Обследование, испытание,
мониторинг сооружений
+3 8 (044) 599-34-45

Проверка свай методом Sonic

Одним из основных и важных видов “скрытых работ” в строительной практике являются устройство свайных фундаментов. Подрядные организации во многих случаях слишком формально относятся к их составлению, к ведению журналов производства свайных работ. В связи с этим при устройстве свай необходима отработанная система контроля их качества. Это в равной мере относится к устройству свай по любым известным технологиям - к буронабивным, буроинъекционным, забивным или вдавливаемым сваям.

Контроль качества работ при бурении скважин и бетонировании ствола свай, проводимый непосредственно на строительной площадке службой производителя работ и заказчика во многих случаях оказывается недостаточным. Аварийные деформации зданий и сооружений на сваях имевшие место в последние годы, свидетельствуют о снижении качества изготовления таких свай. В настоящее время надлежащего пооперационного контроля за соблюдением всех параметров технологии, как правило, не производится.

Международные стандарты большое внимание уделяют проблемам соблюдения технологии устройства свай: вертикальности погружения забивных свай, качественной проходке скважин под буронабивные сваи, фиксации проектного положения армокаркаса, требованиям к бетонной смеси, а также контролю сплошности бетонного ствола буровых свай. Оценку сплошности тела сваи предписывается осуществлять путем испытания образцов, взятых из выбуренных кернов, а также контролировать сплошность ствола свай неразрушающими способами. Контроль сплошности ствола буронабивных, а особенно буроинъекционных свай крайне важен, так как нарушение технологии может привести к значительному снижению несущей способности свай, как по грунту так и по материалу. Отбор образцов бетона при подаче его в скважину может служить лишь для косвенной оценки т.к. набор прочности бетона в кубиках и бетона в скважине различны.

К нарушению сплошности ствола могут приводить многие причины и, в частности: недостаточный объем бетона на площадке строительства в момент бетонирования сваи, неоправданный перерыв в работах по бетонированию ствола, негерметичность соединения обсадных труб в водонасыщенных грунтах, расслоение бетонной смеси и т.д. Выявить дефекты такой сваи при традиционной системе контроля фактически невозможно. Наиболее опасными для безаварийной эксплуатации зданий являются буровые и буроинъекционные сваи небольшого диаметра. Последние изготавливаются из цементного и мелкозернистого раствора и любое нарушение их сплошности может привести к разрушению тела сваи и локальному обрушению надземных конструкций.

Устройство свайных оснований из забивных свай является значительно более быстрым процессом по сравнению с буровыми. Этот вид свай более широко распространен в нашей стране. В отношении этого вида свай бытует представление о том, что они имеют гарантированную сплошность ствола. Однако как показывает опыт, при массовой забивке свай, во многих случаях имеет место нарушение целостности сваи, обусловленное некачественным выполнением стыка составных свай, образованием трещин в сваях при складировании, при монтаже на стрелу сваебойных агрегатов, а также скрытыми дефектами изготовления ствола сваи.

Для проведения экспресс - контроля сплошности ствола в мировой практике широко применяются низкодеформационные динамические испытания свай, метод «Cоник».  Эти испытания позволяют проверить однородность изготовленных свай и выявить скрытые дефекты свай (трещины забивных свай, а также “шейки” и включения грунта в буронабивных и буроинъекционных сваях).

Рис.1.  Принципиальная схема исследования свай.

 

Сущность методики заключается в следующем: по голове сваи наносят удар ручным молотком, который посылает вниз по телу сваи сжимающую волну. Неоднородности и подошва сваи отражаются восходящими волнами. Чувствительный акселерометр, установленный на верхнем обрезе, измеряет перемещение головы сваи, вызванной волной напряжений от удара молотком и последующими отражениями. Сигнал переводится в скорость и представлен на экране как функция времени. Все результаты легко сохраняются для последующего отчета в компьютере.

Типичный сигнал для поврежденной железобетонной сваи, показан на рис.2.

Рис.2. Пример исследования поврежденной сваи

 

Время от удара по голове сваи до возвращения волны Т характеризует длину сваи и ее механические параметры:

Т=2L/С,
С=1/2 Е/g
где L- длина сваи,
С - скорость распространения волны в теле сваи,
Е- модуль упругости сваи,
g-плотность тела сваи.

Для неповрежденной сваи этот метод позволяет точно определять ее длину. В прерывистой свае метод позволяет анализировать прерывистое отражение, которое проходит до прерывания сваи. В связи с понижением или увеличением сопротивления волна отражается таким же сигналом или сигналом, противоположным волне прерывания.

В качестве преимущества этого метода можно отметить, что ITS позволяет: быстро получать информацию по сваям; находить различные дефекты ствола; определять длину сваи до 60м; испытать любую доступную сваю; привносить минимальное вмешательство в деятельность на стройплощадке. Таким образом, метод позволяет оперативно проводить проверку сплошности свай. Представляется необходимым проводить проверку этим методом как минимум 10% забивных и 20% буровых и буроинъекционных свай. Это обеспечит надежность основания капитальных зданий и их безаварийную эксплуатацию в любых по степени сложности грунтах.