Сахалин. Испытания грунтов натурными сваями

Сахалин. Испытания грунтов натурными сваями

М.Митин

Федеральным законом Российской Федерации № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» установлено обязательное требование по обеспечению безопасности зданий и сооружений на стадиях изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации. В этой связи особое внимание следует уделять вопросам обеспечения безопасности конструкций фундаментов, среди которых решения на сваях являются универсальными для применения в различных грунтовых условиях при строительстве многоэтажных зданий. При этом одним из основных факторов, влияющих на надежность и безопасность таких конструкций, является обеспечение проектной несущей способности фундаментов по грунту для передачи нагрузок от возводимого здания на плотные породы основания, залегающие в пределах инженерно-геологического разреза.
Несущая способность по грунту Fd определяется расчетными методами на основании известных зависимостей с учетом результатов инженерно-геологических изысканий, выполненных на участке планируемого строительства. Кроме того, в процессе работ по устройству свайных фундаментов всегда важно знать фактические значения несущей способности, которые могут отличаться от заложенных проектных величин. Эта информация позволяет оперативно корректировать конструктивные параметры фундаментов для обеспечения максимальной надежности возводимых конструкций. Традиционно в отечественной практике строительства для этих целей применяют статические испытания грунтов сваями на вдавливающие (выдергивающие) нагрузки. Методика этих испытаний изложена в соответствующих нормативных документах (ГОСТ 5686-2012): после «отдыха» погруженной сваи в грунте проводят испытания, прикладывая к ее торцу (голове) вдавливающую статическую нагрузку, создаваемую гидравлическим домкратом. Испытания производят по достижении максимальной нагрузки P, обычно определяемой отношением P=1,5Fd, или до осадки сваи s более 40 мм (для испытаний выдергивающими нагрузками максимальное значение осадки составляет 25 мм). По результатам испытаний строят график зависимости осадки сваи от приложенной нагрузки, на основании которого с учетом критерия предельной осадки для данного типа здания определяют несущую способность грунтов.
Проведение испытаний грунтов натурными сваями вдавливающей вертикальной (осевой) нагрузкой наиболее распространены, так как они позволяют с большой точностью и в минимальные сроки проверить реальную несущую способность сваи в геологических и гидрологических условиях конкретной площадки. Гораздо более редкими являются испытания статическими выдергивающими нагрузками. Такие испытания в основном назначаются при предполагаемых воздействиях на будущее здание значительных ветровых нагрузок (в климатических зонах с постоянными сильными ветрами, либо при большой «парусности» возводимого сооружения) создающими на здание дополнительный момент опрокидывания и, соответственно, заставляющие сваи работать в обратную сторону. Также проводя испытание грунтов натурными сваями выдергивающими статическими нагрузками, можно выявить несущую способность сваи по боковому сопротивлению, исключив дополнительную несущую способность сваи по лобовому сопротивлению грунтов.
Наша компания занимается различными видами предпроектных и контрольных  испытаний грунтов, в том числе и испытаниями грунтов натурными сваями выдергивающими статическими нагрузками. Работаем по всей территории нашей необъятной Родины. Так, в августе 2016г. мне довелось проводить статические испытания грунтов на Сахалине.

Наши коллеги с самого большого острова России, не имея достаточного опыта в инженерно-геологических изысканиях, обратились в нашу организацию за помощью. После недолгих согласований и уточнения необходимых данных я вылетел на Сахалин.

