ГІДРОІЗОЛЯЦІЯ ПІДВАЛІВ І ТЕХНІЧНИХ ПРИМІЩЕНЬ

Розуміння вологісного режиму ґрунтів та його впливу на підземні конструкції є фундаментальним для ефективної гідроізоляції. Вологісний режим визначається наявністю ґрунтових вод, капілярним підняттям води, атмосферними опадами та конденсацією. Згідно з ДБН В.2.1-10:2018 ‘Основи та фундаменти будівель і споруд’, при проєктуванні необхідно враховувати максимальний рівень ґрунтових вод, його сезонні коливання та хімічну агресивність до будівельних матеріалів. Інженерна оцінка включає геологічні вишукування, що дозволяють визначити тип ґрунту (піски, суглинки, глини), коефіцієнт фільтрації, рівень ґрунтових вод (РҐВ) та глибину промерзання ґрунту. Наприклад, для Київської області глибина промерзання може сягати 0.8-1.2 м, що безпосередньо впливає на навантаження та потенційні деформації гідроізоляційного шару. Капілярне підняття води може досягати 1-2 метрів у суглинках, тоді як у пісках цей показник значно менший.

Основними механізмами проникнення вологи є: а) прямий гідростатичний тиск (при РҐВ вище рівня підлоги підвалу); б) капілярне підняття; в) фільтрація дощових і талих вод через ґрунт; г) конденсація водяної пари всередині приміщення. Важливо розрізняти ці механізми, оскільки кожен вимагає специфічного підходу до гідроізоляції. Наприклад, для боротьби з капілярним підняттям ефективнішою буде проникаюча гідроізоляція або горизонтальні відсічення, тоді як для протидії гідростатичному тиску необхідні міцніші бар’єрні системи. Інженерний розрахунок має включати аналіз водопроникності бетону (клас W), що для підвалів зазвичай не нижче W8, та враховувати довготривалість експлуатації гідроізоляційного шару. Для технічних приміщень, які можуть бути розташовані вище рівня ґрунту, але мають підвищену вологість (наприклад, котельні, насосні станції), акцент зміщується на пароізоляцію та внутрішню гідроізоляцію для захисту від технологічних витоків.

Сучасний ринок пропонує широкий спектр гідроізоляційних матеріалів, кожен з яких має свої технічні особливості та області застосування. Важливою є класифікація за принципом дії та способом нанесення: обмазувальна, рулонна, проникаюча, ін’єкційна та мембранна гідроізоляція.

1. Обмазувальна гідроізоляція: Це бітумні, бітумно-полімерні або цементно-полімерні мастики. Вони утворюють на поверхні суцільний, еластичний шар. Технічні характеристики включають адгезію до основи (зазвичай >0.5 МПа), водопоглинання (менше 0.2% за 24 год) та еластичність на розтяг (до 200-800% для полімерних мастик). Цементно-полімерні суміші, такі як Ceresit CR 65 або MAPEI Mapelastic, забезпечують високу морозостійкість та стійкість до агресивних середовищ, що відповідає вимогам ДБН В.2.6-14-97 ‘Захист будівель і споруд від вологи’.

2. Рулонна гідроізоляція: Представлена бітумно-полімерними матеріалами на основі скловолокна або поліестеру (наприклад, руберойд, євроруберойд). Наноситься шляхом наплавлення або приклеювання. Ключові параметри: міцність на розрив (до 600 Н/5 см), гнучкість на брусі при низьких температурах (до -25°C), водонепроникність (W10-W15). Цей тип часто використовується для зовнішньої горизонтальної та вертикальної гідроізоляції фундаментів.

3. Проникаюча гідроізоляція: Матеріали типу ‘Пенетрон’, ‘Кальматрон’. Містять активні хімічні компоненти, які проникають у пори бетону та утворюють нерозчинні кристали, що блокують капіляри. Переваги: підвищення марки бетону за водонепроникністю (на 2-3 щаблі), самовідновлення мікротріщин. Адгезія до основи не вимірюється напряму, адже матеріал стає частиною структури бетону. Ефективна для захисту від капілярного підняття та невеликого гідростатичного тиску.

