Методика статических испытаний и оборудование

Статические испытания сваи заключаются в постепенном нагружении сваи статической нагрузкой и измерениями осадок свай от этой нагрузки. Различают величины критической и предельной нагрузок. При критической нагрузке происходит резкое и незатухающее увеличение осадки сваи (свая «проваливается»), превышающее осадку от предшествующей ступени нагрузки более чем в 5 раз. Предельная нагрузка принимается на одну ступень меньше критической. График зависимости осадки от нагрузки представлен на рис. 6.

Величина ступеней нагрузки назначается в размере 1/10—1/15 ожидаемой величины предельной нагрузки. Для большей точности испытаний иногда пользуются более дифференцированной шкалой нагрузок, а именно от 1/2,5—1/5 в начале испытаний до 1/10—1/15 на последующих ступенях нагрузки.

Наблюдают за осадками сваи после каждой ступени нагрузки до затухания осадок, которое характеризуется величиной осадки не более 0,1 мм за последние два часа наблюдений. Измерения осадок выполняются с интервалами: в первый час наблюдений — через 15 мин, во второй— через 30 мин и далее — через 1 ч до полного затухания осадок. Величина осадки фиксируется с точностью до 0,1 мм прогибомерами или точным нивелированием.

Рис. 6. График зависимости осадки от нагрузки при статических испытаниях сваи
а — ступень нагрузки: б — осадка за ступень; в —общая осадка от нагрузки

После доведения нагрузки до критической осуществляется разгрузка так же ступенями, но равными удвоенным ступеням загрузки. Данные наблюдений за осадками свай записываются в журнал статического испытания сваи.

Выбор оборудования для статических испытаний зависит от принятого способа нагружения сваи. В настоящее время известны следующие способы нагружения: укладка груза на платформу, устанавливаемую на сваю, использование усилия гидравлических домкратов, применение натяжных муфт или лебедок. Преимущественное распространение получил способ с использованием гидравлических домкратов - наименее трудоемкий и наиболее дешевый. Общий вид установки с гидравлическим домкратом конструкции ГПИ Фундаментпроект представлен на рис. 7.

Для статических испытаний обычно используются гидравлические домкраты грузоподъемностью 50, 100 и 200 т.

Реперная система предназначена для крепления приборов, измеряющих осадки испытываемой сваи. Она состоит из стоек и ригелей. Стойки (балки, швеллеры, тумбы) закапываются в землю не менее чем на 0,5 м. При испытании железобетонных свай при кустовом или ленточном расположении их в качестве стоек используются те же сваи из куста или ряда. Ригели (металлические уголки 75X75X8 мм) прикрепляются к стойкам хомутами. К ригелям струбцинами крепится прогибомер. На каждую испытываемую сваю устанавливаются два прогибомера.

Рис. 7. Установка для статических испытаний свай конструкции ГПИ Фундаментпроект

Схема размещения испытываемых и анкерных свай, а также реперной системы показана на рис. 8.

Рис. 8. Схемы размещения опытных и анкерных свай при испытании статической нагрузкой

а — кустовое расположение свай; б — рядовое расположение свай; I — четыре анкерные сваи; II — шесть анкерных свай; 1 — балочная клетка; 2 —реперные уголки; А—испытываемые (опытные) сваи; Б — реперные сваи; В — анкерные сваи; Г — прогибомеры

Документация на проведение статических испытаний свай включает в себя:
техническое задание, разрабатываемое проектной организацией;

проект производства работ;

план строительной площадки с указанием на нем испытываемых и анкерных свай;

геологический разрез площадки и физико-механическая характеристика грунтов.