История свайно-винтовых фундаментов

Первая винтовая конструкция была представлена в 1833-м году ирландским инженером Александром Митчеллом. С применением его новейшей технологии вскоре были сооружены маяки на реке Темзе (1838 г.) и еще не менее 150 различных сооружений, что принесло автору известность в научных кругах и хорошие денежные дивиденды.

Винт Митчелла

Выступая перед членами Общества гражданских инженеров, Митчелл смог убедительно доказать, насколько надежна и прочна винтовая конструкция, и какая огромная сила необходима для ее выдергивания из грунта. Изобретатель сразу очертил круг применения винтовых свай: строительство на обводненных территориях и проблемных грунтах, в том числе на мысах Великобритании с их зыбучими песками.

Ученые мужи по достоинству оценили работу простого инженера А.Митчелла, избрали его почетным членом своей организации и наградили золотой медалью Телфорда. Особого восхищения этот удивительный человек заслуживал еще и потому, что был совершенно слеп: еще в юности он потерял зрение вследствие серьезного глазного заболевания.

В 1838 г. Митчелл был приглашен крупной корпорацией из Лондона для закладки основания под маяк Malpin Sands на реке Темзе. Рабочие соорудили некое подобие плота с отверстием посередине, в которое и предстояло вставлять якорь с винтами. С помощью системы с 4 рычагами общими усилиями тяжелые свинцовые сваи удалось завинтить. Англичане со скептицизмом отнеслись к идее «ирландского выскочки», но задача по возведению фундамента была решена успешно.

Впоследствии первый в мире свайно-винтовой фундамент, возведенный на Темзе, честно прослужил людям больше 30-ти лет.

Начало массовой реализации проектов

Через некоторое время хозяева порта на р.Таин выплатили Александру Митчеллу 2500 фунтов – просто небывалый по тому времени гонорар за использование винтовых свай при монтаже якорных бочек. Ввинченные в речное дно якоря были рассчитаны на удержание 4 больших суден, но на самом деле к каждому из них было пришвартовано по 7-8 кораблей. В это время над годом пронесся разрушительный ураган, который принес убытков с порту, расположенному по соседству на 30 тысяч фунтов – бетонные волнорезы не справились с нагрузкой, и суда просто выбросило на сушу. Винтовые якоря порта на р.Таин, несущие двойную против заявленной нагрузку, выстояли с честью, благодаря чему имущество компании осталось невредимым.

Это событие и стало главной отправной точкой для начала массовой реализации строительных проектов с использованием идеи Митчелла. По новой технологии возводились основания под многочисленные маяки, причалы, пирсы, виадуки, ж/д мосты в Европе и Америке. Особенно успешно и со значительной экономией средств удавалось сооружать плавучие сооружения на винтах, многие из которых действуют до сих пор, а это ни много, ни мало – почти 200 лет.

Технология Митчелла за это время была существенно усовершенствована и приспособлена для нужд современного строительства. С ее помощью возводятся фундаменты под дома, мачты, столбы на воде, болотах, торфяниках, песчаных и зыбучих почвах. И всегда эти конструкции надежны, несложны в монтаже и обладают просто невероятной удерживающей силой.

Применение в военной промышленности

То преимущество, что винтовые сваи можно использовать многократно, было высоко оценено военными ведомствами. Благодаря несложному процессу монтажа / демонтажа и транспортировки появилась возможность быстрой разборки и переноса стратегических объектов в другие места с установкой их на любых почвах.

Технология Митчелла давала возможность военным в несколько раз уменьшать издержки по сравнению с забивными сваями и бетонными фундаментами. Немного позже по этой методике стали строить небольшие дома для отдыхающих, и лишь спустя некоторое время свайно-винтовая технология была впервые использована для гражданского малоэтажного строительства.

Российские последователи Митчелла

Ведущие ученые, в том числе российские, много трудились над усовершенствованием винтовых свай. Благодаря их исследованиям со временем сваи Митчелла обзавелись лопастями особой формы из суперпрочного металла. Это дало возможность увеличить надежность и увеличить срок эксплуатации винтовых конструкций, а значит, и сооружений, построенных с применением этой методики.

В прошлом веке советский профессор Владислав Дмоховский занимался изучением проблем прочности гидротехнических сооружений. Именно он первым в нашей стране теоретически доказал преимущества винтов перед забивными сваями при строительстве на сложных грунтах.

Виктор Железков – российский ученый, всю жизнь посвятивший изучению и усовершенствованию свайно-винтовой технологии. Им написано около ста научных работ, отражающих процесс и результаты исследований по оценке эффективности свайных опор.

Среди идей ученого – методика расчета предельных нагрузок для винтов, разработка методики монтажа с помощью КМУ, рамно-винтовые опоры (РВО), сокращающие время возведения и ремонта мостов, опор ЛЭП и т.д.). Звание доктора наук В. Железков получил, когда ему исполнилось 80 лет, защитив диссертацию на тему «Применение винтовых свай при строительстве мостов».

Другой отечественный ученый, Сергей Петухов стал главным инициатором популяризации применения винтов в частном малоэтажном строительстве в нашей стране. Труды Петухова доказали, что небольшие сваи –108 мм в диаметре и с лопастями 30 мм – могут стать идеальным вариантом для строительства оснований под каркасные, брусовые или панельные дома, поскольку каждая из них может выдержать до трех тонн нагрузки.

Большую актуальность этот метод получил в связи с плотностью дачной застройки. С подачи ученого началось массовое применение винтовых оснований для строительства дач, бань, гаражей без применения спецтехники, что обходилось небогатым российским застройщикам вдвое дешевле ленточного и в несколько раз - монолитного фундамента.

Заключение

До конца XIX века сваи изготовляли из цельнолитого чугуна или лиственных пород дерева. Спиралевидная лопасть с 1-2 витками и наконечник также были литыми. И только с наступлением высокотехнологичного ХХ века ствол сваи стал полым.

Качество и высочайший уровень работы мастеров прошлого не может не вызывать восхищения. Причал, сооруженный в 50-е годы позапрошлого столетия, пришлось демонтировать несколько лет назад. Вывинченные со дна сваи были просто в идеальном состоянии: по уверениям инженеров, конструкция могла бы простоять еще лет двести. А причиной демонтажа стало пересыхание реки: сооружение просто стало ненужным.