Модульное строительство многоквартирных зданий
Востребованность строительства многоквартирных домов растет с каждым годом. Связано это с тем, что в одном здании можно поселить большое количество жильцов или использовать его как коммерческое для магазинов и офисов. Минусом конструкции считается длительный срок строительства и большое финансовое вложение. Перечисленные недостатки можно существенно уменьшить, если возводить модульные многоквартирные сооружения. Обсудим, что такое дома из модулей, в чем преимущества и недостатки метода, а также особенности конструкции.
Особенности модульных зданий
В настоящее время при строительстве домов важную роль играют сроки возведения и финансовые вложения, чем быстрее и дешевле застройщик предлагает выполнить работу, тем больше у него будет заказчиков. В связи с этим исполнители все чаще стали предлагать возведение зданий из модулей. Далее рассмотрим почему конструкция носит такое название.
При возведении зданий данным методом используются готовые блоки — модули. Строительство начинается с составления проекта дома, в котором осуществляются расчеты по нагрузкам, выбору вида фундамента, коммуникаций и т.д. По данным проекта выбирают и заказывают модули. Далее блоки доставляют на объект и после оформления фундамента возводится дом. В завершении внутри и снаружи зданий делается отделка.
При строительстве многоквартирных сооружений из блоков огромную роль играет профессионализм и наличие опыта у рабочих, осуществляющих монтаж и отделку. Дополнительно от знаний зависит качество оформления коммуникаций (водоснабжение, отопление и проводка) и их подключение.
Для строительства многоквартирных сооружений используют модули, состоящие из: металлического каркаса, утеплителя и древесной плиты, также предусмотрены коммуникации. Вид материалов и конструкция подбираются индивидуально в зависимости от специфики здания. Например, вместо каркаса из металла может использоваться брус, а деревянная обшивка заменена на металлопрофиль.
При возведении многоквартирных домов из модулей около 80% работ — это производство блоков, а 20% — сборка здания на месте его возведения. При этом объем работ на оформление фундамента учитывается отдельно, но так как такие конструкции существенно легче, то для их установки особо прочная основа не нужна. Кроме этого, модульные здания отличаются от капитальных: коротким сроком монтажа, невысокой ценой и меньшей сложностью строительных работ.
Преимущества и недостатки зданий из модулей
Рассмотрим подробнее все плюсы и минусы многоквартирных сооружений из модулей. К преимуществам строений относят:
- Быстрота и простота возведения здания. При сравнении с капитальным строительством, сооружение модульных зданий занимает в два раза (иногда и больше) меньше времени.
- Экономия бюджета. Благодаря быстроте возведения сооружения на строительство тратится меньше средств, например, оплата труда рабочим, расходы на освещение строительной площадки и т.д.
- Блоки производят в цехах, поэтому погодные условия не затормаживают строительство и не влияют на качество сооружения.
- Разнообразие размеров блоков. Максимальная длина может составлять до 12 метров.
- При возведении здания не образуется мусор. Это помогает экономить время и деньги (не нужно заказывать машину для вывоза отходов).
- Экологичность. Модули изготавливают из безопасных материалов, которые не выделяют вещества вредные для человека и окружающей среды.
- Высокая надежность. Производители блоков изготавливают модули с соблюдением ГОСТов и строгим контролем качества на каждом этапе.
- Качественная теплоизоляционная оболочка. Достигается это за счет отсутствия многогранных выступов, башен и других архитектурных элементов.
- Не требуется сооружения особо прочного фундамента, так как конструкция имеет небольшой вес при сравнении с капитальными зданиями. Это также позволяет экономить деньги и время.
- Здания из модулей можно возводить на неровном рельефе. Например, на склоне. Также допускается установка в сейсмоактивной зоне.
- После возведения сооружения можно сразу приступать к отделке, так как из-за легкости конструкции усадки фундамента нет.
- Строение, после монтажа блоков, быстро сдается в эксплуатацию, так как все необходимые коммуникации предусмотрены в блоках, их достаточно только подключить.
- Идеальный внешний вид. Стены строения ровные, окна расположены симметрично и т.д.
- Мобильность. Невысокие многоэтажные дома можно разбирать на блоки и перевозить на специализированном транспорте на новое место.
- Можно изменять конфигурацию зданий, пристраивая к ним дополнительные блоки.
Есть у модульных зданий и минусы: пределы по этажности, (всего допустимо 3, так как, чем ниже здание, тем надежнее его конструкция), ограничения по конфигурации, высокая стоимость перевозки и сложность транспортировки блоков на объект, плохая вентиляция модуля (требуется использование мощной вытяжки), также производители указывают максимальный срок эксплуатации до 70 лет, но значение на данный момент не подтверждено.
Сферы применения модульных зданий
Модульные сооружения очень популярны за рубежом, в России метод еще только начинает развиваться. В настоящее время из блоков возводят коттеджи и жилые дома, которые требуют использования особо прочных и утепленных модулей с необходимой коммуникацией для комфортного проживания. Военные здания, при их строительстве необходимо, чтобы постройка была особо прочной и защищенной от несанкционированного проникновения.
Сооружения для выставок, которые делают чаще одноэтажными используя легкие модули, чтобы конструкцию было просто демонтировать и перемещать на новое место. Промышленные помещения, сооружение должно быть пожароустойчивым, иметь необходимую коммуникацию, а также защищенным от взлома. Склады, при изготовлении модулей используют двери, защищенные от взлома, а также внутренние панели обрабатывают противопожарными средствами.
Гостиницы, торговые и офисные центры. В таких постройках необходимо тщательно продумать оборудование коммуникациями. Кафе, столовые. Их сооружают из легких блоков оснащенных достаточным количеством коммуникаций. Из модулей часто возводят летние варианты кафе, которые закрывают на зимнее время. Такие постройки более дешевые, так как не требуют проведения отопления.
Поликлиники и больницы. Постройки должны быть максимально надежными и оснащены усиленной проводкой, чтобы обеспечить бесперебойную работу оборудования. Также в России максимальное распространение получили модульные летние домики, которые строят для приема туристов. Благодаря разнообразию комбинаций соединения модулей можно создать интересную конфигурацию с большим количеством комнат.
Классификация многоквартирных домов из модулей
Здания, возводимые из блоков, имеют множества классификаций. Рассмотрим основные из них:
- По скорости возведения: блочно-модульные, которые требуют более тщательной установки, и быстровозводимые.
- По климатической ориентированности: утепленные, для северных регионов, всесезонные и летние.
- По габаритам. Габаритные с шириной 250 см и негабаритные — более 250 см.
- По виду блоков: профилированный металлический лист на каркасе, плиты из ОСБ и сэндвичи.
- По мобильности. Немобильные и мобильные. Последний вариант состоит из разборных модулей, которые легко транспортировать на другое место.
Также здания из модулей разделяют по назначению: жилые, производственные, общественные, складские и вспомогательные.
Особенности конструкции многоквартирных домов из модулей
Здания из блоков по коммуникации, надежности, теплоизоляции и другим параметрам не отличаются от капитальных домов. Возведение сооружения начинается с фундамента, вид которого зависит от количества квартир и цели применения здания. При оформлении основы заранее проектируется прокладка коммуникаций, так как в зависимости от вида фундамента электрокабеля, водопроводные трубы и т.д. может потребоваться проложить заранее.
Далее на объект доставляются модуля, состоящие из верхнего и нижнего перекрытия и стен, которые могут быть, как с трех сторон, так и с четырех, но тогда в одной стене устанавливается дверь. Также в модуле могут быть предусмотрены межкомнатные перегородки. Пол, потолок и стены имеют теплоизоляционный контур, при этом пол имеет дополнительную гидроизоляцию. На внешних стенах модуля установлены окна, которые могут быть как пластиковыми, так и деревянными.
После установки модулей, их фиксируют. Если запланировано возведение капитального многоквартирного здания, то блоки скрепляют сваркой, временные дома, которые планируется демонтировать устанавливают без сварки модулей. После фиксации устанавливают стропила и оформляют крышу, вид конструкции указан в проекте. При ее монтаже применяют утеплитель, гидро и ветрозащиту, а также пароизоляцию.
В завершении выполняют внутреннюю и внешнюю отделку готового здания для придания ему эстетического вида. Временные постройки во внешней обшивке не нуждаются. Конструкция модульного многоэтажного дома может отличаться от классической по индивидуальным пожеланиям заказчика, которые прописываются в проекте.
Для создания модулей многоквартирных домов чаще используют сэндвич-панели, которые состоят из двух пластин и утеплительного слоя между ними. Разберемся, почему изделия пользуются спросом:
- При использовании сэндвич-панелей сборка модулей по замерам выполняется в короткие сроки. В результате возведение здания занимает меньше времени.
