Шпунтовые и пазогребневые конструкции в современном строительстве

Среди базовых задач современной стройиндустрии можно выделить особый «экономический блок». Прежде всего в него входят сокращение сроков возведения и отделки зданий, а также снижение себестоимости строительства. Достичь таких результатов можно, в числе прочего, за счет унификации основных узлов и упрощения монтажа строительных конструкций при одновременном увеличении их надежности. Одной из подобных технологий является использование шпунтового (или пазогребневого) соединения, которое находит применение при решении широкого спектра строительных задач.

О шпунтовом соединении и его преимуществах

Каждый строитель наверняка хотя бы раз в своей жизни сталкивался со шпунтовым соединением. Принцип его основан на закреплении элементов конструкции друг относительно друга с помощью продольного гребня на грани одной детали, вставляемого в соответствующий ему по форме паз (собственно шпунт) на другой. В некоторых случаях подобный тип соединения называют также пазогребневым. Например, это справедливо в отношении строительных блоков или плит, в которых пазы и гребни образуются формованием. Тем не менее, по своей сути и механическим характеристикам, пазогребневое соединение ничем не отличается от шпунтового.
Стоит отметить, что гребень может как фрезероваться на одной из соединяемых частей конструкции, так и представлять собой отдельный элемент, устанавливаемый в два противостоящих паза (шпунта). Иногда это называют соединением на вставную рейку. При ручной фрезеровке (как правило, речь идет о деревянных конструкциях) обычно прибегают ко второму способу, поскольку он снижает расход древесины. Если же торцы деталей обрабатываются фабричным способом, то принципиальной разницы между двумя подходами нет.
Классифицировать шпунты можно по количеству и форме пазов. К примеру, выделяют двойное шпунтовое соединение или соединение в виде «ласточкина хвоста», узкий или широкий шпунт. Наконец, соединяемые при помощи шпунта элементы могут образовывать одну плоскость или располагаться под углом друг к другу.
Сфера применения шпунтовых конструкций необычайно широка. Например, простейшее соединение «в четверть» и его аналоги, широко применяемые в столярном и мебельном производстве, также относятся к шпунтовым. Другой вариант — шпунтовые сваи, используемые при возведении гидротехнических сооружений, опор мостов и набережных, для укрепления стенок котлованов (шпунтовая стенка) и пр. К сваям относится и т.н. шпунт Ларсена — металлический желоб c закруглёнными замками на кромках. Однако в этой статье мы сосредоточим внимание на «классическом» типе шпунтового (пазогребневого) соединения, который более востребован в гражданском строительстве и при отделке помещений.
Популярность шпунтового соединения объясняется тем, что благодаря своей конструкции оно препятствует сдвигу деталей друг относительно друга в направлении, перпендикулярном плоскости соединения, формируя, таким образом, ровную горизонтальную или вертикальную поверхность. Для фиксации соединяемых элементов в иных направлениях необходим дополнительный крепеж, в качестве которого, в зависимости от материала, могут использоваться саморезы, гвозди, клей, цементный раствор и т.д.
Если речь идет о клеевой фиксации, шпунт позволяет значительно повысить надежность конструкции. При его использовании площадь контакта соединяемых деталей увеличивается, а значит, повышается и надежность клеевого соединения. Кроме того, не повреждаются края соединяемых элементов и не образуются щели в местах их стыка, что позволяет добиться лучших эксплуатационных показателей.
«Если материал не боится воды, а его стыки проклеены, то поверхность получается полностью герметичной, — добавляет Сергей Кудрявцев, руководитель отдела продаж строительных материалов «Завода Невский Ламинат», единственного в России производителя влагостойких шпунтованных ДСП. — Поэтому, например, укладка чернового пола из плит QuickDeck позволяет обойтись без дополнительной гидроизоляции утеплителя или сухой засыпки со стороны помещения. Кроме того, полученная в результате сплошная поверхность обладает гораздо более высокими тепло-, вибро- и шумозащитными характеристиками».
В числе других достоинств шпунта следует, в первую очередь, отметить равномерное распределение нагрузки в плоскости соединения. Перпендикулярное поверхности усилие, приложенное к одной из деталей, через шпунт и гребень равномерно передается смежным деталям. Что же касается усилий, возникающих в самом соединении, то они намного меньше несущей способности сращиваемых элементов. Поэтому прочность шпунтового соединения выше, чем, например, при использовании гвоздей или саморезов. Еще больше увеличить ее позволяет комбинирование нескольких способов крепежа, к примеру, шпунт, дополнительно закрепленный саморезами (о чем уже шла речь выше). Для расчета допустимых нагрузок на шпунтовое соединение часто используется модель балки с двумя закрепленными концами.
Однако помимо своих выдающихся механических параметров шпунтовое соединение обладает рядом преимуществ, существенно облегчающих процесс строительства и оптимизирующих затраты на него.

