При устройстве свайного основания требуется определить число свай, которые надо забить под опору или под 1 м стены — несущую способность свай. Для этого надо знать, какую нагрузку может выдержать одна свая, так как, имея данные об общем весе (нагрузке), передаваемом на сваю, можно путем деления величины этой нагрузки на несущую способность одной сваи определить необходимое число свай. Например, опора размером 10×10 м передает вертикальную нагрузку в 1000 т. Определено, что в данном случае на одну сваю допускается нагрузка в 50 т, следовательно, в основание под фундамент надо забить 1000:50 = 20 свай.
Допустимая нагрузка на сваю определяется или путем пробной нагрузки, или расчетом. Обычно пользуются обоими способами.
При пробной нагрузке на месте устройства основания забиваются две сваи и более. После забивки (погружения) сваю загружают:
а) устраивая на ее голове площадку (опору), на которую постепенно накладывают бетонные блоки, металлические плиты и другие грузы;
б) около пробной сваи забивают две (или более) сваи, к которым крепится металлическая балка. Под балку на голову испытуемой сваи устанавливается гидравлический домкрат. При накачивании насосом воды (масла) поршень домкрата выдвигается и стремится погрузить испытуемую сваю в грунт, одновременно балка стремится выдернуть вспомогательные (анкерные) сваи. Поэтому эти сваи должны быть достаточно прочно заделаны в грунте. Величина давления на сваю определяется по манометру, а осадка — по специальным приборам (прогибомерам).
По мере увеличения нагрузки свая начинает медленно погружаться в грунт, затем. это погружение делается все большим и при достижении определенной нагрузки (критическая нагрузка) свая даже при незначительном давлении быстро погружается (проваливается) в грунт.
Установив критическую нагрузку и учитывая характер погружения сваи в грунт, допускаемую или расчетную нагрузку принимают в 1,5 — 2 раза меньше критической
Способ опытной нагрузки дает наиболее точные результаты, однако он сложен и дорого стоит. Поэтому применяется и способ определения несущей способности сваи путем пробной забивки ее ударами свайного молота (динамический метод).
Этот метод основан на том, что между несущей способностью сваи и величиной ее погружения от одного удара существует определенная зависимость. Несущая способность сваи будет тем больше, чем меньше она погрузится от одного удара, а величина погружения сваи от удара, называемая отказом сваи, зависит от веса молота и высоты его падения. Эта зависимость выражается формулами; наибольшее применение имеет формула, разработанная советским ученым Н. М. Герсевановым.
Зная вес молота, высоту его подъема и размеры сваи, по формулам определяют необходимый отказ, обеспечивающий требуемую несущую способность сваи.
Пробную сваю обычно забивают до тех лор, пока не будет получен заданный отказ или тока свая не погрузится на заданную глубину.
В практике строительства приходится решать и такую задачу, когда при забивке свай используется копер с молотом, отличным по весу от молота, примененного при пробной забивке. В этом случае необходимо сделать перерасчет требуемого отказа.
Величину требуемого отказа сообщают бригадиру, ведущему свайную бойку, который и следит за точным достижением величины заданного отказа при погружении каждой сваи. Надо помнить, что если при забивке: сваи величина ее отказа будет больше заданного, то свая не будет нести расчетную нагрузку. Вследствие этого сооружение, возведенное на таком основании, может дать осадку и даже получить повреждения. Поэтому, если получить заданный отказ не удается, то бойку надо прекратить и сообщить производителю работ о результатах бойки (об отказах).
Нередко заданный отказ получается еще тогда, когда свая не дошла до заданной глубины. В этих случаях или прекращают бойку и сваю срезают, или принимают дополнительные меры по обеспечению погружения сваи в грунт (например, подмыв). Это решение принимается руководителями строительства. Срезка свай, хотя бы и давших заданный отказ, без согласования с проектной организацией не допускается.