Штамповые испытания грунтов при сооружении буронабивных свай

Автор: инженер Сергей Куницкий.

     Тема настоящей статьи – штамповые испытания грунтов при сооружении буронабивных свай оснований фундаментов мостовых сооружений, их роль, значение и порядок проведения.

     Этот вопрос изучен вдоль и поперек, в той или иной степени отражен в нормативной документации строительной отрасли – казалось бы, о чем здесь можно еще говорить?

     Однако, в каждом деле есть некоторые нюансы, порой существенно влияющие на его исход, пренебрежение которыми может нарушить самые амбициозные и тщательно выверенные планы.

Несущая способность грунта и штамповые испытания

     Зачем вообще необходимо испытывать грунты штампом?

В результате проведения инженерно-геологических изысканий проектные организации получают информацию о составе грунтов, залегающих в основании будущего мостового сооружения.

     Каждый тип грунта в зависимости от природы его происхождения, условий залегания, гранулометрического и минералогического состава, наличия или отсутствия грунтовых вод обладает определенными физико-механическими характеристиками, в том числе такой важной для расчета мостовых сооружений характеристикой, как несущая способность.

     Несущая способность грунта – предельное напряжение, которое выдерживает (несет) грунтовое основание при воздействии на него сжимающих нагрузок.

     Это означает, что малейшее превышение этого показателя приводит к разрушению грунта в основании.

     При проектировании мостовых сооружений выполняется расчет основных параметров фундаментов опор, в том числе определяется количество, диаметр и длина буронабивных свай в основании фундаментов, характеристики основных материалов.

     При прочих равных условиях эти параметры зависят от несущей способности грунтов.

     Чем выше эта способность, тем менее массивны ростверки, меньшее количество свай закладывается в основание, соответственно, предлагается более экономичное и рациональное проектное решение.

     До начала устройства буронабивных свай необходимо провести проверочные испытания грунта на соответствие проектным требованиям.

     Ведь если несущая способность грунта была определена на стадии инженерно-геологических изысканий неверно, это чревато серьезными последствиями, самым распространенным из которых является просадка опоры.

     С этой целью проектные организации назначают испытание грунта штампом.

     Испытание грунта штампом (штамповое испытание) – это натурное (полевое) испытание, которое проводится с целью проверки несущей способности грунта в основании буронабивных свай.

     Количество, расположение и очередность свай, при устройстве которых необходимо провести штамповые испытания, указывается в проектной (рабочей) документации на сооружение свайного основания.

     Обычно для каждой опоры мостовых сооружений назначается одно штамповое испытание, то есть испытанию подвергается основание какой-либо одной буронабивной сваи, как правило, расположенной на внешнем контуре свайного поля.

     В отдельных случаях, например, при возведении мостовых сооружений, относящихся к особо опасным, технически сложным или уникальным объектам, испытываться может грунт в основании нескольких буронабивных свай одного свайного поля.

     В заключение этого краткого раздела отметим, что при проведении штамповых испытаний проверяется несущая способность грунта в основании строительной конструкции, но не сама конструкция.  

Руководящие документы для проведения штамповых испытаний: краткий обзор

     При проведении штамповых испытаний оснований мостовых сооружений необходимо руководствоваться следующей документацией:

• СП 46.13330.2012 «Мосты и трубы»;

• ГОСТ 20276.2020 «Грунты. Методы испытания штампом» (применительно);

• «Руководство по методам полевых испытаний несущей способности свай и грунтов»;

• проектная (рабочая) документация;

• программа полевого испытания грунтов штампом в основании буронабивных свай.

      СП 46.13330.2012 «Мосты и трубы» относится к нормативной документации федерального уровня и определяет наиболее общие требования, в том числе, при проведении штамповых испытаний.

     В п. 8.9 СП, таблица 5 установлено, что необходимо проводить уточнение несущей способности грунта штампом в основании свай-оболочек (или буровых свай, столбов), причем не менее одного испытания на один ростверк.

     Собственно, этой одной ссылкой указанный документ ограничивается в части упоминаний, относящихся к штамповым испытаниям.

     Конкретные указания касательно проведения испытаний грунта штампом содержатся в проектной (рабочей) документации.

     В частности, определяется количество и номера буронабивных свай в каждом свайном поле (ростверке), грунты в забое которых должны быть испытаны.

     Также определяется отметка забоя для проведения испытаний.

     В общей части проектной (рабочей) документации отражаются ссылки на нормативные документы, в соответствии с требованиями которых должны быть проведены испытания.

     Испытания в забое конкретных скважин должны проводиться в строгом соответствии с программой (технологическим регламентом) полевого испытания грунтов штампом в основании буронабивных свай.

     Программа полевого испытания грунтов штампом является основным руководящим документом, разрабатывается строительной лабораторией, которой поручено проведение испытаний, на основании ГОСТ 20276-2012 «Грунты. Методы испытания штампом» и «Руководства по методам полевых испытаний несущей способности свай и грунтов», должна быть согласована с проектной организацией и/или ответственным представителем авторского надзора и в официальном порядке предоставлена организации, осуществляющей функции строительного контроля.

