Отказ сваи при забивке

В отличии от расчётного, фактическим отказом называют значение, определяемое непосредственно во время производства работ по забивке сваи или при выполнении полевых динамических испытаний.

Измерение фактического отказа выполняется в конце забивки – при достижении проектной отметки или расчетного отказа (фактический отказ не должен превышать расчётный).

Чтобы определить фактический отказ сваи, необходимо измерить величину её погружения в трёх последних последовательных залогах (каждый по 10 ударов) и взять среднюю величину. Для того, чтобы измерить эту величину, в конце забивки следует поставить отметку на свае и после этого произвести последние 30 ударов (измеряя величину погружения сваи через каждые 10 ударов). Средняя величина погружения от этих трёх залогов и называется фактическим отказом от 10 ударов.

До начала забивки следует разметить сваю через каждый метр, а на последнем метре (в верхней части сваи) – через каждые 10 см (серии ударов между этими метками называют залогами). При забивке необходимо вести подсчёт количества ударов молота отдельно в каждом залоге. Чтобы высчитать отказ сваи от одного удара, следует разделить величину залога (1 метр или 10 см) на количество посчитанных ударов в соответствующем залоге.

Приведём пример:
Допустим, что на первый метр забивки сваи пришлось 5 ударов молота. Значит, если разделить 100 см на 5 ударов, мы получим 20 см от одного удара. Это и является отказом сваи на первом метре погружения. Если взять в качестве примера 40 ударов на последних 10 см, то при подсчёте мы получим следующее значение отказа: 10 см / 40 ударов = 0,25 см от одного удара.

Таким образом мы можем получить фактический остаточный отказ сваи отдельно в каждом залоге. Чаще всего большее значение имеет величина отказа в последнем залоге, так как свая должна набрать несущую способность в конце забивки.

Фактический отказ сваи следует измерять с точностью до 1 мм.

Если свая при погружении достигла проектной высотной отметки, но не достигла расчётного отказа, следует выполнить её контрольную добивку после «отдыха» в грунте. Если отказ при контрольной добивке также превышает расчетный, есть вероятность, что несущей способности сваи может быть недостаточно, чтобы выдержать нагрузку запроектированных конструкций. В таком случае проектная организация должна установить необходимость контрольных испытаний свай статической нагрузкой и корректировки РД.

Если же наоборот — свая при погружении достигла расчётного отказа, но не достигла проектной отметки (в связи с высоким сопротивлением грунтов), она должна быть подвергнута обследованию для выяснения причин, затрудняющих погружение.

Для проверки способности забитых свай нести запроектированную нагрузку, сопоставляют значение фактического отказа с расчётным.

При забивке сваи происходит сопротивление грунтов, что может приводить к незначительному обратному перемещению свай (выдавливанию) при каждом ударе молота. Величину таких перемещений называют упругим отказом, а ту часть отказа, которая остаётся после упругих перемещений сваи — остаточным.

Остаточную часть отказа допускается фиксировать при помощи нивелира или тахеометра, а упругие перемещения сваи происходят сразу после удара молота и зафиксировать их таким образом невозможно. При необходимости регистрации упругого отказа следует воспользоваться специальным прибором — безынерционным отказомером конструкции НИИМосстроя. Отказомер записывает упругую и остаточную части отказа сваи при каждом ударе молота.

Прибор для измерения отказа свай называется отказомером. Упругая и остаточная части отказа сваи при каждом ударе молота записываются безынерционным отказомером конструкции НИИМосстроя на специальной вощеной бумаге, наклеиваемой на одну из ровных боковых поверхностей сваи. После испытания вощеная бумага снимается со сваи, и величины упругой и остаточной части отказа, записанные на ней пером отказомера, измеряются с помощью лупы с точностью 0,1 мм.

Фактический отказ следует измерять за серию ударов (называемую залогом) и принять среднюю величину, поскольку определить отказ от одного удара затруднительно.

При забивке пробных свай, испытания которых предполагается выполнить динамическим методом, следует фиксировать число ударов на каждом метре погружения сваи, а в конце погружения (при достижении проектной отметки или приближении значения отказа к расчётному) число ударов регистрируется на каждых 10 сантиметрах. В этом случае залогами называют серии ударов на каждом метре и на каждых 10 сантиметрах соответственно.