- Многоквартирные дома из таких модулей обладают высокой звуко- и теплоизоляцией, что обеспечит комфортное проживание жильцам.
- Невысокая цена конструкции из сэндвич-панелей.
- Большой выбор цветовой гаммы и материалов и фактуры плит.
К минусам относят возможность деформации, в случае воздействия на них нагрузки выше допустимой.
Основные этапы возведения модульных многоквартирных домов
Рассмотрим по каким этапам выполняется строительство многоквартирных сооружений из модулей:
1 этап
Работы начинаются с изучения грунта, глубины расположения подземных вод, особенностей рельефа и других параметров, которые необходимы для выбора фундамента. Далее с клиентом оговариваются особенности конструкции здания:
- планировка расположения квартир и всей постройки;
- этажность: 1, 2 или 3 этажа;
- где будут находиться двери и окна;
- схема размещения инженерных систем;
- индивидуальные пожелания заказчика, которая чаще затрагивает отделку и особенности расположения коммуникаций.
После получения всех данных выполняются расчеты и составление документов. После этого оформляется разрешение на строительство.
2 этап
Следующий шаг — подготовка участка. Для этого убирают весь мусор, подводят коммуникации и оформляют фундамент. Если почва каменистая и возводится одноэтажное многоквартирное здание, то возвести его можно без фундамента. В оставшихся случаях основа необходима. Ее вид определяется по типу грунта и нагрузке здания.
3 этап
Пока рабочие оформляют фундамент на объекте, на производстве приступают к изготовлению модулей. В зависимости от модели дома, блоки могут иметь следующую комплектацию:
- с полным или частичным выполнением внутренних отделочных работ;
- с проложенной системой коммуникаций внутри всей конструкции;
- с сантехникой и установленной системой отопления.
В дополнении к блокам может прилагаться мебель, например при строительстве многоквартирных складских помещений изготавливают стеллажи.
Сами модули производят по следующим шагам. Сначала делают секции, которые собираются в единую конструкцию, формируя готовое здание. Затем в сборке проводят коммуникации. После проверки качества сооружения всю документацию на дом передают заказчику, в том числе с указанием гарантии. Этап занимает от 2 до 4 месяцев. Срок зависит от количества квартир и этажей дома. Важно. Все работы выполняются на территории производителя, а не на объекте проведения строительства.
4 этап
На этом этапе выполняется доставка готовых секций на стройку, но предварительно их на заводе тщательно запечатывают в плотную пленку. Средний вес конструкции составляет 3 тонны. Далее модули погружают на специализированную технику и доставляют на объект, где выполняется строительство. Чтобы не возникло проблем с подъездом транспорта, заказчик должен тщательно подготовить территорию. Зимой необходимо убрать снежные сугробы, а если бездорожье из-за размытия дороги дождями, то рекомендовано заранее заключить договор с транспортным вертолетом, для доставки блоков.
Транспортировка готовых модулей может выполняться как самим клиентом, так и исполнителем, заключив договор с транспортной компанией. В последнем случае цена доставки входит в стоимость работ и указывается в договоре. Общая сумма услуги зависит от количества модулей многоквартирного дома и удаленности завода производителя от места возведения здания.
5 этап
На этим шаге выполняется сборка дома на объекте. На строительной площадке рекомендовано заранее установить строительный кран с грузоподъемностью не менее 3 тонн и продумать место для выгрузки модулей, если их много. Если завод изготовитель не оформил в модулях дверные и оконные проемы, то их делают на месте используя болгарку, а также оборудование для обработки места среза материала, чтобы придать ему ровный вид. Далее выполняется сборка многоквартирного здания из модулей согласно проектной документации.
6 этап
Завершающий этап, на котором выполняется отделка здания. Для наружных работ чаще используют панели и другие отделочные материалы, которые позволяют выполнить работы в короткие сроки и при этом сэкономить. При желании клиента могут применяться индивидуальные дизайнерские решения, но тогда следует учитывать, что этап займет больше времени и будет стоить дороже.
При внутренней отделке в первую очередь оформляют теплоизоляцию пола на первом этаже и потолка на верхнем, если здание двух или трехэтажное. После этого прокладывают электрокабеля. Они должны располагаться в специальных трубках, защищающих дом от пожара, который может возникнуть в случае перепадов напряжения в энергосистеме. Затем в стенах делают розетки и выключатели.
