Проведение статических испытаний далеко не всегда проходит так гладко, как хотелось бы. Этот процесс сопряжён с массой сложностей, избежать которых проще, если подробно с ними ознакомиться.
Расхождения в результатах геологических исследований и натурных испытаний
Первой сложностью является несоответствие между показателями, полученными при инженерных расчётах, и действительной несущей способностью грунтов. Конечно, испытания сваями проводятся именно для подтверждения или опровержения результатов геологических исследований и последующих расчётов, и несоответствие показателей — не такая уж и редкость. Однако случается, что разница в результатах оказывается просто недопустимо большой.
В качестве примера можно привести случай, когда сваи, которые согласно расчётам, должны были выдерживать нагрузку в 400 тонн, на поверку оказались способными выдержать лишь 80 тонн.
Причина таких ошибок заключается в первую очередь в том, что результаты геологических исследований из-за неоднородности геологии объекта, зачастую имеют большую погрешность. Таким образом, эти результаты оказываются недостаточными даже для проведения расчётов несущей способности свай.
Испытания сваями позволяют точно определить, насколько ошибочными или точными оказались предварительные расчёты. Однако основная проблема заключается в том, что параметры свай (длина, ширина и т.д.), входящих в испытательный куст, подбираются согласно проекту возводимого здания и этим же геологическим расчётам, чаще всего неточным. Результатом всех приложенных усилий оказываются впустую потраченные время и средства, так как устройство испытательного куста и проведение испытаний требуют немалых временных и денежных затрат.
Разрыв арматуры
Ещё одна сложность в проведении испытаний представлена разрывом арматуры, фиксирующей стенд на испытуемом кусте.
Так бывает чаще всего в тех случаях, когда грунт оказывается более плотным, чем предполагал конструктор, делающий предварительные расчёты. Осадка свай оказывается гораздо меньше ожидаемой, и по распоряжению конструктора нагрузку увеличивают. Это делается с целью выяснения действительной максимальной нагрузки на сваю, чтобы при желании увеличить нагрузку на будущий фундамент — например, добавив еще несколько дополнительных этажей здания.
В итоге, по просьбе конструктора, на куст даётся увеличенная нагрузка, на которую сам стенд просто не рассчитан. Арматура рассчитана на ту нагрузку, которая указана в техническом задании.
Помимо разрыва арматуры чрезмерная нагрузка на куст может привести к выдёргиванию анкеров или повреждению оголовка испытуемой сваи; иными словами — к разрушениям по материалам.
Чтобы избежать этих осложнений, подачу дополнительной нагрузки на куст следует учитывать заранее, оговаривая это с заказчиком и конструктором, либо избегать подобных экспериментов.
Водяные линзы
Линзами называют скопления воды под землёй — своеобразные подземные озёра. Такие линзы могут стать серьёзной проблемой в возведении здания на данном участке. Сложность прогнозирования их наличия заключается в том, что они расположены не сплошным слоем, а небольшими участками, хаотично. Угадать контуры линзы, расположенной под землёй, для геологов практически невозможно. Они определяют лишь геологические условия, в которых эти самые линзы чаще всего встречаются. Если статические испытания были проведены не на месте линзы, то о её наличии становится известно только когда в определённом месте начинают «просаживаться» сваи.
Первое, что в таких случаях делают специалисты — это контроль качества свай. Далее следует статическое зондирование, проводимое геологами при помощи специального зонда. Давая нагрузку на зонд поэтапно, можно определить глубину, на которой находится линза, а также её контур.
Особенности грунтов на примере районов Киева
Результаты испытаний свай в немалой степени зависят от свойств грунта, на котором расположен объект. Чем он более плотный, тем меньше будет проседание испытуемой сваи. Если брать в пример районы Киева, то именно такой грунт характерен для местности над железнодорожным вокзалом (Соломенский район). И напротив, очень «слабые» грунты присущи районам с высоким уровнем грунтовых вод или подземных рек присущи улице Электриков, в частности району завода «Кузница на Рыбальском. Таким образом, можно дать следующую краткую характеристику грунтов отдельным районам Киева:
- Соломенский район — чрезвычайно плотные грунты, в которых сваи стоят очень надёжно. Запас высотности домов довольно большой.
- Левобережье (Харьковский район, Троещина и др.) — песчаные грунты, высоко расположенные водоносные слои. Дома в этих районах строятся на возвышенностях и качественных сваях с достаточной высотой.
- Правобережье — очень разнообразная геологическая картина. Здесь можно встретить как очень плотные грунты, так и песок. Попадаются подземные реки и лёссовые грунты, которые в сочетании могут быть очень опасны. Являясь по сути жесткой пылью, сухой лёсс хорошо держит сваи. Однако, намокая, он моментально теряет свои качества и становится, практически, непригоден для монтажа свай. Поэтому испытания в районах с такими особенностями грунта (проспект Науки, окрестности Ботанического сада) проводятся с применением технологии замачивания — заливки большого количества воды в специально вырытый бассейн.
- Район ЦУМа — хороший, достаточно устойчивый грунт.
- Подол — слоистый грунт, состоящий из глинистых и высоко расположенных водоносных слоёв.
- Куренёвка (стык Оболонского и Подольского районов) — достаточно прочный грунт. В этом районе срывов свай не наблюдалось, но это также зависит и от грамотно подобранной длины свай.
- Чоколовка — очень хорошие, жесткие грунты.
- ЖК Respublika — очень слабые грунты (торф, глина, суглинки) и высоко расположенные слои воды.
- Борщаговка ― глинистая почва с хорошими несущими свойствами.
Несмотря на важность качества грунта, это не единственный фактор, влияющий на несущие способности свай. Всегда очень важно, насколько правильно геолог выбрал высоту свай, глубину их монтажа и слой, в который упираются эти сваи.
Несущие способности свай можно условно поделить на два вида. Первый связан с трением стенок свайного столба, второй — с упором нижнего основания сваи в очень жесткий грунт. Таким образом, удачный выбор места для расположения сваи положительно влияет на её несущие способности. Если в грунте есть водоносный или слабонесущий слой, сваи либо проходят его насквозь, либо не достигают его. Оставлять сваи в воде категорически нельзя. Именно поэтому в техническом задании всегда указывается тот геологический элемент, в который упирается свая.
Опытный специалист, взглянув на техническое задание, может ещё до проведения испытаний дать рекомендации, опираясь на предыдущий опыт работы в данном районе. К специалистам компании Верум за подобными советами нередко обращаются коллеги, чтобы получить рекомендации, касающиеся особенностей грунта в том или ином районе Киева. Такая информация позволяет избежать лишних расходов и сократить время, потраченное на проведение испытаний.
Нередко представителей компании Верум приглашают в качестве консультантов и в другие города. Например, недавно компания провела уникальные испытания во Львове, новый дом обещает стать самым высоким во Львове. Нагрузка на сваи составляла до 900 тонн. Про успешное проведение испытаний читайте в наших будущих материалах на сайте.