История винтовых свай

Принцип «закрутить легче, чем забить» кажется очевидным. Но до середины XIX века никому не приходило в голову применить его к фундаментам. Понадобился слепой инженер, прибой Северного моря и несколько маяков, чтобы изменить историю строительства.

Человек, который всё изменил

Александр Митчелл родился 13 апреля 1780 года в Дублине и получил образование в Белфастской академии. Ещё в молодости он почти полностью потерял зрение — и тем не менее стал одним из наиболее изобретательных инженеров своего времени. Слепота не помешала ему осязать конструкции руками, чувствовать материалы и мыслить пространственно так, как мало кто из зрячих коллег.

В 1833 году Митчелл получил государственный заказ: построить осветительные сооружения в зоне приливно-отливных бассейнов в устье Темзы. Задача была нетривиальной — дно там илистое, нестабильное, традиционные свайные фундаменты на забивке не держались, а строить на таком грунте любым другим способом было крайне сложно.

От якоря — к свае

Митчелл подошёл к проблеме неожиданно. Он начал с морского якоря — хорошо известного устройства, которое удерживается в грунте именно за счёт своей формы, а не веса. Инженер разработал винтовой якорь: металлический штырь с лопастью, который ввинчивался в дно и держался там куда надёжнее, чем любой традиционный якорь.

Следующий шаг был логичным: а что если поставить такой якорь вертикально и использовать его как опору? Конец трубы был исполнен в виде того же винтового наконечника — и конструкция получила своё название screw-pile, винтовая свая. Принцип оказался настолько простым и эффективным, что удивительно, почему никто не додумался до него раньше.

Первый маяк на винтовых сваях

В 1838 году в устье Темзы был построен маяк Maplin Sands — первое в мире сооружение на свайно-винтовом фундаменте. Девять свай диаметром около 130 мм были ввинчены в илистое дно на глубину, недостижимую для любого другого метода того времени. Маяк выдержал штормы, приливы и десятилетия эксплуатации.

Успех был очевиден. Вслед за Maplin Sands по всему Британскому побережью начали появляться маяки на винтовых сваях. Технология позволяла строить там, где прежде строить было невозможно: на отмелях, болотах, в зонах постоянного затопления.

Признание

В 1848 году Александр Митчелл был избран членом Учреждения инженеров-строителей Великобритании и удостоен медали Телфорда — высшей награды этой организации. Слепой инженер из Белфаста получил официальное признание научного сообщества спустя пятнадцать лет после своего открытия.

Митчелл прожил долгую жизнь и скончался 25 июня 1868 года в возрасте 88 лет. За год до смерти его изобретению исполнилось 35 лет — а оно уже успело распространиться по всему миру.

От маяков до фундаментов

После Британии технология быстро перешла в США. Во время Гражданской войны 1861–1865 годов американские военные инженеры активно применяли винтовые сваи для наводки понтонных и постоянных мостов — сваи можно было вкрутить и нагрузить в течение одного дня. Позже их начали использовать под опоры железнодорожных эстакад, причалы и портовые сооружения.

К XX веку винтовые сваи прочно вошли в арсенал строителей по всему миру. Материалы стали лучше, антикоррозионные покрытия — надёжнее, а расчётные методики точнее. Но принцип, который нащупал слепой инженер на берегу Темзы почти двести лет назад, остался неизменным.