Недавно я попробовал собрать нагрузки на сваи для каркасного дома переменной этажности. И при частом шаге свай 1,4...1,6 метра максимальная нагрузка оказалась более 8 тонн.
А давайте теперь попробуем подобрать сваю под эту нагрузку (с учётом собственного веса сваи) для грунтов из первого наугад скачанного из сети отчёта по инженерно-геологическим изысканиям.
Вот геологический разрез из отчёта
Все грунты, кроме, разумеется, почвенно-растительного слоя, подходят для погружения в них нижнего конца свай, имеют неплохой модуль деформации больше 10 МПа, однако от кровли песков идут подземные воды, что затрудняет устройство буронабивных свай в этих грунтах. Здесь же проверим забивную мини-сваю с погружением 3 метра
Получаем только 5,5 тонн допускаемой нагрузки. Попробуем тогда увеличить сечение:
Проходит, но вообще по разрезу здесь изначально напрашивается погружение нижнего конца в песок, как в более прочный грунт. Поэтому снова уменьшаем толщину, но увеличиваем глубину погружения:
И уже получаем больше 13 тонн, причем с запасом на то, что под нижним концом больше сопротивления будет оказывать не песок, а близко расположенная супесь, несколько менее "прочная". Здесь уже можно попробовать даже увеличить шаг свай, тем самым уменьшив их количество. Расчетная осадка составит менее 4 мм, что пренебрежительно мало (что является, пожалуй, главным преимуществом свай перед фундаментами на естественном основании).
Но надо учесть ещё и нахождение свай в зоне пучинистые грунтов. Согласно отчёту, нормативная глубина промерзания 1,3 метра, расчетная, таким образом - почти 1,5 метра. С учётом шероховатости бетона, силы пучения, действующие по боковой поверхности сваи сечением 300×300 составят 16 тонн. Сопротивляться им будут собственный вес сваи, постоянная нагрузка от дома и силы зацепления за грунт ниже глубины промерзания - при погружении 3 метра суммарно около 4,4 тонн. Даже применив "скользящие" обмазки, примерно в 1,5...2 раза уменьшив силы пучения, приемлемого результата все равно не получим. Поэтому однозначно отказываемся от варианта "потолще и покороче".
Смотрим следующий вариант: 200×200 с погружением 5 метров. Силы пучения из-за меньшей площади смерзания по боковой поверхности уменьшаются до 10 тонн, а удерживающие - увеличиваются из-за длины погружения, до чуть меньше 10 тонн. Поэтому, чтобы остаться в схеме "сваи+обвязка", требуется либо увеличение глубины погружения, но тогда мы упираемся в ограничение длины мини-свай, предлагаемых на рынке, либо применение скользящих обмазок на глубине промерзания, с недоказанной эффективностью и долговечностью, либо рассчитывать на малую вероятность совмещения всех плохих факторов, учитываемых в расчете на пучение. Ну или придется переходить на "промышленные" сваи - всего-то для каркасника площадью 100 м² в далеко не самых плохих грунтовых условиях.
И как видно, наличие сил пучения при незначительном собственном весе дома делает расчет на них определяющим, и вынуждает применить одинаковые "мощные" сваи вне зависимости от того, насколько их нагружает здание. Чтобы успокоить читателей, попробую вскоре "посадить" данный домик на грунты, где будут хорошо себя чувствовать и 3-метровые сваи. Также напишите, интересно ли будет рассмотреть в таком же ключе БНС и винтовые сваи.