Несущая способность заглубленных сборных железобетонных свайных фундаментов, прогнозируемая с помощью динамических и статических нагрузочных испытаний по методике Американского общества испытания материалов

Введение. Это первое исследование сборных железобетонных свай в сложных грунтовых условиях строительной площадки в Казахстане.

Материалы и методы. Применены следующие методы: оценка несущей способности методом статического сжатия с использованием методов интерпретации данных полевых испытаний и метод динамического нагружения при забивании готовых железобетонных свай.

Результаты. Результаты метода динамического нагружения отличаются от результатов метода статического сжатия всего на 7 %. Это означает, что по сравнению с другими существующими методами альтернативный метод динамического нагружения является высокоточным и эффективным. Динамические испытания проводились с использованием анализатора забивки свай, статические — в соответствии с требованиями Американского общества испытания материалов.

Выводы. По итогам испытаний были внесены конструктивные изменения в свайный фундамент. Статические испытания выполнялись на 16-метровых сваях и составных железобетонных сваях общей длиной 25,5 и 27,5 м сечением 40 × 40 см. Метод статического сжатия — это высокоточная надежная система, которая позволяет контролировать статические испытания свай, обеспечивая при этом безопасность персонала на стройплощадке. Благодаря наличию кабеля пользователи могут осуществлять безопасный и точный мониторинг на расстоянии без необходимости входить в потенциально опасные зоны испытаний. В данном исследовании рассмотрены составные сваи с сечением 400 × 400 мм и шарнирным соединением, также проанализирована их применимость на грунтах Западного Казахстана.

1. ASTM D1143/D1143M–07. Standard Test Methods for Deep Foundations Under Static Axial Compressive Load. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013. DOI: 10.1520/D1143_D1143M

2. ASTM D1143–81. Standard Test Method for Piles Under Static Axial Compressive Load. ASTM Inter-national, West Conshohocken, PA, 1994.

3. ASTM D 3689–90. Standard Test Method for Individual Piles Under Static Axial Tensile Load. ASTM International, West Conshohocken, PA, 1995. DOI: 10.1520/D3689-90R95

4. ASTM D3966/D3966M–07. Standard Test Methods for Deep Foundations Under Lateral Load, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013. DOI: 10.1520/D3966_D3966M

5. GOST 5686–94. Methods for Field Testing by Piles. Gersevanov Research Institute of Bases and Underground Structures (NIIOSP), Moscow. 1994.

6. Omarov A., Zhussupbekov A., Kaliakin V. Investigations of piles by bidirectional static loading test in Astana soils. E3S Web of Conferences. 2023; 457:02057.

7. Omarov A., Zhussupbekov A., Kaliakin V., Chang D.-W., Dhanya J.S. Comparison of the results of different types of testing piles with static load to predict the load capacity of piles. Journal of Applied Science and Engineering (Taiwan). 2025; 28(1):163-174.

8. Omarov A.R., Zhussupbekov A.Zh., Sarsembayeva A.S., Issakulov A.B., Buranbayeva A.M. Numerical modelling micro piles and evaluation of the o-cell test results. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences. 2023; 5(461):190-201.

9. Omarov A.R., Zhussupbekov A.Z., Mussakhanova S.T., Issakulov A.B. Analysis of interaction of precast concrete joint piles with problematic soil conditions Prorva. Smart Geotechnics for Smart Societies. 2023; 1385-1394.

10. Omarov A., Sarsembayeva A., Zhussupbekov A., Nurgozhina M., Yeleussinova A., Isakulov B. Bearing Capacity of Precast Concrete Joint Micropile Foundations in Embedded Layers: Predictions from Dynamic and Static Load Tests according to ASTM Standards. Infrastructures. 2024; 9(7):104.

11. Zhussupbekov A.Zh., Lukpanov R.E., Omarov A.R. Bi-directional static load testing. Proceedings of the fourth Geo-China International Conference. 2016; 35-42. DOI: 10.1061/9780784480083.005

12. Zhussupbekov A.Zh., Lukpanov R.E., Omarov A.R. Experience in Applying Pile Static Testing Methods at the Expo 2017 Construction Site. Soil Mechanics and Foundation Engineering. 2016; 53(4):251-256.

