головна > Блог > Як доглядати меблі з дерева?

История винтовых свай

История винтовых свай берет своё начало из далекого 1833 года. В г. Лондон была подана заявка на регистрацию патента на изобретение, которое называлось «винтовая свая». Идею использовать завинчиваемый анкерный винт выдвинул британский инженер Александр Митчелл (1780-1868). В то время уже использовались деревянные сваи с металлическим наконечником, но главное, что предложил Митчелл – это заменить метод погружения – вместо забивания начать вкручивать. Митчелл руководствовался в первую очередь принципом «вкручивать всегда легче, чем забивать». Это было принципиальным отличием в погружении сваи. Целью этого изобретения так же была задача решить проблему строительства на слабонесущих, водонасыщенных, илистых грунтах что позволило значительно упростить строительство самых сложных видов строительства — пирсов и причалов.

Уже тогда, в XIX веке, инженерам стало понятно, что винтовая свая одинаково хорошо работает на обеспечение несущей способности вертикальных вдавливающих и противодействие выдергивающим силам. И к 1838 году винтовые сваи расширили свой послужной список на сферу строительства маяков, которые представляли собой 1,5 этажные дома на воде с световой башней. Этим знаковым и исторически ценным стал маяк Меплин Сеэндс (Англия), введенный в эксплуатацию в 1841г, в устье реки Темза, впадающей в Северное море. Этот маяк существует и поныне, но уже в качестве музейного экспоната. С тех пор маяки на винтовом фундаменте начали освещать побережья Англии, Ирландии, Соединенных Штатов, Франции, при этом Александр Митчелл учувствовал как инженер и штатный консультант при возведении таких объектов.

The Walde Lighthouse in northern France (Pas-de-Calais), established in 1859, was based on Mitchell’s design. Although discontinued in 1998 and shorn of its lantern, it is the only remaining screwpile lighthouse in France.
Spit Bank Lighthouse, in Cork Harbour, Ireland was built by Alexander Mitchell between 1851 and 1853 and is still in use.
Carysfort Reef Light, four miles east of Key Largo, Florida, was built in 1852 and was the oldest screw-pile (with disk) lighthouse still in service in the United States, until it was deactivated in 2014.[3] Screw-pile lighthouses on the reefs in Florida are tall skeletal towers, with living and working quarters set high above the reach of storm waves.
The Seven Foot Knoll Light was built in 1856 and is the oldest screwpile lighthouse in Maryland. It was initially installed on a shallow shoal, Seven Foot Knoll, at the mouth of the Patapsco River. The northern reach of this river is the Baltimore Inner Harbor, where the now-decommissioned lighthouse has been placed as a museum.
The Thomas Point Shoal Light is a historic lighthouse in the Chesapeake Bay and the most recognized lighthouse in Maryland.
The Drum Point Light originally located off Drum Point at the mouth of the Patuxent River, it is now an exhibit at the Calvert Marine Museum.
The Hooper Strait Light originally located at the entrance to Tangier Sound, it is now an exhibit at the Chesapeake Bay Maritime Museum.
The Roanoke River Light was built in 1877, and has been moved twice. It is the only surviving screw-pile lighthouse in North Carolina.
Fowey Rocks Light, built in 1878, is seven miles south of Key Biscayne, Florida. As of 2019, it is the last screw-pile lighthouse still in operation on the Florida Reef.
American Shoal Light, completed in 1880 (deactivated in 2015), is located east of the Saddlebunch Keys, in the Florida Keys.
Built in 1885, the Middle Bay Light in Alabama’s Mobile Bay is an example of a common screw-pile lighthouse.
Gunfleet Lighthouse off Frinton-on-Sea in Essex was constructed in 1850 but abandoned in 1921.

В последствии многие другие инженеры прониклись идеей практичности и надежности винтового фундамента, что привело к экспансии в сферы гражданского, промышленного и военного строительства. XX век был переполнен крупномасштабными военными конфликтами, с быстрым развертыванием штабных и командных центров и мест постоянного дислоцирования военных, а так же для возведения мостов и переправ. Результаты разрушительных военных конфликтов потребовали быстрого восстановления или возведения с нуля зданий и сооружений любого назначения.

В середине XX века на территории бывшего СССР начались масштабные исследования и опытная эксплуатация технологии винтового фундамента с применением в сферах строительства мостов, мачт и башен связи и линий электропередач. В 1955 году были опубликованы «Технические указания по проектированию и устройству фундаментов опор мостов на винтовых сваях» (ТУВС-55); затем — «Руководство по проектированию и устройству мачт и башен линий связи из винтовых свай», которое было результатом внедрения, испытаний и опытной эксплуатации опор линий связи высотой до 245 м в 1961—1964 годах.

