Фундамент для модульного здания: виды и условия установки

Что такое модульное здание и его практическое использование

Сооружение относится к категории быстровозводимых зданий, деталями для которого выступают готовые секции, сделанные на базе стандартных блок-контейнеров. Все элементы производятся в стационарных заводских условиях, на строительную площадку доставляются в уже собранном виде, где собираются вместе при помощи подъёмного крана. Расположение отдельных секций устанавливается проектом и может быть сделано как в один ярус, так и предполагает многоэтажную планировку. Соединения каждой из деталей производится при помощи заранее предусмотренных дверных переходов или посредством межмодульных секций, выполняющих роль сплошных коридоров, галерей, холлов. Таким образом формируется общая структура здания с предварительно запланированными архитектурными и инженерными характеристиками.

Модульные здания способны использоваться в широком диапазоне целей. На их базе создаются как временные объекты (летние лагеря, сезонные образовательные центры, выставочные площади, строительная инфраструктура), так и предназначенные для постоянной эксплуатации промышленные или складские предприятия, офисы и медицинские учреждения.

Проекты модульных домов выгодны по нескольким направлениям:

• Во-первых, они существенно сокращают период строительства и не требуют проведения дорогостоящих земляных работ. Это особенно чувствительный пункт в условиях труднодоступной местности при отсутствии или ограниченной пропускной способности транспортной инфраструктуры.
• Во-вторых, благодаря скорости реализации таких проектов появляется возможность быстрого возврата инвестиционных затрат.
• В-третьих, могут быть демонтированы без ущерба для конструкции и перемещены к месту базового расположения или на новую площадку.
• При относительно невысоких затратах могут полностью заменить аналогичные по размеру капитальные здания.
• Поскольку все элементы доставляются на строительную площадку в готовом виде, внутренние работы не зависят от погодных условий и могут производиться сразу же после установки деталей модуля.
• Проекты модульных домов считаются образцом гибкого подхода к планировке. В процессе эксплуатации они могут трансформироваться. Например, дополняться новыми деталями и расширяться или же наоборот – производить демонтаж неиспользуемых площадей.

Упоминая о недостатках, чаще всего называют такие причины, как объёмность деталей и связанная с ней сложность перевозки готовых блоков. Поэтому каждый индивидуальный проект предусматривает анализ транспортной инфраструктуры и возможность доставки по ней до строительной площадки готовых изделий.

Условия, влияющие на выбор типа фундамента для модульного здания

Качество грунта на строительной площадке – важнейший элемент, влияющий на технологию постройки фундамента и глубину его заложения. Необходимо учитывать все естественные параметры, чтобы правильно выбрать нужный тип и произвести соответствующие земляные работы.

Учитываются: механический состав почвы и особенности геологии, сезонные изменения верхнего и нижнего уровней грунтовых вод, глубина промерзания в зимний период. Иногда, в местности с неблагоприятным сейсмическим фоном, приходится брать в расчёт и существующую опасность подземных толчков.

От комплекса всех известных особенностей зависит принятый выбор по определению технологии постройки фундамента. При этом различаются следующие стандартные примеры.

• Каменистый грунт. Может стать причиной использования недорогого малозаглублённого основания. Устойчив к пучению, не подвержен изменениям при переходе климатических периодов, обладает минимальной влажностью.
• Песчаная почва. Подходит для большинства типов фундаментов. Глубина промерзания находится на уровне одного метра, хорошо пропускает и не задерживает влагу, из-за чего снижаются затраты на гидроизоляционные работы.
• Хрящеватая земля из смеси мелкого камня, песка и глины. Ещё один универсальный вид, позволяющий выбирать подходящий вариант из всего арсенала технологий постройки фундамента. Такой грунт не размывается водой (этому противодействует мелкий щебень), не пучится и не склонен к подвижкам при колебаниях температуры.

Наиболее опасными считаются места, на которых залегают различного вида суглинки (комбинация песка и глины в произвольных пропорциях). Такие почвы подвержены пучению. Здесь требуется подготовка подушки под фундамент, применение гидроизоляции и создание отмостки, чтобы отводить излишки атмосферных осадков. Они не предполагают мелкого заложения фундамента, потому что подвержены сильному промерзанию (1,5 м и более того).

