Довольно слабые петербургские грунты и желание строить на этих грунтах красивые и тяжелые каменные сооружения, соответствующие своим обликом столице великой державы, диктовали строителям определенные правила возведения данных строений.
Рытье обязательных глубоких рвов и котлованов под фундамент, для того чтобы добраться до более плотных грунтов, не гарантировало их достаточную несущую способность и вынуждало уплотнять грунт при помощи вколачивания в него деревянных свай.
Впоследствии, когда все положенные сваи были забиты, их оголовки, как правило, скреплялись между собой бревнами («срубами», «лежнями») и получался т.н. «ростверк», на который укладывались фундаментные плиты.
Сваи забивались специальными деревянными «машинами» — копрами, которые собирались прямо на месте строения и работали на людском или конном приводе: лошади или люди крутили ворот, наматывая канат, который поднимал чугунный боёк («бабу») для удара по свае. Существовали и «ручные» копры, снаряд которых поднимался за счет натягивания веревки через прикрепленный к мачте шкив. Позже, при строительстве некоторых сооружений стали применяться паровые копры, покупаемые за границей.
Составные части копра: рама копра, на которой он передвигается по земле или подмостьям, ноги или стрелы копра, — вдоль которых поднимается баба, верхняя подушка или голова копра — перекладина, связывающая ноги, подкосы боковые и лестница (задний откос), предохранябющие ноги копра от качки их и шкив, через который перекладывается канат для подъема бабы.
Все части копра скрепляются оковками.
Принадлежности копра: канат, к одному концу которого привязывается баба, а к другому — веревки или кошки, которые служат для подъема бабы рабочими и блок, через который перекинут канат для подъема и установки сваи.
Если потребуется вбивать сваи ниже порога копра, то на нее насаживается посредством железного стержня обрубок дерева («баран»), который потом снимается.
Разведка грунтов перед свайной бойкой осуществляласть специальным горным буравом — «сондой».
«1801 года июня 22 дня в Комиссии о построении Казанской церкви произведен был торг на битие под строение Казанской церкви свай по представлению Г-на архитектора на следующих кондициях: 1-е по заключению контракта, немедленно бить сваи, длиною двух, трех и четырех сажень (4,26 метра, 6,39 метра и 8,52 метра — прим.), толщиною пяти и шести вершков (22 см и 26,4 см) смотря по грунту земли расстоянием от сваи до сваи по длине и поперек рва по три четверти аршина (52 см)(смотря по качеству земли) ежели свайный ход будет слабый, то набивать между ними и в расклинку, а ежели по первому расположению свайных ход будет крепкий, тогда по длине рва свая от сваи расстоянием будет чрез один аршин (71 см) и когда свая в располагаемых рядах, или в росклинке из вышеописанных мер ежели подъем бабы будет на одну, или на две сажени (2,13 метра и 4,26 метра) из шести ударов на один вершок (4,4 см)в землю не пойдет, то оставшийся наверху конец сваи срубить, и ежели подъем будет на три сажени (6,39 см) и с трех ударов не пойдет на вершок (4,4 см), также срубить, принимать же для свайной бойки бревна обмеривая и считать меру с концом обвостренным, а обвастривать же оные сваи не более чем на один аршин (71 см) с казенной стороны, а подбабки из казенного соснового леса делать и бугели насаживать как на них, так и на сваи подрядчику и вбивать оные до тех пор, пока с вышеписанных ударов свая будет вбита в землю, которыя определенным смотрителем записывать в дневные тетради или книги как со стороны подрядчика, так и со стороны казенной, сколько какой меры в день свай будет вбито, оставшиеся же на поверхности земли обрубки выключать и за оные оплаты не требовать, работу сию начать по заключению контракта в немедленном времени и производить оную ручными копрами, или на сделанных машинах лошадьми как место дозволит, но только не менее как шестнадцатью копрами, которые непременно все были бы в действии в исходе сего июня месяца и били б сваи безостановочно так, чтобы не препятствовать и бутовой кладке, когда оная начнется и кончить всю бойку свай будущего сентября к 15-му числу, потребные же к оной свайной бойке материалы иметь подрядчику собственные как то: копры, ломы, бугели, ерши, снасти, машины, словом не требовать от казны ничего кроме казенной кузницы, в коей можно бы подрядчику было за свой счет по заведении материалов производить потребные к работе поковки.
Имеющиеся на лицо при комиссии оснащенные копры четырех сажень (8,52 метра) пять, пяти сажень (10,65 м) один, да неоснащенных пяти сажень (10,65 м) два — всего восемь копров со всеми принадлежнорстями принять по обошедшимся казне ценам до расчету в работе. Чугунные ж боевые бабы получать от комиссии не менее сорока пяти пуд (720 кг)...»
— Приложение 42 , стр. 182, Аплаксин «Казанский собор», 1911.
* Подбабок — металлическая или деревянная конструкция, которая одной стороной ставится на голову сваи, а второй – под молот (бабу) для предотвращения разрушения сваи в процессе погружения.
* * Бугель — железное кольцо, насаживаемое на деревянную сваю, для предупреждения расщепа во время забивки.
Помимо свай под фундамент, близость строения с Екатерининским каналом (канал Грибоедова), вынудила Воронихина бить шпунтовые сваи — т.н. «шпунтовую линию», огораживающее место строительства от проникающей в котлованы воды. К сожалению, впоследствии, вода все равно прорвала «плотину» и почти три года строители в числе более 20 человек вынуждены были день и ночь откачивать ее из рвов, что привело к значительным незапланированным убыткам.
При строении Исаакиевского собора, свайное поле под фундамент новых частей здания, состояло более из 14 тысяч свай (12130 было забито до 1825 года и около 2000 свай после 4-х летнего перерыва в строительстве).
*Полундра — бить сваи с полундры, полундреным копром, на котором баба подымается доверху, и оттуда сама срывается, падая на сваю; противоположное «бить с нагалу, с рук, и нагальный копер».
Судя по описанию французского путешественника из книги "Отшельник в России: наблюдения за русскими нравами и обычаями в России" ("L'hermite en Russie: au, Observations sur les moeurs et les usages russes au", 1929), при рытье котлована и строительстве новых фундаментов, осуществлялась и забивка аналога шпунтовых (паженных) свай, препятствующих появлению грунтовых вод в котловане:
До нас дошел чертеж 3-го Исаакиевского собора, судя по которому, архитектор Ринальди забил сваи намного длинее, чем это сделал Монферран, перестраивая собор: под подкупольными пилонами и колокольней на этом чертеже показаны сваи длиною 5 сажень (10,65 м). Все остальные сваи по 4 сажени (8,52 м). Расстояние между осями свай 62 см. Под всем зданием уложен ростверк:
Из описания возведения казематированной батареи Кронштадской Купеческой гавани в 1843 году:
Из описания возведения форта Рисбанк (Павел 1), 1845: