Badanie jakości i uwarstwienia pokładów gruntu, na którym posadowiony jest obiekt zabytkowy, ustalenie głębokości i sposobu fundowania, konstrukcyjnego rozwiązania samych fundamentów, stanowią integralną część prac rozpoznawczych i są niezbędne dla sporządzenia analizy statyczno-wy trzy małościowej .
Badania podłoża i warunków posadowienia przeprowadza się z zasady we wszystkich tych przypadkach, gdy w elementach i konstrukcjach obiektu zabytkowego stwierdza się niebezpieczne deformacje i uszkodzenia, a których przyczynę stanowić mogą podłoże i sposób fundamentowania.
Prace badawcze, naukowe i techniczne powinny obejmować wówczas:
a) studia materiałów archiwalnych dotyczących sposobu fundamentowania i warunków gruntowych z czasów powstawania budowli oraz studia planów, map geologicznych oraz innej dokumentacji z zakresu budowy i ukształtowania danego terenu,
b) lustrację terenu i zebranie informacji o zachowaniu się istniejących budowli w bliskim sąsiedztwie,
c) badania jakości i uwarstwienia gruntu za pomocą odkrywek (dołów próbnych), wierceń penetracyjnych i inżynieryjno-geologicznych zdjęć,
d) ustalenia właściwości strukturalnych i mechanicznych gruntów za pomocą metod polowych lub laboratoryjnych,
e) opracowanie naukowo-techniczne wyników badań i wskazanie przyczyn destrukcji obiektu zabytkowego.
Zakres dokonywanych badań zależy od warunków miejscowych i uzyskanych informacji na temat rodzaju gruntu i sposobu posadowienia.
W zwykłych warunkach dla ustalenia głębokości założenia fundamentów, zbadania ich właściwości konstrukcyjnych i wymiarów, a także określenia rodzaju gruntu pod fundamentem wystarcza wykonać odkrywkę w postaci dołu próbnego sięgającego do spodu fundamentów. Doły wykonuje się z zewnątrz i wewnątrz budowli, w tym miejscu, gdzie elementy konstrukcyjne są zarysowane lub gdzie występują inne objawy naruszenia współpracy wierzchniej części budowli z podłożem.
Za pomocą dołów można zbadać cechy konstrukcyjne fundamentów, lecz trudno jest wyciągnąć wnioski odnośnie do uwarstwienia podłoża.
Dla uzyskania dokładniejszych danych wykonuje się wokół budynku wiercenia badawcze na ustaloną głębokość w takiej liczbie otworów, jaka jest niezbędna dla pełności badań. Penetracyjne wiercenia wykonuje się zwykle do głębokości 3—5 m poniżej stopy fundamentu, a w przypadkach skomplikowanych przeprowadza się wiercenia geologiczne na głębokość 10 do 20 m. Tego rodzaju postępowanie jest szczególnie potrzebne przy badaniu obiektów wysokich i przenoszących duże obciążenia.
Wiercenia badawcze przeprowadza się ponadto w tych przypadkach, gdy poziom wody gruntowej jest wysoki, a wykonanie dołów jest niemożliwe.
Przy badaniu podłoża, gdy jest konieczne określenie mechanicznych właściwości gruntu, pomocne może się okazać również próbne sondowanie gruntu pod stopą fundamentową, które przeprowadza się za pomocą prostych przyrządów, np. pręta stalowego lub cienkiej rury o długości około 150 cm. Pręt wciska się lub wbija w podłoże i na podstawie stawianego oporu w czasie jego przenikania w grunt ocenia się zaleganie warstw gruntowych i ich jakość.
W warunkach polowych można również określić w przybliżeniu charakter gruntu, z jakim ma się do czynienia, na podstawie analizy makroskopowej polegającej na optycznym ustaleniu składu granulometrycznego gruntu lub na obserwacji zachowania się niewielkich próbek gruntu podczas wałeczkowania, rozcierania lub rozmakania w wodzie. Ważne jest również określenie zawartości w gruncie węglanu wapnia (za pomocą HCl) oraz jego barwy. Grunty gliniaste (spoiste) o normalnej wilgotności są plastyczne, miękkie i pozwalają się ugniatać w wałeczki; z gruntów piaszczystych nie daje się ugnieść wałeczków, gdyż kruszą się, a przy rozcieraniu palcem czuje się ziarnka piasku na dłoni. Grunty zabarwione na czarno łub szaro świadczą o zawartości części organicznych (towarzyszy temu zapach zgnilizny), grunty zabarwione na czerwono lub na kolor rdzawy zawierają żelazo, a na biało — wapień itd. Wilgotność i spoistość gruntów określa się szacunkowo: im grunt jest bardziej spoisty, tym trudniej wciska się doń sonda (penetrometr).
Badania inżynieryjno-geologiczne przeprowadza się we wszystkich przypadkach, gdy nie można uzyskać z innych źródeł bliższych informacji dotyczących uwarstwienia i rodzaju gruntu lub gdy zachodzi wątpliwość co do trafności zebranych danych.
Dane operatu przeprowadzonych wierceń oraz sporządzone przekroje geotechniczne wystarczająco dokładnie określają charakterystykę podłoża, profil i nachylenie pokładów, poziom wód gruntowych i kierunek ich przepływu, a także posadowienie fundamentów. Pozwala to wyciągnąć wnioski odnośnie do warunków pracy fundamentów w zależności od poziomu zwierciadła wód gruntowych i jakości gruntu. W tym celu polowe badania uzupełnia się laboratoryjną analizą próbek gruntu i składu chemicznego wody gruntowej i na tej podstawie ustala się geologiczną charakterystykę gruntu i jego fizyczne właściwości.
W przypadkach większego zagrożenia budowli zabytkowej, np. na skutek zapadlisk, usuwisk itp. powinny być przeprowadzone szczegółowe studia geologiczne.
Badania podłoża dają okazję do geologicznych i archeologicznych penetracji. Bardzo przydatną w tym przypadku może okazać się aparatura SIR (Subsurface Interface Radar). Za pomocą tej aparatury, bez rozkopywania terenu, można określić głębokość i kształt granic rozwarstwień litologicznych (np. zalegania warstw piasku, gliny, iłów, skał zwięzłych, podpowierzchniowe horyzonty wodonośne), można zarejestrować niejednorodności kulturowe (np. resztki murów, dawnych kanałów, traktów, fos itp.). Zasięg głębokościowy metody wynosi 7—10 m. Podziemne budowle można też zidentyfikować do 5 m pod powierzchnią terenu za pomocą elektronicznego rzutowania.
