strona 1 Hydroizolacje pionowe garaży i parkingów podziemnych Hydroizolacje pionowe garaży i parkingów podziemnych są zadaniami wymagającymi od projektantów i wykonawców niezwykle starannego podejścia, bowiem jakiekolwiek błędy prowadzą do niezwykle kosztownych prac naprawczych - zwłaszcza przy budynkach znacznie zagłębionych lub o intensywnym zagospodarowaniu przyległego terenu. Coraz częściej projektuje się głęboko posadowione garaże i parkingi aut, lokalizując je na najniżej położonych kondygnacjach podziemnych. Dotyczy to zarówno obiektów o wydzielonym przeznaczeniu, jak też użyteczności publicznej czy zespołów mieszkaniowych. Obserwując eksploatację tych obiektów można stwierdzić, że zapewnienie należytej szczelności hydroizolacji w obszarze podziemnym zależy w jednakowym stopniu od starannego rozpoznania warunków gruntowo-wodnych wokół obiektu i związanego z tym doboru technologii przez projektanta, jak też od prawidłowego przygotowania podłoża i niezwykle starannego przestrzegania technologii robót przez wykonawcę. Projektant ma dzisiaj do dyspozycji wystarczającą ilość najnowszych technologii hydroizolacji - na wszystkie rodzaje podłoży: od murowanych przez prefabrykowane do wylewanych na budowie. Do lamusa odeszły już tradycyjne technologie oparte na papach na lepiku. Przyczyną są liczne wady technologii tradycyjnych - głównie związane z utrudnioną kontrolą jakości prac (szczególnie w strefach styku ścian z ławami czy płytami), jak też z koniecznością stosowania rozmaitego typu ścian dociskowych. Nowoczesne technologie pozwalają bez większego wysiłku uzyskać szczelne hydroizolacje wytrzymujące znaczne nawet parcie wody, a także odporne na procesy starzenia. Żywotność ich ocenia się na kilkadziesiąt lat i dłużej. Dobór technologii jest ściśle związany z warunkami gruntowowodnymi posadowienia budynku. Wzorując się na niemieckich wytycznych, wyróżnia się trzy przypadki oddziaływania wody na podziemne partie budynków. Przypadek wilgoci gruntowej Wilgoć gruntowa jest związana z zaleganiem wody pomiędzy ziarnami kruszywa na skutek włoskowatości przestrzeni pomiędzy nimi. W wyniku oddziaływania sił kapilarnych woda ta podciągana jest w kierunku przeciwnym do siły ciążenia, czyli ku górze. Wysokość podciągania jest tym większa, im bardziej grunt jest drobnoziarnisty oraz spoisty. Podczas nawet długotrwałych braków opadów atmosferycznych, grunt wokół budynku i pod nim jest stale wilgotny. Oprócz wilgoci kapilarnej, mamy do czynienia z wodą przesączającą się a pochodzącą z opadów atmosferycznych. Jeżeli mamy do czynienia z gruntem o współczynniku przepuszczalności (infiltracji) k > 0,01 cm/s, wówczas - niezależnie od intensywności opadów deszczu - woda swobodnie przesącza się w dół ku swobodnemu zwierciadłu zalegania. W takim przypadku nie wystąpi zaleganie wody przy ścianach podziemnych i nie pojawi się nawet przejściowy napór wody na ściany - pod warunkiem, że swobodne zwierciadło wody gruntowej leży poniżej posadowienia fundamentów. Takie właśnie warunki gruntowo-wodne, tj. wilgoci gruntowej przedstawia rysunek 1.
