Гидроизоляция подземных строительных конструкций

В предлагаемой статье речь пойдёт о защите от влаги, которая, выпадая в виде атмосферных осадков и проникая в грунт, изменяет влажность среды, образует подземные воды, создаёт гидростатический подпор, оказывая, тем самым, отрицательное воздействие на состояние подземных строительных конструкций.

Типы гидроизоляции

В отличие от кровельной изоляции (легко доступной для осмотра и ремонта), гидроизоляция, обычно, скрыта массивными элементами конструкций, засыпками, различными элементами покрытий и защитными конструкциями.

Поэтому, осмотр и ремонт гидроизоляции сильно осложнены, а зачастую и вообще невозможны. Следовательно, гидроизоляция должна быть надёжной и долговечной, а качество изоляционных работ — безупречным.

Трём видам воздействия воды ( гидростатическое давление, омывание без давления и капиллярный подсос) соответствуют три типа гидроизоляции.

Противонапорная гидроизоляция

Противонапорная гидроизоляция, обычно, выполняется со стороны воздействия воды (наружная), при строительстве новых объектов, когда сооружение находится в водоносном слое.

Если возникает необходимость устройства гидроизоляции в существующих зданиях, то принято говорить о внутренней гидроизоляции.

Безнапорная гидроизоляция

Безнапорная гидроизоляция устраивается для противодействия фильтрационной влаге, сезонной верховодке, а также в дренируемых полах и перекрытиях с сырыми технологическими процессами.

Противокапиллярная гидроизоляция

Противокапиллярная гидроизоляция выполняется для изоляции частей сооружений в зоне капиллярного подъёма воды, для защиты от грунтовой влаги.

* * *

Конструкция гидроизоляции определяется функциональными требованиями обеспечения допустимой влажности помещений. Другими словами — степенью водопроницаемости, водостойкости, паропроницаемости и долговечности.

Часто на выбор типа и материала изоляции оказывают влияние возможности подрядных организаций, сезон и темпы производства работ и другие причины.

По влажности помещения делятся на три категории:

q сухие — на потолке, на стенах и полах отсутствуют сырые (тёмные) пятна;

q сырые — на ограждающих поверхностях могут образовываться сырые пятна без подтёков;

q мокрые — мокрые пятна на ограждающих поверхностях могут отпотевать (при этом, необходимо устраивать водосборные лотки и приямки с автоматической откачкой воды).

При устройстве ограждающих подземных конструкций ниже уровня грунтовых вод, предпочтение должно отдаваться наиболее трещиностойким и водоустойчивым материалам (бетон, железобетон).

Цементный камень также является преградой для воды, однако, он не абсолютно водонепроницаем. При этом, проницаемость цементных бетонов и растворов можно снизить, путём соответствующей дозировки и введения специальных добавок, которые увеличивают плотность цементного камня.

В зданиях с подвалами, защита горизонтальных и вертикальных поверхностей стен от капиллярной грунтовой влаги является обязательной, даже при отсутствии грунтовых вод в зоне расположения подвальных помещений.

Методы устройства гидроизоляции

В строительстве применяются самые разнообразные методы устройства гидроизоляции. Это многообразие целесообразно подразделить на основные (широко применяемые) и специальные (пропиточные, инъекционные и термогидроизоляционные).

Оклеечная гидроизоляция

Оклеечная гидроизоляция может выполняться из рулонных или листовых материалов заводского изготовления (битумных или полимерных, реже композитных).

Обмазочная гидроизоляция

Обмазочная гидроизоляция наносится в виде толстых слоёв горячих и холодных мастик (обычно в два или несколько слоёв).

Штукатурная гидроизоляция

Штукатурная гидроизоляция отличается от обмазочной меньшей подвижностью наносимых составов, включающих, как правило, более крупные наполнители, а также большей толщиной слоя покрытия (6-50 мм).

Этот вид защиты создаётся на основе цементных торкретрастворов и торкретбетонов, пневмобетонов, полимербетонов, холодных и горячих асфальтовых мастик и растворов.

Жёсткая листовая гидроизоляция

Такой вид гидроизоляции устраивается из металлических или полимерных листов, с жёстким креплением к ограждающим конструкциям с помощью сварки или на анкерах, шурупах, клее, дюбелях и т. п.

Окрасочная гидроизоляция

Окрасочная гидроизоляция выполняется нанесением плёнкообразующих жидких и пастообразных материалов малярными кистями, краскопультами, щётками и шпателями.

Битумные и полимерные покрытия, для повышения прочности и трещиностойкости, армируют стекломатериалами или металлическими сетками.