Вторая по степени риска группа – грунт с содержанием торфа. Торфяной слой срезают, вывозят, а образовавшийся котлован заполняют новой землёй. В противном случае модульный дом провалится в рыхлую неустойчивую массу.

Следующими по списку идут ещё два характерных параметра.

1. Промерзание. От него зависит способность земли пучиться. Это явление наблюдается при оттаивании почвы, а затем её повторном замерзании при возвращении отрицательных температур. Подобные сценарии нередко случаются в весенний период. При этом возникает расширение почвы, её подвижки, смещение верхних слоёв и как следствие процесса – деформация фундамента, появление трещин и разрушение.
2. Уровень грунтовых вод и влажность. Пропитывая строительные конструкции, вода приводит к постепенному нарушению целостности фундамента, его подмыванию и, возможно, смещению отдельных блоков (столбов, свай). 
   Если на выбранном для установки модульного дома участке наблюдаются подобные негативные явления – лучшим способом считается обустройство плитного основания из бетона и армированной сетки. Такая технология оптимальным образом распределяет нагрузку по площади фундамента.

Если на выбранном для установки модульного дома участке наблюдаются подобные негативные явления – лучшим способом считается обустройство плитного основания из бетона и армированной сетки. Такая технология оптимальным образом распределяет нагрузку по площади фундамента.

Виды фундамента для модульного здания

При установке модульного дома любой конфигурации и этажности, фундамент принимает на себя общий вес конструкции. Поэтому от его правильного выбора и отвечающего нормам строительства исполнения зависит качество всех производимых далее работ.

Временные одноэтажные сооружения, в которых нагрузка на квадратный метр не превышает 200 кг, могут обходиться совсем без фундамента и устанавливаться непосредственно на твёрдую и ровную земляную поверхность. Но лучше всё-таки избегать прямого контакта металлических конструкций с почвой. Поэтому в подобных случаях по периметру выкладываются подставки из кирпича, плитки или любых других аналогичных материалов; их верх закрывается гидроизолирующим гибким слоем (например, рубероид); затем на подготовленных местах устанавливается модульный дом.

Монолитная плита из бетона. Считается одним из старейших способов постройки фундамента и хорошо себя зарекомендовала в эксплуатации. Известна с тех пор, как человечество изобрело цемент и начало его использовать для строительства. С развитием технологий плитный способ не утратил своей актуальности и остаётся в арсенале профессионалов до настоящего времени. Характеризуется относительной простотой создания и неприхотливостью, но при этом потребуется выполнить приличный объём земляных работ, связанных с подготовкой котлована и заливкой самой плиты.

• В котлован (глубина до 0,7 м) насыпается подушка из песка. Дно трамбуется виброплитой до получения ровного и плотного основания.
• Подводятся все инженерные коммуникации, которые по проекту должны быть оборудованы в модульном доме.
• Укладывается слой геотекстильной ткани. По своим характеристикам она похожа на обычный спанбонд, применяемый дачниками на загородных участках. Но при этом гораздо плотнее и долговечнее. В фундаменте служит для разделения слоёв песка и щебня.
• Засыпается щебень и трамбуется. Если нет слоя геотекстиля – в промежутки камней попадёт песок и слои смешаются между собой.
• Осуществляется проливка камня раствором битума. Он способствует гидроизоляции.
• Стенки и дно закрываются любым из видов утеплителя. В этом качестве обычно выступает пенополистирол. 
•  По периметру строится опалубка из досок (фанеры). Её высота поднимается выше уровня предполагаемого фундамента, а углы должны быть идеально прямыми. 
• Вся площадь будущей плиты закрывается арматурной сеткой. Так достигается устойчивость к деформации.
• В опалубку заливается бетон и трамбуется, чтобы удалить из него воздух и избежать возникновения внутренних пустот. Важно произвести работы в один день
• Поверхность плиты выравнивается строительным правилом.

Следующие несколько дней фундамент поливают водой, чтобы избежать растрескивания состава. Полное «созревание» бетона происходит за месяц. Спустя 4 недели на нём не должны проступать сырые пятна и можно начинать этап монтажа модульного дома.

Бетонные плиты. Очень простой способ создания фундамента. Для него берутся аэродромные плиты, которые укладываются на предварительно выровненную поверхность земли. Важно заметить, что подъездные пути также придётся покрыть ими же, чтобы избежать проседания грунта под транспортом. Такой материал хорошо зарекомендовал себя при использовании в местности, с повышенным уровнем сейсмической опасности. Его применяют вблизи от территорий, на которых производятся взрывные работы, бурение, прокладываются транспортные магистрали или существует другой вибрационный фон, способный воздействовать на целостность основания.

