РУКОВОДСТВО

по ПОЛЕВЫМ ИСПЫТАНИЯМ СВАЙ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

Рекомендовано к изданию решением Ученого совета НИИОСП им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР и постановлением Госстроя РСФСР.

Руководство по полевым испытаниям свай в вечномерзлых грунтах. М., Стройиздат, 1977, 48 с. (Науч.-исслед. ин-т оснований и подземных сооружений им. Н. М. Герсеванова НИИОСП Госстроя СССР).

Руководство содержит подробную методику полевых испытаний свай в вечномерзлых грунтах, с которыми слой сезонного промерзания-оттаивания как сливается, так и не сливается, способы обработки полученных данных испытаний и методы определения несущей способности свай по результатам статических испытаний. В Руководстве приведены также основные требования к составу и объему статических испытаний свай, ведению полевой и составлению отчетной документации. В приложениях даны формы ведения основной документации, правила техники безопасности при испытаниях, примеры конкретных конструктивных решений установок и оборудования для испытаний, пример определения по данным испытаний несущей способности сваи и другие материалы.

Предназначено для инженерно-технических работников изыскательских, проектных и строительно-монтажных организаций.

Табл. 4, ил. 27.

^    30213-700    ..    ......

Р -Инструкт.-нормат. II! вып.-S-77

047(01 )-77

© Стройиздат, 1977

СОДЕРЖА Н И Е

Стр.

Предисловие......................... 1

1.    Общие положения..................... 2

2.    Статические испытания................... 8

3.    Обработка результатов испытаний.............. 17

Приложение 1. Перечень свай, подлежащих испытаниям на объекте

(форма).................... 25

Приложение 2. Измерение температуры грунта.......... 26

Приложение 3. Основные правила техники безопасности при статических испытаниях свай с помощью распорной установки    27

Приложение 4. Методика ускоренных статических испытаний свай . .    28

Приложение 5. Конструктивные решения установок и узлов для испытания свай по различным схемам загружения статическими нагрузками............... 28

Приложение 6. Техническая характеристика    основного    гидросилового

оборудования, применяемого    для    статических    испытаний свай................... 35

Приложение 7. Установка и крепление приборов-измерителей деформаций при статических испытаниях свай....... 36

Приложение 8. Журнал статических испытаний свай (форма) ....    39

Приложение 9. Пример определения статическим методом (по результатам статических испытаний) несущей способности висячей сваи в пластичномерзлом грунте....... 41

Примечания: 1. Продолжительность статических испытаний одной сваи по стандартной методике составляет 2—4 недели в твердомерзлых грунтах и доходит до 1,5—2 мес. в пластнчномерзлых грунтах.

2. В случае контрольных свай половину из них допускается подвергать испытаниям по ускоренной методике. Пример одной из возможных таких методик изложен в прил. 4.

2.2. К статическим испытаниям свай в вечномерзлых грунтах приступают только после полного вмерзания свай в окружающий вечномерзлый грунт и восстановления вокруг свай температурного режима окружающей вечномерзлой толщи. Последним следует считать достижение такой осредненной по глубине погружения свай температуры вечномерзлого грунта, которой характеризуется период максимальных температур окружающей сваю вечномерзлой толщи. Ориентировочные сроки вмерзания свай в вечномерзлый грунт приведены в табл. 1

Таблица 1

Способ погружения свай в вечномерзлый грунт Сроки вмерзания свай, сут, при температуре грунта, вС, на глубине годовых нулевых амплитуд (10—15 м) -0,6 —1 -1.6 -3 1 2 3 4 6 Погружение в пробуренные скважины, диаметр которых превышает наибольший размер поперечного сечения сваи, с заполнением скважин грунтовым раствором 80/50 40/30 25/15 12/6 Бурозабивной с применением молотов 2/1 1/1 1/1 — Бурозабивной с применением вибропогружателей 20/15 10/8 7/5 3/3 Забивной с применением молотов 2/1 1/1

Примечание. В числителе дроби указаны сроки вмерзания в летнеосенний период, в знаменателе — в зимне-весенний.

Факт полного вмерзания свай в окружающий вечномерзлый грунт с восстановлением его температурного режима устанавливают по результатам регулярных замеров температуры в контактном с боковой поверхностью сваи слое грунта согласно указания п. 1.18. Эти замеры рекомендуется проводить не реже одного раза в сутки в твердомерзлых грунтах, а также в случае искусственного охлаждения грунтов основания или для свай, погружаемых забивкой, и не реже одного раза в неделю — в пластичномерзлых грунтах без их искусственного охлаждения для свай, погружаемых в пробуренные скважины, диаметр которых превышает наибольший размер поперечного сечения сваи, с заполнением скважины грунтовым раствором, или погружаемых с протаиванием грунта.

2-255

Для свай, погружаемых в вечномерзлый грунт забивкой, а в случае бурения лидирующих скважин — если они разрабатываются без дополнительного отогрева грунта, допускается устанавливать сроки вмерзания путем соответствующих теплотехнических расчетов исходя из требований главы СНиП на нормы проектирования оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах или принимать ориентировочно по табл. 1.