Глиняная гидроизоляция

Глиняная гидроизоляция (глиняный замок) использует свойство жирных глин выдерживать напор до порога, равного «начальному градиенту напора».

При наружной гидроизоляции, глиняная прослойка создаёт эффект закупоривания пор бетонной ограждающей конструкции, т. е., делает бетон условно непроницаемым.

Подготовительные работы

Перед началом работ, проводится водопонижение до нижних отметок бетонной подготовки (ниже приямков лифтовых шахт, водоприёмных лотков и др. вынужденных понижений).

Обычно, водопонижение устраивают при помощи открытого водоотлива или с помощью дренажных водоводов. Чаще всего устраивают кольцевой дренаж (иногда в сочетании с пластовым дренажём).

При глубоких котлованах и оплывающих грунтах, возникает необходимость в устройстве шпунтовых ограждений.

В стеснённых городских условиях, часто требуется сведение к минимуму размеров котлованов, т. е., вынужденное приближение шпунтовых ограждений к конструкциям гидроизоляции.

При этом, следует учитывать, что слишком близкое расположение шпунта делает невозможным его последующее извлечение без ущерба для изоляции.

В котлованах с небольшим притоком грунтовой воды существует угроза затопления ливневыми водами. Из-за этого в котлованах также может скапливаться большое количество воды.

Чтобы избежать «потопа» в открытых котлованах, независимо от типа грунтов по периметру сооружения, вокруг бетонной подготовки рекомендуется устраивать канавы, дно которых на 200-300 мм ниже гидроизоляции.

Канавы должны быть обеспечены водосборными колодцами или зумпфами для удаления воды насосами.

Бетонная подготовка выполняется толщиной 80-100 мм из бетона класса В7,5 (марки М100). Количество мелких фракций в бетоне должно обеспечивать создание шероховатой плотной поверхности.

Особенно важно прочное прилегание бетонной подготовки к естественному грунту. Образовавшиеся при перекопке и удалении инородных включений пустоты, должны быть заполнены тощим бетоном или щебнем с проливкой раствором.

Отрицательное воздействие на гидроизоляцию оказывают оставленные в основании подготовки чужеродные предметы (остатки старых фундаментов, обрезанные сваи, обломки конструкций и т. п.), которые, при осадке сооружения, воздействуют на гидроизоляцию, создавая продавливающую сосредоточенную нагрузку.

Места резкого изменения нагрузок от сооружения, консольные выступы за пределы опорных частей и изломы с перегибами, в подготовке должны быть армированы сетками на длину, примерно, 1-1,5 м. На Рис. 1 показано армирование консольного выступа бетонной подготовки.

До устройства гидроизоляции изолируемые поверхности необходимо подготовить следующим образом:

q устранить острые углы скашиванием их по фаске под углом 45° или закруглением внутренних углов штукатурным цементным раствором по радиусу 100 мм;

q выровнять неровности, заделать и сгладить раковины, поверхности каменной кладки затереть штукатурным раствором;

q очистить поверхности от пыли и мусора;

q перед нанесением горячих мастик поверхности просушить, а при покрытии цементной штукатуркой или холодными мастиками — промыть и увлажнить;

q огрунтованные поверхности должны быть просушены до полного испарения растворителя;

q поверхности под штукатурки (цементные или горячие асфальтовые) обрабатываются пескоструйными аппаратами, или на них выполняется насечка.

Основная форма

наружной напорной изоляции

Наиболее распространенная форма наружной гидроизоляции представлена на Рис. 1. Наружная изоляция имеет ряд достоинств, при воздействии напорных грунтовых вод.

· Так, гидростатическое давление нагружает только несущие ограждающие конструкции, которые надёжно защищены снаружи не только от воды, но и от возможного воздействия химически агрессивных сред.

· Наружная гидроизоляция не регламентирует разделения сооружения внутренними стенами. Опасность повреждения наружной гидроизоляции сведена к минимуму.

· При наличии тепловых источников внутри изолируемых помещений, гидроизоляция разогревается не сильно и не оплавляется.

· Легче осуществляется защита от всплытия, т. к. гидроизоляция пригружена весом вышележащих конструкций.

· На гидроизоляцию, расположенную под фундаментной плитой, передаётся давление от сооружения, на её боковые поверхности — от давления грунта обратной засыпки, т. е., создаётся необходимое усилие «зажатия» гидроизоляции.

Указанные достоинства наружной гидроизоляции и обуславливают её применение, в случаях внешнего воздействия воды.

