Что такое отказ сваи при забивке

Термин «отказ сваи» необходимо понимать для того, чтобы правильно рассчитать прочность и надежность основания. «Отказ сваи» является расчетным параметром. В первый раз значение получают на этапе проектирования фундамента, во второй – на этапе монтажа. 

О том, как правильно рассчитываются и как применяются параметры отказа свай – в материале статьи.

Суть «отказа сваи»

При возведении домов на свайных фундаментах строители производят пробную забивку в грунт на определенную глубину. Здесь действует правило: нижний торец опоры должен упереться в несжимаемые слои. Только в этом случае несущая способность сваи будет реализована в полной мере. После удара молотом спецтехники по свае измеряют параметр частичного углубления. Он и называется «отказом сваи».

Отказ сваи измеряется специальным прибором. В зависимости от методики замера и полученного значения искомый параметр подразделяют на:

• проектный;
• ложный;
• достоверный.

Каждое из значений используется в процессе проектирования и монтажа свайного фундамента.

Расчет проектного отказа сваи

Исходя из названия, параметр рассчитывается на этапе проектирования строения. Для этой цели выполняются геологические исследования грунта, анализируются климатические условия. Обязательно выясняют глубину залегания твердых слоев и уровень грунтовых вод. На основании аналитических данных определяется длина и диаметр необходимых свай, а также глубина их установки.

Параметр проектного отказа обязательно вносится в технологическую документацию на строение. При установке фундамента ответственное лицо строго следит, чтобы не было больших отклонений. В противном случае строительные работы прекращаются до выяснения причин несоответствий. Это могут быть либо ошибки в расчетах, либо нарушение технологии монтажа фундамента.

Залог сваи

На практике почти невозможно получить величину «отказа сваи» после одного удара молота. Поэтому при расчетах пользуются так называемым «залогом сваи». Суть принципа проста для понимания: измерения отказа производятся после серии ударов, а полученное значение делится на общее число ударов.

Измеренный залог зависит от сваезабивного механизма или машины. К примеру, при забивке свай молотом с приводом от дизельного двигателя измерения проводят после 10 ударов. При работе гидромолота залог сваи делят не на количество ударов, а на время работы механизма. В основном за расчетный интервал берется одна минута. Зная, сколько ударов выполняет гидромолот в минуту, можно без труда рассчитать залог.

При строительстве фундаментов сваи не только забивают, но и вдавливают. Обычно гидромолот не наносит удары, а плавно заглубляет сваю в грунт. Залог в таком случае рассчитывается также по интервалу работы. Первое движение гидромолота – давящее усилие на торец сваи, второе – возврат на исходную позицию после заглубления опоры на определённое расстояние.

Почему величины проектного и реального отказов могут различаться

Иногда при заглублении сваи может создаться иллюзия, что она уперлась в твердый слой грунта. А параметры, указанные в проекте показывают, что до несжимаемых слоев еще далеко. Это возникает по причинам:

• в случае, если свая уперлась в «случайный» твердый слои, препятствующий дальнейшему движению;
• если при оттоке грунтовых вод структура почвы изменилась, и она стала более твердой.

Если такая ситуация возникла , работы по установке фундамента приостанавливаются на несколько дней. За этот период грунт вернется к первоначальному состоянию и можно будет завершить монтаж опор. В идеале проектный и реальный отказы отличаться не должны.

Ложный и истинный отказы

Если свая вдавливается в глинистый или песчаный грунт может получиться так, что в процессе углубления почва искусственно уплотнится за счет выдавленного объема. Как только свая остановится, можно снять показания прибора. Они будут отображать параметр ложного отказа.

Чтобы измерить достоверный результат, нужно остановить монтаж свай на несколько часов. После этого проводят повторные измерения и получают значение истинного отказа. Чтобы понять, почему два параметра отличаются, необходимо понимать процессы, происходящие в грунте в режиме «покоя». За несколько часов происходит восстановление почвы: её структуры, влажности, пористости и т.д. Количество время, необходимое на паузу, берется с учетом влажности грунта.

Порядок расчета отказа сваи

Финальные расчеты выполняются после того, как сваи окончательно заглублены в грунт. Выполняется оценка несущей способности и предельно допустимых нагрузок. Для этого необходимы следующие параметры:

• тип и масса машины или механизма, которые применялись для монтажа;
• масса молота и его ударной части;
• величина усилия, передаваемого на торец сваи при забивке;
• площадь сечения сваи;
• сопротивление грунта.

Формула для расчета отказа сваи достаточно сложная, содержит интегралы и комплексные числа. Поэтому для расчета несущей способности часто пользуются табличными данными.

Несущая способность одной опоры по технологии ТИСЭ определяется с учетом типа грунта, расчетного сопротивления грунта, диаметра подошвы опоры. Зная эти величины, по таблице определяют несущую способность опоры в тоннах. К примеру, несущая способность опоры с диаметром подошвы 50 см, установленной в суглинок с сопротивлением 3,5 кг/см², будет составлять 6,9 т.

Расчет глубины погружения сваи в грунт до отказа является важным этапом в любой отрасли строительства. Он позволяет создать прочное, надежное основание и исключить риск нарушения устойчивости конструкции. Параметр отказа рассчитывается на этапе проектирования, при забивке свай, после завершения работ. Полученные данные сверяются с технической документацией, а расхождения тщательно проверяются. И только после окончания всех расчетов и измерений можно с уверенностью утверждать, что фундамент полностью готов к эксплуатации.