Современные винтовые сваи и анкерные устройства в строительстве

 
 
 
Ю. П. Стриганов 
 
 
 
 
 
СОВРЕМЕННЫЕ ВИНТОВЫЕ СВАИ  
И АНКЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА 
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва 
Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2024 
 




УДК 624.154 
ББК 38.58 
С85 
 
 
 
Р е ц е н з е н т ы :  
генеральный директор ООО «ПЕТЕР-ГИБ», член Российского общества  
по механике грунтов, геотехнике и фундаментостроению, член Международного института 
фундаментов глубокого заложения, доктор технических наук, профессор, 
заслуженный деятель науки и техники РФ Сотников Сергей Николаевич; 
доктор технических наук, доктор экономических наук, профессор кафедры  
строительства зданий и сооружений Санкт-Петербургского государственного 
 аграрного университета Комов Василий Макарович 
 
 
 
 
 
 
 
Стриганов, Ю. П. 
С85  
Современные винтовые сваи и анкерные устройства в строительстве : 
монография / Ю. П. Стриганов. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 
2024. - 104 с. : ил., табл.  
 ISBN 978-5-9729-1820-1 
 
Даётся детальная методика расчёта несущей способности винтовых 
свай и их конструирования. Уделено большое внимание разработке принципиально новых конструкций анкерных фундаментов с использованием 
расширяющихся при твердении цементных растворов. 
Для строителей, проектировщиков и студентов строительных специальностей.  
 
УДК 624.154 
ББК 38.58 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1820-1 
” Стриганов Ю. П., 2024 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 





ОГЛАВЛЕНИЕ 
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................. 4 
1. ИСТОРИЯ ПОЯВЛЕНИЯ ВИНТОВЫХ СВАЙ ................................................ 6 
2. РАЗВИТИЕ КОНСТРУКЦИЙ ВИНТОВЫХ СВАЙ В РОССИИ .................. 13 
 
3. РАСЧЁТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ВИНТОВЫХ СВАЙ ....................... 30 
3.1. Несущая способность винтовой сваи по грунту ...................................... 30 
3.2. Несущая способность винтовой сваи по материалу по нормам 
СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции» ........... 33 
3.3. Расчёт толщины винтовой лопасти ........................................................... 35 
3.4. Коррозионная стойкость винтовых свай .................................................. 37 
 
4. УСЛОВИЯ ПОГРУЖЕНИЯ ВИНТОВЫХ СВАЙ В ГРУНТ ......................... 39 
4.1. Напряжённое состояние вокруг сваи при завинчивании 
........................ 39 
4.2. Условия, определяющие возможность завинчивания сваи в грунт 
....... 40 
 
5. НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ВИНТОВЫХ СВАЙ  
И АНКЕРНЫХ ФУНДАМЕНТОВ .................................................................... 43 
5.1. Винтовая свая с несколькими винтами и открытым нижним концом .. 43 
5.2. Буровинтовая свая с буросмесительными лопатками 
(патент на полезную модель № 156641) [26] ........................................... 50 
5.3. Винтовая свая с телескопическим стволом 
.............................................. 58 
5.4. Анкерная свая с одиночным уширением 
.................................................. 63 
5.5. Анкерная свая вдавливания с несколькими уширениями  
в рубашке из твердеющего материала ...................................................... 71 
5.6. Грунтовый анкер по а.с. № 1689514 [24] 
.................................................. 77 
5.7. Шлицевый анкерный фундамент по а.с. № 1477843 [27],  
а.с. № 1805167 [25] 
...................................................................................... 80 
5.8. Разработка составов расширяющихся растворов  
для новых конструкций анкерных фундаментов 
..................................... 83 
 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
......................................................................................... 97 






