Грунты, слагающие площадку, состояли из следующих напластований: сверху, на глубину 1 – 1,5 м от дневной поверхности, располагался слой песка, намываемый рефулированием, ниже залегал тонкий почвенно-растительный слой, под которым располагалась аллювиальные четвертичные отложения, представленные супесчано-суглинистыми образованиями мощностью 5 – 6 м (местами до 9,0 м). Вся эта толща связных грунтов подстилалась тонкозернистыми и мелкозернистыми аллювиальными песками мощностью 10 – 11 м.
Связные грунты имели весьма сложное напластование и неоднородные физико-механические свойства, изменяющиеся как по глубине, так и по площади участка. Они обладали большой пористостью (до 40 – 50%), сильной и неравномерной сжимаемостью. Коэффициент сжимаемости отдельных разновидностей грунтов колебался в пределах от 0,02 до 0,16 см2/кг. Характерной особенностью этих грунтов являлась их просадочность при увлажнении: при испытании штампом площадью 5000 см2 под нагрузкой в 2 кг/см2 осадка грунта составила 133 мм, а после замачивания при той же нагрузке она увеличилась на 177 мм. Залегавшие под связными грунтами пески находились в рыхлом состоянии и имели пористость 30 – 40%. Коэффициент сжимаемости песков составлял 0,005 – 0,016 см2/кг.
Учитывая неблагоприятные свойства верхней толщи грунтов, при составлении технического проекта было решено выполнить фундаменты наиболее ответственных сооружений столбчатыми с глубиной заложения 7 – 9 м, оперев их подошву на песчаное основание с давлением 4,0 кг/см2. Легкие сооружения предполагалось возводить на железобетонных лентах, расположенных на рефулированных песках.
Перед составлением рабочих чертежей конструкция фундаментов рассматривалась дополнительно; при этом все сооружения были разбиты на две группы.
К первой группе отнесли низкие здания, загруженные незначительными временными нагрузками. Фундаменты этих зданий было решено устроить ленточными и передать давление от них на супеси-суглинки через распределительные песчаные подушки. При проектировании зданий первой группы учитывались определенные обстоятельства:
1) ввиду неравномерности осадки зданий следовало разрезать их осадочными швами или сделать нечувствительными к неравномерным осадкам, придавая им значительную пространственную жесткость;
2) по той же причине во всех зданиях нужно было устроить непрерывные железобетонные пояса проходящие по всему периметру ленточных бутовых фундаментов и кирпичных стен;
3) вследствие значительной осадки зданий им необходима было придать «строительный подъем» на величину ожидаемой по расчету осадки;
4) для некоторых зданий перед устройством песчаных подушек следовало тщательно утрамбовать естественный грунт.
Ко второй группе были отнесены здания со значительной площадью и большими неравномерными нагрузками, чувствительные к неравномерным осадкам. Примером такого здания может служить механический цех с размерами в плане 54×87 м. При выборе типа фундаментов под него были сопоставлены два варианта:
1) ленточные железобетонные фундаменты, опирающиеся на распределительную песчаную подушку;
2) отдельные свайные фундаменты.
Глубина заложения ленточных фундаментов была принята равной 4,0 м от планировочной отметки, а ширина подошвы определена по давлению, принятому 1,5 кг/см2, передаваемому на песчаную подушку (рис. 82). Расчет осадок показал, что для этого варианта величина возможной осадки может составить 25 см при неравномерности 5 – 10 см.
Ввиду значительной неравномерности осадок было решено применить для этой группы зданий свайные фундаменты, запроектированные на железобетонных сваях сечением 30×30 см и длиной 10 м. Сваи прорезали слабые связные грунты и на 2 – 4 м заглублялись в пески (рис. 83). Поскольку под острием свай оставалось 5 – 6 м аллювиальных песков, возможные осадки, здания были невелики; расчет показал, что их величина не будет превышать 3,5 – 4,0 см.
Необходимо отметить, что свайный вариант оказался не только более надежным, но и более выгодным в экономическом отношении.