strona 2 Przypadek wody nie naciskającej Z przypadkiem takim mamy do czynienia wówczas, gdy grunt wokół budynku jest zwarty, spoisty i przepuszczalny, ale o współczynniku infiltracji k < 0,01 cm/s. Po zasypaniu wykopu, gdy wystąpią deszcze, pojawia się powolne wsiąkanie i przemieszczanie wody wzdłuż ścian do niżej zalegających warstw. W związku z obawą wystąpienia czasowego naporu wody przy deszczach silnych i długotrwałych, konieczne jest wykonanie instalacji drenażu opaskowego wokół budynku. Wówczas cała ilość przesączających się wód opadowych powinna być zebrana drenażem i odprowadzona poza obręb obiektu. Schemat takiego stanu gruntowo-wodnego przedstawia rysunek 2. Przypadek wody naciskającej Przy występowaniu gruntów spoistych w obszarze posadowienia budynku, po zasypaniu wykopów mamy do czynienia z tzw. wanną, tj. niecką wykopu wypełnionego ścianami fundamentowymi i zalegającej wokół wodą pochodzącą z opadów. Zaleganie przesączonej wody bierze się stąd, że grunt zasypowy posiada współczynnik infiltracji k dużo większy niż otaczający grunt rodzimy i łatwiej przepuszcza wodę niż grunt rodzimy. Przy nawet niezbyt intensywnych opadach, w zasypanej niecce wykopu zalega spiętrzona woda, która na hydroizolacje będzie przez pewien czas wywierać parcie hydrostatyczne wprost proporcjonalne do wysokości słupa wody ponad poziomą hydroizolacją. Jeżeli stały poziom wody gruntowej znajduje się niżej niż hydroizolacja pozioma, woda stopniowo obniża poziom spiętrzenia - aż do zaniku parcia hydrostatycznego. Dlatego, stan taki nazywa się wodą naciskającą okresowo, a jego schemat przedstawia rysunek 3. W przypadku występowania stałego poziomu wody gruntowej powyżej hydroizolacji poziomej, niezależnie od spoistości gruntu, mamy do czynienia z parciem hydrostatycznym wody na dolne partie fundamentu i podłogi na gruncie. Przypadek taki określa się jako wodę naciskającą stale, a przedstawia go rysunek 4. W niemieckich wytycznych dotyczących stosowania hydroizolacji budynków zagłębionych, nie odróżnia się obu ostatnich przypadków - wychodząc z założenia, że okresowe ciśnienie wody może wywołać takie same szkody w konstrukcji budynku jak stale występujące. Dlatego też, dla przypadków stałego lub okresowego naporu wody w gruncie, poleca się stosowanie takich samych technologii hydroizolacji - w zakresie wykonawstwa i ochrony przed zniszczeniem zarówno hydroizolacji pionowych jak i poziomych. W miejsce tradycyjnych hydroizolacji stosuje się nowoczesne - układane na zimno.
strona 3 Nowoczesne technologie hydroizolacyjne rozróżniają dwa systemy: polimerowo-cementowe - mineralne szlamy uszczelniające, w których czynnikiem wiążącym jest cement, polimerowo-bitumiczne, w których czynnikiem wiążącym jest bitum. Mineralne szlamy uszczelniające Szlamy te występują w dwóch odmianach: sztywne i elastyczne (typu flex).sztywne, charakteryzują się dużą twardością i wytrzymałością na ściskanie (50-60 MPa). Elastyczne, dzięki dużej zawartości specjalnych polimerów, mimo utwardzania hydraulicznego, charakteryzują się dużą sprężystością i elastycznością. Jedne i drugie posiadają niezwykle przydatne w praktyce cechy: silne zespolenie z podłożem (1,0-1,5 MPa), wodoszczelność (ok. 1,5 bar) i wczesną odporność na deszcz (2-3 godziny) oraz wczesną pełną odporność na wodę (2-3 dni). Szlamy sztywne osiągają wczesną wytrzymałość na ściskanie (po 2 dobach ok. 25 MPa, a po 7 dobach ok. 40 MPa). Oba typy szlamów dobrze tolerują wilgotne podłoża, są odporne na mróz, a także mają bardzo dobre własności dyfuzyjne (współczynnik oporu dyfuzji w stosunku do pary wodnej m wynosi od 100 do 200). Pozwala to na