Новые методы при испытаниях железобетонных забивных свай

Методы силовых испытаний свай (статические и динамические) используются в фундаментостроении более ста лет и постоянно совершенствуются.

В строительной практике испытания свай в полевых условиях выполняются:

- в процессе инженерно-геологических исследований с целью получения наиболее достоверных, данных для разработки проекта свайного фундамента;

- перед началом работ по устройству свай, если это предусмотрено специальными требованиями проекта, а также для уточнения несущей способности свай, принятой в проекте и соответствующей корректировки его в необходимых случаях;

- в процессе устройства свай при наличии обоснованных сомнений в их несущей способности, возникших при производстве свайных работ или при их приемке.

Пробные сваи испытываются динамической (забивка и добивка свай) и статической нагрузками на вдавливание в грунт, горизонтальное перемещение (изгиб сваи) и выдергивание в соответствии с ГОСТ 5686-94.

Количество свай, подвергаемых контрольным испытаниям, определяется программой, согласованной с проектной организацией, или устанавливается приемочной комиссией, и, как правило, составляет:

- не менее 5 шт. в сооружениях с забивными сваями при их испытании динамической нагрузкой и не менее 2 шт. при испытании статической нагрузкой;

Динамические методы для нахождения несущей способности свай традиционно развивались применительно к забивным сваям.

В 1850 г. Сандер предложил следующую динамическую формулу несущей способности сваи Q:

Q=MH/e, (9)

где M - масса молота;

Н - высота падения молота;

е - отказ (осадка) сваи.

Формула (9) дает завышенные результаты, в связи с чем рекомендован ряд других динамических формул.

Так, Челлис предложил формулу для свободно падающего молота

(10)

где F - коэффициент запаса;

Р - масса сваи;

f - коэффициент эффективности (0,75 < f < 1 в зависимости от типа ударной части);

r - коэффициент восстановления при ударе (0<r<0,55, причем r = 0,25, если на голову железобетонной сваи укладывается деревянный оголовник);

е1, е2, е3 - относительные упругие деформации соответственно сваи, деревянного оголовника и грунта.

Во Франции широко используется формула Крэнделла, получающаяся из формулы Челлиса (10), если пренебречь упругими деформациями сваи и оголовника, предположить, что коэффициент восстановления равен нулю, и включить коэффициент эффективности в коэффициент запаса

(11)

Статистические исследования формулы (11) показали, что она дает неплохие результаты для широкого диапазона условий. Рекомендуется при ее использовании принимать F = 3.

В Нидерландах получила распространение формула

(12)

где F = 6.

Если пренебречь весом сваи, то можно заметить, что формулы (9,10,11,12) по-разному учитывают отказ. В формуле Крэнделла (11) к собственному отказу е добавляется половина упругого укорочения сваи е1 в формуле голландцев (12) этот член вообще отсутствует. Если е1 мало по сравнению с е, то формулы голландцев (12) и Крэнделла (11) дают одинаковые результаты.

В отечественной практике динамические испытания для свай, забитых в песчаные грунты, проводят по истечении не менее 3 сут, а для свай, забитых в глинистые грунты, - по истечении не менее 6 сут. после окончания их забивки.

Несущая способность забивных свай по данным их забивки чаще всею определяется по формуле Н.М. Герсеванова

(13)