После окончания работ с проводкой, устанавливают светильники. Далее в помещениях оформляют вентиляцию, подключают и проверяют как функционируют: водопровод, канализация и отопительная система. И самый последний, завершающих штрих — внутренняя декорация помещения. Создания натяжных потолков или теплого пола, оклейка стен обоями и т.д.
Советы клиенту
При выборе возведения многоквартирного модульного дома особое внимание уделите отзывам о компании, в которую обращаетесь за услугой и наличие сертификатов на проведение работ. Кроме этого, выбирайте фирму, которая выполняет строительство под ключ, это позволяет гарантировать максимально высокое качество постройки. Так, как например, при заказе модулей у одного производителя, окон у второго, а монтаж у третьего, то скорее всего в готовой постройке будут расхождения в стыках или возникнут перекосы при монтаже.
Подведем итоги. Модульные многоквартирные дома в России в настоящее время являются новинкой, но уже успешно внедряются. Их превосходство обосновано невысокой ценой и коротким сроком строительства. При этом конструкции по сохранению тепла и комфорта не уступают капитальным домам. Стоимость и длительность возведения сооружения зависят от количества используемых блоков, этажности здания и выбранного дизайна.
Как получить высокопрочный промышленный бетонный пол?
Промышленный бетонный пол может быть базовым и финальным напольным покрытием. Задействуют его не только на производственных объектах, но и в большинстве торговых, офисных центрах, в общественных зданиях. Благодаря современным технологиям промышленные бетонные полы не только улучшили и без того качественные характеристики по износостойкости и прочности, но и стали иметь интересные дизайнерские решения.
Под длительной защитой
В настоящее время все активнее при строительстве различных объектов задействуются промышленные полы с топпингом - специальной смесью, укрепляющей верхний слой бетонного покрытия. Топпинги имеют свои разновидности (на основе кварца, корунда или металла), а также различаются по способу нанесения (сухой на бетонную поверхность, влажный на влажную, влажный на сухую).
По словам менеджера по продукту «Промышленные полы» Master Builders Solutions, ООО «МБС Строительные системы» Дарьи Волововой, при выборе топпинга важно знать, каковы будут условия эксплуатации пола на объекте. В первую очередь важны такие показатели, как истирающая и ударная нагрузка, к тому же вид наполнителя значительно влияет на показатель износостойкости упрочняющей смеси. Но, при этом, долговечность готового пола зависит и от множества других факторов. Бывают ситуации когда хорошо выполненный пол с кварцевым топпингом эксплуатируется лучше, чем пол с корундовым топпингом, затертым в сложных условиях. Также на рынке есть т.н. литые топпинги, технология нанесения которых отличается от традиционной порошковой. Как правило, такие топпинги в момент нанесения не рассыпаются на поверхность бетона в сухом виде, а укладываются слоем затворенного водой материала. С точки зрения конечных характеристик такой вариант более предпочтителен, так как финишный слой пола состоит из чистого упрочнителя, а не перемешанного с бетоном в процессе укладки.
Несмотря на то, что классическая «порошковая» технология упрочнения бетонных полов очень распространена на рынке, добавляет эксперт, она является одной из самых сложных с точки зрения соблюдения нюансов выполнения работ. Большая доля успеха лежит в хорошо подобранной рецептуре бетона и стабильности характеристик бетонной смеси в течение каждой заливки. Также большое значение имеют условия производства работ. Топпинги, как любой цементный материал, требуют правильного температурно-влажностного ухода непосредственно после окончания работ, а также контроля условий окружающей среды в процессе монтажа.
«В 2020 году ввиду активного роста сегмента логистики, когда открывались и расширялись складские площади интернет-магазинов, топпинги, на мой взгляд, стали покупаться активнее. При этом, спрос на ремонт и обновление старых бетонных полов становится все более актуальным в последнее время. Мы это видим по большому количеству запросов на технологию выполнения т.н. топпинга по старому бетону - тонкослойного высокопрочного финишного покрытия MasterTop 135PG или MasterTop 450PG. Эти материалы позволяют обновить существующий бетонный пол без значительного поднятия отметки пола»,- подчеркивает Дарья Воловова.
Руководитель Учебно-Технического Центра АО «ГЛИМС-Продакшн» Владимир Хрипунов продолжая тему сообщил, что в настоящее время основные требования при обустройстве промышленных полов предъявляются к марочной прочности бетонной смеси, от которой зависят все остальные свойства готового напольного покрытия - стойкость к истиранию, внешний вид и прочее. Кроме того, для торговых и выставочных залов высокое значение имеет возможность колеровки напольного покрытия. Хотя в данном сегменте встречаются и требования в стиле индустриальный лофт. Например, все напольные покрытия торговых центров «Леруа мерлен» серые – как классические промышленные полы.