 
ВВЕДЕНИЕ 
 
Настоящая работа написана автором в результате многолетнего опыта 
устройства винтовых свай и анкерных фундаментов в Санкт-Петербурге и Ленинградской области. 
Применять винтовые сваи наша организация ООО «РУС-ФСП» стала 
в 90-х годах при устройстве фундаментов рекламных щитов различной конструкции для рекламных фирм города: ЗАО «Мультисервис», ЗАО «Реклама Сервис», 
ЗАО «Постер», ООО «Дисплей» и других. 
Отличительной особенностью этих конструкций является большая парусность и ограниченность отводимых для устройства фундаментов участков земли 
в насыщенных инженерными сетями городских условиях. 
Для обеспечения устойчивости таких конструкций требовались фундаменты с повышенной несущей способностью на выдёргивающие нагрузки от 
ветрового напора. Расчётный момент на одну опору достигал 500 тсāм. За счёт 
массы фундамента удержать такой момент было невозможно - это не позволяют 
сделать ограничения размеров фундамента в плане и по глубине, поэтому мы 
вынуждены были искать конструкции свай, которые обеспечили бы решение 
данной задачи. Этими конструкциями явились винтовые свайные фундаменты с 
малозаглублённым ростверком в ограниченных в плане размерах с теплоизоляционным экраном на уровне подошвы для исключения промораживания основания и образования сил морозного пучения. За 20 лет работы наша организация 
выполнила фундаменты на винтовых сваях для 95  рекламных конструкций города и приобрела большой практический опыт устройства винтовых свай. В процессе работы конструкции свай совершенствовались, технологии производства 
работ становились более эффективными, что позволило в дальнейшем использовать эти сваи в малоэтажном жилищном строительстве, при реконструкции предприятий города при изменении их функционального назначения, при новом строительстве промышленных и торговых зданий. 
В результате были разработаны новые технологии устройства буровинтовых свай с буросмесительными лопатками (патент № 156641), позволяющая использовать энергию погружения сваи (вращения) для создания бетонной рубашки вокруг ствола и уплотнения грунтового массива вокруг сваи, что обеспечило повышение несущей способности по грунту более чем в два раза и возможность решения сложных геотехнических задач. 
В данной работе на основании собственного практического опыта и детального обзора технической литературы по данному вопросу даётся детальная 
методика расчёта несущей способности винтовых свай и их конструирования. 




Кроме этого, сталкиваясь в процессе работы с необходимостью анкеровки 
плит заглубленных сооружений (подземные гаражи), которую не учли при проектировании, автор разработал и внедрил конструкции анкерных фундаментов в 
виде свай вдавливания с одиночным или несколькими уширениями, которые 
обеспечили решение сложных задач по анкеровке плит при действующем напоре 
подземных вод. Технологии, конструкции и методики расчёта этих анкерных 
свай представлены в данной монографии. 
Также в этой работе уделено большое внимание разработке принципиально новых конструкций анкерных фундаментов с использованием расширяющихся при твердении цементных растворов - а.с. № 1689514 и а.с. № 1477843, - 
и разработке состава напрягающей, расширяющейся композиции НРК, обеспечивающей возможность реализации новых технических решений, а также других 
направлений её использования. 
Разработанная в результате экспериментов методика позволяет подбирать состав НРК в зависимости от коэффициента объёмного расширения и конечной прочности расширяющегося материала. 
Автор благодарит за помощь и поддержку в решении сложных инженерных задач своего учителя - П. И. Смирнова; доктора технических наук, профессора В. Г. Архангельского; доктора технических наук, профессора С. Н. Сотникова; доктора технических наук, профессора П. Г. Комохова; генерального директора ООО «ПКТИ Фундамент-Тест» Г. В. Левинтова. 
Надеемся, что представленный в книге практический материал будет полезен для строителей, проектировщиков и студентов в их творческой деятельности и поможет им в дальнейшем развивать отечественные технологии фундаментостроения на передовом мировом уровне. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Кандидат технических наук 
 
 
 
 
 
 
 