2.3.    Максимальная нагрузка, до которой следует доводить испытания, должна назначаться с таким расчетом, чтобы вызвать появление незатухающих осадок (перемещений) свай в требуемом диапазоне ступеней нагрузок (пп. 2.20, 2.21). При составлении программы испытаний следует иметь в виду, что величина требуемой из этих условий фактической максимальной нагрузки на сваю может в 2,5 и более раз превышать величину несущей способности сваи, полученной расчетным путем по главе СНиП на нормы проектирования оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах или РСН 41-72. Испытания на выдергивающую нагрузку дополнительно к этому должны быть доведены до перемещения сваи не менее 25 мм.

Если при максимальной нагрузке, назначенной программой, незатухающих осадок (перемещений) не возникает, а при испытаниях на выдергивающую нагрузку дополнительно к этому перемещение сваи составляет менее 25 мм, то нагрузку следует увеличивать до появления требуемых осадок (перемещений) или до тех пор, пока позволяют конкретные технические возможности данных испытаний, но не более, чем до величины расчетного сопротивления конструкции сваи по материалу.

Примечание. В твердомерзлых грунтах при невозможности или нецелесообразности достижения требуемых выше осадок (перемещений) допускается величину максимальной нагрузки ограничивать программой вне зависимости от характера и величины получаемых осадок (перемещений) двойной величиной ожидаемой несущей способности, полученной расчетным путем по главе СНиП на нормы проектирования оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах или РСН 41-72.

2.4.    Загружение свай статической нагрузкой осуществляют с помощью специальных установок преимущественно по распорной схеме. В отдельных случаях может применяться также рычажная схема (как правило, для одиночной сваи) или схема загрузочной платформы (как правило, для куста свай).

Некоторые конструктивные решения установок для испытаний свай по различным схемам приведены в прил. 5. Все конструкции применяемых установок должны быть рассчитаны на восприятие максимальной нагрузки, предусмотренной программой испытаний (см. п. 2.3).

Примечание. Схема загрузочной платформы может применяться при испытаниях свай только осевыми вдавливающими нагрузками.

2.5.    Из перечисленных в п. 2.4 схем загружения распорная, особенно с передачей реактивных усилий на балласт, является наиболее Удобной и перспективной. Она обладает транспортабельностью, ин-дустриальностью и многократной оборачиваемостью. Большим преимуществом распорных установок является также возможность точно

задать требуемую нагрузку, постоянно ее контролировать и легко снять в нужный момент.

2.6.    При испытаниях по распорной схеме применяются распорные установки, в которых задание на сваю статической нагрузки осуществляется с помощью гидравлического домкрата, упирающегося в систему упорных балок. Реактивные усилия от них могут быть восприняты специальным балластом или анкерными сваями.

2.7.    Выбор того или иного способа передачи реактивных усилий в распорных установках определяют в каждом конкретном случае в зависимости от сроков испытаний по отношению к срокам проектирования и строительства, условий строительства и имеющихся материально-технических возможностей.

В случае испытания опытных свай (см. п. 1.4) следует отдавать предпочтение передаче реактивных усилий на балласт. Этот способ можно считать наиболее надежным и маневренным, поскольку он дает возможность корректировки реактивных усилий в процессе испытаний путем дополнения балласта на установке.

При контрольной проверке, предусмотренной п. 1.3, передача реактивных усилий в распорных установках может осуществляться от контрольных свай как на балласт, так и на анкерные сваи.

2.8.    В случае передачи реактивных усилий на балласт для его укладки в распорных установках применяют стальные пакеты (прогоны), изготовленные из двутавровых балок, в которые упирается система упорных балок (см. прил. 5). В качестве балласта могут быть использованы бетонные блоки, железобетонные плиты, колонны и т. д. Общий вес балласта на установке должен быть на 20—30% больше задаваемой на сваю максимальной нагрузки, предусмотренной программой испытаний и определяемой требованиями п. 2.3, но не менее чем в 2,5—3 раза больше ожидаемой несущей способности сваи, полученной расчетным путем по главе СНиП на нормы проектирования оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах или РСН 41-72.

Балласт укладывают на установку при ее монтаже сразу же в полном объеме, заданном программой испытаний.

Примечания: 1. При прогонах, изготовленных из двух двутавров № 45-50 длиной до 12 м, с расстоянием 7 м между симметрично расположенными опорами, и при упорных балках, изготовленных из трех двутавров № 55-60 с ребрами жесткости, грузоподъемность распорной установки составляет 200 т.

2. В качестве балласта для распорных установок могут применяться те же сваи (железобетонные или металлические), которые будут использованы впоследствии для сооружения свайного фундамента.