bardzo dobre izolowanie od wody rozbryzgowej w strefach cokołów - z możliwością późniejszego układania płytek cokołowych lub wypraw tynkarskich. Szlamy elastyczne dodatkowo są odporne na roztwory chemikaliów i wody agresywnej, a także nie wykazują oznak pełzania na podłożu betonowym. Szlamy sztywne, ze względu na swoją konstrukcję, nadają się tylko na podłoża stabilne, tj. po zakończonym procesie twardnienia i kurczenia betonu (bez spękań). Szlamy elastyczne, w pewnym stopniu przenoszą naprężenia zginające i rozciągające (posiadają zdolność krycia rys i spękań szerokości nawet do 0,7 mm). Dla potrzeb izolowania powierzchni w obiektach istniejących, skonstruowano też szlamy specjalne, które wiążą w środowisku siarczanów - nie tracąc na sile przylegania czy dyfuzji pary wodnej, a ich wytrzymałość na ściskanie sięga nawet 60 MPa. Szlamy sztywne stosować można do bezpośredniego kontaktu z gruntem, ale w przypadku wilgoci gruntowej oraz wody nie naciskającej. Z obawy przed powstaniem w nich pęknięć razem z podłożem, lepszym rozwiązaniem jest zastosowanie ich jako hydroizolacja wstępna przed hydroizolacją właściwą polimerowo-bitumiczną - szczególnie przy wodzie naciskającej. Dobrej jakości szlamy zmieniają kolor podczas twardnienia, co pozwala wykonawcy łatwo kontrolować jakość kolejnej nanoszonej warstwy. Powłoki polimerowo-bitumiczne Powłoki bitumiczne występują w dwóch odmianach: bezrozpuszczalnikowe i zawierające rozpuszczalniki. Bezrozpuszczalnikowe, stosuje się wszędzie tam, gdzie będą układane płyty styropianowe (dowolnej gęstości). Powłoki bitumiczne występują w wersji grubo- oraz cienkopowłokowej, które różnią się sposobem nanoszenia na podłoże. Grubopowłokowe nanosi się pacą stalową, kielnią lub szpachlą. Cienkopowłokowe nanosi się pędzlem, szczotką lub przez natrysk - co ma istotne znaczenie w przypadku izolowania dużych powierzchni. Niezależnie od techniki nakładania, hydroizolacja uzyskuje odpowiednią wytrzymałość na napór wody poprzez nadanie powłoce odpowiedniej grubości po wyschnięciu. Dlatego, nanosi się większą ilość warstw cienkopowłokowych niż grubopowłokowych. Dla zapewnienia kontroli grubości nakładanej powłoki, niektóre masy grubopowłokowe są fabrycznie wymieszane z kulkami styroporowymi o średnicy 0,5 do 1,0 mm. Dobrej jakości produkty polimerowo-bitumiczne w stanie nieutwardzonym, mają kolor brązowy, co ułatwia pracę przy nanoszeniu kolejnych warstw, gdyż po utwardzeniu stają się czarne. Zwykłe masy polimero-bitumiczne (jednoskładnikowe) wiążą w czasie około 24 godzin a odporność na deszcz uzyskują po 6-12 godzinach - zależnie od temperatury podłoża i wilgotności otoczenia. Dla uzyskania wczesnej odporności na deszcz i szybsze utwardzenie, producenci wytwarzają odmiany 2-składnikowe. Uzyskują one odporność na deszcz już po 1 godzinie, co jest nie bez znaczenia przy pracach w okresie opadów.
strona 4 Technologia hydroizolacji polimerowo-bitumicznych (niezależnie od odmiany), wymaga nanoszenia przynajmniej dwóch warstw. W przypadkach podłoży tzw. trudnych lub przy występowaniu dużych nacisków wody napierającej, stosować należy specjalne wkładki zbrojące z tkaniny poliestrowej lub szklanej. Wtapia się je w pierwszą warstwę izolacji i przykrywa następnymi warstwami. Po utwardzeniu, hydroizolacje polimerowo-bitumiczne posiadają niezwykle istotne cechy odróżniające je od hydroizolacji tradycyjnych. Najważniejsze to: szczelność na napór wody nawet do 7 bar, odporność na algi, grzyby, pleśń i korozję biologiczną, odporność na roztwory soli do posypywania ulic, postać gotowa do użycia, nanoszenie na zimno, łatwość pokrywania nierówności i pachwin