На вертикальных участках противонапорная гидроизоляция должна возвышаться над максимально возможным уровнем грунтовой воды на 0,5 м. Расчётная высота подпора воды принимается от низа пригрузочной плиты до верха гидроизоляции.

На вертикальных поверхностях выше напорной гидроизоляции и до планировочных отметок, устраивают противокапиллярную изоляцию.

Наиболее распространённой и широко применяемой является оклеечнаягидроизоляция, на основе битумных или пековых материалов, а также асфальтовая штукатурка. Эти материалы наиболее доступны, относительно дёшевы и долговечны.

При этом, следует учитывать, что в одной гидроизоляции нельзя применять материалы на основе битума и материалы на основе пеков или дёгтей.

При выполнении оклеечной изоляции, необходимо учитывать следующее:

ü гидроизоляция должна быть окружена с двух сторон жёсткими строительными конструкциями так, чтобы между ними не было пустот;

ü оклеечная гидроизоляция обладает ползучестью и может воспринимать только усилия, направленные под прямым углом к её поверхности;

ü на поверхности гидроизоляции не должно быть резко меняющихся распределённых и сосредоточенных нагрузок;

ü окелеечная гидроизоляция должна быть запрессована между двумя поверхностями сооружения под давлением, не менее 10 кПа и не более 500 кПа;

ü наклеивание полотен должно производиться на жёсткое основание послойно с перехлёстом 100 мм и с разбежкой швов 500 мм.

Этапы работ

Выполнение гидроизоляции обычно подразделяется на несколько этапов.

По подготовке выполняется изоляция днища, затем, она покрывается защитной стяжкой. Производить какие-либо сторонние работы непосредственно на изоляционном ковре категорически запрещается.

Толщина защитного слоя из мелкозернистого бетона класса В7,5 или цементного раствора М50 должна быть не менее 50 мм (иногда, горизонтальную стяжку выполняют из песчаного асфальтобетона).

Работы по укладке организуют таким образом, чтобы рабочие не ходили по незащищенной изоляции и не складировали инвентарь, приборы и строительные материалы.

Защитная стяжка должна перекрывать выпуски изоляции для создания перестыковки с вертикальной изоляцией (см. Рис. 2). Продолжение работ на стяжке возможно только после набора бетоном необходимой прочности.

На вертикальных поверхностях высотой до 2 м, выполняются защитные штукатурки-стяжки без армирования по покрытой горячим песком изоляции.

На поверхностях высотой более 2 м — по металлической сетке, прикреплённой за верхний край. Сетку выравнивают, приклеивая её в отдельных местах горячей мастикой.

Монтаж вертикальной гидроизоляции

Существуют два способа монтажа вертикальной гидроизоляции: наружный и внутренний.

Внутренний — применяют для выполнения гидроизоляции в стеснённых условиях существующей застройки или при примыкании к старым фундаментам.

В этом случае, сначала возводится защитная конструкция, затем, на неё наносится вертикальная гидроизоляция и, используя ограждение с изоляцией в качестве опалубки, возводится ограждающая конструкция стены (см. пояснение на Рис. 3 и Рис. 4).

На Рис. 4 изображено примыкание гидроизоляции к фундаментам существующего здания.

Здесь особенность заключается в том, что в осадочном шве отсутствует активное давление грунта на прижимную стенку.

Поэтому, принято решение использовать железобетонную плиту, прикреплённую к несущей стене с помощью тарельчатых анкеров (на плиту — не менее четырёх М20), чтобы предотвратить образование зазоров в плоскости гидроизоляции.

Альтернативным решением подобного примыкания к старым фундаментам могло бы быть использование жёсткой листовой изоляции (например, металлической).

При наружном способе выполнения рулонной битумной изоляции, сначала возводится ограждающая конструкция стены и на неё наносится вертикальная гидроизоляция.

Затем, возводится прижимная защитная конструкция. Этот способ применяют в тех случаях, когда с внешней стороны (в пазухах) достаточно места для производства гидроизоляционных работ.

Защитные (прижимные) стенки выполняют из кирпича или бетонных блоков толщиной 120 мм. Зазор между гидроизоляцией и стенкой (до 15 мм) заполняется цементным кладочным раствором.

Защитная стенка разрезается вертикальными швами с прокладкой двух слоёв рулонного материала на перегибах, в углах и на прямых участках через 4,5-5 м.

На прижимные стенки недопустимо передавать нагрузки и опирать несущие конструкции.

