История развития технологии свайных фундаментов

Археологи регулярно находят подтверждения использования деревянных свай при сооружении древних зданий. Первичное назначение свайных элементов – подъем строения над землей или водой. По мнению Витрувия, деревянные сваи следует использовать для передачи веса зданий, сооружаемых на болотистых местах, на твердое основание, называемое им "материк".

Витрувий, живший в I в. до н.э., детально описывал последовательность работ при закладке фундаментов храмовых сооружений. По его советам, необходимо раскапывать нестабильный грунт до твердых оснований, после чего туда следует погрузить дубовые, оливковые или ольховые обожженные сваи. При этом желательно обеспечить максимально плотное размещение опорных свай.

Средневековый опыт

При освоении земель, отвоеванных у моря, нидерландские строители активно использовали деревянные сваи, обеспечивавшие стабильное положение эксплуатируемых зданий. По свидетельству историков весь средневековый Амстердам был построен на сваях. Петр I использовал ценный голландский опыт, позволявший осваивать участки с нестабильным грунтом.

Архивные описания сооружений на стрелке Васильевского острова содержат следы свайных конструкций. Реконструкция набережной, спроектированная Ф.И. Герардом, началась зимой 1805 года. Смета реконструкционных работ содержит упоминание о количестве бревен, использованных в качестве шпунтовых свай. Несколько тысяч бревен, погруженных в мягкий грунт, обеспечили необходимое упрочнение берега на участке напротив биржи.

Капитальная реконструкция старинной Дворцовой набережной, проведенная в 1925 году, выявила следы свайного основания проезжей части. Гравюры Х. Морселиуса и А. Зубова детально отображают внешний вид набережных, укрепленных наклонными сваями, закладываемых деревянными щитами.

«Инженерный журнал», описывавший в 1861 году строительство Исаакиевского собора, рассказывает, что вся фундаментная яма перед возведением собора была заполнена сосновыми сваями, забитыми до отказа. Работы по забивке 10 762 свай проводились круглогодично. После заполнения промежутков древесным углем была сформирована горизонтальная плоскость.

Развитие технологии

На протяжении многих веков погружение свай производилось вручную. Наиболее древнее описание простейшего ручного копра было выполнено в 1660 году. Разработка специальной конструкции станины, оснащенной направляющей и дополнительными приспособлениями, существенно увеличило мощность снаряда. Серьезным продвижением в эффективности оборудования стало изобретение Нэсмитом паровой установки. Дальнейшее усовершенствование механизма С.А. Арцишем в 1889 году обеспечило значительное увеличение производительности.

В период до 1838 года зодчими использовались исключительно сваи забивной конструкции. Для погружения свай в твердые и каменистые грунты деревянные сваи оснащались металлическими башмаками. Митчелл в 1848 году оснастил сваи винтом для удобного безударного погружения в грунт. Форма наконечников зависела от характеристик грунта. В монографии В. Карловича, изданной в 1869 году, отмечается превосходство винтовых свай перед традиционными забивными аналогами.