Строительство в экстремальных условиях крайнего севера предъявляли повышенные требования к возведению фундаментов и именно винтовые фундаменты обладают всеми из них, а именно:
Строительство в водонасыщенных и болотистых грунтах благодаря горячецинковой защите от коррозии;
Строительство на слабонесущих грунтах, благодаря возможности заглубиться к более плотным слоям грунта и послойно рассчитать несущую способность;
Строительство на сложном рельефе и на площадках с перепадами высот, благодаря возможности выровнять основу здания с помощью стволов свай;
Дружественность к природе и экологичность, благодаря отсутствию необходимости рыть котлованы и выравнивание участка;
Исключение влияния сил морозного пучения, действующих на сваю благодаря винтовой конструкции сваи, удерживающей сваю на глубине в не промерзающем слое грунта;
Сжатые сроки монтажа и моментальная способность воспринимать проектные нагрузки сразу после монтажа, благодаря отсутствию бетонных работ и ожидания;
Экономия бюджета, благодаря отсутствию целого ряда транспортно-закупочных операций на большем количестве материалов, машинах и механизмах;
Точечность проведения работ и сохранность уже существующих зданий и сооружений, благодаря отсутствию ударных вибраций, минимальному шуму и отсутствия необходимости к глубокой подготовке строительной площадки;
Всесезонность проведения монтажных работ, благодаря отсутствию мокрых процессов и высокой скорости монтажа;
Высокая ремонтопригодность коммуникаций ввода-вывода, благодаря легкому доступу к ним;
Возможность самостоятельного монтажа свай без привлечения техники, благодаря точному рассчету «нагрузка — длина сваи».
К сожалениют чудес не существует и винтовые фундаменты при неправильном проектировании и эсплуатации имеют свои недостатки, такие как:
Малая долговечность, в случае использования лакокрасочных покрытий вместо горяченкового покрытия;
Необходимость собирать нагрузки от здания и проектировать фундамент
Нарушение структуры грунта и его разрыхление в процессе монтажа в случае использования однолопастных свай.

В конце XX – начале XXI века винтовые фундаменты плотно обосновались в сфере частного домостроения. На данный момент 2020 года технология винтовых фундаментов успешно применяется для строительства как малоэтажного гражданского строительства (частные загородные дома, коттеджи, быстровозводимые дома, дачи, пристройки к дому, террасы, гостевые домики, бани, беседки, гаражи и навесы для транспорта), ограждающих конструкций (ворота, заборы, шлагбаумы, турникеты, барьеры) спортивные площадки, дорожные знаки и уличные указатели, уличное освещение, светофоры, рекламные щиты, так и промышленных и коммерческих объектов (ангары, торговые павильоны, складские навесы, корпуса цехов, теплицы, опоры нефте- и газопроводов, опоры линий электропередач , объекты солнечной и ветровой электроэнергетики, мачты теле- и радиосвязи, дорожные эстакады, шумозащитные экраны), и т.д.

В середине 2000-х распространение получили сваи винтовые геошурупные,- так называемые геошурупы, которые являются результатом эволюции от винтовой сваи однолопастной к многолопастной. Главными улучшениями являются снятие концентрированной нагрузки с нижней конусной части и равномерное распределение несущей способности вдоль большей части ствола, что дает больше несущей способности, увеличивает площадь опирания и сцепления с грунтом и люквидирует недостаток по разрыхлению грунта в околосвайном пространстве. Обязательным стандартом для геошурупных свай стало горячецинковое покрытие, благодаря которому эксплуатационный срок фундамента увеличивается от 60 и до 150 лет,- в зависимости от грунтовой среды, в которую они погружены.

Большой вклад в развитие технологии на западе внесли такие ученые, как Perko H.A., Rao S.N., Prasad Y.V.S.N., Mitsch M.P., Clemence S.P., Hoyt R.M., Zhang D.J.Y, Weech C. N., Pack J. S. и другие.

В 2004 году Ван Импе, председатель международного комитета по фундаментостроению, представил следующую статистику использования разного вида свай в Европе:

По данным ISSMGE в 2010 году винтовые сваи заняли уже 11% западного рынка, постепенно вытесняя забивные сваи, и их популярность продолжает расти.

Различия в отечественном и западном походе к технологии

Западные разработчики изначально стремились повысить несущую способность винтовой сваи, поэтому, прежде всего, увеличивали количество и диаметр лопастей. Это позволяло обеспечить надлежащее восприятие проектных нагрузок, при меньшем увеличении расхода металла.

Отечественные ученые большое внимание уделяли простоте и скорости завинчивания, поэтому для достижения необходимой несущей способности им приходилось увеличивать диаметр ствола, что существенно увеличивало материалоемкость. К примеру, известен случай применения винтовых свай со стволом диаметром 1,02 м и длиной 36 м, диаметр лопасти которых составил 2,2 м. Они были применены в качестве свайно-винтового фундамент моста через Днестр.