2.9.    В распорных установках с передачей реактивных усилий на балласт опоры установки, на которые укладываются прогоны и балласт, изготавливают либо в виде срубов из бревен диаметром 20— 25 см, скрепляемых металлическими скобами, либо в виде инвентарных металлических опор (см. прил. 5). Последнее предпочтительнее. Под опоры предварительно делается из песчано-гравийной смеси или горелой породы терриконников, подсыпка толщиной не менее 40 см по ненарушенному растительному покрову и по ней — настил либо из деревянных брусьев или бревен, либо из металлического проката.

2*

2.10.    В распорных установках с анкерными сваями в качестве последних могут быть использованы сваи любого типа, однако наиболее приемлемы для этой цели металлические п деревянные сван. Особенно целесообразно применять для заанкеривания в пластичномерзлом грунте стальные трубы, применение которых в случае необходимости дает возможность повышать силу заанкеривания за счет охлаждения их полости холодным воздухом.

Железобетонные сваи использовать в качестве анкерных менее предпочтительно, поскольку на анкеры требуется передать достаточно большие выдергивающие нагрузки; это вызывает большие растягивающие напряжения, на что бетон работает плохо, поэтому, если в качестве анкерных намечаются железобетонные сваи, то рекомендуется предусматривать повышенное армирование их по расчету.

Число анкерных свай назначают в зависимости от предусмотренной программой максимальной нагрузки при испытаниях (см. п. 2.3) и величины несущей способности анкерных свай на выдергивающую нагрузку, определяемой по требованиям главы СНиП на нормы проектирования оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах и рекомендациям РСН 41-72.

2.11.    Для распорных установок расстояние в свету между назначенной к испытаниям сваей и опорами, на которые укладывают пакет с балластом, или анкерными сваями должно быть не менее 2 м. В твердомерзлых грунтах для установок с анкерными.сваями допускается уменьшить это расстояние до 1,2 м.

В случае испытания контрольных свай из числа рабочих свай фундамента, погружение которых предусмотрено проектом с меньшим шагом, допускается, при соответствующем обосновании и с согласия проектной организации — автора проекта, сократить указанные расстояния, о чем должна быть сделана запись в журнале испытаний.

2.12.    Для проведения испытаний свай по распорной схеме рекомендуется применять гидравлические домкраты ДГ-200-2 и ДГ-100-2 с насосными станциями НСП-400М и НСР-400М.

Основные параметры применяемых домкратов и насосных станций приведены в прил. 6.

При работе от насосной станции НСП-400М, имеющей привод от электромотора, домкрат оборудуется электроконтактным гидравлическим манометром (например, типа ЭКМ-2У) и пускателем (например, ПМЕ-224, ПМЕ-222, П6-2ТА и др.). Электроконтактный манометр предназначается для задания, поддержания и контроля давления жидкости в домкрате, обеспечивающего заданную на сваю нагрузку. В комплексе с пускателем и гидродомкратом он образует автоматический агрегат, обеспечивающий задание и поддержание постоянной заданной нагрузки на сваю сколь угодно продолжительный отрезок времени. Электрическая схема с фазовой защитой в автоматическом агрегате распорной установки, обеспечивающем поддержание постоянной нагрузки на сваю, приведена на рис. 1.

При работе от насосной станции НСР-400М, имеющей ручной привод, домкрат оборудуется обычным гидравлическим манометром, который предназначен лишь для контроля давления жидкости в домкрате, обеспечивающего заданную на сваю нагрузку.

Следует считать более целесообразным применение насосной станции НСП-400М по сравнению со станцией НСР-400М, поскольку с ее применением открывается возможность автоматизации испытаний.

2.13.    Для обеспечения стабильности и надежности в работе автоматического агрегата распорной установки электроконтактный мэ* 12

нометр через штуцер с запорным клапаном рекомендуется крепить непосредственно на домкрате. Дополнительно к этому на насосной станции рекомендуется устанавливать контрольный манометр обычного типа.

В электрической схеме агрегата используют нижний контакт электроконтактного манометра, что обеспечивает в процессе испытаний поддержание давления в домкрате в пределах заданного. При испытаниях нижний контакт манометра устанавливают так, чтобы стрелка манометра находилась на заданном давлении, что обеспечивает давление в домкрате не ниже заданного. Если при включении насосной станции наблюдается отскок стрелки манометра, то контакт рекомендуется устанавливать так, чтобы в момент, предшествующий включению станции, стрелка находилась, не доходя заданного давления на треть этого отскока, что обеспечивает в среднем давление в домкрате в пределах заданного.

2.14.    Согласно рычажной схеме нагрузку задают с помощью тарированных груза и рычага с рекомендуемым отношением плеч от 1:3 до 1 :4. Можно доводить соотношение плеч рычага до 1:5. Большего соотношения в натурных установках из конструктивных соображений достигнуть трудно.

2.15.    При схеме загрузочной платформы нагрузку задают посредством тарированных платформы и груза на ней, укрепляемых в случае испытания одной сваи на голове сваи или в случае испытания целиком куста свай на его ростверке и действующих поэтому непосредственно на голову сваи или на ростверк куста свай.