Оптимальное обустройство
При заливке промышленных бетонных полов очень часто используется несъемная опалубка, а также рельс-формы. Данные системы помогают оптимальному проведению работ и улучшает качество напольного покрытия.
Руководитель проектного отдела ООО «Пейкко» Игорь Тихонов отмечает, что несъемная опалубка не требует демонтажа после заливки бетона, что экономит время и рабочую силу. За счет своей конструкции она одновременно выполняет функцию деформационного шва. Использование такой системы обеспечивает более быстрый и легкий способ укладки бетона, а также получение полов высокого качества, не требующих технического обслуживания. Несъемную опалубку можно использовать при устройстве полов толщиной от 100 мм на грунтовом основании или бетонной подготовке. С экономической точки зрение применение несъемной опалубки позволяет избежать дорогостоящего ремонта с заменой чернового и основного покрытия; повышает устойчивость к динамическим нагрузкам; обеспечивает долговечность конструктивной основы.
По словам эксперта, рельс-формы оптимальны для создания полов в небольших промышленных помещениях, таких как: гаражи, площадки подземных или крытых автостоянок. Также они применяются при устройстве бетонной стяжки поверх плиты перекрытия. Для устройства промышленных полов большой площади применяются деформационные профили, обеспечивающие передачу усилий с одной карты заливки на другую. Их стоимость в сравнении с рельс-формами существенно выше и зависит от конструктивного исполнения.
«Рынок промышленных полов постоянно развивается, появляются современные виды топинговых покрытий, улучшаются прочностные характеристики. Системы деформационных профилей также совершенствуются, учитывая потребности рынка. Увеличивается несущая способность систем для передачи усилий, улучшается форма силовых профилей, обеспечивая максимально ровное сопряжение с поверхностью бетонной плиты. В частности, не так давно появилась новая система профилей, выполненных в форме синусоиды. Данные профили успешно применяются в зоне интенсивного движения специальной техники с роликовыми колесами. В ближайшее время наша компания планирует выпуск деформационных швов с силовыми профилями в такой форме»,- сообщил Игорь Тихонов.
При ремонте бетонного пола часто проводится и его фрезеровка. Это позволяет ускорить сроки, а также качество ремонта. Генеральный директор "Швамборн Рус" Иван Минчев обращает, что при выборе фрезеровальной (шлифовальной) машины следует правильно оценить экономическую выгоду использования более дорогой или дешевой модели, ее технологические характеристики, срок службы, бренд и т.д. Также, добавляет он, важно четкое соблюдение правил эксплуатации данного оборудования. В частности, фрезерный ротор, ламели и оси ротора нужно проверять на пригодность после каждой эксплуатации и при необходимости заменить на новые. Фрезеровальная машина по бетону всегда должна работать вместе со соответствующим пылесосом – это единый рабочий комплекс. Как и каждый автомобиль, она должна проходить техническое обслуживание раз в году.
Промышленные виды и типы фундаментов
Прочность и надежность любого сооружения зависит от надежности фундамента и грунтового основания.
Стоимость фундамента в затратах на строительство сооружения составляет от 7 до 15%. Но при строительстве на местности со сложным рельефом, сильно обводненных почвах, с применением укрепления грунта, стен и так далее, стоимость может взлетать до 40%. Поэтому крайне важно подходить к выбору фундамента обдуманно и взвешенно.
От чего зависит выбор фундамента
Фундамент– это подземная часть здания или сооружения, воспринимающая нагрузку от надземной части и передающая ее на грунтовое основание. Фундамент состоит из следующих элементов:
- Обрез – верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются наземные части здания.
- Подошва- нижняя плоскость, соприкасающаяся с грунтовым основанием
Состояние грунтов
Грунты– это геологические породы, залегающие в верхних слоях земли. Состоят из твердых частиц- зерен, разной размерности, по- другому- «скелета грунта», и пустот, заполненных атмосферным воздухом или частично водой.
Основанием называется толща грунта, непосредственно принимающая нагрузку от фундамента здания или сооружения.
Основания, способные воспринимать нагрузку без предварительного усиления грунтов, называют естественным. Основания, которые могут принимать нагрузку только после проведения мероприятий по усилению грунтов, называются искусственными.
