Динамические испытания грунтов ударной нагрузкой методом ЭЛДИ

Цель испытаний: определение предельного сопротивления сваи вдавливанию по грунту (несущей способности по грунту), в том числе по боковой поверхности и по подошве, а также параметров трения боковой поверхности сваи о грунт.

Испытания выполняются в соответствии с требованиями ГОСТ 5686, СНиП 2.02.03-85 и следующих документов:
1. Методические рекомендации по проведению полевых испытаний свай в сооружениях ПГС методом «ЭЛДИ» с применением ударной нагрузки, М., ГУП НИИОСП имени Н. М. Герсеванова, 2002 г.
2. Методические рекомендации по проведению полевых испытаний свай методом «ЭЛДИ», М., ОАО «ЦНИИС», 2001 г.;
3. Технологический регламент проведения полевых испытаний несущей способности свай методом «ЭЛДИ»., М., ОАО «ЦНИИС» – ГУП НИИОСП – ООО «ЭЛГАД», 2001 г. Данный метод рекомендован для применения Госстроем России – письмо № 19-1/464 от 31.10.2002 г. в органы государственного архитектурно-строительного надзора субъектов Российской Федерации.

Международные стандарты на применение этого метода:
— США ASTM D4945;
— Китай JGJ106-97;
— Австралия AS 2159;
— Бразилия NBR 13208;
и ещё в 48 странах мира.

Испытания свай ударной нагрузкой по методу «ЭЛДИ» основаны на теории распространения упругой волны в одноосном стержне, находящемся в квазиупругой среде, сложенной реальными грунтовыми напластованиями, прорезаемыми испытываемой сваей. Волна инициируется приложением к голове сваи соответствующей ударной нагрузки. Сигналы, поступающие от измерительных приборов во время прохождения ударной волны, обрабатываются по специальным программам и представляются на ЭВМ в виде искомой информации о несущей способности сваи.

Для регистрации и обработки информации используется оборудование американской фирмы PDI. Регистрирующая аппаратура включает датчики Strain Transducer, Piezorezistive Accelerometer и специализированный компьютер с эксклюзивным программным обеспечением фирмы PDI. Характеристики и технические параметры используемых приборов приведены в таблицах.:

№	Наименование измерительного прибора	Назначение измерительного прибора	Размещение измерительного прибора	Кол-во шт.
1.	Акселерометр (Piezorezistive Accelerometer)	Ускорение	Боковая поверхность сваи	2
2.	Тензодатчик Strain Transducer	Относительные деформации в бетоне сваи	То же	2

№	Наименование измерительного прибора, параметр	Нормируемая величина
1.	Акселерометр, диапазон линейной регистрации сигнала	1000-7500 Гц
2.	Тензодатчик VW Strain Transducer, погрешность измерения относительных деформаций	±0,5 х 10 -6

Все датчики, используемые при проведении испытаний, прошли заводскую калибровку. Перед проведением испытаний датчики проходят проверку при помощи внутренней системы контроля, установленной в переносном компьютере. На одну сваю устанавливаются две пары датчиков, которые подключаются к регистрирующему компьютеру. После записи сигналов дальнейшая их обработка производится в лабораторных условиях на «большом» компьютере с программным обеспечением CASE фирмы PDI.

Испытания свай ударной нагрузкой состоят из нескольких последовательно выполняемых циклов, каждый из которых включает:
— подъем молота на необходимую высоту (высота подъема молота для каждого удара задается в зависимости от качества получаемых сигналов о прохождении ударной волны по стволу сваи от предыдущего удара);
— сброс молота по направляющей штанге, передача энергии удара молота на сваю;
— регистрацию величины осадки сваи и сигналов, полученных от измерительных блоков, компьютерную обработку полученной информации, принятие оперативного решения о высоте подъема молота в очередном цикле.

Критерием завершения полевых испытаний является получение качественных и четких сигналов при приложении заданной динамической нагрузки.
Во время каждого удара регистрируется информация о: сжимающих и растягивающих напряжениях в бетоне сваи, сообщаемой свае величине энергии удара, сопротивлении сваи/грунта погружению, сопротивлении по подошве сваи, максимальном ускорении, структурной целостности тела сваи, осадке сваи. Вся эта информация записывается компьютером, установленным в передвижной лаборатории, обрабатывается и выдается на дисплей для принятия оперативных решений об энергии удара.

Используются молоты массой от 3,2 т  для забивных свай и до 25 т для буровых свай с несущей способностью до 4000 — 4500 тс.

Результаты:

1. График «нагрузка-осадка» верха сваи по ГОСТ 5686;
2. Общая несущая способность сваи;
3. Несущая способность по боковой поверхности сваи;
4. Несущая способность по пяте сваи;
5. Распределение несущей способности по глубине сваи;
6. Характеристики трения по грунту по длине ствола сваи;
7. График «нагрузка-осадка» пяты сваи;
8. Наличие каких-либо значительных нарушений сплошности ствола.

Сроки выполнения работ:
— проведение испытаний – 2 – 3 сваи в день;
— оформление результатов в виде Акта – 1 день;
— оформление результатов в виде Технического отчета – 4-5 дней

Динамические испытания свай методом ЭЛДИ значительно более мобильны по сравнению с испытанием свай статической нагрузкой. В день возможно испытание 2-3 свай с получением предварительных результатов прямо на стройплощадке.
Основным достоинством этого метода является то, что он применим к любым видам конструктивно-технологического исполнения свай. Выполнены испытания свай с несущей способностью до 3200 тс, что практически невозможно при традиционном статическом методе испытаний. Сваи при испытаниях не повреждаются и могут быть использованы в фундаменте сооружения.