13. Zhussupbekov A.Zh., Omarov A.R. Modern advances in the field geotechnical testing investigations of pile foundations. The 15th Word Conference of Associated Research Centers for the Urban Underground Space. Saint Petersburg, Russia. Procedia Engineering. 2016; 88-95.

14. Zhussupbekov A.Zh., Omarov A.R. Geotechnical and construction considerations of pile foundations in problematical soils. Proceedings of the 8th Asian Young Geotechnical Engineers Conference (8 AYGEC). Astana, Kazakhstan, 2016; 27-32.

15. Mussakhanova S., Zhussupbekov A., Omarov A., Abilmazhenov T., Issakulov A. Features of testing piles for high-rise buildings in difficult soil conditions in Astana. International Journal of Geomate. 2023; 25(110):106-113.

16. Omarov A.R., Zhussupbekov A.Zh., Tulegulov A.D., Zhukenova G.A., Tanyrbergenova G.K. The analysis of the piling tests on construction site “The future of the free country”. Challenges and Innovations in Geotechnics — Proceedings of the 8th Asian Young Geotechnical Engineers Conference, 8AYGEC. 2016; 127-130.

17. Buranbayeva A., Zhussupbekov A., Sarsembayeva A., Omarov A. Evaluation of the Structural Health Monitoring Results of the Applied Fiber Optics in the Pile-Raft Foundations of a High-Rise Building. Applied Sciences (Switzerland). 2022; 12(22):11728.

18. Zhussupbekov A., Morev I., Omarov A., Borgekova K., Zhukenova G. Geotechnical considerations of piling testing in problematical soils of West Kazakhstan. International Journal of Geomate. 2018; 15(47):111-117.

19. Zhussupbekov A., Omarov A., Tanyrbergenova G. Design of anchored diaphragm wall for deep excavation. International Journal of Geomate. 2019; 16(58):139-144.

20. Zhussupbekov A., Chang D.-W., Utepov Y., Borgekova K., Omarov A. Estimating the Driven Pile Capacities for COF Project in West Kazakhstan. Soil Mechanics and Foundation Engineering. 2019; 56(2):121-127.

21. Zhussupbekov A., Mangushev R., Omarov A. Geotechnical Piling Construction and Testing on Problematical Soil Ground of Kazakhstan and Russia. Lecture Notes in Civil Engineering. 2021; 112:89-107.

22. Zhussupbekov A., Omarov A., Morev I., Ashkey E., Borgekova K., Popov V. Analysis results of static and dynamic loads tests of pile foundations in constructions site of Expo-2017, Astana, Kazakhstan. ICSMGE 2017 — 19th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. 2017; 3079-3082.

23. Issakulov A., Omarov A., Zhussupbekov A., Mussakhanova S., Issakulov B. Investigation of the interaction of the bored micro pile by dds (fdp) technology with the soil ground. International Journal of Geomate. 2023; 24(105):11-17.

24. Buranbayeva A.M., Zhussupbekov A., Omarov A.R. Numerical analysis and geomonitoring of behaviour of foundation of Abu-Dhabi Plaza in Nur-Sultan. Journal of Physics: Conference Series. 2021; 1928(1):012033.

25. Zhussupbekov A., Kaliakin V., Chang D.-W., Omarov A. Investigation of Interaction of Piles at New Cargo Sea Transportation Route and LRT Projects with Problematic Soils of Kazakhstan. Lecture Notes in Civil Engineering. 2022; 164:945-957.

26. Omarov A.R., Kuderin M., Zhussupbekov A., Kaliakin V.N., Iskakov S. Vibration measurements at a new monument in nursultan city. International Journal of Geomate. 2021; 21(85):24-31.

27. Zhussupbekov A., Lukpanov R., Omarov A. The Results of Dynamic (Pile Driving Analysis) and Traditional Static Piling Tests in Capital of Kazakhstan. 13th Baltic sea region geotechnical conference — historical experience and challenges of geotechnical problems in Baltic sea region. 2016; 201-205.

28. SNiP RK 5.01-03–2002. Pile Foundation. 2002.

29. SNiP RK 5.01-01–2002 (2002). Soil Basement and Foundations.