Однако эта схема применяется крайне редко. Поскольку испытания, особенно длинных свай, требуют развития значительных нагрузок; устройство загрузочной платформы на голове одной сваи представляет собой сложную технического задачу. В то же время при испытании, например, целиком куста свай, особенно в случае коротких висячих с достаточно большим шагом, схема загрузочной платформы может оказаться наиболее предпочтительной.

2.16.    При монтаже установок для испытания свай необходимо строго выдержать соосность приложения нагрузки и не допускать отклонения от соосности в процессе испытаний.

2.17.    Испытания могут проводиться путем либо монотонного, либо прерывистого, либо смешанного загружения. При первом способе сваю загружают непрерывно, ступень за ступенью; при втором— после окончания испытаний на каждой ступени сваю полностью разгружают (т. е. нагрузку снимают до нуля непрерывно сразу же без выдержки по ступеням) с измерением величины упругой отдачи (деформации) сваи, после чего на сваю задают следующую ступень

13

нагрузки. Смешанное загружение представляет собой комбинацию монотонного и прерывистого загружения в различных вариациях.

2.18.    Выбор того или другого способа загружения свай статической нагрузкой зависит от характера проводимых испытаний и принятой схемы загружения, а также от характера нагрузок от сооружения.

Так, при производственных испытаниях контрольных свай с целью контрольной проверки заданной в проекте несущей способности более приемлемо монотонное загружение, обеспечивающее испытания в кратчайшие сроки, тогда как при испытаниях опытных свай в процессе инженерных изысканий с целью определения и окончательного назначения несущей способности свай более предпочтительно прерывистое загружение.

При испытаниях по распорной схеме прерывистое загружение легко осуществимо, тогда как в случае рычажной схемы или схемы загрузочной платформы оно значительно затруднено, так как частые периодического разгружения сваи в этих случаях связаны с необходимостью организации работ по разгрузке и загрузке тарированного груза.

Для конструктивной схемы зданий с постоянной статической нагрузкой при испытаниях контрольных свай целесообразно предусматривать монотонное загружение, тогда как для опор с переменным действием нагрузки, даже в случае контрольных свай, — прерывистое загружение.

2.19.    Прерывистое загружение можно считать в целом более предпочтительным, поскольку оно обладает следующими преимуществами:

в случае возможного вынужденного перерыва в испытаниях по непредвиденным причинам (временное отсутствие электроэнергии, поломка какого-либо узла установки и т. д.) обеспечивается возобновление испытаний без ущерба для получения достоверных результатов и доведение их до конца в соответствии с программой испытаний;

создаются более благоприятные условия для эксплуатации испытательной установки, оборудования и приборов, так как имеется возможность в период разгружения периодически производить их профилактический осмотр и доводку, а в случае выхода из строя какого-либо узла или прибора — безболезненно произвести его ремонт или замену;

упрощается организация испытаний, поскольку отпадает обязательное требование непрерывных, а в ряде случаев и круглосуточных наблюдений;

имеется возможность проследить упругую отдачу сваи после каждой ступени, что дает дополнительный материал для более глубокого анализа и обобщения.

Вместе с тем прерывистое загружение требует несколько большей продолжительности испытаний, чем монотонное, поэтому при необходимости проведения испытаний в наиболее сжатые сроки рекомендуется предусматривать монотонное загружение.

2.20.    Нагрузка при испытаниях должна даваться на сваю равномерно, центрально, без ударов, последовательно возрастающими ступенями, величину которых следует принимать по 7ч—Vs от ожидаемой несущей способности сваи, принимаемой на основании совместного рассмотрения имеющихся данных ранее проводившихся полевых испытаний свай на площадках с аналогичными инженерногеологическими мерзлотными условиями и результатов определения

14

ПРЕДИСЛОВИЕ

Руководство по полевым испытаниям свай в вечномерзлых грунтах разработано в развитие главы СНиП на нормы проектирования оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах и Указаний по проектированию и устройству свайных фундаментов в районах распространения пластичномерзлых грунтов (РСН 41-72) с учетом требований ГОСТа по полевым испытаниям свай в талых грунтах.

Изложенная в Руководстве методика полевых испытаний свай в вечномерзлых грунтах разработана по заданию Госстроя РСФСР институтом НИИОСП Госстроя СССР и его Северным отделением (ведущая организация) при участии в качестве соисполнителей институтов Фундаментпроект Минмонтажспецстроя СССР, ЛенЗНИИЭП Госгражданстроя при Госстрое СССР и ЦНИИС Минтрансстроя СССР.

Предисловие, разд. 3 и прил. 1, 3, 8, 9 написаны канд. техн. наук В. Н. Ерошенко (НИИОСП); разд. 1, 2 — канд. техн. наук В. И. Еро-шенко с участием инж. Н. Ф. Веселовой (ГПИ Фундаментпроект), кандидатов техн. наук К- Ф. Маркина (ЛенЗНИИЭП), В. И. Черняева (ЦНИИС); прил. 2, 5—7 — кандидатами техн. наук В. И. Ерошенко и К. Ф. Маркиным; прил. 4 — инж. Н. Ф. Веселовой.

