Исследуемый участок расположен в зоне распространения просадочных грунтов и все отобранные монолиты из суглинков и супесей были испытаны на просадочность. Из полученных результатов следует, что суглинки ИГЭ-1 и супеси ИГЭ-2, залегающие до глубины 7,7÷9,0 м от поверхности земли обладают просадочными свойствами.
Для устройства СПС принята трамбовка круглого поперечного сечения. Диаметр трамбовки понизу равен 630 мм, поверху – 800 мм. Боковые поверхности трамбовки выполняются с уклоном i=0,025, высота острия h₁=315 мм. Пробивка скважины производится на глубину 6 м с образованием уширения из жесткого материала (щебня). 
Для ИГЭ-3 имеем плотность скелета грунта _d=1,62 т/м³. Фундамент в пробитой скважине проектируем с уширенным основанием. Форму уширения для глинистого грунта с _d=1,62 > _d =1,6 и S_r=0,52 < 0,7 принимаем в виде шара (h_br=r_br). Диаметр уширения из щебня принимаем равным удвоенному произведению стороны нижнего сечения фундамента, т.е. d_br=2d_н=20,63=1,26 м; радиус уширения r_br=0,63 м. Объем втрамбованного щебня. 
Несущую способность сваи в пробитой скважине с уширенным основанием на вертикальную нагрузку определяем как наименьшее из значений несущей способности (рис. 1):
- фундамента по жесткому материалу, втрамбованному в дно котлована, по формуле (161) [2];
- грунта в пределах уплотненной зоны по формуле (162) [2];
- грунта природного сложения, подстилающего уплотненную зону по формуле (163) [2].
Среднее значение плотности сухого грунта в пределах уплотненной зоны в слое суглинка твердого (ИГЭ-2) определяем по формуле

 , (1)

где s_r- степень влажности уплотненного грунта, принимаемая 0,9;
_s - плотность минеральных частиц суглинка твердого (ИГЭ-2), равная 2,72 т/м³;
_w - плотность воды, равная 1,0 т/м³;
w - природная влажность грунта в д.е., равная 0,13
При этих данных получим  т/м³
По значению _d,s находим радиус уплотненной зоны по формуле (159) [2]:

. (2)

Находим площади опасных расчетных сечений:
- по жесткому материалу площадь А, м², нижнего сечения фундамента:

; (3)

- по грунту в пределах уплотненной зоны площадь А_br, м², уширенного основания из жесткого материала в его наибольшем сечении:

; (4)

Вычислим несущую способность фундамента F_f1, по жесткому материалу, втрамбованному в дно котлована:

. (5)

Найдем несущую способность фундамента F_f2 по несущей способности уплотненного слоя суглинка твердого, непросадочного (ИГЭ-3).
Расчёт по грунту уплотнёной зоны ведем как для забивной сваи 
Несущая способность определяется по формуле:

где все обозначения согласно [1].
u = 3,14 · 0,63 = 1,98 м, h = 1,5 м,
для глубины 10,5 м и I_L= 0,4: R = 2400 кПа
для глубины 9 м и I_L= 0,4: f₁ = 33,5 кПа

Определяем расчетно-допускаемую нагрузку

Проверяем условие, что расчетная нагрузка N₁ не превышает расчетно-допускаемой N_Р.Д.: N₁ = 2100 кН < N_Р.Д. = 2215 кН.
Расчет фундаментов по деформациям основания (вторая группа предельных состояний) следует вести с учетом расчетных нагрузок с коэффициентом перегрузки равным 1,0. В данном примере для упрощения указанная нагрузка составит

Найдем давление под подошвой фундамента

 (8)

Характеристики грунта уплотненной зоны:
f_II=20^°; С_II=19,5 кПа; γ_II=1,9 т/м³.
Находим расчетное сопротивление грунта с учетом уплотнения

. (11)

Все обозначения согласно [3] и принимаются равными
γ_с1=1,2; γ_с2=1,1; М_γ = 0,51; М_q = 3,06; М_с = 5,66.

Находим предельное сопротивление грунтового основания

Все обозначения согласно [3] и принимаются равными

Таким образом, предельное сопротивление уплотненного грунта под уширением составляет P_u=2371 кПа.
Определяем расчетно-допускаемое давление под уширением

Проверяем условие R_Y < P_II < P_Р.Д., т.е. R_у = 874 < P_II = 1670 < P_р.д. = 1855 кПа.
В соответствии с рекомендациями [2] найдем значение осадки при P_II = R_y = 874 кПа исходя из схемы работы грунтового основания в виде линейно-деформируемого полупространства.
Осадка определяется традиционным методом послойного суммирования и составляет S_R = 41,6 мм, указанное значение значительно меньше предельно-рекомендуемых деформаций основания S_u = 120 мм. 
В диапазоне давлений от 874 кПа до 1670 кПа осадка вычисляется с учетом нелинейности

где, К_Н - коэффициент нелинейности, который определяется по формуле

Тогда общая осадка составляет

Выводы:
Учет нелинейной зависимости осадки от нагрузки позволяет существенно приблизить расчетную схему грунтового основания к реальному процессу взаимодействия свай в пробитых скважинах с уширением и уплотненного грунтового основания.
В грунтах средней сжимаемости (Е=5,0÷15,0 МПа) располагающихся в активной зоне сжатия основания авторы считают обязательный учет нелинейности при расчете осадок.
В ряде случаев указанный расчет оказывается определяющим при выборе параметров свай в пробитых скважинах с уширением.