kątowych, zdolność do pokrywania pęknięć podłoża nawet do 2 mm, elastyczność także w temperaturach ujemnych, neutralność w stosunku do wód gruntowych, duża siła przylegania do wszelkich podłoży budowlanych, bezspoinowość powłoki, co pozwala na etapowe nanoszenie. Przygotowanie podłoża Masy hydroizolacyjne mają doskonałą przyczepność do podłoży budowlanych takich jak: beton zwykły i komórkowy, wszelkie tynki i cegły, bloczki ceramiczne i keramzytowe, żużlobeton, a nawet blacha czy drewno. Jednak warunkiem koniecznym jest zapewnienie podłoża wolnego od kurzu i pyłów, które zmniejszają przyczepność mas. W celu uzyskania wymaganej przyczepności do podłoża, stosować trzeba odpowiednie preparaty gruntujące, których zadaniem jest związanie kurzu oraz ew. wzmocnienie podłoża. Dla szlamów mineralnych stosuje się specjalne wodne roztwory preparatów, zaś dla polimerowobitumicznych wodne emulsje bitumiczne. Dla mas rozpuszczalnikowych gruntem są roztwory rozpuszczalnikowe, które stosuje się tylko w przypadkach koniecznych, bowiem proces powolnego odparowania rozpuszczalników uniemożliwia należyte twardnienie masy hydroizolacyjnej - szczególnie w miejscach zagłębionych czy narożnikach. Rozpuszczalniki niszczą też wszelkiego rodzaju styropiany. Ochrona hydroizolacji Wszystkie hydroizolacje bezspoinowe, mimo że są wodoszczelne, z uwagi na swą elastyczność są narażone na mechaniczne uszkodzenia zarówno związane z zasypywaniem wykopów jak też działaniem korzeni, ostrych resztek materiałów budowlanych oraz gryzonie, krety i nornice. Z tego powodu wymagana jest ochrona hydroizolacji przed uszkodzeniem. Do tego celu stosować należy: specjalne maty drenująco-ochronne, membrany kubełkowe, płyty ze styropianu XPS lub płyty ze szkła piankowego. Przy ochronie płytami uzyskuje się dodatkowy efekt w postaci izolacji termicznej. Hydroizolacje ścian zewnętrznych Według wytycznych niemieckich wymaga się co najmniej dwukrotnego nanoszenia mas hydroizolacyjnych zarówno polimerowo-cementowych, jak i polimerowo-bitumicznych tak, aby uzyskać łączną grubości powłoki po wyschnięciu nie mniejszą niż: 3 mm dla wilgoci gruntowej i wody nie naciskającej, 4 mm dla wody naciskającej stale lub okresowo. zarówno dla hydroizolacji pionowych, jak i poziomych - niezależnie od głębokości posadowienia. Hydroizolacja przy wodzie nienaciskającej W przypadku gruntów przepuszczalnych na całej głębokości wykopu oraz poziomie wody gruntowej leżącej poniżej posadowienia, możliwe jest oparcie ścian fundamentowych (wylewanych, prefabrykowanych lub murowanych) na ławach betonowych zbrojonych. Takie
strona 5 posadowienie jest najczęściej stosowane w Polsce - nawet niezależnie od rodzaju gruntu. Posadowienie na ławach rodzi spore problemy wykonawcze i konstrukcyjne - szczególnie w zakresie posadzek parkingów na najniższym poziomie. Posadowienie na ławach, charakteryzuje się stosowaniem poziomej hydroizolacji na ławach głównie z pap bitumicznych (rys. 5). Wymaga to od wykonawcy zachowania niezwykłej staranności podczas prac, a także konieczności tymczasowej jej ochrony podczas dalszych prac. Pasy papy wystające poza obrys ścian muszą pozostać nienaruszone, aż do wykonania hydroizolacji pionowych od strony gruntu oraz poziomych pod posadzkami najniżej położonymi. Jako hydroizolację na ławach można też zastosować dwuwarstwową masę polimerowobitumiczną zbrojoną włóknem szklanym lub poliestrowym. Niezależnie od wybranej technologii, izolacja na ławach, musi wystawać 10 cm poza obrys ścian. Przed wykonaniem hydroizolacji pionowej fundamentów, należy najpierw wykonać hydroizolację pionową strefy cokołowej. Jeżeli planuje się