В подготовке Руководства к изданию принимали участие инженеры Б. А. Плюскин и| В. П. Волков | (Госстрой РСФСР).

С замечаниями и предложениями обращаться по адресу: 109389, Москва, Ж-389, 2-я Институтская ул., 6, НИИОСП или 169911, Коми АССР, Воркута-11, ул. Яновского, 1, Северное отделение НИИОСП.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Требования настоящего Руководства распространяются на проведение полевых испытаний в вечномерзлых грунтах всех видов, с которыми слой сезонного промерзания-оттаивания как сливается, так и не сливается, висячих свай всех типов — железобетонных, деревянных, металлических и комбинированных при любом способе их погружения. Руководство устанавливает методы испытаний свай пробными статическими нагрузками при использовании грунтов их основания в мерзлом состоянии в течение всего периода статических испытаний (принцип 1) и методику обработки полученных данных испытаний с вычислением необходимых параметров и определением статическим методом несущей способности висячих свай в вечномерзлых грунтах.

Руководство не устанавливает методы испытания свай и методику обработки полученных данных испытаний на горизонтальную нагрузку, эксплуатационные динамические нагрузки и сейсмические воздействия, а также испытаний в вечномерзлых грунтах свай-стоек, оболочек и опор глубокого заложения. Руководство не устанавливает также метод испытания забивных и бурозабивных свай пробной забивкой в мерзлые грунты и методику обработки полученных данных забивки с определением параметров, необходимых для контроля при забивке или определения динамическим методом несущей способности свай в мерзлых грунтах. В указанных случаях методы испытания и методика обработки полученных данных устанавливаются специальной программой, составленной с учетом требований настоящего Руководства.

При соответствующем обосновании допускается проведение испытаний свай в вечномерзлых грунтах при любом принципе их использования в качестве основания свайных фундаментов (в том числе по принципу II — в оттаявшем состоянии) с применением других методов, не предусмотренных настоящим Руководством.

Примечание. Если основание назначенных к испытаниям свай сложено оттаявшими глинистыми грунтами со сроком консолидации более года, а также оттаявшими песчаными и крупнообломочными грунтами, то испытания следует проводить как в талых грунтах по соответствующему ГОСТу.

1.2.    Необходимость и число статических испытаний свай, а также выбор вида статической нагрузки (вдавливающая или выдергивающая) должны устанавливаться проектной организацией.

1.3.    Статические испытания свай проводят с целью:

а)    определения несущей способности свай в вечномерзлых грунтах всех видов;

б)    определения деформативных характеристик в пластично-мерзлых грунтах;

в)    контрольной проверки несущей способности и, в случае пластично-мерзлых грунтов, деформаций (перемещений) свай, принятых в проекте свайного фундамента.

1.4.    Статические испытания свай для достижения целей, изложенных в п. 1.3 «а, б», должны выполняться на опытных площадках в комплексе инженерно-геологических мерзлотных изысканий до выпуска рабочих чертежей. В этих случаях назначенные к испытаниям сваи являются опытными.

Статические испытания свай для достижения цели, изложенной в п. 1.3 «в», выполняются на соответствующих строительных пло-

2

щадках после выпуска рабочих чертежей и могут быть осуществлены как до возведения фундамента, так и в процессе или после его возведения. В этом случае назначенные к испытаниям сван являются контрольными.

1.5.    Опытные сваи по своим характеристикам назначаются проектной организацией в зависимости от мерзлотно-геологических и гидрогеологических условий площадки, ожидаемых величин и характера нагрузок на фундамент от здания и сооружения и ожидаемой величины максимальной нагрузки при испытаниях. При этом конструкция опытных свай должна быть рассчитана на восприятие нагрузки, в 1,5—2 раза превышающей величину упомянутой максимальной нагрузки, назначаемой согласно указаниям п. 2.3.

В качестве опытных свай следует применять, как правило, стандартные сваи, изготовленные в соответствии с требованиями действующих ГОСТов. Если же прочность стандартных свай для этих целей оказывается недостаточной, они могут быть усилены (железобетонные сваи, например, путем повышения процента армирования и применением бетона более высокой марки).

Опытные сван могут применяться также специальной конструкции, как, например, сван-штампы, позволяющие исследовать работу боковой поверхности и нижнего конца в отдельности, тензометрические сваи, оснащенные электротензометрами, которые позволяют дополнительно к боковой поверхности и нижнему концу исследовать распределение касательных усилий вдоль боковой поверхности сваи, металлические сваи, офактуренные и неофактуренные, рассчитанные на восприятие особо больших нагрузок, и т. д.

1.6.    Испытания опытных свай производят:

при двухстадийном проектировании — на стадии изысканий под рабочие чертежи;

при одностадийном проектировании — на последнем этапе изысканий, после получения данных по инженерно-геологическим, мерзлотным и гидрогеологическим условиям площадки, но до начала строительства.

