Несущая способность винтовых свай: методы испытаний по ГОСТ 5686-2020

Задачи испытаний винтовых свай

Цель испытаний по ГОСТ 5686-2020 — проверить фактическую работу свай в грунте и сопоставить её с расчётными предпосылками проекта. Испытания назначают по проекту, при сложных грунтах, для ответственных объектов или когда необходимо уточнить несущую способность основания.

В зависимости от расчётной схемы могут проверяться:

• работа сваи при статической вдавливающей нагрузке;
• сопротивление выдёргивающей нагрузке;
• работа сваи при горизонтальной нагрузке;
• перемещения сваи и деформации основания под нагрузкой.

Результаты испытаний используют при проектировании свайных фундаментов по СП 24.13330.2011 и СП 50-102-2003. Стальные винтовые сваи как готовые изделия рассматривают с учётом ГОСТ Р 59106-2020. В практике строительного контроля иногда встречаются ссылки на СНиП, но при расчёте и приёмке следует ориентироваться на действующие СП и ГОСТ.

Типоразмеры свай для испытаний

Испытания проводят не «по диаметру вообще», а на конкретной свае с заданной длиной, стенкой, лопастью и глубиной погружения. Для свай «Вертикаль» применяются стандартные диаметры 57, 76, 89, 108 и 133 мм, длины — 1,5–4,5 м:

• 57 мм, стенка 3 мм, лопасть 200 мм;
• 76 мм, стенка 3 мм, лопасть 250 мм;
• 89 мм, стенка 3 или 3,5 мм, лопасть 250 мм;
• 108 мм, стенка 3,5 или 4 мм, лопасть 300 мм;
• 133 мм, стенка 4 мм, лопасть 350 мм.

В спецификациях и каталогах типоразмеры часто записывают компактно, например 76×3500×3 мм, 57×4500×3 мм, 108×4000×4 мм или 89×2000×3,5 мм. Такая запись удобна для сверки номенклатуры, журнала монтажа и протоколов испытаний.

Для объектов с небольшими пролётами и лёгкими нагрузками, например для каркаса беседки, корректность выбора подтверждают расчётом по СП и, при необходимости, испытаниями по ГОСТ 5686-2020.

Статические испытания

ГОСТ 5686-2020 предусматривает полевые испытания свай нагрузками. При статическом вдавливании сваю нагружают ступенями по программе испытаний и фиксируют её перемещения во времени.

Во время испытаний обычно определяют:

• осадку при каждой ступени нагрузки;
• стабилизацию перемещений во времени;
• остаточные деформации после разгрузки, если это предусмотрено программой;
• характер работы сваи в грунте по графику «нагрузка — осадка».

Нельзя назначать универсальную несущую способность для свай 89, 108 или 133 мм без привязки к грунту, глубине погружения, лопасти, влажности, уровню грунтовых вод и схеме свайного поля. Значения, полученные на одном объекте, нельзя автоматически переносить на другой участок.

Испытания на выдёргивающую нагрузку

Испытания на выдёргивающую нагрузку применяют, когда для объекта важна работа сваи на усилие вверх. Это может быть актуально для лёгких сооружений, навесов, террас, пристроек, ограждений, высоких ростверков и участков с риском морозного пучения.

Сваю нагружают по программе испытаний, фиксируют усилие и перемещения. Полученные данные используют для проверки расчётной схемы. Универсальные значения выдёргивающей нагрузки для свай 76 или 108 мм указывать нельзя: они зависят от грунта, глубины погружения, диаметра лопасти, влажности и качества монтажа.

Испытания на горизонтальную нагрузку

Испытания на горизонтальную нагрузку выполняют, если боковые воздействия являются значимыми для конструкции. Это важно для ограждений, пирсов, мостков, опор, террас на уклоне и объектов с выраженной ветровой нагрузкой.

При испытании фиксируют перемещения головы сваи и характер работы грунта вокруг ствола. Данные используют при расчёте жёсткости конструкции, узлов обвязки и ростверка. Назначать универсальную горизонтальную нагрузку для свай 57 или 133 мм без испытаний и расчёта некорректно.

Динамические испытания

ГОСТ 5686-2020 включает методы полевых испытаний свай, но для винтовых свай основным способом погружения остаётся завинчивание. Поэтому динамические методы, связанные с ударным воздействием, для винтовых свай применяются ограниченно и не заменяют статические испытания, расчёт и контроль параметров завинчивания.

Для свайно-винтовых фундаментов чаще важны фактическая глубина погружения, положение лопасти в расчётном слое, вертикальность, состояние покрытия и результаты статических испытаний, если они предусмотрены проектом.

Фиксация и обработка результатов

Результаты испытаний оформляют в протоколах и журналах. В документации фиксируют типоразмер сваи, глубину погружения, схему нагружения, ступени нагрузки, выдержки, перемещения, состояние грунта и выводы по фактической работе сваи.

Расчётную несущую способность по результатам испытаний определяют по принятой проектной методике и требованиям действующих СП. Нельзя автоматически принимать фиксированную долю от предельной нагрузки без учёта методики испытаний, грунтов, характера деформаций и коэффициентов надёжности.

Примеры применения по диаметрам

• 57 мм — лёгкие ограждения, временные конструкции и малонагруженные постройки по расчёту;
• 76 мм — террасы, веранды, лёгкие пристройки и настилы;
• 89 мм — бани, бытовки, хозяйственные постройки и лёгкие каркасные решения;
• 108 мм — каркасные дома, дома из бруса, пристройки и более нагруженные узлы;
• 133 мм — усиленные участки и объекты с повышенными нагрузками по индивидуальному расчёту.

Если нужен точечный подбор под конкретный проект и протоколы испытаний, удобнее опираться на конкретный типоразмер изделия, например винтовая свая 76 мм длиной 3500 мм (стенка 3 мм), и уже от него сравнивать результаты статических, выдёргивающих или горизонтальных испытаний по ГОСТ 5686-2020.

Контроль качества

ГОСТ Р 59106-2020 устанавливает требования к стальным винтовым сваям как готовым изделиям. При выборе и приёмке проверяют геометрию, диаметр ствола, толщину стенки, диаметр лопасти, длину, сварные соединения, маркировку и защитное покрытие.

Испытания по ГОСТ 5686-2020 подтверждают фактическую работу сваи в грунте, но не заменяют контроль качества изделия и монтажных работ. На площадке дополнительно проверяют вертикальность, глубину погружения, положение в плане, отметки оголовков, состояние покрытия и качество обвязки.

Для свай «Вертикаль» подтверждены зачистка металла, двойная антикоррозионная защита и покрытие ЭП-140. Подтверждённая гарантия компании — 20 лет. Повреждённые участки покрытия после подрезки, сварки или монтажа необходимо восстановить совместимым антикоррозионным составом.

Заключение

Испытания винтовых свай по ГОСТ 5686-2020 применяют для проверки фактической работы свай в грунте, когда это предусмотрено проектом, требуется для ответственного объекта или необходимо для уточнения расчётных характеристик основания. Они могут включать статическое вдавливание, выдёргивание или горизонтальную нагрузку в зависимости от расчётной схемы.

Надёжность свайно-винтового фундамента обеспечивают расчёт по СП 24.13330.2011 или СП 50-102-2003, применение стальных винтовых свай с учётом ГОСТ Р 59106-2020, корректный подбор диаметра, длины и лопасти, контроль монтажа и восстановление защитного покрытия. Для свай «Вертикаль» стандартная линейка включает диаметры 57, 76, 89, 108 и 133 мм длиной 1,5–4,5 м.