Ю. П. Стриганов 







Рис. 1. Винтовой башмак  
для деревянных свай 

Рис. 2. Суживающийся винт  
с большим шагом  
для твёрдых пород грунта 
 
1. ИСТОРИЯ ПОЯВЛЕНИЯ  
ВИНТОВЫХ СВАЙ 
 
Винтовые сваи впервые применены английским инженером Митчелом [3]. Вначале он применял 
деревянные сваи, которые снабжались чугунным 
башмаком с наружной винтовой нарезкой. Более подходящим для погружения в лёгкие грунты оказался 
башмак, показанный на рис. 1. 
Однако при встрече с прослойками плотных 
грунтов, соединение между деревянным стволом и 
наконечником оказывалось недостаточным и происходил срез сваи по стыку. Поэтому Митчел вместо деревянных начал применять металлические сваи с чугунным винтовым наконечником. По этому способу  
в 30-40-х годах XIX века на английском побережье 
был основан целый ряд маяков. С тех пор примене- 
ние металлических винтовых свай всё более распространялось в приморских областях в Англии и Америке. В Германии металлические сваи встречались 
реже. 
Сваям со стальным стволом отдавалось предпочтение вследствие их гибкости по сравнению  
с хрупким чугуном, это позволяло воспринимать 
значительные усилия на изгиб, что актуально  
для гидротехнических сооружений с высоким свайным ростверком. В Англии для изготовления ствола 
винтовой сваи применялись стальные трубы диаметром 125 мм, в Северной Америке - диаметрами  
166 и 210 мм. 
Винт изготавливался из чугуна или литой 
стали в виде отдельной детали и соединялся со стволом сваи металлической втулкой. У сплошных стволов свай нижний конец выковывался и подгонялся  
к винту. Форма винта изменялась в зависимости от 
типа грунта. Чем прочнее грунт, тем меньше диаметр 
винта, тем больше делалось число оборотов его нарезки и тем круче был угол 
нарезки. Суживающийся винт с большим шагом для твёрдых пород грунта показан на рис. 2 [30]. 





Рис. 3. Винт с одним  
оборотом для мягкого грунта 
Для мягкого (слабого) грунта применялся 
винт с большим диаметром и только с одним полным оборотом (рис. 3) [3] 
Также для мягких грунтов нашёл применение цилиндрический винт с открытым ниж- 
ним концом с одним или полутора оборотами,  
с небольшим шагом, но большим диаметром.  
Такого рода винт применялся при строительстве 
Nilbrcke bei Benha. Он был создан из литой 
стали, имел диаметр 1200 мм, шаг лопасти 250 мм 
и связывался со стволом с помощью фланцев  
и болтов (рис. 4) [30]. 

Рис. 4. Цилиндрический винт с незначительным шагом  
и большим диаметром для мягких грунтов. Боковой вид и разрез 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 




Винт для среднего грунта показан на рис. 5 [3]. 

Рис. 5. Винт для среднего грунта 
 
Рис. 6. Винт с двухлопастной врезкой 
 
Рис. 7. Чугунный башмак 
полых железных свай  
(система Болькена) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Оригинальная конструкция винта с двухлопастной врезкой показана  
на рис. 6 [3]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Очертание лопастей близко к Архимедовой спирали. При диаметре  
762 мм толщина винтовой лопасти составила у краёв 6 мм, а у ствола 56 мм. Этот 
тип свай был применён в Северной Америке в Льюсе у устья Делавара при строительстве причального моста [2]. 
Для более плотных грунтов применялся винт (чугунный башмак) с двумя винтовыми лопастями, расположенными на удлинённом наконечнике (рис. 7) [3]. 
Такие наконечники винтовых свай были применены в Бремене при сооружении здания Бременского общества хранения кладей. Конструкция была предложе- 
на Болькеном и оказалось лучше другой подобной конструкции с большим и более пологим винтом. Подобные 
винты были у полых чугунных свай мостов в Кохинхине  
и в Португалии. Винты имели по 3 и 4 оборота и заканчивались остриём. 