Добивка пробных свай (после «отдыха») и фиксация значения фактических отказов выполняется залогами из трёх и пяти ударов.

При забивке свай мостовых опор и подпорных стен, также как и при динамических испытаниях, под залогом подразумевают серию ударов на каждом метре и на каждых 10 сантиметрах в конце погружения.

При устройстве сплошных свайных полей жилых домов или массовой забивке свай прочих объектов (кроме объектов дорожного строительства), под залогом подразумевают серию из 30 ударов молота в конце погружения каждой сваи, а отказ определяют как среднее значение из 10 последних ударов в залоге.

Число ударов в залоге зависит от величины залога, характера прорезаемых грунтов, глубины погружения сваи и других менее влиятельных факторов. Разница в количестве ударов в залоге может разниться в десятки и даже сотни раз. Очевидным фактом можно назвать лишь одно - чем глубже погружается свая, тем больше сопротивляются грунты и тем большее количество ударов требуется для погружения (но, бывают и исключения, так как на большей глубине могут залегать грунты с меньшей сопротивляемостью).

В случае, когда в качестве залога принимают серию ударов, а не глубину погружения, то глубина погружения от залога также зависит от множества факторов и может значительно разниться. Тут естественно также играет немаловажную роль величина залога и характер прорезаемых грунтов. Также нужно понимать, что чем глубже свая погружена в грунт, тем тяжелее погружать её дальше, соответственно глубина погружения от залога будет уменьшаться с каждым метром.

При забивке свай ведётся специальный «Журнал забивки свай», в котором, помимо всего прочего, фиксируется величина фактического остаточного отказа каждой сваи.

Журналы забивки свай бывают двух видов:

• для объектов дорожного строительства (мосты, подпорные стены и пр.);
• для всех других объектов (жилые дома, производственные здания и сооружения, торговые и развлекательные комплексы и пр.).

Регистрация остаточного отказа в этих журналах выполняется по-разному. В дорожном строительстве принято выполнять записи на каждом метре каждой забиваемой сваи, в том числе значение отказа. Во всех остальных случаях ведется журнал, в котором значение отказа свай фиксируется только за последние 10 ударов погружения.

В журналах для дорожного строительства выполняются более подробные записи для каждого залога: число ударов, глубина погружения сваи и средний отказ от одного удара.

При забивке свай в сухих песчаных грунтах с гравелистыми прослойками (особенно если забивка сопровождалась подмывом), бывают случаи получения преждевременного "ложного отказа" из-за образования под острием сваи плотной гравийно-песчаной подушки давление и трение грунта о сваю повышаются. Для продолжения работ свае нужен "отдых" в течение нескольких суток (2-3), после чего ее добивают до проектной отметки. Остановка сваи может быть и при встрече с топляком или каменными включениями в грунте, в этом случае потребуется перепроектирование фундамента.

Обратное ложному отказу явление может иметь место в глинистых грунтах. Оно состоит в отделении связанной с глинистыми частицами воды, разжижении грунта и создании своего рода смазки на поверхности забиваемой сваи (явление тиксотропии). Проектный отказ не наступает даже при погружении сваи до проектной отметки. В этих случаях также требуется перерыв в забивке свай, который может достигать до 15 -30 суток. После добивки отказ уменьшается, как правило, в несколько раз. Это явление называют засасыванием сваи. Если расчетный отказ не наступает и после "отдыха", то требуется решение проектной организации на проведение испытаний погруженных свай или изменение конструкции фундамента. Такие же меры принимают, если сваи погружаются менее чем на 85 % проектной глубины даже при получении расчетного отказа.

Поскольку на перемещения копра затрачивается значительная часть рабочего времени, очередность забивки свай указывают в проекте. Забивка может производиться с перестановками копра вдоль ряда свай или по спирали от центра свайного поля к периферии. Недопустимо забивать сваи от краев фундамента к центру, поскольку в этом случае уплотнение грунта уже забитыми сваями затрудняет забивку в средней части свайного поля и фактически приводит к ложному отказу даже в глинистых грунтах, который не исчезает после продолжительного "отдыха".