Возведение капитальных зданий и сооружений на насыпных грунтах началось несколько столетий назад. Примерами первых построек являются соборы, возведенные в XV в. во многих городах на искусственно созданных холмах высотой 3 … 8 м. Холмы в качестве оснований под соборы отсыпались, как правило, из песчаных грунтов. Фундаменты этих сооружений в большинстве случаев закладывались на подушках из каменного материала толщиной около 1 м, что принималось, по-видимому, с целью распределения давления на возможно большую площадь.

Здания соборов представляют собой абсолютно жесткие системы, способные воспринимать значительные усилия, возникающие от неравномерной осадки фундаментов, и выравнивать деформацию основания до некоторой средней величины. В большинстве случаев в сооружениях отсутствуют какие-либо трещины и деформации от неравномерной сжимаемости грунтов оснований.

Позднее, начиная приблизительно с первой четверти XIX и До начала XX в., значительное распространение получили капитальные двух — пятиэтажные здания на насыпных грунтах в Москве и других городах [1 ]. К этому времени в Москве в связи с развитием города и планировкой его территории многие овраги, пруды и поймы рек развитой гидрографической сети города

были частично или полностью засыпаны, что привело к образованию в отдельных местах слоя насыпных грунтов толщиной до 10 … 20 м. Засыпка оврагов и других низких мест рельефа осуществлялась грунтом, вынутым при рытье котлованов под подвалы зданий, погреба и склады, перемешанным со строительным мусором, бытовыми отбросами, а также производственными отходами от близко расположенных предприятий (зола, шлак, формовочная земля и т.п.).

Первый опыт строительства капитальных зданий на насыпных грунтах в Москве, как установлено из архивных материалов, был не совсем* удачным — некоторые из построенных зданий получили большие деформации или полностью разрушились. Поэтому позднее, начиная приблизительно с 40—50-х годов XI X в., в некоторых литературных и архивных материалах встречаются указания о необходимости при строительстве на слабых грунтах увеличивать прочность стен различными приемами, получившими в современной технической литературе название "конструктивных мероприятий" [1].

Одним из наиболее распространенных конструктивных мероприятий того времени являлась укладка под подошвой бутовых или кирпичных фундаментов лежней, состоящих из продольных бревен диаметром 18… 26 см, уложенных в один или два ряда с жесткими стыками вразбежку.Деревянные лежни воспринимали растягивающие напряжения, возникающие при неравномерных осадках фундаментов, и, таким образом, предотвращали при определенных величинах деформаций основания появление трещин. Однако лежни были долговечными лишь в случаях расположения их ниже уровня подземных вод. Если же по тем или иным причинам уровень подземных вод понижался, лежни сгнивали и эффективность этого мероприятия снижалась до нуля. Вследствие этого многие старые здания в Москве, построенные на таких лежнях, в настоящее время имеют недопустимые деформации. Таким образом, применение такого конструктивного мероприятия оказалось весьма ограниченным, а сама конструкция недолговечной.

Во многих старых зданиях прочность кирпичных стен на растягивающие усилия увеличивалась прокладкой в них на уровне перекрытий стальных полос с жесткими стыками. Кроме этого, часто прокладывались дополнительные стальные полосы в местах примы кания и пересечения стен. Для распределения давления от фундаментов на возможно большую площадь иногда применялись песчаные подушки.

В качестве примеров зданий, построенных на насыпных грунтах с осуществлением описанных выше конструктивных мероприятии, могут служить двух — пятиэтажные дома, возведенные в конце XIX и начале XX вв. в Москве, Новгороде и в ряде других городов. В настоящее время часть их без значительных трещин и деформаций эксплуатируется, а часть находится в сильно деформированном состоянии.

В первые пятилетки промышленное и гражданское строительство осуществлялось строго по генеральному плану, поэтому были вынуждены многие здания и сооружения располагать на участках, сложенных насыпными грунтами. Применение во всех этих случаях дорогостоящих глубоких или свайных фундаментов не могло удовлетворить строителей, поэтому с целью снижения стоимости строительства в качестве оснований капитальных зданий начинают шире использовать насыпные грунты. С 1933—1936 гг. и позднее в Москве было построено несколько десятков многоэтажных зданий на насыпных грунтах. Обеспечение прочности этих зданий достигалось либо устройством монолитных железобетонных фундаментных плит под всем зданием и монолитных, железобетонных, перекрестных и ленточных фундаментов, либо подведением под фундаменты подушек из крупных или средних песков толщиной от 0,5 до 2 … 3 м.

В первом случае расчетное сопротивление на грунт принимали равным 50 … 100 кПа, а при устройстве подушек, давление на грунт повышалось до 150 … 200 кПа. Во всех случаях для увеличения жесткости и прочности зданий на уровнях междуэтажных перекрытий или перемычек оконных проемов устраивались железобетонные или железокирпичные пояса. Такие инженерные решения в большинстве случаев позволили в 1,5 … … 2,5 раза сократить трудоемкость работ по нулевому циклу, стоимость и сроки возведения зданий по сравнению с прорезкой грунтов глубокими или свайными фундаментами.

Наблюдения за состоянием конструкций зданий, проведенные спустя несколько лет после их возведения, показали, что большинство из них без каких-либо деформаций и лишь в некоторых наблюдаются отдельные местные деформации в виде перекосов и трещин в стенах.

В последнее время по инициативе НИИОСП им. Н.М. Герсеванова в практике строительства успешно используют насыпные грунты в качестве оснований с предварительной подготовкой поверхностным уплотнением тяжелыми трамбовками,устройством грунтовых подушек. Этот метод успешно применялся при возведении на насыпных грунтах ряда промышленных зданий пролетом 6 … 27, длиной 60 … 240 и высотой 5 … 20 м, а также гражданских зданий различной этажности [1]. Наблюдения за выстроенными зданиями показали, что в них отсутствуют недопустимые деформации и, что особенно важно, величины замеренных осадок не превышают допустимых.

Подготовка оснований поверхностным уплотнением не всегда применима и, в частности, не дает эффекта в грунтах, находящихся в водонасыщенном состоянии. В этих случаях подготовка оснований осуществляется устройством хорошо уплотненных подушек из местных песчаных грунтов, шлака, а в отдельных случаях из глинистых грунтов.

В практике строительства последних лет эти методы подготовки оснований нередко объединяли, т.е. производили поверхностное уплотнение насыпных грунтов тяжелыми трамбовками, а поверху устраивали хорошо уплотненные песчаные подушки.

В последние годы, в связи с принятым в 60-е годы направлением по широкому применению свайных фундаментов, при строительстве на насыпных грунтах применяли в основном прорезку их свайными фундаментами. Чаще всего фундаменты выполняли из забивных свай и лишь при невозможности погружения свай, вследствие наличия в насыпных грунтах крупных прочных включений (остатки бетонных, металлических конструкций и т.п.), изыскивались решения по использованию насыпных грунтов в качестве оснований. При устройстве свайных фундаментов до последнего времени практически не учитывают возможность передачи на сваи дополнительных нагрузок от сил нагружающего трения, возникающих при осадке насыпных грунтов от собственного веса и других воздействий.

В зарубежной практике также успешно развиваются два основных направления по строительству на насыпных грунтах: использование их в качестве оснований фундаментов и прорезка насыпных грунтов глубокими, главным образом, свайными фундаментами. В качестве оснований насыпные грунты наиболее широко используют при возведении зданий и сооружений на вновь возводимых насыпях. При строительстве на существующих насыпях в США, Канаде, Англии, ФРГ, Франции, Японии и других странах чаще всего применяют прорезку насыпных грунтов свайными фундаментами.