В следствии давления, передаваемого зданием, грунты под фундаментом испытывают значительные сжимающие усилия. Под действием этих нагрузок грунты равномерно уплотняются. Такие равномерные деформации называют осадкой, которые вызывают осадку фундамента.
Неравномерные деформации грунта, происходят в результате уплотнения и коренного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок, либо собственной массы, или других факторов. Например, замачивания просадочного грунта, подтаивания участков льда в грунте, называют просадкой. Такие деформации могут вызвать повороты фундаментов, вплоть до разрушения. Просадки основания недопустимы.
Для того, чтобы деформации не оказали опасных воздействий на работающие под нагрузкой конструкции, не повлияли на условия эксплуатации, установлены предельные величины деформации основания и напряжения в грунте, возникающих под подошвой фундамента. Ширина и глубина напрягаемой зоны значительно превосходит ширину основания фундамента. Но на глубине равной шестикратной ширине подошвы фундамента грунт уже не испытывает напряжений.
Если грунты-основания, в пределах сжимаемой толщи, не обладают необходимой несущей способностью, например, насыпные грунты, торфяники, рыхлые песчаные и суглинистые грунты с большим содержанием органических осадков, то их искусственно укрепляют или применяют фундаменты, передающие нагрузки на нижележащие прочные грунтовые основания.
При проектировании промышленных фундаментов обязательно учитываются предельные состояния грунтов по двум группам:
- Несущей способности
- Деформации
Глубина заложения фундамента
На показатель глубины заложения строительного основания влияют факторы:
- Эксплуатационное назначение строения
- Архитектурные особенности сооружения
- Нагрузки: статические и динамические
- Уровень и состояние грунтовых вод
- Глубина заложения коммуникаций и фундаментов соседних строительных конструкций
- Характер грунтов
- Уровень промерзания почвы
- Рельеф местности строительной площадки
Какие существуют нагрузки на фундамент
При расчете параметров основания будущего здания максимально учитываются всевозможные нагрузки. Нагрузки на фундамент делят на постоянные и переменные.
Постоянные нагрузки:
- Вес строительных материалов для возведения стен, материалы окон и дверей
- Вес перекрытий.
- Кровля.
- Лестничные марши
- Вентиляционное и санитарно- техническое оборудование
- Станки, подъемные механизмы и другое стационарное оборудование
Переменные нагрузки:
- Ветровая нагрузка.
- Нагрузка снежного покрова.
- Динамические нагрузки от прилегающих автомобильных дорог, аэропортов, соседних промышленных зданий.
- Вес людей работающих, проживающих и обслуживающих здание.
- Вес мебели, мобильного оборудования.
Требования к фундаментам
К строительным основаниям предъявляются те же, либо более строгие требования, что и к возводимым на них строениям. Поэтому срок службы фундамента не может быть менее срока эксплуатации здания или сооружения.
- Прочность.
- Устойчивость на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы.
- Инертность к воздействию агрессивных грунтовых вод.
- Стойкость к климатическим факторам таким как морозостойкость, пучению грунтов при замерзании.
- Соответствие по долговечности сроку службы здания.
- Экономичность.
- Индустриальность – это возможность производства конструктивных элементов промышленным способом.
Исходя из вышеперечисленных требований выстраиваются принципы проектирования строительных оснований, а именно:
- Расчет фундаментов строений производится по предельным состояниям независимо от вида и типа строительного основания, опираясь на данные геолого-инженерных изысканий.
- Учет взаимодействия всей системы - грунт, строительное основание и надфундаментные несущие сооружения: стены, балки, перекрытия.
- Всесторонний подход при отборе типа фундамента: оценка работы грунтов на основе инженерно-геологических условий на строительной площадке; степени реакции несущей конструкции здания или сооружения на неравномерные деформации грунта.
Проектирование фундаментов
Проектировать строительные основания должны специалисты высокого профессионального уровня. Цена ошибки, допущенной при проектировании, может быть очень высока. К проектированию фундамента следует приступать только тогда, когда на руках имеются все вводные данные: результаты инженерно- геологических исследований, подробный проект надфундаментной части здания или сооружения. Приведенные факторы указывают на сложность выполнения проектирования оснований и фундаментов. Поэтому бывает трудно однозначно решить с выбором рационального типа фундамента, не приняв во внимание несколько возможных, конкурирующих вариантов. Окончательное решение следует принимать на основе технико-экономического сравнения рассматриваемых вариантов оснований и фундаментов. При этом необходимо учитывать финансовые затраты на подготовительные работы, проектировку и строительство; долговечность конструкции, материалоемкость, индустриальность изготовления, трудоемкость, возможность проведения работ в холодное время года. Важно учесть момент сохранения естественной структуры грунтов основания во время производства земляных работ.
