Динамические испытания

Кроме статических, во время строительства свайных фундаментов, проводят и динамические испытания, т. е. испытание их динамическим нагружением. В процессе ухода сваи в грунт увеличивается сопротивление грунта, действующее против погружающих сваю сил. Это выглядит, как уменьшение ухода сваи в грунт при каждом следующем ударе свайного молота. Эта величина называется «отказ сваи».

Динамические испытания преследуют цель выявить связь между энергией удара и несущей способностью забиваемой сваи. Пробная забивка свай позволяет назначить самую рациональную длину забиваемых жб свай и выявить, как же различаются расчетный и реальный отказы сваи. Забивка уже рабочих свай, наблюдением изменения величины отказов, позволяет определить глубину несущих слоев грунта, оценить несущую способность уже забитых свай и достаточно просто выявить ослабленные участки свайного поля. 

Динамические испытания при забивке свай дают возможность составить графики, описывающие, как изменяется состояние сваи в зависимости от нагрузок, прилагаемых к оголовку сваи.

Для проведения полевых испытаний свай и грунтов с использованием натурных свай часто строители применяют то же самое оборудование, которым эти сваи и забивались.

Преимущества и недостатки динамических испытаний свай

Если сравнивать два вида испытаний свай – статические и динамические, то окажется, что динамические испытания более мобильные, высоких расходов денег и материальных ресурсов они не требуют, могут быть применены к любым видам свай и этот выбор не зависит от несущей способности свай. Кроме того при этом виде испытаний сваи не повреждаются и могут быть использованы в фундаменте.

Некоторые недостатки:

1. Динамический метод несколько завышает несущую способность сваи, если при забивке свая проткнет слой плотного грунта и ее острие выйдет в слой более слабого. В такой ситуации при длительной нагрузке на сваю статических усилий, происходит деформация ползучести структуры грунта, нагрузка перераспределяется на острие сваи и, т. о. слабый подслой искажает результаты испытаний и вызывает перегрузку этого слоя.

2. Этот метод испытаний непригоден при сооружении фундаментов на насыпных (или намывных) площадках из песка, на свалках бытового мусора, на отвалах мусора со строек и пр.

3. В глинистых однородных грунтах (в пределах фундаментной площадки) при забивке свай на одну и ту же глубину величина отказов на разных сваях может быть разная, а это может говорить об их разной несущей способности. Но если сравнить эти результаты и результаты статических испытаний, то они могут оказаться одинаковыми. Т. е. налицо ошибка динамических испытаний.

Как проводят динамические испытания?

Во время погружения (забивки) рабочих комплектов свай отслеживание процесса изменения отказов дает возможность выявить грунтовые несущие слои, определить участки слабых грунтов и т. п.

Обычный порядок проведения динамических испытаний состоит в том, что они проводятся в три этапа:

1 этап. Испытания имеющихся на фундаментной площадке свай проводятся в период до начала работы над проектированием свайного поля, до начала забивания (погружения) основного комплекта свай. Цель этого этапа – определение уровней неоднородности грунтов на будущей строительной площадке.

2 этап. Проводят при забивке первой партии (нескольких штук) основных свай. Цель этапа – определение несущих свойств слоев грунта и определение мест слабых участков на площадке.

3 этап. После забивки последней сваи. Проводится этот этап после выдержки свайного поля для снятия напряжений, возникших при забивке. Выдержка составляет срок от 1 до 10 суток.

Контрольная добивка уже забитых свай дает выявить изменения несущих характеристик после временной выдержки. Добивать нужно тем же СВУ, которым сваи и забивались. В условиях глинистых грунтов испытания проводят короткой серией ударов, для того, чтобы не нарушить структуру того слоя грунта, на котором остановилась свая.

Заканчиваются испытания сваи определением величины отказа от одного удара, после чего проводят расчет несущей способности железобетонных сваи. При этом следует максимально точно измерить вес сваи и ее наголовника, ударной части молота и высоту его подъема (падения) и учесть замеры перемещения сваи из-за упругих свойств грунта.

Измеряют величину отказа специальным прибором – отказомером, имеющим точность измерения до ± 1 мм. Высоту падения ударной части молота измеряют с точностью ± 2 см.