Испытание свай статической нагрузкой производят для определения несущей способности свай и сопоставления полученных данных с расчетными нагрузками, принятыми в проекте; для определения осадок свай под нагрузкой и для корректировки проекта свайных фундаментов, т.е. для принятия окончательного решения по конструкции свай.

Кроме того, материалы наблюдений испытаний необходимы как для контроля качества работ, так и для накапливания опыта совершенствования техники устройства или для забивки различных видов свай.

Количество свай, подвергаемых испытаниям на стадии изыскательских работ, устанавливает проектная организация, а в особо сложных геологических условиях — по специальному требованию проекта. В отдельных случаях при приемке свайных фундаментов испытания назначаются по требованию приемочной комиссии при наличии обоснованных сомнений в несущей способности свай.

Общее количество однотипных свай, подвергаемых статическим испытаниям, должно составлять по правилам приемки работ 1-2% общего количества свай, предусмотренного проектом, но не менее 2 шт. однотипных свай, применяемых в сооружении.

При застройке микрорайонов или кварталов указанное количество контрольных свай может быть принято на группу зданий или сооружений с однотипными свайными фундаментами, возводимыми в аналогичных инженерно-геологических условиях.

Оборудование для испытания свай. Оборудованием для испытания свай служат испытательные стенды для загрузки свай, приборы для определения величины нагрузки и замера осадок свай и приспособления для закрепления приборов.

Лаборатория треста Укргидроспецфунда-ментстрой для испытания свай применяет грузовые стенды (системы НИИСП) (рис. 1) и анкерные стенды.

Грузовой стенд представляет собой инвентарную пакетную раму с анкерными стойками и упорными балками. Раму устанавливают на горизонтальную площадку. Неровности в основании срезают или покрывают выравнивающим слоем песка. Анкерные стойки рамы располагают симметрично относительно испытываемой сваи. Консоли рамы загружают металлическим литьем или железобетонными плитами.

Для испытания свай большой несущей способности (ожидаемая предельная нагрузка больше 200 Т) вышеприведенный грузовой стенд непригоден ввиду громоздкости и плохой устойчивости платформы с уложенными на них штучными грузами. Такие сваи испытывают только при помощи анкерных стендов, для чего на сваю устанавливают один или несколько домкратов, упирающихся в систему пакетных балок. Выдергивающие (реактивные) усилия воспринимаются здесь анкерными сваями. Анкерные сваи располагают симметрично относительно испытываемой сваи. Расстояние между анкерной и испытываемой сваей должно быть не менее 2 м. Количество анкерных свай принимают не меньше четырех. В слабых грунтах и при небольших глубинах погружения свай количество их увеличивают до 6-8 шт. (в зависимости от их сопротивления выдергиванию).

Длина анкерных свай должна быть не более длины испытываемой сваи.

Трудоемкость, а следовательно, и затраты времени на монтаж анкерного стенда значительно ниже, чем при монтаже грузового. Поэтому в настоящее время при помощи анкерных стендов испытывают большинство свай как с большой, так и с малой несущей способностью. Для этого применяют анкерные стенды для свай с небольшой несущей способностью (100-200 Т) и анкерные стенды для свай со значительной несущей способностью (300- 400 Т и выше).

Для стендов небольшой грузоподъемности в качестве анкерных свай обычно применяют забивные сваи с усиленной арматурой, а для стендов большой грузоподъемности — бурона-бивные сваи с уширенной пятой или другие сваи с развитой опорной пятой.

При испытании свай домкраты устанавливают на опорную плиту или специальный наголовник так, чтобы давление передавалось по оси испытываемой сваи. Испытание кустов из трех, четырех и пяти свай производят непосредственным размещением штучного груза на ростверке.

Кусты свай испытывают редко вследствие сложности загружения ростверков грузами.

При испытании свай используют прогибомеры. Для расстановки прогибомеров служит реперная система из уголков 75X75X8 мм, швеллеров или досок толщиной не меньше 40 мм. Реперная система должна быть неподвижна и защищена от сотрясений и вибраций грунта, вызываемой копрами, экскаваторами, транспортными средствами и т. п. Закрепление ее производят на специально забитых стойках или вкопанных на глубину не меньше 0,5 м тумбах.

Осадок испытываемой сваи и положение анкерных свай определяют по шкале прогибоме-ра системы 6ПАО с точностью до 0,01 мм или точным нивелированием.

К испытываемой свае подключают обычно два прогибомера. Испытываемая свая связана с прогибомерами при помощи струны. Эта струна или тонкая проволока наматывается на ролик прогибомера двумя витками, один конец проволоки прикрепляют к хомуту, а ко второму концу подвешивают груз весом 1 кг (рис. 2).

Прогибомер рассчитан на работу с проволокой диаметром 0,4 мм, при этом полный оборот ролика отвечает осадке сваи 100 мм. Применение проволоки других диаметров ведет к другим показаниям осадки.

При нивелировании отсчеты производят по металлическим линейкам или специальным планшетам, прикрепленным к сваям.

В отдельных случаях при проведении статических испытаний свай с замачиванием грунта вокруг сваи для определения расхода воды применяют водомеры скоростного типа с вертикальной крыльчаткой и винтовой вертушкой.

Перед испытанием свай манометры, а также все измерительные приборы должны быть протарированы.

2. Методика испытаний

Статические испытания железобетонных свай производят в песчаных грунтах не раньше чем через 3 дня после их забивки, в глинистых — через 6 дней. Сваи набивные бетонные и комбинированные испытывают после достижения бетоном проектной прочности.

Сущность статических испытаний свай заключается в установлении зависимости изменения осадки от действия постепенно возрастающей нагрузки с определением критической и предельной величины нагрузок.

Критическую нагрузку устанавливают по характеру осадки сваи. Этому положению соответствует крутое падение кривой на графике статического испытания. За предельную принимается нагрузка на одну ступень меньше критической.

При статическом испытании буронабивных с уширенной пятой, камуфлетных, винтовых и других свай, имеющих развитую пяту опи-рания, не всегда может быть достигнуто критическое состояние. В отдельных случаях предельной нагрузкой может быть принята нагрузка, соответствующая осадке сваи: 40 мм для зданий, мало чувствительных к неравномерным осадкам, и 20 мд для зданий, обладающих высокой чувствительностью к неравномерным осадкам.

Для контрольной проверки несущей способности в фундаментах нагрузку на испытываемую сваю можно принять величиной, равной расчетной, предусмотренной по проекту.

Нагрузка на сваю после начала испытаний повышается ступенями. Величина ступеней нагрузок назначается в зависимости от требуемой точности испытаний.

Разгрузку производят также ступенями, величина которых принимается обычно в два раза больше величины ступени нагрузки.