Вариантное проектирование оснований и фундаментов рекомендуется выполнять в такой последовательности:
- Наметить возможные, конкурирующие варианты оснований и фундаментов с учетом инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных особенностей здания или сооружения и действующих нагрузок.
- Рассчитать выбранные варианты оснований и фундаментов в стадии технического проекта, отобрав наиболее нагруженные фундаменты.
- Провести технико-экономическое сравнение вариантов и выбрать из них наиболее рациональный.
Классификация фундаментов
Фундаменты классифицируют по признакам.
По форме в плане:
- Ленточные
- Столбчатые
- Сплошные (плитные)
- Свайные
По виду материала:
- Бетонные
- Железобетонные
- Бутовые
- Бутобетонные
- Кирпичные
- Деревянные
По характеру работы под нагрузкой
- Жесткие. Такие фундаменты испытывают преимущественно сжатие, и в которых не возникает деформации изгиба. Производятся из природного камня и цементного раствора. Например, бутобетон или бетон.
- Гибкие. Работающие как на сжатие, так и на изгиб. В строительстве подобных фундаментов применяют железобетон.
По способу производства:
- Сборные
- Монолитные
По глубине заложения
- Мелкого заложения. Как правило, это до двух метров, но выше точки промерзания грунта
- Глубокого заложения. Ниже точки промерзания грунта.
Виды и типы фундаментов
Ленточные
Применяют на сухих, прочных грунтах. Ленточные фундаменты могут быть как сплошными, так и прерывистым. В разрезе могут представлять собой прямоугольник, трапециевидную форму, либо ступенчатую конструкцию.
- Сборные. Состоят из железобетонных блоков, блоков-плит, фундаментно-стеновых блоков. Блоки- плиты или блоки-подушки выпускаются прямоугольной или трапециевидной формы. Укладываются на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100 мм. В целях сокращения расхода бетона и снижения массы фундамента применяют пустотелые блоки с узкими сквозными или широкими замкнутыми пустотами. Размеры блоков подушек принимают: по ширине от одного до трех метров; по длине от 1,2 до 3 метров; по высоте 0,3 метра и 0,5 метра
- Монолитные. Представляет собой армированную бетонную конструкцию, проложенную под несущими и ограждающими стенами здания. Может быть выполнен как с мелким заглублением, так и с заглублением ниже уровня промерзания почвы. Позволяет, как и сборный ленточный фундамент, предусмотреть в проекте сооружения подвальные помещения и цокольный этаж.
Все типы ленточных фундаментов подлежат обязательной защите от дождевых и талых вод. С этой целью по периметру наружных стен делают отмостку из асфальта или бетона или сборных железобетонных плит. Ширина отмостки должна быть не менее 0,5 метра, с уклоном от здания 2-3%. Однако, в любых грунтах содержится капиллярная влага. Влага проникает в тело фундамента и поднимается к зоне сопряжения с элементами надземной части строения. Чтобы не допустить поступление влаги на границе фундамента со стенами устраивают гидроизоляцию.
За неправильным осуществлением работ по устройству гидроизоляции и отведению внешних вод неминуемо кроется разрушение фундамента. Увеличение влажности станет причиной вымывания раствора из соединительных швов, отслоения штукатурки, коррозии арматурного каркаса.
Столбчатые фундаменты
Устраиваются в тех случаях, когда нагрузка от здания вызывает давление на грунт меньше нормативного (малоэтажное промышленное строительство), либо под колонны. Бывают сборными и монолитными. Под зданиями с несущими стенами столбчатый фундамент располагают под углами, под простенками и через 3-5 метров на глухих участках стен. По фундаменту прокладывают балки из сборного или монолитного железобетона.
Столбчатые фундаменты применяют для отдельно устанавливаемых столбов, колонн при строительстве, как одноэтажных, так и многоэтажных промышленных и гражданских зданий. Колонный каркас опирают на железобетонные блоки стаканного типа или блок- стакан.
