Что такое отказ сваи при ударном способе погружения

Отказ сваи

На данной странице пойдет речь о отказе сваи. Вы узнаете, что означает и как высчитывается данная величина.

Мы рассмотрим отличия ложных и истинных отказов, и изучим особенности расчетов, которые применяются для определение отказа сваи согласно требованиям действующих строительных норм.

Что называют отказом сваи

Понятие отказа введено в строительную практику с целью определения глубины расположения сваи в почве так, чтобы ее нижняя часть опиралась на высокоплотные глубинные грунты, обладающие высокой несущей способностью.

По факту момент отказа наступает тогда, когда свая не может больше погружаться в почву под воздействием сваебойного механизма из-за возросшего сопротивления грунта.

Измерение отказа сваи осуществляется с помощью прогибомера — механизма, позволяющего с точностью до 0.1 миллиметра определить перемещение железобетонной конструкции в вертикальной плоскости.

Существует два понятия отказа — фактический и проектный. Фактический отказ определяется непосредственно в процессе погружения сваи с помощью вышеуказанного оборудования. Проектный отказ вычисляется на основе приведенных в строительных нормах формул еще на стадии проектировании свайного фундамента.

Залог сваи

Поскольку измерение отказа сваи требует максимально точных данных, а определить величину углубления железобетонной конструкции от одного удара сваебойного молота практически не возможно, отказ принято высчитывать на основании залога.

Залог определяется исходя из типа используемого для погружения сваи оборудования:

• При забивке свай дизельными молотами одиночного действия (ударная часть которых падает на ствол сваи под воздействием силы гравитации) в качестве залога берется серия из 10 ударов;
• При погружении свай ударными механизмами двойного действия (гидромолотами, ударная часть которых опускается в низ под воздействием гидравлического привода) и вибропогружателями залог берется за одну минуту работы оборудования.

После определения глубины погружения сваи от залога (при использовании временного залога фиксируется количество ударов сваебойного механизма) рассчитывается средняя величина погружения сваи от одного удара. Полученный отказ сопоставляется с проектными данными, на основании чего принимается решение о завершенности погружения.

Нередко встречаются ситуации, когда погружение сваи практически остановилось из-за возросшего сопротивления почвы, но снятый фактический залог не соответствует проектному. Это происходит из-за образования под острием сваи пласта твердого грунта, который уплотняется под воздействием ударных нагрузок.

Также причиной нулевой продуктивности забивки сваи может стать отток воды от контактирующих со стенками сваи грунтов, в результате чего возрастает сила «сухого» трения почвы о ствол сваи.

В таком случае погружение сваи прекращается на определенный срок от 3 до 7 дней. По истечению данного времени происходит разуплотнение грунта под острием сваи, после чего производится ее добивка до получения требуемого отказа.

Истинный и ложный отказ сваи

Как уже было сказано, в процессе погружения сваи происходят изменения структуры почвы, по причине которых величина отказа, полученная сразу по завершению погружения, не может считаться фактически достоверной и использоваться для определения несущей способности железобетонной опоры.

В строительную практику введены понятия истинного и ложного отказа, согласно которым величина полученных в отличающихся условиях отказов классифицируется и используется в разных целях:

• Ложный отказ — это данные, полученные непосредственно по завершению погружения сваи, в момент, когда ее углубление от залога соответствует проектным расчетам;
• Истинный отказ — величина, полученная по истечению периода отдыха сваи, в грунтах, восстановивших свои структурные связи.

Продолжительность отдыха определяется исходя из свойств конкретного грунта, поскольку разница в сроках восстановления характерна не только для разных типов почвы, но и для одинаковых грунтов, обладающих разной плотностью и насыщенностью влагой.

После восстановления грунтом структурных связей несущая способность свайной опоры всегда возрастает по отношению к первоначальной величине, полученной сразу по завершению забивки сваи. Данную взаимосвязь вы можете увидеть на нижеприведенном графике, где:

• Рнач и Рмах — первоначальная и итоговая несущая способность сваи;
• Т — прошедшее время.

Расчёты проводимые для определения отказа сваи

Чтобы провести проектные расчеты по определению отказа железобетонной сваи необходимо обладать следующей исходной информацией:

• Масса ударной части сваебойного молота, с помощью которого производится погружение сваи;
• Общая масса сваебойного оборудования;
• Фактический коэффициент сопротивления почвы, определенный в процессе геодезических изысканий;
• Массогабаритные характеристики погружаемой сваи — площадь ее сечения и вес;
• Ударная энергия, которую развивает использующееся для забивки сваи оборудование;
• Величина упругого и остаточного (фактического) отказа, полученная в процессе забивки пробных свай.

