Почти каждая из числа многочисленных формул, предложенных для определения несущей способности свай на основании динамических данных, может считаться эмпирически приемлемой для данной строительной площадки с однородными условиями и оборудованием для забивки свай.
Вследствие существующей неопределенности в отношении взаимозависимости между динамическим сопротивлением при забивке свай и последующей статической несущей способностью сваи были разработаны формулы для определения несущей способности сваи на основе чисто статических соображений. Существующие статические формулы могут быть подразделены на два класса: чисто эмпирические формулы и научные, или теоретические, формулы.
Для пользования статическими формулами необходимо знать очертание и размеры сваи и физические свойства окружающего грунта. Требуемые данные о самой свае могут быть всегда получены. Что же касается определения физических свойств окружающего грунта, то эта проблема все еще не разрешена. Разные способы погружения свай вызывают глубокие изменения напряжений в грунте и в некоторых случаях меняют физические свойства грунта как такового. Поэтому необходимо знать характеристики грунта после состоявшегося погружения сваи для того, чтобы определить ее несущую способность с помощью статической формулы.
С точки зрения практической пригодности и полезности современное положение со статическими формулами не лучше, чем с динамическими. Несовершенство теоретических формул объясняется тем, что свая необязательно развивает свою несущую способность в согласии с допущениями, на которых базируются формулы, а сопротивление грунта деформациям также не соответствует им.
Осадка свайных кустов не может быть точно определена на основании предварительных испытаний нагружением одиночных свай. Даже хорошо организованное и проведенное в благоприятных условиях, такое испытание не может само по себе служить достаточным основанием для определения допускаемой нагрузки. Результаты его должны рассматриваться во взаимосвязи с геологическим разрезом, журналом свайной бойки и прочими имеющимися данными.
Основная ценность испытания нагружением заключается в определении сопротивления, которое оказывает свая скольжению сквозь окружающий грунт при статической нагрузке в течение установленного периода. Это определение помогает инженеру при выборе надлежащих коэффициентов для динамических формул, но не дает возможности установления какой-либо определенной зависимости между осадкой одиночной сваи и всего свайного основания в целом. Взаимное наложение перекрывающих зон уплотнения от индивидуальных свай, входящих в состав одного куста, или аналогичное перекрывание зон от свайных кустов, составляющих фундамент в целом, может быть причиной гораздо большей осадки фундамента, чем при одиночной изолированной пробной свае. Не представляет также достаточной дополнительной ценности в этом отношении предварительное испытание небольшой группы свай, к тому же не оправдывающее расходов на размещение требуемого веса нагружающего материала.
Хотя очертание и глубина объема грунта, который воспринимает существенное приращение напряжения от нагрузок свай, и зависят от физических характеристик грунта и многих других переменных схема сохраняет свое значение в (качестве иллюстрации гораздо более глубокой эпюры нагрузок под целым свайным основанием, чем под одиночным фундаментом. Та же схема указывает на несоответствие испытания нагружением требованиям определения способности подстилающего слоя длительно нести на себе нагрузку полного фундамента.
Различное воздействие на физические характеристики грунта, оказываемое забивкой одиночной или многих свай под все здание, само по себе делает недействительным всякое числовое сравнение такого рода, особенно когда дело касается висячих свай в связных грунтах. Более надежны в этом отношении результаты при забивке свай через песок или гравий. Приводим краткое описание хода испытания нагружением.
Пробная свая подвергается определенному нагружению с целью определения ее несущей способности и осадки под различными нагрузками. В задачи испытания входит: ориентировать инженера в правильном выборе типа сваи и ее несущей способности, или же подтвердить его допущения в уже подготовленной конструкции и проверить качество расчета в целом. В первом случае пробные сваи специально забиваются и испытываются до начала работ и служат основой для проектирования. Во втором случае инженер, уже установив тип сваи (и назначив расчетную нагрузку, выбирает для испытания нагружением несколько свай из числа забитых в процессе фактического производства строительных работ. Обычным способом приложения пробной нагрузки к свае является устройство соответствующей испытательной платформы на голове сваи и нагружение ее мешками с песком в назначаемых количествах. Испытываемая свая крепится в поперечном направлении во избежание перекоса. В некоторых случаях по обе стороны подлежащей испытанию сваи забиваются анкерные сваи, и нагружение испытываемой сваи производится с помощью гидравлического домкрата, упирающегося в балку, прикрепленную к анкерным сваям. При таком испытании анкерные сваи располагаются на расстоянии не менее 1,5 ж от испытываемой сваи.
Нагружения производятся в порядке последовательных однократных приемов от 5 до 10 т с измерением осадки после каждого очередного нагружения. После достижения полной расчетной нагрузки наблюдения продолжают до тех пор, пока в течение 24-часового периода осадки не наблюдается. После этого нагрузка увеличивается на 50°/о и сохраняется на этом уровне до того, как в течение 24-часового периода не будет наблюдаться осадки. В процессе разгрузки ведутся периодические замеры отдачи (обратного подъема сваи) с окончательным отсчетом после снятия всей нагрузки.
Величина приемлемой осадки при заданной испытательной нагрузке зависит от ряда факторов: характера опираемой конструкции и расчетной нагрузки (которая может быть постоянной или периодической), величины переменной нагрузки от ветра или иных обстоятельств, заложенных в расчетную нагрузку. В некоторых строительных нормах содержится требование, чтобы расчетная нагрузка составляла 2/3 от испытательной нагрузки, если полная осадка за вычетом отдачи не превышает 0,25 мм на 1 т испытательной нагрузки. Хотя это простое правило и дает удовлетворительные результаты, определение допускаемых осадок пробных свай и выбор допускаемой расчетной осадки представляют собой вопросы, требующие хорошо обдуманного и взвешенного суждения и зрелого опыта.