4. Ін’єкційна гідроізоляція: Поліуретанові, акрилатні, мінеральні гелі, які нагнітаються під тиском у тріщини або шви. Застосовується для усунення активних протікань та створення водонепроникних бар’єрів в існуючих конструкціях. Тиск ін’єктування може досягати 100-200 бар. Характеризується високою еластичністю (до 1000% розтягу), швидким часом схоплення та можливістю застосування в умовах водонасичених ґрунтів.

5. Мембранна гідроізоляція: ПВХ, ЕПДМ, ТПО мембрани. Використовується для великих площ, де потрібна висока еластичність та стійкість до деформацій. З’єднання полотен здійснюється зварюванням гарячим повітрям, що забезпечує монолітність. Міцність на розрив до 25 МПа, подовження до розриву до 600%. Дренаж є важливим доповненням до зовнішньої мембранної гідроізоляції, відводячи надлишкову воду від стін фундаменту.

Проєктування ефективної гідроізоляції підвалів починається з ретельного розрахунку та оцінки всіх потенційних навантажень. Центральне місце тут займає розрахунок гідростатичного тиску. Гідростатичний тиск води на підземну конструкцію визначається за формулою P = ρ * g * h, де P – тиск (Па), ρ – густина води (приблизно 1000 кг/м³), g – прискорення вільного падіння (9.81 м/с²), h – висота водяного стовпа над рівнем конструкції (м). Для підвалу глибиною 3 метри з РҐВ на рівні поверхні ґрунту, тиск на дно фундаментної плити складе близько 30 кПа (0.3 Атм), що є значним навантаженням. Цей тиск потрібно враховувати при виборі не тільки типу гідроізоляції, а й при проєктуванні міцності самої конструкції (бетонної плити та стін).

Згідно з ДБН В.2.1-10:2018, проєктування фундаментів та гідроізоляції повинно ґрунтуватися на даних інженерно-геологічних вишукувань, які включають визначення РҐВ та його сезонних коливань. Для випадків, коли РҐВ знаходиться вище позначки підлоги підвалу, застосовується так звана ‘протинапірна’ гідроізоляція. Це може бути зовнішня обмазувальна гідроізоляція в комбінації з пристінним дренажем, або багатошарова рулонна гідроізоляція. У випадках, коли РҐВ низький, але присутнє капілярне підняття, може бути достатньо проникаючої або цементно-полімерної гідроізоляції. Важливим є також врахування впливу морозного пучіння ґрунтів, яке може пошкодити як саму конструкцію, так і гідроізоляційний шар. Це вимагає влаштування деформаційних швів та використання еластичних гідроізоляційних матеріалів у критичних зонах.

Вибір системи захисту повинен враховувати клас відповідальності будівлі, умови експлуатації підвального приміщення (сухе чи вологе), а також бюджетні обмеження. Наприклад, для підвалів, що експлуатуються як житлові або офісні приміщення, вимоги до водонепроникності та комфорту значно вищі, ніж для технічних приміщень, де допускається певна вологість.

Критичними ділянками для гідроізоляції є вузли примикань та місця проходження інженерних комунікацій. Саме тут найчастіше виникають дефекти, що призводять до протікань. Розглянемо детальніше типові рішення:

1. Вузол ‘стіна-підлога’ (примикання стіни до фундаментної плити): Це одна з найвразливіших зон через концентрацію напружень та потенційні диференційні осідання. Оптимальним рішенням є комбінована гідроізоляція: спочатку влаштовується галтель (викружка) з цементно-піщаного розчину радіусом 5-10 см для плавного переходу. Потім наноситься шар проникаючої гідроізоляції (наприклад, ‘Пенетрон’), який зміцнює бетон. Далі накладається еластична гідроізоляційна стрічка (наприклад, Ceresit CL 152) на кут, яка перекривається 2-3 шарами цементно-полімерної обмазувальної гідроізоляції, такої як Ceresit CR 166. Цей багатошаровий ‘пиріг’ забезпечує стійкість до гідростатичного тиску, еластичність та довговічність.