Результаты испытаний опытных свай учитываются проектной организацией при назначении в рабочих чертежах окончательных размеров свай и всего фундамента в целом.

1.7.    Контрольную проверку (п. 1.3 «в») назначают только в случаях, если: установлены отклонения от мерзлотно-грунтовых условий, определенных при инженерно-геологических мерзлотных изысканиях; выявлена невозможность погружения свай согласно проекту; изменена конструкция примененных свай; изменена предусмотренная проектом технология погружения свай.

Для линейных сооружений испытания свай с целью контрольной проверки в период или после устройства фундаментов можно назначать и в любых других случаях, если в период изысканий оказалось невозможным выбрать опытные площадки с характерными мерзлотно-грунтовыми условиями.

По требованию заказчика контрольная проверка допускается в любом случае, если рабочие чертежи свайного фундамента были разработаны без предварительных статических испытаний свай.

1.8.    Контрольные сваи, применяемые для контрольной проверки, по своим характеристикам должны удовлетворять следующим требованиям:

быть аналогичными принятым в проекте как по материалу, так и по габаритам;

1*

располагаться в местах сооружения свайных фундаментов ИЛИ вблизи них (не далее 5 м), в тех же условиях и на тех же отметках, что и рядовые сваи фундамента;

погружаться в грунт тем же способом, который принят в проекте.

1.9.    Контрольные сваи можно либо назначать из числа входящих в фундамент, за исключением испытаний выдергивающими нагрузками, либо погружать дополнительно к входящим в фундамент.

В целях своевременной корректировки проекта в части уточнения конструкции свайного фундамента и технологии свайных работ (способ и глубина погружения свай, расстояние между сваями, число свай в фундаменте) испытания контрольных свай рекомендуется осуществлять до возведения свайного фундамента. Для корректировки проекта используют полученные по результатам такой контрольной проверки данные по способу погружения и несущей способности контрольных свай. Эти коррективы, как правило, дают технологический и экономический эффект, практически всегда окупающий затраты на полевые испытания свай.

Если испытания контрольных свай проводят в процессе возведения свайного фундамента или после его возведения, то результаты испытаний используют лишь для контроля заложенной в проекте несущей способности свай.

1.10.    Для проведения испытаний свай в вечномерзлых грунтах должна быть составлена в соответствии с требованиями настоящего Руководства программа испытаний. Программу разрабатывает проектная организация с привлечением в необходимых случаях специализированной организации, имеющей опыт применения свайных фундаментов и испытания свай в вечномерзлых грунтах.

Программа испытаний согласовывается с заказчиком и утверждается проектной организацией.

1.11. Организацией, проводящей испытания свай, должна являться, как правило, изыскательская организация, выполняющая по заданию проектной организации весь комплекс инженерных изысканий и исследований грунтов. В случае отсутствия возможностей для проведения испытаний их выполнение под своим контролем эта изыскательская организация может поручить любой другой организации, имеющей опыт полевых испытаний свай в вечномерзлых грунтах. Испытания контрольных свай допускается по согласованию с проектной организацией поручать подрядной строительной организации, которой выданы к производству работ рабочие чертежи.

Все подготовительные работы к испытаниям свай (изготовление необходимых установок и устройств, отсыпка площадки, погружение свай, монтаж и демонтаж установок и оборудования, обеспечение испытаний электроэнергией, временными сооружениями и т. д.) выполняет подрядная строительная организация.

1.12. Проектно-изыскательские и строительно-монтажные работы по испытаниям свай предусматриваются в соответствующих разделах сводного сметно-финансового расчета. Все затраты проектно-изыскательских и подрядных организаций, связанные с испытаниями свай, включаются d планы работ этих организаций и отражаются в отчетности в установленном порядке.

1 13 Программа полевых испытаний свай в вечномерзлых грунтах должна быть составлена на основании следующих исходных данных:

отчета по инженерно-геологическим мерзлотным, а также гидрогеологическим и метеорологическим условиям строительной площадки;

4

планов и разрезов свайных фундаментов и проектных нагрузок от здания или сооружения (нормативных и расчетных) с указанием намечаемого способа погружения свай — при двухстадийном проектировании;

технического задания, содержащего размеры свай, глубину и способ погружения, проектные нагрузки от здания или сооружения (нормативные и расчетные) — при одностадийном проектировании;

предельных средних величин осадок зданий и сооружений, а также деформаций, допустимых по технологическим требованиям, предъявляемым к эксплуатации соответствующего оборудования;

прогноза изменения мерзлотных и гидрогеологических условий в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений с учетом опыта эксплуатации построенных вблизи зданий и сооружений;

материалов имеющихся результатов ранее проводившихся испытаний свай на площадках смежных объектов с аналогичными инженерно-геологическими мерзлотными условиями.

