Задача фундамента - правильно распределить вес конструкции и перенести его на грунт. Исходя из этого определения понятно, что тип и конструкция фундамента главным образом определяется типом грунта и весом конструкции. Так же для постройки фундамента ...
Про свайно-винтовые фундаменты жители нашей страны узнали сравнительно недавно. Однако история возникновения и применения винтовых свай началась почти два века назад, когда в 1831 году ирландским строителем и инженером Александром Митчеллом была предложена технология закручивания винтовых свай для строительства маяков.
До изобретения Митчелла маяки на болотистых, заиленных или песчаных грунтах устанавливались на обычных «забивных» сваях. Запатентовав сваю с винтовой лопастью на основании, Митчелл существенно упростил процесс установки свайных фундаментов. Кроме строительства на свайно-винтовых фундаментах маяков, Митчелл предложил использовать винтовые сваи для строительства причалов и обеспечения безопасности швартовки судов.
В докладе, с которым выступал Александр Митчелл на встрече Института гражданских инженеров 22 февраля 1848, говорится, что одной из главных причин разработки винтовых свай стала необходимость строительства причала, который «мог бы гарантировать гораздо более надежную швартовку судов, чем могут обеспечить причалы на обычных сваях или традиционная якорная или блочная швартовки».
Первое научное обоснование актуальности применения винтовых свай и условий, при которых следует строить свайно-винтовые фундаменты, также было предложено Митчеллом. В одной из его работ мы можем найти следующие строки: «Независимо от того, для какой цели используется широкий фланец или, как его еще можно назвать, заземляющий винт, на конце сваи, он существенно повышает несущую способность сваи. Свая с заземляющим винтом, прикрепленным в основании, выдерживает больший вес возвышающейся на ней постройки, а если речь идет о причалах, лучше противостоит выдергивающим нагрузкам. Способности сваи вести себя данным образом целиком и полностью зависят от площади диска заземляющего винта, а также от характера основания (грунта), в который закручивается свая и глубины от поверхности почвы, на которую она погружена. Окончательные параметры винта должны определяться характером грунта, в котором размещается свая, и они должны быть определены путем предварительного эксперимента».
Первый рабочий проект строительства маяка на винтовых сваях был осуществлен Митчеллом в 1938 году. Маяк, названный Trinity House (Дом Троицы) был построен недалеко от устья Темзы на заиленном песчаном грунте. Проект маяка был настолько удачен, что в течение ближайших лет по свайно-винтовой технологии на побережьях Англии и Ирландии было построено еще несколько маяков, после чего метод возведения фундаментов на винтовых сваях перебрался за океан, в Соединенные Штаты Америки.
В США установка винтовых свай получила новый масштаб. Первым на свайно-винтовом фундаменте был построен маяк в Дэлаверском заливе на Атлантическом побережье Соединенных штатов в 1848 году. После этого, в период с 1848 по 1900 год в прибрежных водах США, а также в Мексиканском заливе, было построено более 60 маяков на винтовых сваях. Маяки на свайно-винтовых опорах строились как на воде, так и на суше в непосредственной близости к океану.
Важную роль сыграли свайно-винтовые фундаменты во время Второй мировой войны, когда одним из главных требований к строительству была оперативность и надежность. На винтовых сваях строились причалы для швартовки военных и транспортных судов в судоходной зоне Европы. Для строительства быстровозводимых причалов использовались винтовые сваи с диаметром диска лопасти 240 см (8 футов) в диаметре.
В наше время сваи с таким большим диаметром лопасти практически не используются. Как правило, диаметр лопасти винтовой сваи находится в диапазоне 150-400 мм. Связано это не столько с изменением требований к винтовым сваям, сколько с изменением технологии завинчивания свай. В современном мире всё чаще применяется метод машинного закручивания винтовых свай с высоким крутящим моментом. Большая лопасть на стволе винтовой сваи может не выдержать подобных нагрузок. Данную проблему во многом решает метод предварительного бурения направляющих шахт меньшего диаметра.
В эпоху зарождения винтовых свай большинство разработок велось путем проб и ошибок. Современные средства проектирования, в том числе компьютерный расчет нагрузок, приходящихся на винтовую сваю при монтаже и эксплуатации свайно-винтового фундамента, дают возможность избежать многие неприятности заранее. Однако и в современной геотехнической практике при расчёте винтовых свайных фундаментов учитываются все факторы, упомянутые Митчеллом, такие как геометрия винта сваи (включая размер и форму вала), диаметр и число витков спирали, глубина установки винтовой сваи, характеристики почвы на участке и т.п.