Расчет проектного отказа свай может проводиться по одной из двух формул, выбор которых зависит от величины остаточного отказа (Sa) пробных свай. Если предварительная забивка показала, что величина Sa меньше 2 миллиметров, используется формула:

Если показатель Sa превышает 2 мм., используется формула:

В которых:

• А — площадь сечения ствола сваи;
• М — фактический коэфф. сопротивления грунта;
• Еd — ударная энергия использующегося сваебойного оборудования;
• м1 — общая масса ударного молота либо вибропогружателя;
• м2 — совокупная масса наголовника сваебойного механизма и сваи;
• м4 — вес ударной части сваебойного оборудования;
• Sа — величина остаточного отказа пробных свай;
• Sеl — упругий отказ пробных свай.

Полученная величина отказа является проектной, именно с ней сопоставляется фактический отказ и принимается решение о завершении погружения опоры либо необходимости выжидания отдыха грунта для последующей добивки сваи.

Отказ сваи СНИП

Регламент расчета проектных данных и требования к определению ложного и истинного отказа забиваемых свай приведены в нормативных документах:

• СНиП № 3.02.01 от 01.07.1988 года «Земляные сооружения, основания и фундаменты» (и дополнение к нему — форма №23 «Пособие по выполнению работ при обустройстве оснований и фундаментов);
• СНиП № 2.02.03 от 20.11.1985 «Свайные фундаменты».

Услуги нашей компании

Полезные материалы

Составные железобетонные сваи

На данной странице представлена детальная информация по составным железобетонным сваям.

Шпунтовые сваи

Шпунт Ларсена – это профиль из металла, сформированный в виде жёлоба, имеющего на боковых стенках закруглённые края.

Забивные сваи

Для строительства свайных фундаментов сегодня применяют забивные сваи из различных материалов.. .

Источник

Отказ сваи

Отказом сваи называют значение, определяющее глубину погружения сваи под ударом сваебойного молота. Отказ измеряется с точностью до 1 мм.

Поскольку измерить осадку от единичного удара молотом сложно, отказ принято определять с помощью среднего значения серии из 10 ударов (залог).

Говоря простым языком отказом сваи называют ее «отказ», неспособность продвигаться далее вглубь грунта ввиду его высокой твердости (плотности).

Что такое залог сваи

Залог — это серия холостых ударов (больше 3) молотом по свае при которых определяется средний отказ.

Если погружение сваи производится дизельным молотом, залог принято считать равным 10 ударам. Если же при забивании свай используется молоты двойного действия или вибропогружатели, залог измеряется количеством ударов в единицу времени (за 1 минуту).
В любом случае погружение сваи производится до достижения проектного значения отказа.

Истинный и ложный отказ сваи

Ложный отказ — отказ во время забивки свай

Истинный отказ — можно получить после отдыха (периода в течение 3-6 недель после снятия статической нагрузки на сваи).

График зависимости роста несущей способности сваи со временем в глинистых грунтах.

• Р.нач – начальная несущая способность сваи в момент забивки;
• Р.max – максимальная несущая способность сваи;
• Т = (3…6) недель – период относительно быстрого возрастания несущей способности сваи;
• t1, t2 – время испытания сваи;
• Р1, Р2 – несущая способность сваи, соответственно в момент времени t1 и t2.

Для чего нужен отказ сваи?

Расчетный отказ сваи является проектной величиной, достижение которой свидетельствует о том, что свая способна нести проектную нагрузку, и забита до проектных расчетов (до показателя так называемого проектного отказа).
Чтобы расчеты по определению несущей способности сваи были наиболее точными, в условиях полевых испытаний проводятся:

Расчет несущей способности сваи

Для расчетов используются данные, полученные в ходе геологических исследований грунтов на строительном участке.
В зависимости от фактического значения остаточного отказа — sa , — который может быть > или

Источник

Отказ сваи: кому и в чем она отказывает?

Понятие «отказ сваи» означает предельную глубину заглубления опоры в землю под действием ударной нагрузки или в процессе завинчивания.

Отказ сваи

В строительной индустрии свайный фундамент становится все более востребованным. При формировании надежной фундаментной конструкции винтовые или забивные опоры устанавливаются до упора в твердый слой грунта.

Винтовые сваи

Монтаж винтовых свай производится методом завинчивания до проектной отметки. Технология установки зависит от условий стройплощадки, используемого типоразмера изделий. Достаточно доступным, но трудоемким является способ закручивания сваи с помощью рычага, длина которого зависит от плотности грунтовых слоев. При этом радиус вращения должен быть свободным.