При устройстве противонапорной изоляции, необходимо выполнять минимально возможное количество температурных и осадочных швов, а также, снижать количество пропусков коммуникаций, консолей и анкеров.

Изоляцию над швами рекомендуется выполнять в усиленном варианте. В качестве усиления применяют фольгу, тканевые материалы или листовые металлы (железо, алюминий, медь или латунь).

Осадочные или температурные швы перекрываются волнистыми компенсаторами (там, где ожидаются большие деформации).

Компенсаторы крепятся к изоляции с помощью специального зажимного устройства. При этом, концы гидроизоляции компенсаторов зажимают накладными ленточными (плоского или уголкового профиля) фланцами на болтах (см. Рис. 5).

Нижний фланец с обваренными головками болтов закрепляется в плите с помощью приваренных анкеров. На стальную поверхность наплавляется (с помощью паяльных ламп или пропановых горелок) битумная мастика и выполняется гидроизоляция.

После этого, устанавливают компенсаторы (между полосками рубероида и битумной мастики) и навинчивают подвижные фланцы.

При слишком больших перемещениях (порядка 50 мм), неравномерных осадках и кренах, следует применять компенсаторы с двойной волной.

Пластмассовые компенсаторы, по своим свойствам, намного превосходят металлические. При соответствующих размерах, они могут заменять металлические.

Пропуск труб, кабелей, анкеров и др. деталей осуществляют через закладные трубы (сальники), которые устанавливаются так, чтобы их наружная поверхность совпадала с плоскостью гидроизоляции.

При групповом пропуске, гильзы ввариваются в общий наружный фланец, который перекрывается изоляцией и по контуру затягивается свободным накладным фланцем (чаще всего, из листового или уголкового профиля).

При пропуске через гидроизоляцию, применяют «тарельчатые» анкеры. Суть их состоит в том, что они имеют два фланца: один — наглухо приваренный к стержню анкера, и второй — надеваемый после выполнения гидроизоляции и прижимаемый гайкой по резьбе на анкере.

Защита от всплытия

Гидроизоляция подземной части, имея замкнутое «дно», по сути, представляет собой плавучее сооружение.

При равенстве нагрузки от сооружения давлению вытесненной жидкости, оно находится в состоянии неустойчивого равновесия и почти готово всплыть.

Обычно, всплытие происходит с перекосом, и гидроизоляция отрывается от бетонной подготовки.

После всплытия сооружения и понижения уровня воды, осадка происходит также с перекосом, и всю ранее построенную часть приходится демонтировать.

Часто всплытие происходит по причине преждевременного прекращения работ по водопонижению (из-за отключения подачи электроэнергии к насосам, желания сэкономить на водоотливе, аварийного затопления пазух ливневыми или паводковыми водами и т. п.).

Гидроизоляция

подвальных помещений

в ранее построенных зданиях

Такой тип гидроизоляции представляет собой внутренний железобетонный лоток или ящик, который выполняется после изоляции внутренних поверхностей ограждающих конструкций.

Этот вариант намного сложнее. Находящаяся за изоляцией вода по капиллярам может подниматься по стенам выше гидроизоляции, поэтому, для сухих помещений необходимо предусматривать соответствующую изоляционную защиту и вентиляцию.

Особые трудности возникают при заделке гидроизоляции для создания пригруза против всплытия.

Собственного веса внутреннего лотка бывает недостаточно для компенсации давления на днище вытесненной воды.

Создание пригруза за счёт выполнения утолщённого пола, в большинстве случаев, невозможно из-за малой высоты подвальных помещений. Вследствие этого, приходится разбирать старый пол, а иногда и выступающие части фундаментов.

Чтобы лоток не всплыл, поверху гидроизоляции, в ограждающих помещения стенах, выбирается горизонтальная штраба, куда заводится консоль монолитной железобетонной «рубашки» (см. Рис. 6).

При больших пролётах в изолируемых помещениях и значительной их глубине, прижимную конструкцию закрепляют с помощью тарельчатых анкеров.

Для водопонижения, на время производства работ, внутри помещений устраивают пластовые дренажи с дренажными колодцами.

Их изготавливают из металлических труб большого диаметра с приваренной снаружи диафрагмой для сопряжения с гидроизоляцией. Верх заканчивают фланцем для последующего перекрытия металлической крышкой на резиновой прокладке.

В данной статье не ставилась задача полного изложения проблемы устройства гидроизоляции.

Автору хотелось только очертить круг вопросов, чтобы обратить на них внимание специалистов, соприкасающихся с таким видом строительных работ.

ландшафтные встраиваемые светильники