Последовательность сборки многоэтажных модульных конструкций: снизу вверх или секциями?
При возведении зданий из объемных блоков решающее значение имеет порядок их монтажа. Принятая последовательность напрямую влияет на сроки, стоимость и нагрузку на грузоподъемную технику.
Для модулей из стали и железобетона на заводе заранее выполняется отделка, проводка, сантехнические узлы. Поэтому отклонение в геометрии даже на 3 мм приводит к неплотной стыковке и образованию щелей, особенно при горизонтальных соединениях.
При монтаже снизу вверх рабочие начинают с подземного уровня или цоколя, где заранее предусмотрены анкеры, закладные и стальные стаканы. Погрешность установки допускается в пределах ±5 мм по горизонтали и ±2 мм по вертикали, что достигается регулировкой опорных подкладок.
Каждый модуль массой от 8 до 16 тонн подается краном с вылетом не менее 30 м и грузоподъемностью от 40 до 80 тонн, в зависимости от высоты. При высоте здания до 6 этажей используется стандартный башенный кран, при 9 и выше – телескопическая техника.
Стыковка модулей по нижнему ярусу возможна только при полном выравнивании предыдущих. Для фиксации применяются закладные пластины 12–16 мм, сварка швом 6–8 мм, а также болтовое соединение М20–М24.
В местах сопряжения перегородок закладываются стальные уголки, а в плоскости перекрытий используется контактная сварка. Герметизация швов ведется мастикой или инъекционным полиуретаном с коэффициентом расширения до 20.
В случае секционного метода установка блоков ведется не по этажам, а вертикальными колоннами – стволами. Сначала собирается вся одна секция – например, лестнично-лифтовой узел – на полную высоту, после чего к нему присоединяются модули на остальных ярусах.
Этот способ позволяет быстрее стабилизировать несущую геометрию, но требует жесткой фиксации опор в основании, чтобы избежать смещений от ветровой нагрузки, особенно при сборке выше 20 м.
Подобный подход предпочтителен в регионах с сезонными ветрами выше 10 м/с, поскольку уменьшает парусность по мере наращивания. В случае с модульными гостиницами, блоки со стояками водоснабжения и канализации поднимаются вертикально в первую очередь, чтобы обеспечить доступ к инженерным коммуникациям в процессе всей сборки.
Только после этого монтируются жилые помещения с оконными проемами, перегородками и отделкой.
В многоквартирных объектах секционный монтаж удобен при плотной застройке, когда подъезд техники ограничен. Краны при этом располагаются не сбоку, а внутри секции, работая в "колодце", что снижает вылет стрелы и увеличивает грузоподъемность за счет уменьшения плеча.
На стройплощадке остается больше пространства для временного складирования и маневра.
Особенности фундамента также влияют на выбор порядка установки. При свайном основании с ростверком важно равномерно распределить нагрузку.
В случае с поэтажным монтажом нарастает давление по мере подъема. При секционном – пиковое значение приходится на начальную стадию, что требует контроля по осадке: она не должна превышать 2 мм на 1 м. Для выравнивания используют домкраты с регулируемой плитой и компенсирующие прокладки из оцинкованной стали толщиной от 1,5 до 5 мм.
Фиксация блоков между собой в обоих подходах выполняется с применением высокопрочных анкеров класса АIII диаметром 20–25 мм, а также шпилек с резьбой по ГОСТ 9066. Протяженность соединений проверяется по чертежам КЖ и АР, контрольные точки выставляются лазерным нивелиром.
Уклон плоскости пола не должен превышать 3 мм на 2 м.
В конструкциях со стальными каркасами применяется метод болтовой сборки без сварки, что ускоряет монтаж. Расчет болтов ведется по формуле: N = Q / (n * R), где Q – усилие, n – количество соединений, R – расчетная несущая способность болта.
При этом используется коэффициент запаса прочности не менее 1,2. Для внутренних креплений подходит крепеж класса прочности 8.8, а для внешних – не ниже 10.9.
В зданиях с высотой более 12 этажей обязательна установка временных растяжек через каждые три уровня. Они крепятся к закладным в стенах и предотвращают раскачивание модулей от ветра или случайных нагрузок.
Площадь опорного пятна каждого блока рассчитывается с учетом сжимающей нагрузки, исходя из формулы: S = N / σ, где σ – расчетное сопротивление бетона, обычно принимаемое равным 14–17 МПа для марки В25.
Для упрощения сборки применяются направляющие флажки, закладываемые в торцы еще на заводе. Их длина составляет 120–150 мм, а диаметр 16 мм, что позволяет точно позиционировать блоки без лишнего перемещения краном.
Совмещение по диагонали проверяется измерительной рулеткой с погрешностью не более 2 мм. Отклонение оси установки допускается не более 5 мм от проектной отметки.
Сборка снизу вверх позволяет равномерно загружать основание, но требует завершения всех работ на нижнем ярусе до начала установки верхних. В случае с секционной стратегией удобно монтировать технические этажи с инженерными магистралями отдельно, изолированно от жилых или коммерческих уровней.
Это сокращает количество временных проходов, снижая затраты на внутреннюю логистику.
Сравнение темпов показало, что при нижней схеме монтаж 5-этажного дома занимает от 15 до 18 рабочих дней при наличии двух бригад и одного крана. При вертикальной сборке – до 12 дней при условии полной доступности узлов и постоянной поставки модулей.
На 1 м² общей площади расходуется от 28 до 32 чел.-часов, включая подготовку, сварку и герметизацию.
Блоки транспортируются с учетом схемы монтажа. При секционном методе необходимо заранее отсортировать элементы, относящиеся к определенному стояку.
В противном случае возрастает количество перетаскиваний и простоев крана. На хранение под открытым небом допускается не более 5 суток при условии наличия гидроизоляции и фиксации по углам.
Практически на всех объектах высотой свыше 15 метров дополнительно применяется система вертикальных тяг, соединяющая модульные этажи по четырем углам. Это улучшает пространственную жесткость и перераспределяет нагрузки между этажами.
Диаметр тяг варьируется от 20 до 28 мм, усилие натяжения контролируется динамометрическим ключом с точностью ±2%.
При выборе стратегии решающим становится тип объекта, планировка, график поставок и условия стройплощадки. При плотной застройке и минимуме пространства разумнее использовать поэтапную установку вертикальными секциями.
В открытых условиях и при линейной планировке подходит метод ярусной сборки, особенно при четкой последовательности отделочных и инженерных работ.