     Основными разделами программы полевого испытания грунтов штампом являются:

     — цель и содержание испытаний, в том числе ссылки на нормативные документы (ГОСТ, СП);

     — оборудование и приборы для проведения испытаний;

     — подготовка к испытанию;

     — порядок выполнения испытаний;

     — обработка результатов;

     — приложения: схема испытания грунта штампом (смотри рис. 2) и форма журнала испытаний.

Важные детали: на что следует обратить пристальное внимание при проведении штамповых испытаний

     В этом разделе коснемся некоторых важных нюансов подготовки и проведения штамповых испытаний, на которые следует обратить внимание, чтобы избежать неприятных последствий.

     Таковые, например, могут возникнуть, если по результатам штамповых испытаний будет получено заключение о несоответствии нагрузки, которую несет грунт в основании скважины, требованиям проекта.

     В подобных ситуациях проектная организация выдает, как правило, следующее решение — назначается новая, на несколько метров ниже, отметка для проведения очередного штампового испытания.

     При этом в обязательном порядке ответственным представителем проектной организации должна быть сделана соответствующая запись в специальном «Журнале бурения скважин и разбуривания уширений».  

     Есть вероятность, что организации, осуществляющие функции строительного контроля, или проектировщик могут попытаться обнаружить нарушения, допущенные при проведении испытаний, потребовать повторного проведения испытаний или даже замены строительной лаборатории.

     Отметим, что ответственность за проведение штамповых испытаний обычно возлагается на подрядную организацию, выполняющую работы по устройству буронабивных свай.

    В таком случае затраты на проведение повторных испытаний ложатся на подрядную организацию, не говоря уже о потерях от простоев буровой и общестроительной техники, персонала, потери выручки от непроизведенной продукции.

     К чему же могут быть предъявлены претензии в подобных ситуациях?

     Например, при проведении испытаний не был вызван специалист – геолог, который должен взять пробы грунта на проектной отметке для исследования в лаборатории.

    Или испытания проводились по программе, которая не была согласована с проектной организацией и, соответственно, не предоставлена организациям строительного контроля.

    Даже если эти требования были соблюдены, но испытания проводились в отсутствии ответственных представителей строительного контроля или проектной организации (авторского надзора), их результаты могут быть также опротестованы.

    Могут иметь место претензии к отчету о проведении испытаний, представленном строительной лабораторией, например, если в нем имеются отсылки к нормативным документам, не имеющим отношения к тематике штамповых испытаний, а нужные упоминания при этом отсутствуют, о чем упоминалось выше.

    Обычно испытуемая скважина не добуривается на 1,5 – 2,0 метра, разработка грунта в ней до установленной проектной отметки осуществляется непосредственно в момент готовности лабораторного оборудования к установке в скважину в присутствии всех ответственных представителей.

     После проведения штампового испытания в специальном «Журнале бурения скважин и разбуривания уширений» лаборант должен сделать запись о проведении испытания.

     Сразу после завершения испытания копия записи в журнале, а позже отчёт о проведении штампового испытания, направляются в проектную организацию для оперативного получения от проектной организации указаний по дальнейшему производству работ по устройству буронабивных свай.

     Кроме этого, если работы по штамповому испытанию оплачиваются по сметной стоимости, необходимо оформить исполнительную документацию:

            1) Акт скрытых работ – указать работы по монтажу и демонтажу штампового оборудования, работы по проведению испытания;

            2) Исполнительную схема – изобразить схему проведения штампового испытания, отразить спецификацию элементов штампового оборудования с его массой;

            3) Журнал работы машин и механизмов – указать количество машино-часов задействования буровой установки на проведение испытания.

Выводы

     Проведение штамповых испытаний при сооружении оснований из буронабивных свай фундаментов мостовых сооружений является начальным и весьма важным этапом работ.

     К проведению штамповых испытаний имеют отношение разные организации – строительная лаборатория, проектный институт, авторский надзор, инжиниринговые организации, осуществляющие функции строительного контроля или соответствующие службы заказчика.

     Однако основная ответственность, как правило, ложится на подрядчика, поскольку на него договором (контрактом) обычно возлагаются обязанности по их проведению.

     Пренебрежение требованиями и обязательными процедурами, о которых идет речь в настоящей статье, чревато для подрядных организаций потерями времени и ресурсов из-за непроизводительных простоев техники и персонала, не говоря уже об упущенной выручке и имиджевых потерях.

     Тщательная подготовка, включая выбор строительной лаборатории, разработку и согласование программы испытаний, обеспечение надлежащего контроля на всех этапах проведения штамповых испытаний исключает непроизводительные простои техники и персонала подрядных организаций, потери выручки, имея в виду непроизведенную строительную продукцию, а также лишний раз подтверждает их профессиональный имидж.

     Надеюсь, что эта статья будет полезна специалистам буровых подрядных компаний, занятых подготовкой и проведением испытаний грунта штампом при сооружении буронабивных свай.