Фундаментные блоки. Недорогой и быстрый способ организовать поверхностное основание для установки модульного здания. Существует несколько разновидностей исходного материала, из которых делается глинобетон, вспененный и силикатный бетон. Они обладают небольшим удельным весом и, в зависимости от размера, элементы конструкции чаще всего перемещаются по строительной площадке вручную, без использования специальной техники. Подобные блоки характеризуются хорошими показателями прочности и морозостойкости, но серьёзной критике подвергается их паропроницаемость. Поэтому в случае даже небольшого заглубления в землю требуется проводить полную гидроизоляцию. Но при поверхностном размещении этот пункт становится несущественным. Камни выкладываются по периметру каждого элемента модульного здания и могут даже не скрепляться между собой при помощи бетонного раствора. Критически важны всего два показателя: твёрдость площадки, предназначенной для постройки, и её ровность (уклон не более 2-3% по диагоналям и углам).

Деревянный брус. Ещё один практический способ сократить время работ и стоимость фундамента. Рекомендуется использовать хвойные породы дерева, сечение не менее 100х100 мм. Брус укладывается рядами под каждый из блок-контейнеров, входящих в состав модульного дома. Иногда встречается и другое решение. Вместо пиломатериалов используется металлопрокат: металлические балки, швеллер. Одним словом, в дело пойдёт любой прочный материал, который имеется в наличие. Но подобную замену фундамента можно допускать лишь в случае временной установки модульных сооружений. Долгосрочная эксплуатация таких конструкций небезопасна.

Винтовые сваи. Почти идеальное решение, выручающее в случае необходимости выхода на сложные грунты. Не требует много времени и больших финансовых затрат. Единственным условием будет определение глубины промерзания земли и заглубление свай ниже этого уровня. 

•  размечается строительная площадка. Расстояние между элементами не должно превышать 2 м. На фундамент для стандартного блок-контейнера закладывается 6 винтовых свай (4 по углам и пара посередине боковых длинных стенок);
• создаются отверстия в земле, опускающиеся до заранее определённого уровня глубины;
• верхняя опорная часть свай выравнивается по единому уровню;
•  чтобы избежать коррозии металла, каждый элемент заполняется бетоном. Также раствор существенно влияет на продление срока службы и прочность конструкции;
• монтируются оголовки, перемычки, производится защитная окраска; 
• заключительным этапом делается обвязка деревянным брусом.

На установленный таким образом свайный фундамент не действуют процессы пучения грунта, а модульное здание получает надёжную и долговечную связь с землёй. Удобно ещё и то, что при необходимости все металлические элементы в случае демонтажа дома могут быть извлечены и в дальнейшем использованы в новом проекте.

• Столбчатый фундамент. Его можно считать разновидностью свайного, но в качестве опор выступают дерево, кирпич, железобетон и другие подобные им материалы. Для массивных строений такой вид не подходит, но с лёгкими модульными зданиями он вполне может использоваться. В зависимости от условий проекта, заглубление в землю производится на уровень 0,5-1,5 м. В активе такого фундамента находится его низкая стоимость, скорость возведения, устойчивость в условиях нестабильного грунта. Но на глинистых и торфяных почвах, при сложном рельефе и на склонах столбчатое основание применяться не может.

• Ленточный фундамент. Группа оснований, характеризующихся замкнутым контуром и усилением под несущими стенами. Встречаются различные варианты этого типа: монолитные (бетонный раствор с армированием заливается в опалубку) и сборный, сделанный из блоков или панелей. По глубине погружения в землю различаются два вида – малозаглублённый и заглублённый. В первом случае размер траншеи не превышает 0,5 м (если требуется песчано-гравийная подушка и гидроизоляция – 0,7 м), а во втором опускается ниже уровня промерзания на 30-50 см.

В целом, все перечисленные типы фундаментов способны стать надёжным основанием для модульного дома на любом из видов грунтов. Единственное замечание касается того, является здание временным или стационарным. В первом случае есть резон ограничиться поверхностной конструкцией из дерева или блоков, а не тратить время и деньги на длительные трудоёмкие земляные работы.