2. Проходки інженерних комунікацій (труби, кабелі): Місця, де труби водопостачання, каналізації або кабелі проходять через стіни чи підлогу підвалу, вимагають особливої уваги. Традиційні методи звичайного цементування не забезпечують належної герметизації. Сучасні рішення включають використання: а) гідрофільних джгутів або стрічок, які розширюються при контакті з водою, заповнюючи порожнини; б) спеціальних герметичних манжет або гільз, що інтегруються в конструкцію та забезпечують еластичне та водонепроникне ущільнення навколо труби; в) ін’єкційних смол (наприклад, поліуретанових) для заповнення простору між комунікацією та конструкцією. Ці матеріали повинні витримувати вібрації та незначні зміщення без втрати герметичності. Наприклад, для труб великого діаметра застосовуються фланцеві ущільнення або системи на основі еластичних каучуків.

3. Робочі та деформаційні шви: Ці шви є невід’ємною частиною будь-якої великої бетонної конструкції. Робочі шви (холодні) утворюються при перервах бетонування, а деформаційні – для компенсації температурних розширень та осідань. Для їх гідроізоляції застосовуються спеціальні гідрошпонки з ПВХ або термопластичних еластомерів, які монтуються безпосередньо в тіло бетону. Зовнішні шви додатково захищаються еластичними гідроізоляційними стрічками або ін’єкційними матеріалами. Правильний вибір та монтаж гідрошпонок критично важливий для довговічності всієї системи. Дотримання технології бетонування та вібрації бетону також впливає на якість швів.

Ін’єкційна гідроізоляція є однією з найефективніших та найменш інвазивних технологій для усунення активних протікань та відновлення водонепроникності вже існуючих підземних конструкцій. Цей метод дозволяє працювати з внутрішньої сторони приміщення, що є критично важливим, коли доступ до зовнішніх стін ускладнений або неможливий (наприклад, у щільній міській забудові). Суть технології полягає у нагнітанні спеціальних гідроізоляційних матеріалів (смол, гелів) під тиском у тріщини, шви, порожнини за конструкцією або безпосередньо в тіло бетону.

Основними типами ін’єкційних матеріалів є:

1. Поліуретанові смоли: Одно- та двокомпонентні. При контакті з водою вони спінюються, утворюючи водонепроникну еластичну піну, яка швидко блокує активні протікання. Після первинної зупинки води, можуть бути повторно ін’єктовані для створення постійного еластичного ущільнення. Ці смоли характеризуються високою адгезією до мокрих поверхонь, швидким часом реакції (від декількох секунд до кількох хвилин) та здатністю витримувати значні деформації без втрати герметичності. Тиск ін’єктування може варіюватися від 20 до 200 бар, залежно від типу смоли та характеру протікання.

2. Акрилатні гелі: Це низьков’язкі, двокомпонентні полімерні склади, які при контакті з водою утворюють еластичний, водонепроникний гель. На відміну від поліуретанів, вони не спінюються, а створюють суцільну водонепроникну мембрану. Акрилатні гелі ідеально підходять для створення зовнішнього протинапірного бар’єру за конструкцією, заповнюючи мікротріщини та пори. Вони мають високу еластичність (до 700% розтягу), довговічність та стійкість до агресивних середовищ. Час схоплення гелів можна регулювати, що дозволяє адаптувати їх до конкретних умов.

3. Мінеральні мікроцементи: Ультратонкі цементні суспензії, які завдяки своїй низькій в’язкості проникають у найменші тріщини та пори бетону, твердіючи та створюючи міцний, водонепроникний бар’єр. Використовуються для відновлення несучої здатності та гідроізоляції бетонних та цегляних конструкцій. Вони не є еластичними, тому застосовуються для статичних тріщин. Інженерні системи в підвалах повинні бути захищені від можливих впливів ін’єкційних матеріалів під час робіт.

Процес ін’єктування включає буріння шпурів (отворів) під кутом, встановлення пакерів (спеціальних ін’єкційних штуцерів) та подачу матеріалу під контрольованим тиском. Ця технологія вимагає високої кваліфікації виконавців та спеціалізованого обладнання.