Рис. 8. Открытые с нижнего конца полые чугунные сваи  
с наружной и внутренней винтовой нарезкой 

Рис. 9. Открытые с нижнего 
конца полые чугунные сваи  
с наружной и внутренней  
винтовой нарезкой 
Если в основании встречались очень крепкие смешанные с галечником 
глинистые грунты, то в этом случае применялись открытые с нижнего конца сваи 
с наружной и внутренней нарезкой (рис. 8). При завинчивании такой сваи грунт 
внутри неё поднимался вверх, что облегчало погружение сваи, так как она смещала в стороны очень малый объём грунта. Полые сваи значительного диаметра 
в то время делались из чугуна. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Применялись и клёпаные сваи из листовой стали, у которых винт из полос 
стали приклёпывался к стволу посредством уголковой стали. Такие сваи были 
завинчены в 1888 году Управлением гидротехнических сооружений в Гамельне 
для пал и судовых пристаней [37]. 
Чугунные сваи (рис. 8) были применены при постройке пристани на реке 
Мерси [34], наружный диаметр ствола 457 мм, диаметр винта 762 мм, высота 
шага винта 230 мм. Винт состоял из двух полуоборотов, крайние режущие части 
которых постепенно (плавно) приближались к стволу. 
Сваи ввинчивались в очень твёрдый, перемешанный с камнями грунт, который в некоторых мес- 
тах пришлось разрыхлять посредством взрывов. Грунт 
заклинивался внутри сваи, погружение свай было 
очень затруднено. Ввиду этого форма сваи была изменена (рис. 9), то есть нижнее отверстие было сделано 
меньшим диаметром, в отверстие был введён серпообразный резец. Такие сваи были применены при строительстве крепостных мостов в Антверпене.  
Полым винтовым сваям с открытым нижним 
концом придавался большой размер - до двух метров. 
Так без особых затруднений при завинчивании 
были применены сваи диаметром 1,8 м при постройке 
моста в Ченстоу, а при сооружении моста через Несбор (железная дорога Бухарест - Журжево в Румынии) - сваи с диаметром ствола 1,22 м и диаметром винта 




1,83 м [38]. Такие сваи выдерживали значительные осевые нагрузки и продольный изгиб. Если винтовая нарезка предназначалась только для завинчивания 
сваи, то в этом случае диаметр винта делался меньшего размера, такие сваи особенно пригодны в случае опирания на скальный грунт (рис. 10, 11). Пример  
на рис. 11 изображает сваю, применённую при постройке Южной железной дороги в Восточной Пруссии. 

Рис. 10, 11. Открытые с нижнего конца полые чугунные сваи с наружной винтовой нарезкой 

Рис. 12. Фланцевое соединение  
и винтовая нарезка полых чугунных свай 
(тоннель под Гудзоном) 
 
Стыковка длинных свай велась на 
фланцах, фланцевый стык должен был воспринимать срезающие усилия при вращении. 
Применялись наружные фланцевые соединения. При этом для меньшего сопротивления 
при погружении нижний фланец выполнялся 
на конус с узкими щелями для болтов. При 
увеличении диаметра ствола сваи фланцевое 
соединение размещалось внутри трубы, как 
показано на рис. 12 эти соединения были применены при строительстве тоннеля под рекой 
Гудзон в Нью-Йорке. 
При погружении свай через слабый 
грунт внутреннее фланцевое соединение не 
мешало движению грунта внутри сваи. Соединение фланцев в каждом стыке производилось четырьмя болтами, которых было достаточно для прочности трубы, а усилия кручения при ввинчивании свай воспринимались 
двенадцатью круглыми стальными шпонками, которые закладывались в соответствующие углубления обоих фланцев. 
В Китае первые винтовые сваи были применены в 1902 году при сооружении железнодорожной линии Пекин - Нанкин. Эти сваи имели чугунный вин