Территория стройплощадки располагается в окрестностях Южно-Сахалинска, в естественной долине между двумя грядами сопок (со стороны Татарского пролива и Охотского моря). Здесь запланирована постройка комплекса по переработке и хранению сельскохозяйственной продукции, в том числе элеватор для зерновых. Высокий (до 22 метров), в местных сложных климатических условиях, элеватор будет воспринимать огромную ветровую и снеговую нагрузку. Дело в том, что зимой погода в значительной степени определяется Сибирским антициклоном: в это время преобладают северные и северо-западные ветры, могут стоять крепкие морозы, особенно в центральной части острова с умеренно континентальным микроклиматом. В то же время с юга могут приходить зимние циклоны (которых практически нет в материковых районах российского Дальнего Востока), определяющие сильные и частые бураны. Так, зимой 1970г на область обрушились серия многоснежных циклонов, сопровождавшихся многочисленными сходами снежных лавин. Ветер достигал ураганной силы (отдельные порывы — до 50 м/сек), снежный покров в южной части Сахалина превышал норму в 3-4 раза, достигая в отдельных местах 6-8 м. Бураны парализовали работу всех видов транспорта, морских портов, промышленных предприятий. Частые циклоны нередко сопровождаются наводнениями. Последние прошли в южной части острова уже в 2009 г. И в июне, и в июле 2009 г. на юге Сахалина выпадало по три месячных нормы осадков, 15-16 июля количество осадков в Южно-Сахалинске достигло 107 мм, то есть почти двух месячных норм. Многие реки вышли из берегов, дважды из-за разрушения железнодорожного полотна прекращалось движение по Сахалинской железной дороге, связывающей юг и север острова.
Самый мощный тайфун за последние 100 лет «Филлис», двигаясь с Тихого океана на северо-запад, обрушился на остров в августе 1981 г. Максимум осадков пришёлся тогда на 5-6 августа, а всего с 4 по 7 августа на юге Сахалина выпало 322 мм осадков (около трёх месячных норм). Тайфун сопровождался катастрофическими наводнениями. Вода в некоторых реках поднялась на 6,5 м, наблюдались оползни и селевые потоки. Положение усугублялось штормовыми юго-восточными ветрами, вызывающими нагон морской воды на побережьях заливов Анива и Терпения. Наводнение вызвало человеческие жертвы, более двух тысяч семей остались без крыши над головой. Особенно пострадали Анивский, Смирныховский и Поронайский районы.
Тайфун «Джорджия» обрушился на юг Сахалина 18-19 сентября 1970 г. За считанные часы выпала месячная норма осадков, на реках вода поднялась на 5 м, были затоплены посевы, погибло большое количество скота, размыты автомобильные и железные дороги. Ураганный ветер привел к массовым разрушениям ЛЭП. Имелись человеческие жертвы.
Урожайным на мощные тайфуны выдался 2002 г.: с 11 по 15 июля тайфун «Чатаан» и тропическая депрессия «Нерри» вызвали очень сильные дожди на юге Сахалина, селевые потоки, оползни. Были размыты дороги, подтоплены дома. 2 сентября тайфун «Руса» опять принес сильные ливни на юг острова. Вода в реках поднялась на 2,5-4,5 м. Было подтоплено 449 домов, разрушено 9 мостов. В Невельском районе сошло 80 селей. Наконец, 2-3 октября тайфун «Хигос» смещаясь с Японских островов, пересёк южную часть Сахалина и вызвал очень сильные дожди и штормовые ветры. В результате многочисленных аварий на ЛЭП отсутствовала электроэнергия в двадцати населенных пунктах, размыты автодороги. В заливе Терпения затонуло судно. В Южно-Сахалинске сильным ветром повалило более  тысячи  деревьев, от их падения пострадали несколько человек.
Исходя из этого, проектировщики заложили в проект, кроме иных испытаний (27 испытаний динамическими нагрузками), требование произвести 6 испытаний грунтов натурными сваями на выдергивающую вертикальную нагрузку. Наши специалисты оперативно подготовили и передали Заказчику Программу (предписание) проведения статических испытаний грунтов натурными сваями, разработанную согласно требованиям ГОСТ 5686-2012 «Грунты – методы полевых испытаний сваями», СП 24.13330.2011 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты», СП 47.13330.2012. «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения». Пробные сваи были погружены Заказчиком методом забивки и к моему приезду успели «отдохнуть» предписанный программой испытаний срок.

Согласно ГОСТ 5686-2012 испытания выдергивающими нагрузками проходят гораздо больше по времени, чем испытания вдавливающими нагрузками, так как достижение сваей условной стабилизации перемещений размером в 0,1 мм должно наблюдаться в течение 2-х часов, а не одного. В связи с этим среднее время проведения каждого испытания составило в среднем около суток. Сложные погодные условия также подкинули немало задачек на сообразительность. Например, при проведении первого же испытания была замечена интересная особенность – в утреннее время, примерно с 9-ти и до 11-ти утра по местному времени наблюдался обратный ход индикаторов перемещения сваи. То есть, при неизменном приложении выдергивающей нагрузки, на пару часов в день индикаторы фиксировали обратный ход сваи, как будто она погружается вниз. Проанализировав данную ситуацию, мною было высказано предположение о том, что переход от холодной ночи к жаркому летнему дню заставляет деформироваться металлическую опорную планку реперной системы. По предложению технического директора я заменил её деревянным брусом и эффект обратного перемещения сваи был устранен.

В итоге все испытания были проведены: 5 свай успешно понесли необходимую нагрузку, 1 свая не понесла необходимую нагрузку (суммарное перемещение сваи превысило 25 мм). По результатам проведения испытаний составлен Технический отчет о проведении статических испытаний свай при строительстве, разработанный согласно требованиям ГОСТ 5686-2012 «Грунты – методы полевых испытаний сваями», СП 24.13330.2011 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты» и СП 47.13330.2012. «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения», который и передан Заказчику.
Наш Заказчик остался доволен качеством и оперативностью проделанной работы. Мне был вручен оригинальный отзыв о работе, который размещен на почетном месте на нашем сайте: http://xn—-7sbabgbacmo4acrt7a8d.xn--p1ai/assets/%D0%BE%D0%BE%D0%BE%D1%81%D0%B0%D1%85%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BD.jpg. Особенно запомнился сотрудникам Сахалинский привет в виде ведра красной икры, любезно переданной в подарок нашему коллективу Заказчиком. 

У меня остались самые приятные воспоминания о красоте и природе Сахалина, появились добрые знакомые на самом краю света. А в офисе на нашей карте добавился еще один флажок.

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *