Деревянные сваи — особенности применения

Деревянные дома, бани и дворовые деревянные постройки издавна строили на деревянном фундаменте. И хотя сегодня есть материалы более долговечные и прочные, деревянный фундамент все еще продолжает использоваться в качестве основания для небольших деревянных или каркасных строений. В статье мастер строитель рассмотрит характеристик этой разновидности опор.

Технические характеристики

В производстве свай используют хвойные сорта древесины (лучше всего – лиственницу). Из лиственных пород на сваи идет только дуб (и только в виде исключения). Подобная избирательность объясняется наличием в клетчатке хвойных пород большого количества натуральных смол, предотвращающих процесс гниения. В клетчатке дуба смолы замещаются дубильными веществами, выполняющими туже функцию.

Деревянные сваи, располагаемые в пресной воде или в грунте ниже уровня подземных вод, имеют практически неограниченный срок службы. Если сваи попеременно увлажняются и высыхают, они быстро загнивают. В связи с этим головы деревянных свай следует располагать ниже уровня воды.

В морской воде деревянные сваи разрушаются древоточцами (морской шашень, лимнория). Некоторой защитой свай от гниения и разрушения может явиться пропитка их креозотом, однако для креозотирования требуется специальное оборудование и, кроме того, стоимость креозотирования высока. В связи с этим пропитку свай применяют редко.

Продлить срок службы деревянного фундамента можно и народными методами:

• Обугливание наружного слоя в 1,5 - 2 см;
• Обработка гудроном;
• Обработка жидким битумом;
• Обёртывание рубероидом или пленкой и т.п.

Виды деревянных свай

Деревянные сваи имеют сплошное поперечное сечение, диаметром 22—34 см и длиной 6,5 и 8,5 м, отвечающих требованиям ГОСТ 9463—72.

Рис. 1. Деревянная свая:

• а - общий вид;
• б - острие сваи с башмаком;
• 1 —свая;
• 2 — бугель:
• 3 — башмак.

Бревна для изготовления свай должны быть очищены от коры, наростов и сучьев. Естественная коничность (сбег) сохраняется. Сваи погружают в грунт тонким концом (рис. 1). Для предохранения верхнего конца сваи при ее забивке от размочаливания и раскалывания на него надевают нагретый стальной обруч из полосовой стали, называемый бугелем, который после остывания плотно обжимает голову сваи.

Нижний конец сваи обтесывают в виде трехгранной или четырехгранной пирамиды с притуплённой вершиной. При погружении сваи в плотный грунт или грунт с большим содержанием гравия, гальки и т. п. нижний конец ее во избежание повреждения укрепляют стальным башмаком.

Если требуются деревянные сваи большой длины, то их составляют из двух-четырех бревен или брусьев. Стыкуемые торцы бревен должны быть строго перпендикулярны оси сваи. Стыкование торцов можно осуществить с помощью четырех стальных накладок или отрезка стальной трубы. При стыковании накладками (рис. 2, а) по оси стыкуемых бревен ставят штырь, накладки попарно стягивают болтами. В случае стыкования с применением отрезка трубы в ней заранее прорезают отверстия, через которые в бревна забивают стальные ерши (рис. 2, б).

Рис. 2. Стыки деревянных свай:

• а — с накладками;
• б — с трубой;
• 1 - накладка;
• 2 — штырь;
• 3 — болт;
• 4 - стальная труба;
• 5 — стальные ерши.

Стыки наращенных свай надлежит располагать на глубине более 3 м от поверхности грунта, где в сваях не возникает больших изгибающих моментов.

При необходимости использования свай большой толщины их изготовляют из двух — четырех бревен или брусьев, сплоченных по длине (рис. 3, а—в). Бревна или брусья пакетных свай через 50—70 см стягивают болтами. В практике строительства фундаментов мостов сечение пакетных свай достигает 50X50 см, а длина — 25 м.

Рис. 3. Пакетные сваи:

• а — из трех бревен;
• б — из четырех бревен;
• в — из четырех брусьев;
• г — склеенная из досок;
• 1 — бугель;
• 2 — стальной башмак толщиной 6 — 8 мм.

При изготовлении пакетных свай отдельные бревна наращивают по длине (торцом к торцу). Чтобы избежать значительного ослабления сваи на каком-либо участке, стыки располагают вразбежку на расстоянии один от другого не менее 1,5 м. В местах расположения стыков болты, стягивающие бревна, ставят с меньшим интервалом, чем на участках без стыков. Часто стыки перекрывают стальными накладками, стягиваемыми болтами. На голову пакетной сваи насаживают бугель, а нижний заостренный конец ее укрепляют стальным башмаком (см. рис. 3, а).

Изготовление пакетных свай связано со значительным расходом металла, главным образом на болты и накладки. Более рациональны в этом отношении пакетные сваи, склеенные из досок специальным водостойким составом (рис. 2, г). Клееные сваи иногда применяют в портовом строительстве.

Достоинства и недостатки деревянных опор

Главное достоинство деревянной сваи – низкий вес такой опоры. Ведь плотность древесины на порядок меньше аналогичных характеристик бетона и стали.

В итоге, свая из дерева не нагружает грунт своим весом, и несущая способность таких опор превышает аналогичную характеристику металлических и железобетонных конструкций.

Поэтому деревянные дома на винтовых сваях или буронабивных опорах весят меньше, чем  покоящихся на сваях из дерева конструкции.  А при одинаковой массе площадь подошвы деревянного фундамента будет меньше, чем площадь подошвы стального или железобетонного основания.

Главный недостаток таких опор – непростые взаимоотношения с биосферой, водой и солнцем. Проще говоря: древесина гниет, высыхает, истачивается насекомыми или грибками и испаивает под ультрафиолетом.

Однако, используя специальные составы, защищающие древесину от биосферы и ультрафиолета, и заглубляя опоры ниже уровня залегания грунтовых вод, можно получить практически вечную конструкцию с очень продолжительным периодом эксплуатации.

Забивка деревянных свай

Сооружение деревянного фундамента ведется по стандартным технологиям, применимым и к стальным, и к бетонным конструкциям.

Схема обустройства такого фундамента разбита на следующие этапы:

• Разметка участка. На этом этапе на грунт строительной площадки наносят контуры основания. Месторасположение свай, при этом, обозначается металлическими или деревянными вехами. Сам процесс разметки выглядит следующим образом: вначале вбивается угловая веха, затем, с помощью мерного отрезка шпагата и второй вехи обозначается линия фасада. Далее, мерными отрезками шпагата, равными ширине фундамента и его диагонали отмечается (на пересечении отрезков) точка расположения третьего угла фундамента. Аналогичным образом отмечается и четвертый угол. Стеновые и внутренние сваи, а точнее вехи, обозначающие их месторасположение, располагаются (с известным шагом) вдоль проволоки, натянутой между угловыми вехами.
• Монтаж свай. На этом этапе обустраивают направляющие скважины, глубиной до 0,5 метра, в которые вводят сваи. После чего сваи забивают в грунт копром или молотом, контролируя вертикаль с помощью лазерного уровня. Длинные сваи, заглубляемые на 4,5 метра и более, вдавливают в грунт с помощью специального инструмента – вибропогружателя.
• Монтаж ростверка. Закончив монтаж вертикальных опор, поверх оголовка свай устанавливают балочный ростверк. При строительстве малоэтажных домов каркасного типа или деревянных срубов роль ростверка играет нижний брус (венец) несущей стены. Балки ростверка стыкуются со сваями жестким или накладным способом. Первый предполагает монтаж на хомуты, деревянные клинья или шпильки. Второй – укладку балки на оголовок сваи без фиксации. Угловые сопряжения оформляются стыковкой в чашу или в лапу.

Словом, технология достаточно типична и практически не отличается от способа обустройства оснований на забивных сваях из любого другого материала.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Стандартные размеры пиломатериалов по ГОСТу — обрезной доски, бруса и бруска