При постройке зданий расходы на фундамент составляет около 15 процентов от общей стоимости сооружения, а при сложных условиях до четверти стоимости. Стоимость труда и времени на постройку подземных частей сооружений занимает от 20 до 35 процентов от всей стоимости строительства.

Совершенствование методов фудаментостраения и использование более эффективных свайных конструкций позволяет снизить затратную часть на возведение фундамента.

В современном строительстве необходимы фундаменты с повышенной несущей способность и что бы у них был на минимуме осадки и крен потому что на сваю передаются нагрузка 50 и более тонн. Единственным решением в настоящее время являются свайные фундаменты с монолитным железобетонным ростверком.

Такие фкндаменты имею ряд недостатков:

1)    Значительный расход материалов

2)    Не учитывается работа боковой поверхности по грунту основания

3)    Большие обьемы земляных работ

4)    Большие затраты на бетон

5)    Уменьшенной использование свай в кустах

Ряд разаботанных решений в использовании безростверковых фундаментах используют редко и они охватывают не большой диапазон решений проблемы.

Существуют нормы, что свай должны погружаются в кустах на расстоянии не менее трех диаметров, но достаточных пояснений в данном вопросе нет и при использовании забивных свая руководствуются именно этим правилом. Это не обеспечивает экономическую конструкцию фундаментов.

Свайные фундаменты являются перспективными конструкциями и их рациональное использование имеет важное значение. Поэтому необходимо больше изучать и делать опытов связанных с улучшением технологий фундаментостроения. Решение проблем использования забивных свай в настоящее время считается актуальным направлением.

Фундаменты в вытрамбованных котлованах

В последнее время сформировалось новое направление в организации фундаментов фундаменты в вытрамбованных котлованов. Данная технология показывает успешные результаты в строительстве и развивается использование на просадочных грунтах. Особенность состоит в том, что при использовании клиновидных установок утрамбовывается грунт в будущим местонахождении сваи. Нагрузка фундаментов передается сперва на уплотнений грунт, а после на грунт природного сложения, благодаря этому повышается несущая способность сваи.

В данном направление устройства используются такие виды, как:

1)    Пирамидальные сваи

2)    Виброштампованные сваи

3)    Забивные сваи

4)    Фундаменты в вытрамбованных котлованах

Рис. 1. Основные виды фундаментов в вытрамбованных котлованах: а — столбчатый без уширения; б — с уширенным основанием; в — разрез и план ленточного прерывистого; 1 — стакан для установки колонны; 2 — фундамент; 3 — уплотненна» зона; 4 — вытрамбованный жесткий грунтовый материал.

Данный вид свай позволяет экономить на фундамента строении сооружения благодаря тому, что не надо доводить сваи до плотных грунтов.

Винтовые сваи

Винтовая свая – это железный стержень с лопастями, который завинчивают в землю. Это старая военная технология, которая стала активно использоваться в современном строительстве малоэтажных сооружений.

Винтовая свая состоит из прямо шовной трубы, изготовленной из стали марки ст.10 и толщеной стенки 4 мм, лопасти, приваренные к нижней части выполненные из листовой, стали 4-6 мм. Наконечник трубы заострен ровным конусом и на другой стороне находятся два отверстия служащие для монтажа сваи.

Перед монтажом сваи, исследуют подробные характеристики грунта, а именно свойства почвы, глубину промерзания и наличие подземных вод. После чего проектируется схема обустройства фундамента.

Рис. 2. Винтовые сваи.

Преимущества винтовых свай:

1)    простая установка

2)    возможность использования на сложных грунтах

3)    не требуется большое пространство для забивной техники

4)    строительство продолжается сразу после установки

5)    установка в отрицательные температуры

6)    можно использовать повторно

Сваи разрядо-импульсной технологии

Последовательность изготовления набивных свай с использова­нием электрогидравлического эффекта (сваи РИТ) состоит из сле­дующих операций: бурение лидерной скважины, заполнение сква­жины твердеющим материалом, электроразрядная обработка сква­жины и установка армокаркаса в свежеуложенную смесь. Первоначальный диаметр скважины (130—300 мм) в результате обработки серией разрядов увеличивается, в зависимости от энергии разряда и гидрогеологических условий площадки, в 2 раза и более. При этом уплотняются окружающие грунты и снижается порис­тость в зоне воздействия ударного импульсаю.

Рис. 3. Схема устройства сваи РИТ: а – бурение лидерной скважины; б -заполнение скважины бетонной смесью; в – обработка скважины электрическими импульсами; г — установка армокаркаса: 1 - шнек; 2 -бетонная смесь; 3 —излучатель; 4 — армокаркас

В данной работе были рассмотрены различные виды свай. Каждый из видов активно применяется в современных стройках, но некоторые проектировщики неправильно определяют необходимый вид свай, что приводит к недостаточной несущей способности фундамента или же излишней, что приводит к сильному удорожанию фундамента и работ связанных с ним.

При проектировании необходимо учитывать все факторы, влияющие на несущую способность свай и исходя из этого выбрать необходимый вид эффективных свайных конструкций.