jej obłożenie płytkami ceramicznymi, izolację wykonać trzeba ze szlamu mineralnego elastycznego - zawsze w dwóch warstwach - po uprzednim zagruntowaniu podłoża. Szlam trzeba nanieść do poziomu przynajmniej 10 cm poniżej przewidywanego poziomu terenu. Jeżeli w strefie cokołowej zastosowano mur, a nie beton wylewany, to przed nanoszeniem szlamu konieczne jest wypełnienie spoin zaprawą typu PCC. Po stwardnieniu ostatniej warstwy szlamu elastycznego i zagruntowaniu podłoża w części podziemnej, można przystąpić do wykonywania hydroizolacji polimerowo-bitumicznej. Wypukłości na ścianie muszą być obcięte lub zeszlifowane. Zapadnięcia, wżery i pustki wypełnia się masą typu PCC na 24 godziny przed pracami izolacyjnymi. Gotową lub wymieszaną masę hydroizolacyjną nanosi się pacami i wygładza. Na większych powierzchniach możliwe jest też nanoszenie za pomocą natrysku. Prace izolacyjne rozpoczyna się od górnych stref ścian ku dołowi. Przed nakładaniem masy, należy najpierw przy pomocy szpachelki łukowej wypełnić naroża i pachwiny (ścian z ławą i ścian ze ścianami). Pionowy pas hydroizolacji trzeba zakończyć 10-centymetrowym zakładem na hydroizolacji strefy cokołowej. Hydroizolacja przy wodzie naciskającej W tym przypadku, budynek powinien być posadowiony na płycie betonowej zbrojonej dwupasmowo, a nie na ławach. Przed ułożeniem płyty konieczne jest wykonanie warstwy betonu podkładowego grubości co najmniej 10 cm, na którym, po stwardnieniu betonu, układa się dwie warstwy sztywnego szlamu mineralnego, a następnie dwie warstwy masy polimerowobitumicznej o łącznej grubości co najmniej 4 mm. Na
strona 6 ostatnią wyschniętą warstwę masy układa się warstwę folii ochronnej PE 0,2 mm, a na nią wylewa się warstwę betonu ochronnego grubości 5-7 cm. Na tak przygotowanym podłożu wykonuje się zbrojenie płyty dennej i wylewa beton (rys. 6). Jeżeli mamy do czynienia wysokim poziomem wody gruntowej - szczególnie uciążliwego błota w wykopie, lepszym (a czasami jedynym) rozwiązaniem jest posadowienie budynku na żelbetowej płycie dennej wykonanej z betonu tzw. wodoszczelnego odpowiedniej grubości (rys. 7). Przed ułożeniem płyty, konieczne jest wykonanie warstwy betonu podkładowego, który umożliwi ułożenie zbrojenia oraz wylanie i zagęszczenie betonu płyty. Płyta taka umożliwia bezproblemowe wysychanie hydroizolacji posadzek, bowiem na długo zabezpiecza schnącą hydroizolację przed kapilarnym podciąganiem wody gruntowej. Przed wykonywaniem ścian fundamentowych, pod nimi wykonać trzeba poziomą hydroizolację z dwóch warstw sztywnego szlamu mineralnego o odpowiednio dobranej wytrzymałości na ściskanie. Po całkowitym wyschnięciu hydroizolacji pionowych (odczekaniu w warunkach letnich przynajmniej 48 godzin), układa się na fundamentach termoizolację przyklejając punktowo do hydroizolacji klejem elastycznym, a na niej membranę ochronną bez mocowania mechanicznego i zasypuje wykop warstwami z jednoczesnym zagęszczaniem mechanicznym. Najlepiej jest stosować systemowe membrany ochronne, w których zespolone są warstwy ochronno-drenażowe i poślizgowe. Jeżeli jednak zostanie zastosowane tańsze rozwiązanie z zastosowaniem membrany kubełkowej, to dla zapewnienia poślizgu gruntu względem termoizolacji, układa się ją kubełkami w stronę gruntu. Można też stosować membranę z przyklejoną fabrycznie geowłókniną filtracyjną - także kubełkami w kierunku gruntu. mgr inż. Jerzy B. Zembrowski ilustracje autora 12.05.2008 r. Aktualizacja: 6 października 2014 r. na podstawie: Jerzy B. Zembrowski Hydroizolacje pionowe garaży i parkingów podziemnych. BUDOWNICTWO FACHOWE NR 1/2001. Wydawnictwo Bertelsmann. Warszawa 2001.