1.14. Программа испытаний должна содержать: состав и объем испытаний;

схематический план расположения на площадке намеченных к испытаниям свай с нанесением геологических выработок и температурных скважин;

методику проведения испытаний;

чертежи или конструктивную схему установки для испытаний; способы погружения свай и сроки возможного их загружсния статическими нагрузками;

сведения о возможности использования контрольных и анкерных свай в фундаменте;

техническую характеристику намеченных к испытаниям свай (конструкция, размеры, глубина погружения, материал, а для железобетонных свай — дополнительно марка бетона и содержание арматуры);

перечень оборудования, измерительных приборов и приспособлений;

расчетные и нормативные нагрузки от здания или сооружения

1.16.    Число свай, подлежащих статическим испытаниям, должно приниматься до 2% общего числа свай на данном объекте, но не менее двух на каждом характерном участке площадки и на каждый вид нагрузки (вдавливающей, выдергивающей).

Для линейных сооружений число назначаемых к испытаниям свай допускается увеличивать по усмотрению проектной организации.

При сблокированном расположении зданий в однородных мерзлотно-грунтовых условиях, а также при наличии результатов испытаний свай на соседних площадках и достаточном опыте устройства свайных фундаментов допускается сокращение назначаемых к испытаниям свай до двух на данном объекте.

1.16.    Намеченные к испытаниям сваи заносятся в специальный перечень с указанием объекта и технической характеристики свай по установленной форме (см. прил. 1), который прикладывается к программе испытаний.

1.17.    Статические испытания свай при заделке в такие вечномерзлые грунты, с которыми слой сезонного промерзания-оттаивания не сливается, можно выполнять в любое время года.

В вечномерзлых грунтах, с которыми слой сезонного промерзания-оттаивания сливается, испытания свай статическими нагрузками рекомендуется проводить в летне-осенний период, а при температуре вечномерзлых грунтов выше минус 2° С — также и в зимний период.

В случае срочной необходимости допускается проведение испытаний на таких участках и в иное время года. При этом вокруг сваи в диаметре, не меньшем глубины ее погружения, целесообразно осуществлять подогрев дневной поверхности до положительной температуры в течение всего периода испытаний с помощью теплых штампов, тепляков и т. д., не допуская при этом оттаивания вечномерзлых грунтов основания сваи, или устраивать до начала смыкания сезонного промерзания с вечномерзлым грунтом теплоизоляционное покрытие по дневной поверхности (например, из опилок, шлака, горелой породы и др., а также из современных высокоэффективных теплоизоляционных материалов).

1.18.    В процессе полевых испытаний свай в вечномерзлых грунтах должны вестись наблюдения за температурой грунтов основания в соответствии с методикой действующих нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства и по проектированию и устройству свайных фундаментов в районах распространения вечномерзлых грунтов, а также согласно прил. 2 При этом измерение температуры грунта должно производиться с точностью не менее 0,1° С в грунтах с температурой выше минус 1°С и с точностью не менее 0,2*С в грунтах с температурой ниже минус 1° С.

Температурные замеры должны вестись через 0,5 м до глубины 4—5 м (в зависимости от мощности слоя сезонного промерзания-оттаивания) и далее через 1 м (глубже 10 м допускается через 2 м) по всей глубине погружения свай и ниже их нижних концов на 3— 4 м, но не менее, чем до глубины годовых нулевых амплитуд, располагая измерительную вертикаль как можно ближе к боковой поверхности сваи, не далее 2 м от нее. Для свай, погружаемых в пробуренные скважины с заливкой грунтовым раствором, глубину температурных замеров допускается ограничивать глубиной погружения свай, при этом измерительную вертикаль следует располагать непосредственно около сваи.

Обязательно измерение температуры грунта на глубине расположения нижнего конца сваи.

Периодичность замеров температуры грунтов устанавливается программой испытаний, при этом отсчеты берутся с трехкратной повторностью не менее одного раза на каждой ступени затухающего деформирования и двух раз на каждой ступени незатухающей ползучести (определение ступеней см. п. 2.21).

1.19.    При проведении статических испытаний должно быть исключено на глубину максимального сезонного промерзания-оттаивания контактирование или по крайней мере сезонное смерзание грунта с боковой поверхностью сваи. Для этого у намеченной к испытаниям сваи осуществляют специальные конструктивные решения или технологические мероприятия, такие, например, как проходка в месте погружения сваи выработок (шурфов, скважин и т. д.) большего, чем у сваи, максимального размера поперечного сечения; прогрев грунта вокруг сваи в радиусе не менее 1 м от грани сваи и в режиме, исключающем опасность оттаивания вечномерзлых грунтов основания сваи; обмазка части боковой поверхности сваи в аине сезонного промерзав ния-оттаивания специальными составами, предотвращающими смерзание грунта со сваей, и т. д.

В случае выработок для предотвращения возможного охлаждения либо оттаивания вечномерзлого или промерзания талого грунта глубже пройденных выработок их следует заполнять теплоизоляционным материалом. Если при этом применен гидрофильный материал,

6

то он должен быть защищен путем соответствующих конструктивных решений от обводнения.

При испытаниях на участках с несливающимися вечномерзлыми грунтами допускается также применять засоление грунта с поверхности около сваи.