Как шпунт решает прикладные задачи

Начать, пожалуй, следует с того, что шпунтовое (пазогребневое) соединение достаточно быстро монтируется. На практике это используется для упрощения многих строительных операций: при возведении и отделке стен и перегородок, укладке полов и напольных покрытий и т.п. Поэтому применение строительных и отделочных материалов с такой технологией монтажа существенно ускоряет проведение внутренних ремонтно-строительных работ.
«Шпунтовое соединение позволяет минимизировать влияние человеческого фактора на геометрию собираемой конструкции. Например, при горизонтальной укладке влагостойких ШДСП чернового пола необходимо выровнять только первый ряд, задающий геометрию всей поверхности, − комментирует Сергей Кудрявцев. − Это не только упрощает стыковку элементов покрытия, но и дает огромную экономию времени».


Также, по словам специалиста, благодаря шпунтовому соединению материалов основания удается избежать повреждения финишного покрытия. Тонкость здесь в следующем. При монтаже плитных материалов без пазогребневого соединения между ними всегда оставляют небольшие зазоры. Таким образом, даже если по высоте плиты выровнены хорошо, мы получаем на их кромках острый угол, где будет ломаться и истираться любое финишное покрытие, к примеру, линолеум. Конечно, это соединение можно зашпатлевать, но со временем плиты, не зафиксированные жестко друг относительно друга, фанера, все равно начнут «гулять», т.е. появления неровностей не избежать.
Это одна из причин, по которой при настиле поверхностей на спортивных объектах сегодня все чаще используются шпунтованные материалы. Примером такого подхода могут служить закрытые корты мужского теннисного турнира St. Petersburg Open, где уже несколько лет играют на поверхности с основой из QuickDeck. «Выбор объясняет хорошая однородность шпунтованного покрытия, сохраняющаяся с течением времени. Вторая причина — высокая устойчивость влагостойких ШДСП к точечным нагрузкам, которая составляет до 500 кг с прогибом менее 1 мм при укладке на песчаную подушку», − объясняет Сергей Кудрявцев.
«Мы брали QuickDeck для ремонта гандбольного зала, остались довольны и намерены использовать этот материал впоследствии, — добавляет Андрей Пчелкин, директор государственного «Центра физической культуры, спорта и здоровья» (Санкт-Петербург). — Главным критерием выбора были технические характеристики, влагостойкость, поскольку по периметру зала идут трубы отопления и стоят узлы учета, где есть протечки по стыкам. Нам нужна была подложка, которая выдержала бы воздействие горячей воды. Еще одним критерием были шпунтованные края плит, поскольку для зала нужен ровный настил».
Еще одно важное преимущество шпунтованных материалов заключается в простоте и скорости их укладки: сами поверхности оказываются ровнее и требуют значительно меньшего объема финишных и штукатурных работ. Таким образом, снижается сметная стоимость всех этапов. Сокращение времени и трудозатрат при монтаже естественным образом ведет к экономии бюджета, причем не в ущерб качеству. Например, черновой пол из фанеры рекомендуют укладывать в два слоя, чтобы перекрыть щели между листами, тогда как соединение в шпунт позволяет обойтись одним. В итоге сметные трудозатраты на укладку чернового пола из влагостойких ШДСП примерно в 2,5-3 раза ниже аналогичных показателей для фанеры.

Примерно такая же относительная экономия получается и при использовании пазогребневых плит для возведения стеновых конструкций. «Себестоимость возведения перегородок из пазогребневых плит вдвое ниже, чем при использовании кирпича или пенобетона, что обусловлено отсутствием необходимости в штукатурных работах, — говорит Максим Кондрашов, проектировщик компании «Стройдом» (Нижний Новгород). — В абсолютных цифрах экономия может достигать 500-700 руб./м2».
Также, по мнению специалиста, нельзя сбрасывать со счетов и еще один немаловажный фактор: толщина готовой перегородки из пустотелых пазогребневых плит составляет примерно 80 мм, тогда как оштукатуренной кирпичной (в полкирпича) — минимум 160 мм. В результате использование ПГП позволяет в среднем увеличить полезную площадь помещений примерно на 2-3%.
В заключение следует отметить, что бесщелевое сращивание элементов делает шпунтовое соединение и наиболее эстетичным. Именно это обстоятельство, вкупе с простотой и скоростью монтажа, объясняет высокую популярность такого финишного напольного покрытия, как ламинат.

Рассмотренные примеры наглядно показывают, что шпунтовое соединение является на сегодняшний день одной из наиболее прогрессивных строительных технологий, использование которой позволяет существенно расширить сферу применения различных материалов и повысить эксплуатационные характеристики строительных конструкций. Кроме того, универсальный метод соединения дает серьезные экономические преимущества за счет сокращения сроков строительства и трудозатрат.