Более комфортным является монтаж винта с помощью компактной электромеханической установки. Трудозатраты при заглублении стержня до проектной отметки в этом случае бывают минимальными. Достаточная мощность вращения такого агрегата позволяет выполнять работу:

• на участках со сложным рельефом;
• в ограниченных пространствах;
• внутри заданий или рядом с домом.

Для завинчивания свай также может быть использован гидровращатель. Обычно такая машина применяется при установке длинных стержней. Ключевую роль в процессе закручивания винтовых столбов в плотную породу играет сила крутящего момента.

При формировании фундамента на винтовых сваях важно правильно рассчитать диаметр, длину столба, размер лопасти. При ввинчивании опоры в землю происходит уплотнение почвенного профиля, увеличение сопротивления.

Заглубление производится до достижения допустимой нагрузки. Уплотнение почвы приводит к изменению давления, например, применяемой электромеханической установки. Глубокие плотные прослойки являются надежной опорой, обеспечивая хорошую несущую способность, определяемую мощностью при достижении лопастью тугопластичных грунтов.

Винтовые столбы устанавливаются на проектную глубину в определенных местах участка в соответствии с планом свайного поля. Важным критерием в процессе монтажа считается контролирование крутящего момента, создающего необходимое усилие.

Пробное завинчивание

Чтобы определиться с длиной сваи, необходимо иметь данные о глубине ориентировочного отказа. Для этого делается пробное завинчивание. Данный процесс позволяет также провести зондирование почвы. В результате обследуется толща грунтовых прослоек. Удается узнать, какие усилия требуются лопасти, чтобы разрезать породу.

Полученные данные нужны для составления паспорта пробных работ. В этом документе указываются такие характеристики, как мощность слоев, глубина отказа.
Особенно актуальным пробное завинчивание является для:

• заболоченных территорий;
• глинистых, водонасыщенных, слабых грунтов;
• насыпных грунтов;
• участков с высоким УГВ;
• местностей с перепадами высот.

В процессе проведения работ фиксируют отказ винтовой сваи. Для винта он зависит от глубины погружения, вида породы, максимальной величины крутящего момента, обеспечивающей сохранность геометрии свайного изделия.

Железобетонные сваи

Забивка, вдавливание свайных опор выполняется до достижения ими плотных глубинных слоев, упираясь в которые дальнейшее продвижение невозможно. Данная степень погружения требуется для создания надежности при установке столбов.

В строительной практике отказ сваи означает упор в плотную грунтовую прослойку, обладающую высокими несущими возможностями. По факту жб опора погружается в почву до того момента, когда сваебойный механизм уже не в состоянии преодолеть сопротивление грунта.

Существует специальный прибор, называемый прогибометром, фиксирующий величину отказа сваи. Причем точность предельной глубины определяется до одного миллиметра.

Обычно величину отказа устанавливают при проведении серии ударов, в результате которых выполняется расчет среднего значения. Несколько холостых ударов молотом для вычисления среднего отказа называется залогом. При использовании технологии вибропогружения отслеживают количество ударов в минуту до достижения расчетного отказа.

При забивке ЖБ столбов различают проектный и фактический отказы. Опора должна выдерживать максимально допустимую нагрузку. Данные для расчета (характеристики грунтов, полученные при геологических изысканиях) берутся из нормативной документации. Определение фактической величины происходит в момент погружения ЖБ изделий. При полевых работах расчетные значения уточняются. Для этого выполняются:

• испытания ЖБ конструкций (динамические, статические);
• зондирование;
• пробная забивка свай в разных местах участка;
• испытания грунтов.

Забивные столбы погружаются до проектного значения. После этого делается вывод, необходима ли корректировка. Фактическая отметка может совпадать с расчетной величиной. В этом случае дополнительного погружения не потребуется.

Если значение отказа является регламентированной величиной, а глубина второстепенной, то нормой считается недобивка столба до расчетной отметки на 50 сантиметров. При совпадении фактического и проектного положения столба ситуация может быть такой, что он не достиг твердого грунта. Тогда забивка продолжается до фактического отказа.

Ложный отказ сваи

На практике иногда происходит остановка сваи, которая еще не достигла расчетной отметки. Такой отказ сваи называется ложным. Подобное явление встречается для типов пород, сильно уплотняющегося под наконечником опоры. В этом случае делают перерыв, чтобы восстановилась структура почвы. Потом работа продолжается до достижения заданной отметки

Источник