Если применяются прогрев или засоление грунта, то они должны поддерживаться непрерывно до окончания статических испытаний.

1.20.    Во избежание растрескивания головы сван в процессе испытаний на нее надевается металлический наголовник, имеющий обмятую деревянную прокладку.

1.21.    Измерительные приборы и оборудование, применяемые для полевых испытаний свай, должны быть предварительно проверены и протарированы каждый раз перед началом испытаний.

1.22.    Прежде чем приступить к испытаниям, должно быть установлено соответствие намеченных к испытаниям свай программе (проекту) и требованиям, предъявляемым к конструкции свай (фактическая марка бетона, сечение арматуры и т. д.).

Сваи по прочности материала должны отвечать требованиям п. 4.12 РСН 41-72 при транспортировании свай, а для забивных и бурозабивных свай — дополнительно п. 5.19 РСН 41-72 при их за* бивке с учетом требований ГОСТов по забивным сваям.

1.23.    При выполнении всех видов полевых испытаний свай необходимо соблюдать правила техники безопасности в соответствии с действующими нормативными документами или согласно разработанными на их основе специальными документами для отдельных видов испытаний или работ, связанных с этими испытаниями. В качестве примера один из таких документов дан в прил. 3.

1.24.    Несущая способность свай по результатам полевых испытаний их в вечномерзлых грунтах должна определяться в соответствии с требованиями главы СНиП на нормы проектирования оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах и РСН Р-72, а также согласно указаниям настоящего Руководства.

1.25.    О результатах полевых испытаний свай составляют отчет-заключение, в котором приводят все полученные данные и рекомендации по несущей способности свай с прогнозом в случае пластичномерзлых грунтов их осадок. При этом в отчете-заключении указывают:

наименование здания или сооружения;

мерзлотную инженерно-геологическую и гидрогеологическую характеристику площадки (геологический разрез; мощность, температуру и вид вечномерзлых грунтов, глубину их залегания и конфигурацию верхней поверхности; мощность слоя сезонного промерзания-оттаивания, сливается он с вечномерзлыми грунтами или нет; наличие перелетков мерзлоты, сквозных и несквозных таликов, их мощность и распространение по площади; наличие грунтовых вод, в том числе межмерзлотных);

номера свай;

способ погружения свай;

дату погружения свай;

характеристику свай — материал, длину, вид и размеры поперечного сечения; кроме того, для железобетонных свай — паспорт предприятия-изготовителя с указанием марки бетона и процента армирования и для деревянных — диаметр в верхнем и нижнем отрубах;

характеристику скважин для погружения свай —способ проходки и глубина скважин, вид и размеры их поперечного сечения;

фактические отметки дневной поверхности, верха и низа свай;

7

глубину погружения и расстояние до верхнего торца от дневной поверхности;

характеристику оборудования, применявшегося для бурения скважин и погружения свай (тип, производительность, мощность, общий вес и др., а для молотов, кроме того, — вес ударной части, высота ее подъема, энергия удара, характеристика наголовника и прокладки в нем);

тип и характеристику (глубина, размеры в плане) примененного способа исключения коптактирования или предотвращения сезонного смерзания грунта со сваей в течение всего периода статических испытаний;

данные о повреждениях свай, полученные в процессе погружения, в том числе для забивных и бурозабивных свай — состояние головы сваи после забивки;

температуру наружного воздуха; дату статических испытаний;

данные замеров температуры грунта основания сваи в процессе испытаний;

отсчеты по приборам — измерителям деформаций, их дату и время;

среднюю величину осадки (перемещения) сваи для каждого отсчета и нарастающим итогам — за ступень и суммарную; величину ступеней нагрузок, их дату и время; общие замечания.

К отчету-заключению прилагаются:

перечень свай, испытанных на данном объекте, с характеристикой свай;

план места забивки испытанных свай с привязкой к изыскательским скважинам;

мерзлотный инженерно-геологический разрез (или разрезы) площадки в месте испытаний с указанием испытанных свай;

журнал измерения температуры грунта вокруг свай и под ними; журнал статических испытаний свай; графики температуры грунта по глубине;

сводные графики развития суммарных осадок свай во времени; графики зависимости осадки свай от нагрузки на нее; графики развития во времени суммарных осадок свай на каждой ступени в отдельности в обычных и логарифмических координатах — только в случае пластно-мерзлых грунтов;

графики зависимости скорости осадки свай от нагрузки (реологические кривые) — в случае наличия трех и более ступеней незатухающей ползучести;

результаты определения несущей способности свай (в пластичномерзлых грунтах — с учетом прогноза их осадок).

2. СТАТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ

2.1. Статические испытания свай в вечномерзлых грунтах по изложенной ниже стандартной методике заключаются в загружении свай пробными осевыми вдавливающими или выдергивающими сту-пенчато-возрастающими статическими нагрузками с фиксацией величины затухших или незатухающих осадок /перемещений) свай в грунте под этими нагрузками.

8