В сентябре 1998 года в связи с необходимостью совершенствования проекта усиления фундаментов Успенского собора появилось предложения по устройству фрагментов Успенского собора и потребность в проведении экспериментальных работ по прохождению буроинъекционными корневидными сваями остатков древней кладки собора. Управление охраны памятников обратилось к АО «Укрреставрация» с просьбой провести пробное бурение куста свай на существующих фундаментах собора для проверки технологии закрепления оснований и остатков ленточных фундаментов буроинъекционными сваями малого диаметра.
В 1998 году институт «Укрпроектреставрация» разработал программу статических испытаний свай диаметром 200 мм на площадках № 1, 2 и С Программой было предусмотрено испытание этих свай на трех площадках. Все сваи имели длину восемнадцать метров, проходили ниже уровня грунтовых вод и углублялись в полутвердые суглинки на 1,2-1,5 метра. Было предусмотрено изготовить две сваи в обсадных трубах, а две сваи – без обсадных труб. Испытания проводились на стандартном стенде для испытаний и применением ступенчатой статической нагрузки с предельным значением 65 т.с.
Технология испытания буроинъекционных свай предусматривала разбуривание скважины под трубукондуктор до контакта с грунтом, заполнение скважины цементным раствором и установление там кондуктора, разбуривание цементного камня в скважине до грунта прохождением скважины шнеком ниже фундамента до проектной глубины и установка трубы по всей выспке фундамента и на 500 мм ниже подошвы и установка на проектную глубину объемного каркаса и металлического оголовника из трубы, заполнений скважины цементно-песчаным раствором через трубу инжектор снизу вверх и опрессовку скважины под давлением и доливки раствора до проектного уровня (в случае необходимости
Отдельный раздел программы был посвящен моделированию напряженно-деформированного состояния (НДС) фрагментов основания и конструкций собора.
Отдельным разделом предусматривалась оценка несущей способности конструкций собора по результатам выполненных исследований и расчетов, а также предусматривались подбор армирования и разработка рекомендаций по проектированию несущих конструкций собора, исследования строительных материалов Успенского собора.
Для усиления древних фундаментов Успенского собора должны были быть применены буроинъекционные сваи двух разновидностей наклонены под углом 10-15° и диаметром 200 мм и вертикальные диаметром 200 мм. Ростверк устраивался поверх свай и остатков фундамента. Перед установкой свай фундаменты зацементировались инъектированием специального раствора. Сваи проходили через остатки фундаментов и заводились в глины на длину 2-3 м.
XVIII в. Поскольку собор строился постепенно, поэтому надо нагрузку на существующие стены, существующие пилоны (пилон, кстати, будет нести нагрузку в 400 тонн) передать ниже. Поэтому нужна бездеформативная основа и этого можно достичь только за счет свай. И динамические нагрузки необходимо учитывать, поэтому надо применять сваи малого диаметра, и мы выбрали метод, который широко использовался за рубежом, в частности в Италии, где все памятники подкреплены именно таким методом. Все нагрузки от собора будут передаваться на нижние пласты почвы, чтобы не нагружать древние фундаменты. Кроме того, здесь мы имеем культурный слой, в котором больше всего захоронений, ценных археологических материалов, и если предложить другие методы усиления существующих фундаментов, например, расширение их подошвы, то культурный слой слева и справа по высоте фундамента, где могут быть захоронения, полностью мог потерять свою ценность и как памятник собор мог бы стать «новоделом»
Осторожное прохождение на высокой скорости коронками с алмазным наслоением через существующие фундаменты насквозь сваями малого диаметра 20см не создает вибрации в фундаменте, не нарушает культурный слой и передает нагрузку на нижние пласты грунта.