Монолитный столбчатый фундамент представляет собой ступенчатую конструкцию с подколонником и стаканом для установки колонн. Высота ступени составляет 0,3 или 0,45м. Подколонники устанавливают на плиту по цементно-песчаному слою. Высота блок-стакана 1,5 и 1,8 метра до 4,2 метра с градацией через 0,6 метра. Размеры подошв в плане составляют от 1,5 на 1,5 метра до 6,6 на 7,2 с модулем 0,3 метра.
Сплошные фундаменты
При очень слабых грунтах и значительных нагрузках в строительстве применяют сплошные фундаменты или иначе- плитные. Они представляют собой сплошную железобетонную плиту под всей площадью здания. Имеют плоскую или ребристую конструкцию. Применяется в строительстве сооружений без подвалов и цокольных этажей. Плитный фундамент отличается высокой надежностью. Поэтому может применяться на любых видах грунтов. Экономически неоправданно использование плитного фундамента на местности с большим уклоном. Устройство плитного фундамента является затратным, так как подразумевает значительный объем земляных работ и использования большого количества строительных материалов. Конструктивно плитный фундамент представляет из себя многослойную структуру.
- Работы по обустройству сплошного фундамента начинают с выборки слоя почвы и подготовки котлована.
- Площадь котлована утрамбовывают. Затем кладется песчаная или гравийно-песчаная подушка. Она служит для гашения вибраций, отведения грунтовых вод, противодействует пучению.
- Прокладывают геотекстиль для армирования и противодействию заиливания подушки. В зависимости от толщины подушки геотекстиль можно прокладывать между слоями, для улучшения армировки.
- Для выравнивания основы проводят бетонную подготовку жидким раствором. Таким образом выравнивается горизонтальный уровень, что необходимо для правильной установки железобетонного каркаса и улучшается гидроизоляция.
- Гидроизоляция. Гидроизоляционные материалы предотвращают капиллярный подсос влаги
- Железобетонный армирующий каркас. Представляет собой взаимосвязанную конструкцию из арматуры. Каркас предотвращает растрескивание бетона и обеспечивает высокую стойкость к деформациям.
- Бетонный массив. Толщина его зависит от расчетных характеристик здания.
Дополнительно, в зависимости от характера грунтов может монтироваться дренажная система и выполняться утепление для противодействия промерзанию почвы.
Свайные фундаменты
Свайным называют фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используется свая. Он состоит из свай и объединяющей их жесткой связи- ростверка, либо плиты- перекрытия. В соответствии с этим свайные фундаменты бывают:
- Ростверковые
- Безростверковые
Сваи располагают под зданием по аналогии со столбчатым фундаментом, но с меньшим шагом, который определяют расчетом.
Свайные фундаменты применяют там, где необходимо передать значительные нагрузки на слабые водонасыщенные грунты. Когда производство большого объема земляных работ для устройства основания под другие виды фундамента технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.
В зависимости от нагрузок, действующих на фундамент, сваи могут располагаться:
- По одной. Под отдельной опорой.
- Рядами под стеновыми конструкциями
- Кустами. Под колоннами.
- Свайными полями. Под строениями малой площади со значительными нагрузками.
По виду материала сваи выпускают:
- Бетонные.
- Железобетонные.
- Стальные
По способу изготовления и погружения в грунт сваи делят на:
- Забивные. Погружают методом забивки, вдавливания, вибрации и ввинчивания
- Набивные. Относятся к группе монолитных. Их устраивают непосредственно в грунте из бетона или железобетона, с помощью специальных обсадных труб, которые погружаются в предварительно сформированную скважину. Применяют такой тип фундамента при больших нагрузках. Диаметр сваи может достигать 1000 миллиметров, а глубина заложения 20 метров и более.
По характеру работы в грунте сваи делятся на два типа:
- Висячие. Не достигают плотного грунта. Принимаемую нагрузку передают за счет сил трения между их боковой поверхностью и грунтом.
- Сваи-стойки. Такие сваи проходят через слабый грунт и нижним концом опираются на прочное основание, передавая на него всю нагрузку от строения.
Отличие фундамента промышленного от частного
Основное отличие промышленных фундаментов, в том числе и фундаментов гражданского многоэтажного строительства, от фундаментов частного малоэтажного строительства заключается в том, что промышленные объекты производят значительно большую нагрузку на строительное основание. Промышленные фундаменты многоэтажных зданий часто испытывают нагрузки не только на сжатие, но и на растяжение, скручивание, смещение. Поэтому промышленные фундаменты отличаются большей прочностью, массивностью, более высокими требованиями к материалам, и дороговизной.