EBS Geostructural Inc., Канада, Бреслау (Онтарио)

Компания реализовала более 2000 проектов. Занимается строительством фундаментов глубокого заложения, специализируется на проектировании и установке винтовых свай и микросвай, а также укреплении существующих фундаментов.

PierTech Systems, США, Честерфилд (Миссури)

Компания производит винтовые сваи с круглым и квадратным сечением по запатентованной технологии, а также оборудование и дополнительные детали для винтовых свай. Сваи применяются в частном и промышленном строительстве.

Francis & Lewis International Limited, Великобритания, Кведжли (Глостершир)

Компания более 70 лет занимается проектированием и изготовлением стальных конструкций, в т.ч. винтовых свай. Работает на рынках телекоммуникационного, железнодорожного, автомобильного, ядерного и ветроэнергетического строительства.

FoundationTechnologies Inc., США, Лоренсвил (Джорджия)

Компания основана в 1986 году. Крупнейший поставщик винтовых свай и анкерных креплений на юго-востоке США. Работает на государственных, тяжелых гражданских, промышленных, коммерческих и жилых строительных рынках.

ScrewFast Foundations LTD, Великобритания, Сент-Олбанс (Хартфордшир)

Компания основана в 2000 году, одна из первых представила сваи большого диаметра на рынке Великобритании. Проектирует, изготавливает, устанавливает винтовые сваи и стальные фундаменты, проводит геологические изыскания и испытания.

FoundationTechnologies Inc., США, Лоренсвил (Джорджия).

Компания основана в 1986 году. Крупнейший поставщик винтовых свай и анкерных креплений на юго-востоке США. Работает на государственных, тяжелых гражданских, промышленных, коммерческих и жилых строительных рынках.

PierTech Systems, США, Честерфилд (Миссури).

Компания производит винтовые сваи с круглым и квадратным сечением по запатентованной технологии, а также оборудование и дополнительные детали для винтовых свай. Сваи применяются в частном и промышленном строительстве.

ABC Anchors, Великобритания, Хеддингтон (Уилтшир)

Компания основана в 1999 году для производства винтовых свай по лицензии в Великобритании. Поставляет сваи для ремонта существующих фундаментов и установки новых, в т.ч. для панелей солнечных батарей, ветровых турбин и др.

Экономический кризис 2008-2009 внес свой вклад как пусковой механизм для появления винтового фундамента в Украине, который позиционировался как антикризисное решение, позволяющее возводить фундамент быстрее и удобнее в сравнении с ранее использовавшимися бетонными решениями. В то время использовавшиеся винтовые сваи имели происхождение гаражного производства, но в конце 2010 свою первую продукцию выпустил завод Пиллар, задав высокую планку качества продукции благодаря проектному подходу к возводимым фундаментам, а так же благодаря контролю качества серийно и индивидуально производимой продукции. Производство было начато сразу с второго поколения винтовых свай — геошурупов. В то время как в Европе винтовые фундаменты использовались преимущественно для простейших видов строений, проектный отдел Пиллар начал предлогать и реализовывать фундаменты для домов постоянного проживания, туристического курортного жилья и обьектов энергетического сектора. В 2012 году началось серийное строительство курортного жилья в Приазовской и Причерноморской туристических областях.

В тоже время в Украине наблюдался спрос на дополнительные электрические мощности и Пиллар учавствовал в проектировании, производстве и монтаже ряда фотоэлектрических электростанций, а так же электроподстанций регионального и национального значения.

Особые условия работающих предприятий предьявляют повышенные требования к фундаментам в процессе строительства. Таким образом фундамент необходимо возвести в кратчайшие сроки, минимализировав простой предприятия и быстро восстановить выпуск продукции. Проектный подход позволил снизить затраты целому ряду предприятий на реконструкцию фундаментов и расширение производственных возможностей.

Именно благодаря наличию проектной группы при проектировании фундаментов и производстве свай компании Пиллар удается закрыть все технико-экономические потребности, возникающие в процессе строительства обьектов как частного так и промышленного назначения. Компания Пиллар уделяет особое внимание развитию своих производственных мощностей как в качественном так и количественном характере, расширяя ассортимент производимой продукции и улучшая ее технические характеристики. В 2018 году компанией Пиллар был налажен выпуск цельнокованных геошурупов, что позволило увеличить количество производимой продукции и повысить мастерство производства самих свай. Эта модернизация производства позволила повысить точность монтажа геошурупов в условиях строительной площадки снизив погрешность монтажа до ±1мм благодаря цельнокованному конусу и контролю качества автоматизированного производства. На данный момент ведутся разработки и опытные испытания геошурупов с повышенной несущей способностью благодаря использованию витков большего сечения. Это позволит снизить металлоемкость самих геошурупов в соотношении к повышению удельной несущей способности.

Чтобы получить консультацию, оставьте свои контакты