CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE

Comparative analysis of methods for strengthening strip, slab, and pile foundations in weak water-saturated soils under constraints of urban development

Authors

  • Soltan E. Appakov National Research Moscow State University of Civil Engineering, 129337, Moscow, Yaroslavskoye Shosse 26
  • Artem A. Frolov National Research Moscow State University of Civil Engineering, 129337, Moscow, Yaroslavskoye Shosse 26
  • Andrey A. Chumichkin National Research Moscow State University of Civil Engineering, 129337, Moscow, Yaroslavskoye Shosse 26
  • Ilya S. Ryabokon National Research Moscow State University of Civil Engineering, 129337, Moscow, Yaroslavskoye Shosse 26
  • Makhmud M. Shibzukhov National Research Moscow State University of Civil Engineering, 129337, Moscow, Yaroslavskoye Shosse 26

How to cite

GOST Appakov S. E., Frolov A. A., Chumichkin A. A., Ryabokon I. S., Shibzukhov M. M. Comparative analysis of methods for strengthening strip, slab, and pile foundations in weak water-saturated soils under constraints of urban development // STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY. 2025. Vol. 69. No. 12. P. 29-39.
APA Appakov, S. E., Frolov, A. A., Chumichkin, A. A., Ryabokon, I. S. & Shibzukhov, M. M. (2025). Comparative analysis of methods for strengthening strip, slab, and pile foundations in weak water-saturated soils under constraints of urban development. STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY, 69(12), 29-39.

Abstract

The article presents a comparative analysis of technologies for strengthening strip, slab, and pile foundations used in weak water-saturated soils under conditions of dense urban development and increased requirements for deformation control. The features of the behavior of water-saturated clayey and sandy foundations are considered, taking into account the nonlinearity of deformation, consolidation and rheological effects, as well as technologically induced changes in the structure of the soil mass. Generalization of data from 148 reconstruction and new construction projects is supplemented by numerical modeling using the finite element method with the Hardening Soil and Soft Soil Creep models and subsequent statistical processing of the results. It is shown that methods modifying soil properties provide the greatest increase in mass stiffness: with jet grouting, the increase in the deformation modulus in fluid loams reaches the order of several tens of times, whereas reinforcing solutions (bored injection piles) yield a moderate integral effect. According to settlement monitoring data over 12 months, the greatest reduction in deformations is achieved by strengthening slabs with micropiles through the slab body, ensuring minimal differential settlements; the least effective method for strip systems is footing widening due to the preservation of the active compression zone in weak layers. Indicators of specific material consumption, labor intensity, and technological complexity are introduced and compared, revealing a compromise between maximum strengthening, binder consumption, and constraints related to equipment and risks to surrounding buildings; a nonlinear, decaying dependence of the increase in bearing capacity on the volume of introduced material is established, making it possible to identify the range of optimal strengthening parameters for various types of foundations.

Keywords

foundation strengthening weak water-saturated soils jet grouting bored injection piles FEM numerical modeling

References

Бабашов Д.Э. Математический расчет железобетонных ленточных ростверков свайных фундаментов // Постулат. 2024. № 9 (107). [Электронный ресурс].

Будревич М.М., Сазонова С.А. Усиление свайных фундаментов при реконструкции зданий путем надстройки // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. 2024. Т. 1. С. 59-63.

Быкодеров М.В., Кашина Е.С., Габова В.В., Поляков В.Г. Исследование методики расчета свайного поля многоэтажного жилого дома по схеме условного фундамента // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2025. № 1 (98). С. 21-27.

Гордиенко Е.П. Методы усиления слабых грунтов в основании фундаментов многоэтажных зданий // Научный аспект. 2024. Т. 54. № 6. С. 7001-7007.

Дегтярева А.В., Клим В.В., Митюкова Л.Д., Преснов О.М. Технико-экономическая целесообразность укрепления водонасыщенных и заболоченных грунтов при строительстве зданий и сооружений // Экономика строительства. 2024. № 1. С. 110-112.

Дзагов А.М., Шулятьев О.А. Эффективность свайного основания при устройстве подземных этажей сооружений на просадочных грунтах // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2024. № 1. С. 21-26.

Купчикова Н.В., Федоров В.С. Особенности возведения фундаментов из свай с уширениями на мерзлых грунтах // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2025. № 1 (51). С. 79-86.

Мариничев М.Б., Ткачев И.Г., Азов И.Г. Особенности расчета и конструирования свайных фундаментов с промежуточным распределительным слоем // Construction and Geotechnics. 2024. Т. 15. № 3. С. 5-16.

Масленников Н.А., Новожилова А.В. Исследование усадок плитных фундаментов многоэтажного здания на слабых водонасыщенных грунтах // Инновации и инвестиции. 2024. № 2. С. 615-618.

Минаев О.П., Жусупбеков А.Ж. Об оценке разжижения грунтов оснований фундаментов зданий при сейсмической нагрузке // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2025. № 3. С. 73-94.

Мирсаяпов И.Т., Шараф Х.М.А. Осадка оснований фундаментов глинистых грунтов при блочных циклических нагружениях // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2023. № 3 (65). С. 18-25.

Прокопова М.В., Гриненко А.И., Прокопов А.Ю. Особенности закрепления просадочных грунтов под свайными фундаментами // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2025. № 2. С. 209-217.

Ташмаматов Н.Т. Разработка альтернативных вариантов оснований и фундаментов для строящегося на массиве лессовых просадочных грунтов 5-ти этажного здания // Студенческий вестник. 2023. № 10-5 (249). С. 5-10.

Торопов Н.Ю., Бай В.Ф. Ленточный фундамент с парными козловыми сваями // Студенческий форум. 2024. № 18-1 (285). С. 64-68.

Южаков К.Н., Дацкая Е.В. Исследование методов водопонижения грунтовых вод при строительстве зданий города Перми // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. 2023. Т. 2. С. 163-168.

Issue

Vol. 69 No. 12 (2025): Stroitel'nye i dorozhnye mashiny

Section

CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE

Metrics

244 views
0 downloads
JATS XML
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

JATS XML

Similar Articles

<< < 1 2 3 4 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.

Most read articles by the same author(s)