Обработка статических испытаний свай

Нормативная база

СП 24.13330.2021 с Изменениями № 1 и № 2: пп. 7.3.3–7.3.6, формулы (7.20), (7.21), п. 7.1.11; ГОСТ 5686-2020; ГОСТ 20522-2012

Как считается

Метод и нормативная база

Несущая способность свай по результатам испытаний статической вдавливающей и выдёргивающей нагрузкой — СП 24.13330.2021 с Изменениями № 1 и № 2, подраздел 7.3, формула (7.20): Fd = γc · Fu,n / γc,g1; γc = 1 при вдавливании и по п. 7.2.7 при выдёргивании. Испытания выполняются по ГОСТ 5686-2020 с Изменением № 1: график перемещения от нагрузки строится по условно стабилизированным отсчётам (критерий 0,1 мм за 60 мин или за 2 ч — п. 8.2.3), частные значения ГОСТ отсылает к нормам проектирования свайных фундаментов (п. 8.7.6).

Частное значение Fu при вдавливании — по п. 7.3.5: если осадка непрерывно растёт без увеличения нагрузки при s ≤ 20 мм, Fu — нагрузка предыдущей ступени; иначе Fu — нагрузка при осадке s = ζ · su,mt (формула (7.21)), ζ = 0,2, su,mt — предельная средняя осадка по СП 22.13330 как для нового строительства, но не более 40 мм; между ступенями — линейно по графику. Если критерий не достигнут, а наибольшая нагрузка не меньше 1,5Fd по расчёту, Fu равно наибольшей нагрузке. При выдёргивании — по п. 7.3.6: нагрузка на ступень меньше той, при которой перемещения непрерывно растут.

Нормативное значение — по п. 7.3.4: при числе свай менее шести Fu,n = Fu,min и γc,g1 = 1; при шести и более — статистическая обработка по ГОСТ 20522-2012 с Изменением № 1 при α = 0,95: исключение грубых ошибок по условию |Xn − Xi| / S > ν (табл. Е.1), Fu,n = X̄, V = S/X̄, ρα = tα · V/√n с tα по табл. Е.2 при K = n − 1, γc,g1 = 1/(1 − ρα). Допускаемая нагрузка — п. 7.1.11, формула (7.2), γc,g = 1,2 при вдавливании; при выдёргивании — по числу свай в фундаменте, значения в скобках.

Формулы

Fd = γc · Fu,n / γc,g1

форм. (7.20) п. 7.3.3 СП 24.13330.2021

s = ζ · su,mt ≤ 40 мм

форм. (7.21) п. 7.3.5

|Xn − Xi| / S > ν; S = √(Σ(Xn − Xi)² / (n − 1))

форм. (3), (4) ГОСТ 20522-2012 с Изм. № 1

V = S / Xn; ρα = tα · V / √n; γg = 1 / (1 − ρα)

форм. (5)–(7) ГОСТ 20522-2012

γn · N ≤ Fd / γc,g

форм. (7.2) п. 7.1.11

Что вводится

• Вид испытания; ступени каждой сваи — нагрузка и осадка (выход); признак срыва на последней ступени.
• su,mt и ζ, расчётная Fd по разделу 7.2 для правила 1,5Fd; при выдёргивании — глубина погружения и число свай в фундаменте.
• γc,g и γn.

Что получается

• Частное значение Fu каждой сваи с основанием его выбора.
• Статистика (X̄, S, V, tα, ρα, исключённые значения), Fu,n, γc,g1, Fd и допускаемая нагрузка; график s(N); PDF и DOCX.

Пример расчёта

Шесть свай испытаны вдавливающей нагрузкой в одинаковых грунтовых условиях; su,mt = 100 мм, ζ = 0,2. Ступени (нагрузка кН / осадка мм): С-1 1000/16, 1100/22; С-2 1000/19, 1100/25; С-3 1100/17, 1200/24; С-4 1000/18, 1100/26; С-6 1100/19, 1200/23; у С-5 при 900 кН и осадке 19 мм осадка росла без увеличения нагрузки, предыдущая ступень 800 кН; γc,g = 1,2, γn = 1.

1. Критерий осадки s = 0,2 · 100 = 20 мм (не более 40 мм).
2. Частные значения по графикам: С-1 1000 + (20 − 16)/(22 − 16) · 100 = 1066,7 кН; С-2 1016,7; С-3 1142,9; С-4 1025,0; С-6 1125,0 кН; С-5 — срыв при s = 19 ≤ 20 мм, Fu = 800,0 кН.
3. n = 6, статистика по ГОСТ 20522: X̄ = 1029,4 кН; S = 123,5 кН; наибольшее отклонение 229,4/123,5 = 1,858 меньше ν = 1,89 — грубых ошибок нет.
4. V = 0,1199; tα = 2,01 при K = 5; ρα = 2,01 · 0,1199/√6 = 0,0984; γc,g1 = 1/(1 − 0,0984) = 1,109.
5. Fd = 1 · 1029,4/1,109 = 928,1 кН; допускаемая нагрузка 928,1/1,2 = 773,4 кН.

Fu,n = 1029,4 кН, γc,g1 = 1,109; несущая способность по испытаниям Fd = 928,1 кН, допускаемая нагрузка на сваю 773,4 кН.

Окончательные значения принимаются в составе проектной документации — с учётом задания, местных условий и решений смежных разделов.

Границы применимости

• Критерии для мостов и гидротехнических сооружений (п. 7.3.5, перечисления а), б)), динамические испытания, испытания эталонной сваей, статическое зондирование и горизонтальная нагрузка не обрабатываются.
• Ступени и стабилизация принимаются такими, как в журнале испытаний по ГОСТ 5686-2020: калькулятор не проверяет методику испытаний, срок «отдыха» сваи и тарировку приборов.
• Сваи без частного значения (критерий не достигнут) в обработку не входят; при контрольных испытаниях наибольшую нагрузку допускается принимать равной Fd (примечание 1 к п. 7.3.5 в редакции Изменения № 2) — это решение проектировщика.
• Строк табл. Е.2 ГОСТ 20522 для K = 21-24, 26-29, 31-39, 41-59 нет: берётся ближайшая меньшая строка, в запас. Предельная осадка su,mt — по СП 22.13330 для проектируемого сооружения.

Смежные расчёты: Конструктивные решения (КР)

• Снеговая нагрузка (СП 20)
• Ветровая нагрузка (СП 20)
• Балка: прогиб, прочность, эпюры M/Q
• Сортамент проката и труб
• Фундамент (основание)
• Проверка на всплытие
• Колонна на сжатие (СП 63)
• Плита перекрытия (СП 63)
• Продавливание плиты (СП 63)
• Несущая способность сваи (СП 24)
• Буронабивная свая (СП 24)
• Винтовая свая (СП 24)
• Анкеровка и нахлёстка арматуры (СП 63)
• Гибка арматуры: оправка и заготовка (СП 63)
• Узлы стальных конструкций (СП 16)
• Сопротивление грунта R (СП 22)
• Сейсмические нагрузки (СП 14)
• Стальная колонна (СП 16)
• Деревянная стойка (СП 64)
• Железобетонная перемычка (серия 1.038.1-1)
• Шарнирный узел опирания балки (СП 16)
• Стальная стропильная ферма (СП 16)
• Крановые нагрузки (СП 20)
• Кирпичный столб (СП 15)