Прежде чем обустраивать фундамент на сваях, необходимо знать, насколько прочно будут «сидеть» опоры в земле и не станут ли причиной их расшатывания физико-механические свойства грунта. Для выполнения расчетов и выявления противопоказаний к формированию свайно-винтового основания проводятся полевые исследования, которые показывают специфику подпочвенного слоя.
Зачем необходимы испытания
Экспериментальная и количественная оценка динамики грунтов необходимы, чтобы:
- определить правильную конструкцию основания, выбрать и рассчитать методы прокладки подземных коммуникаций (водопровода, канализации);
- рассчитать возможные колебания, вызванные нагрузками на винтовые сваи;
- оценить сейсмические свойства для исключения риска крена/разрушения строения из-за колебаний земли;
- спрогнозировать и рассчитать дополнительные усадки и крены построек при действии внешних нагрузок;
- определить и предотвратить возможные разрушения из-за изменения физических свойств грунта (при затоплении, замерзании и пр.) разжижения грунтов и определения
- его возможных последствий.
Проводить испытания рекомендуется даже при возведении небольших по размеру и весу сооружений, при обустройстве свайно-винтового фундамента под громоздкое и тяжеловесное строение такой вид исследования становится не рекомендованным, а обязательным.
Как проводятся полевые испытания грунта сваями
Полевые испытания грунта выполняются в три этапа. Первый шаг: на объект завозятся контрольные сваи, которые внедряют (вбивают) в землю до определенной (проектной) глубины. Если стержень погружается сложно (менее 0,1 см от одного удара), испытания приостанавливают, поскольку действия могут привести к поломке опоры или оборудования. При забивке подсчитывается количество ударов, необходимых для внедрения сваи на каждые 1 м.
Второй этап — отдых, за время которого грунт, обволакивающий стержень должен восстановить природную структуру, нарушенную при внедре6нии сваи. Длительность перерыва различна. Так, при испытании песчаников «отдыхать» придется до 3 суток, при исследованиях глинистых и разнородных грунтов перерыв между забивкой и добивкой длится до 6 дней, а если почва водонасыщенная, пылевая, текучепластичная, то необходим отдых на протяжении 10 и более суток. На третьем этапе проводится контрольная добивка свай, цель которой — выявить изменения несущей способности опор после перерыва. Добивка проводится тем же оборудованием, которым выполнялась забивка. На основании сравнений делаются выводы о свойствах грунта и его предрасположенности к изменениям под нагрузкой.
Испытания сваями — наиболее распространенный, но не единственный метод испытания грунта. В зависимости от условий возможно использование технологий малоамплитудных динамических испытаний в резонансной колонке или трехосного сжатия. Эти технологии более трудоемкие, поэтому особой популярностью у архитекторов и строителей не пользуются.
Увы, в России нет единого стандарта, регламентирующего правила полевых и лабораторных исследований, в результате проверка грунта обычно ведется на основании инженерно-проектных расчетов архитектурных бюро.