваи-зонда

Рисунок А.2 — Схемы конструкций эталонной сваи

Общие указания

4.1.
При устройстве буронабивных и трубобетонных свай-стоек в вечномерзлых грунтах
следует соблюдать требования глав СНиП: по правилам производства и приемки
работ оснований и фундаментов, по правилам производства и приемки работ
бетонных и железобетонных монолитных конструкций, по технике безопасности на
строительство, СИ 393-69 «Указания по сварке соединений арматуры и
заказных деталей железобетонных конструкций», а также требования
настоящего раздела.

4.2. К
производству работ по устройству буронабивных и трубобетонных свай допускаются
только лица, прошедшие специальную подготовку на знание требований настоящей
Инструкции.

4.3.
В проектах производства работ следует предусматривать:

а)
снабжение буровых станков горячей водой в зимнее время;

б)
места слива бурового шлама;

в)
площадки для складирования секций арматурных каркасов и обсадных труб в радиусе
действия кранов;

г)
выдерживание бетона свай в вечномерзлом грунте методом «термоса» и
электропрогрев бетона на глубину 5 м при отрицательной температуре воздуха;

д)
установку в каждой четвертой свае на всю глубину скважины стальной трубки
диаметром 38-50 мм для контроля температурного режима бетона, выдерживаемого
методом «термоса». Установку таких же трубок длиною 5 м во всех
остальных сваях при бетонировании в период года с отрицательной температурой воздуха
для контроля температурного режима электропрогрева бетона. Трубки в обоих
случаях должны устанавливаться в зоне контакта бетона с грунтом стенок скважин
или бетона с обсадными трубами;

е)
устройство специальных скважин или оборудованное помещение для выдерживания
контрольных бетонных образцов при температуре вечномерзлого грунта.

4.4. До
начала бурения скважин следует выполнить:

а)
предварительную планировку строительной площадки согласно проекту;

б)
устройство автоподъездов;

в)
разбивку и закрепление на площадке основных осей свайного поля;

г)
работы согласно требованиям, указанным в «а», «б» и «в» настоящей Инструкции.

4.5. В
процессе устройства свай должен вестись журнал свайных работ по форме,
указанной в настоящей Инструкции. Журнал должен заполняться в день
выполнения работ по каждой свае отдельно.

4.6. Краны для выполнения всех подъемных операций
при устройстве свай должны иметь грузоподъемность, высоту подъема и вылет
стрелы, обеспечивающие установку вертикально перемещающихся труб (в случае
бетонирования методом «ВПТ»), установку секций арматурных каркасов и
подачу контейнеров (бадей) с бетонной смесью к свайным скважинам.

Проверка качества бетона и приемка свай

4.49.
Прочность бетона следует проверять:

а) по
данным температурных замеров, пользуясь графиком в
настоящей Инструкции. При этом допускается считать, что бетон с химическими
добавками, приведенными в ,
и набравший до замерзания 40 % своей
марочной прочности, через 90 суток будет иметь не менее 75 % прочности R₂₈ что учитывается при расчете
несущей способности свай (
настоящей Инструкции);

б) по
результатам испытания контрольных образцов бетона, выдерживаемых 28 и 90 суток;

в)
выбуриванием кернов диаметром 100-150 мм на всю длину свай в количестве,
указанном в проекте, и испытанием их прочности на осевое сжатие у свай,
прочность бетона которых вызывает сомнение. Образуемые при этом скважины
следует заполнять цементно-песчаным раствором марки М 200 с комплексными
химическими добавками, указанными в настоящей Инструкции;

г)
статическим испытанием отдельных свай осевыми нагрузками при наличии
соответствующих указаний в проекте. Испытания следует проводить в соответствии
с требованиями ГОСТ 5686-69 и указаниями в настоящей Инструкции.

4.50. В
случае, если проверкой будет установлено несоответствие бетона свай требованиям
проекта и настоящей Инструкции, вопрос о возможности их использования должен
решаться проектной организацией.

4.51.
При сдаче готовых свай должны предъявляться:

а)
журнал по форме (),
подписанный производителем работ, представителем заказчика, геологом,
геодезистом и представителем строительной лаборатории;

б)
журнал электропрогрева бетона и замеров температуры бетона, выдерживаемого
способом «термоса»;

в)
справка строительной лаборатории с результатами испытаний контрольных бетонных
кубов по каждой свае.

Типы конструкций по способу заглубления

При закладке основания свайного типа, используемого в частном строительстве, необходимо знать, существует несколько типов свайных конструкций, отличных по способу заглубления в грунты:

1. Предварительно подобранные или изготовленные свайные элементы могут быть деревянными, стальными или железобетонными, заглубляться с выемкой грунта или без выемки;
2. Винтовые сваи — элементы, оснащенные лопастью для простоты заглубления, которая производится путем вкручивания свай в грунт. Как правило, винтовые сваи представляют собой пустотелую трубу, внутрь которой после монтажа засыпается песок, вставляются арматурные пруты и заливается бетонная смесь для гарантии устойчивости всей системы.

Размер заглубления основания рассчитывается из весовых особенностей, функционального назначения строения

Размер заглубления основания рассчитывается из весовых особенностей, функционального назначения строения

Принимаются во внимание и параметры глубины прокладываемых инженерных сетей, рельефные нюансы строительной площадки, тип грунта, точка промерзания и высота подъема грунтовых водоносных слоев. Рекомендуемый регламент учитывается в СП 24.13330.2011 Основы зданий и сооружений

При обустройстве свайных элементов допустимое отклонение от центра регламентируется СНиП 3.02.01-87 и составляет не более 5 см.

Выполняя работы по обустройству основания, необходимо тщательно просчитывать все нюансы. При всей популярности свайные фундаменты не отличаются повышенной выносливостью, прочностью и не допускают возведения строений выше 2-3 этажей. Стандарты указаны в СП 24.13330.2011 Основы зданий и сооружений (смотреть актуализированную редакцию).

https://youtube.com/watch?v=PfFmzVUjbYA