тельстве самых различных объектов. У нее есть ряд преимуществ по сравнению с традиционными видами закладки фундаментов. Кроме того, технология винтовых свай стремительно развивается, и в будущем способна заменить многие из существующих традиционных технологий.
Это скромное пособие, надеемся, поможет ознакомиться с общими положениями строительства фундаментов на винтовых сваях. Мы познакомим читателя с конструкцией винтовых свай, с основами расчета и монтажа фундаментов на винтовых сваях, а также с возможностями их применения для строительства зданий и сооружений различного типа.
Часть 1. Винтовые сваи
Глава 1. История Развития технологии винтовых свай
Фундамент на винтовых сваях – относительно новый вид возведения основания под строящиеся здания. Только в последние десятилетия началось активное использование его в индивидуальном строительстве. Однако сама идея установки винтовых свай в качестве опор возникла достаточно давно – еще в начале 19-го века.
1. Разработки Митчелла
Идея использовать винтовые сваи возникла у английского инженера Александра Митчелла, а первые винтовые конструкции были установлены им в 1833 году. Идея Митчелла состояла в монтаже лопасти на конце обычных деревянных свай. Впоследствии в качестве тела свай начали применять и трубы. Данная лопасть позволяла не забивать сваю в грунт, как делалось раньше, а ввинчивать. В результате само внедрение опоры в землю значительно облегчалось, кроме того, лопасть, установленная на свае:
– Достигала устойчивых слоев грунта
– Давала дополнительную опору, увеличивая площадь соприкосновения с толщами грунта
– Для выдергивания сваи требовались очень большие нагрузки
Монтаж свай был достаточно трудоемким – обычно свая устанавливалась на плотах и вкручивалась усилиями лошадей с использованием длинных рычагов.
Идея монтировать лопасть на конце сваи возникла из разработки якорей, которые внедрялись с помощью завинчивания. Такой якорь было очень трудно выдернуть из грунта.
Конструкция первых винтовых свай
За свои изыскания Александр Митчелл был включен в Учреждение Инженеров-строителей и награжден медалью Телфорда. Первыми сооружениями, установленными Митчеллом, были осветительные конструкции в Лондоне, расположенные в зоне прилива-отлива.
Родоначальник технологии винтовых свай А. Митчел
Именно особенности британских земель, расположенных на островах, сыграли существенную роль в применении винтовых свай в дальнейшем – ведь такие грунты являются самыми проблемными для строителей. Не удивительно, что первыми областями применения винтовых свай стали конструкции фундамента под конструкции, построенные на заболоченных грунтах и зыбучих песках.
Особенно интересным оказалась установка маяков на винтовых сваях. В 1938 году под руководством Митчелла был заложен маяк на Темзе. В качестве фундамента под него использовались тяжелые свинцовые опоры с лопастями.
Так заворачивали первые винтовые сваи
Подобный маяк был установлен в сходных условиях заливе Делавер Соединенных Штатов в 1850-х годах. Здесь впервые в качестве тела сваи были использованы не толстые бревна, а металлические трубы. Лопасти были приварены к трубам, что сообщало конструкциям дополнительную жесткость по сравнению с деревянными. В последующие десятилетия этот революционный метод установки маяков был широко применен по всей Америке. В период с 1860 по 1872 год данным способом было установлено 18 морских пирсов. Число маяков в Америке, построенных с помощью винтовых свай перевалило 100 до конца века.
Старинный маяк на винтовых сваях
2. Использование винтовых свай в военной области
Идея винтовых свай оказалась очень востребованной в оборонных разработках. Этому способствовало, помимо всего прочего:
– Быстрота возведения фундаментов. Монтаж свай проводился в очень сжатые сроки по сравнению с использованными до той поры традиционными фундаментами.
– Возможность многократного использования свай. Сваи было легко монтировать и демонтировать, что особенно важно для быстрого развертывания и сворачивания стратегических объектов.
– Значительное удешевление свайных фундаментов по сравнению с традиционными.
– Возможность использования винтовых свай на любых почвах.
Военные инженеры высоко оценили возможности винтовых свай под оборонные сооружения, которые могли быстро возводиться в сложных условиях, особенно при возведении понтонов, легких мостов и тому подобных конструкций.
Надводное сооружение на винтовых сваях
3. Винтовые