Свайные фундаменты часто используют во время строительства зданий и сооружений разного назначения. Винтовые сваи – это самый надежный и устойчивый тип опор, которые легко устанавливаются даже в самый сложный грунт, не требуют рытья котлована и других трудоемких мероприятий для подготовки площадки под забивку. По эксплуатационным характеристикам, все прочие типы фундаментов значительно уступают свайно-винтовому. Но чтобы гарантировать его прочность, устойчивость, надежность и длительный срок эксплуатации такого фундамента, необходимо проводить испытания винтовых свай.
Необходимость в проведении испытаний винтовых свай
От качества и эксплуатационных характеристик свай напрямую зависит надежность будущего фундамента, его безопасность и срок эксплуатации. Производители винтовых свай регулярно проводят испытания, чтобы гарантировать качество и безопасность опор, их соответствие установленным стандартам и нормативам. Благодаря регулярным испытаниям, винтовые опоры и фундаменты из них могут выдерживать двойные нагрузки, которые на них оказывает и само строение, и почва, на которой они установлены. И при этом не терять свои качественные показатели.
Согласно действующей нормативно-технической документации, а также сложившейся практике, перед началом забивки свай необходимо провести их пробную забивку и испытания. Необходимость в проведении испытаний связана с тем, что такие опоры, как правило, ставят в местах, где обустройство других типов оснований невозможно или слишком затруднено. Винтовые сваи забивают:
- на участках с высоким уровнем грунтовых вод;
- на песчаных и болотистых территориях;
- на территории, где грунт промерзает на большой глубине;
- во время строительства объектов на воде.
Свайный фундамент обустраивают на сложных участках, в трудных условиях, где очень важно, чтобы сваи хорошо выдерживали не только стандартные статические нагрузки от массы сооружения, которое на них устанавливается, но еще и дополнительную циклическую нагрузку – на сжатие и выдергивание. То есть, сохраняли устойчивость и качественные характеристики в сложных условиях.
Цель проведения испытаний
Глубина забивки свай, несущая способность и требования к ней, а также другие эксплуатационные характеристики зависят от того, на каком грунте устанавливается свайный фундамент, какие особенности есть на участке (например, сложный рельеф, перепады высоты основания и другие). Основная цель проведения испытаний как раз и заключается в определении несущей способности конструкций в различных условиях.
Например, если фундамент из винтовых свай возводят в воде, крайне важно, чтобы сваи выдерживали даже сильное течение, оставались на глубине, на которую были изначально вбиты, и надежно удерживали постройку. Если же сваи вбивают на пучнистом грунте, в этом случае наиболее важными показателями будут способность свай на сопротивление сжатию и нагрузкам. Такие требования обусловлены особенностями почвы и теми нагрузками, которые она будет оказывать на фундамент.
Для выявления всех этих характеристик в разных условиях установки винтовых свай были разработаны специальные методики их испытаний. Согласно установленным требованиям ГОСТ, они должны подвергаться:
- испытаниям статическими нагрузками;
- воздействию динамических нагрузок.
Испытание винтовых свай позволит определить необходимую длину винтовых свай, глубину их установки, то есть на стадии подготовки к забивке и обустройству фундамента внести требуемые корректировки в проект и устранить вероятные ошибки.
Проведение динамических испытаний
Динамические испытания – наиболее простой и при этом недорогой способ проверки, позволяет получать сведения о несущих способностях. Суть метода заключается в сбрасывании груза определенной массы с установленной высоты на верхушку уже ввинченной в грунт сваи и измерении ее осадки после удара. Для проведения такой проверки винтовую сваю ввинчивают в месте, на котором будет обустраиваться фундамент, на глубину, которая предусмотрена проектом. С помощью динамических испытаний можно получить сведения о прочности любых типов свайных опор.
Груз сбрасывают с небольшой и фиксированной высоты, после специальным прибором или нивелиром замеряют, насколько глубоко осела опора и была ли осадка в принципе. В некоторых случаях после сбрасывания груза свая не дает осадки или она слишком маленькая, тогда записывают среднее значение после десяти сбросов. Подсчет несущей способности и предполагаемом сроке службе винтовой сваи после проведения динамических испытаний проводят, основываясь на данных:
- погружения ее в почву и уровне осадки;
- высоты и веса сброшенного молота.
Преимущества проведения динамических испытаний заключаются в их простоте, скорости проведения и получения результатов, небольшой себестоимости. Согласно рекомендациям ГОСТ, динамической нагрузке должен быть подвергнут 1-2% от количества всех свай в возводимом фундаменте.
Проведение статических испытаний винтовых свай
Статистические испытания – одни из наиболее точных методов определения прочности деталей. Их суть заключается в моделировании нагрузки и механизма их воздействия на сваи в ходе их эксплуатации с учетом веса будущего строения и других параметров, но без самого здания и фундамента. Несмотря на то, что принцип таких испытаний также отличается простотой, их реализация требует наличие определенного оборудования и трудозатрат. Для статических испытаний на сваю не сбрасывают груз, а с помощью специальной установки постепенно под нагрузкой заглубляют ее в грунт.
Винтовую сваю, на которой проводят испытания, заглубляют в грунт немного ниже уровня анкеров, чтобы можно было установить домкрат. После чего подают нагрузку ступенями, за ходом испытаний наблюдает лаборант. Повышение нагрузки ступенями подается согласно требованиям ГОСТ 56-86-94.
Проведение испытаний заканчивают после того, как на манометре (прибор необходим для отслеживания показаний) были достигнуты определенные значения или же в том случае, если свая не выдержала нагрузки и дала резкую осадку. Испытания статической нагрузкой занимают более суток, стоят дороже, требуют специального оборудования и опытных специалистов, но при этом выдают наиболее точные результаты о прочностных характеристиках.