Ефективна гідроізоляція підвалів та технічних приміщень в умовах українського клімату та ґрунтових умов неможлива без інтеграції дренажних систем. Дренаж призначений для відведення надлишкової ґрунтової та поверхневої води від зовнішніх стін фундаменту, значно зменшуючи гідростатичний тиск на гідроізоляційний шар. ДБН В.2.1-10:2018 чітко вказує на необхідність дренажу у випадках високого рівня ґрунтових вод або при наявності водопроникних ґрунтів.

Розрізняють кілька типів дренажних систем:

1. Пристінний дренаж: Найпоширеніший тип для захисту підвалів. Складається з перфорованих труб (діаметром 110-200 мм), обмотаних геотекстилем для запобігання замулюванню. Труби укладаються по периметру фундаменту на піщано-щебеневу подушку, з ухилом 2-5 мм на погонний метр у напрямку до збірного колодязя або дренажного поля. Засипка труб виконується фракційним щебенем (20-40 мм) до рівня не менше 200-300 мм над трубою, з подальшим покриттям шаром геотекстилю та зворотним засипанням ґрунтом. Геотекстиль, щільністю не менше 150 г/м², забезпечує фільтрацію води, запобігаючи потраплянню дрібних частинок ґрунту в дренажну трубу.

2. Пластовий дренаж: Влаштовується під фундаментною плитою для збору води, що підходить знизу. Це шар піску та щебеню, у якому прокладаються перфоровані труби, що збирають воду та відводять її в пристінний дренаж або окремий колектор. Він ефективний у випадках, коли під фундаментом є водонасичений ґрунт або прогнозується високе капілярне підняття.

3. Кільцевий дренаж: Розташовується на деякій відстані від фундаменту (зазвичай 3-5 метрів) і призначений для зниження загального рівня ґрунтових вод на ділянці. Цей тип дренажу актуальний для великих ділянок з високим РҐВ, де пристінного дренажу може бути недостатньо.

Проєкт дренажної системи повинен включати детальні розрахунки ухилів, діаметрів труб, об’ємів щебеню та геотекстилю, а також розміщення збірних колодязів. Важливою є також система поверхневого водовідведення (зливова каналізація), яка відводить дощові та талі води від вимощення будівлі, запобігаючи їхньому проникненню в ґрунт біля фундаменту. Комплексне застосування гідроізоляції та дренажу є єдиним надійним рішенням для захисту підвалів в умовах України, де характерні значні сезонні коливання рівня ґрунтових вод.

Гідроізоляція технічних приміщень, таких як котельні, насосні станції, електрощитові, венткамери або комунікаційні шахти, має свої специфічні особливості, які відрізняються від гідроізоляції житлових підвалів. Хоча вони також можуть бути розташовані нижче рівня ґрунту, часто вони знаходяться на першому поверсі або цоколі, але потребують захисту від технологічних витоків, конденсату, високої вологості та потенційної агресії хімічних речовин.

Основні вимоги до гідроізоляції технічних приміщень:

1. Хімічна стійкість: У котельнях або приміщеннях для зберігання хімікатів гідроізоляційний матеріал повинен бути стійким до агресивних рідин (кислот, лугів, масел). Це вимагає використання спеціалізованих хімічно стійких полімерних мастик (наприклад, епоксидних або поліуретанових, що твердіють) або мембран, які забезпечують надійний бар’єр.

2. Механічна міцність та зносостійкість: Підлога у технічних приміщеннях піддається інтенсивному навантаженню від обладнання, вібрацій та переміщення вантажів. Гідроізоляційний шар повинен бути достатньо міцним, щоб витримувати ці навантаження без пошкоджень. Часто поверх гідроізоляції влаштовується захисна стяжка або високоміцне промислове покриття.

3. Пароізоляція: У приміщеннях з високою вологістю, таких як насосні станції або венткамери, важливо не тільки запобігти проникненню рідини, але й контролювати рух водяної пари. Це запобігає конденсації на холодних поверхнях, яка може призвести до корозії обладнання та розвитку мікроорганізмів. Використовуються паронепроникні мембрани або покриття з високим коефіцієнтом опору паропроникності (Sd > 100 м).

4. Гідроізоляція стін на висоту витоку: У випадку потенційних аварійних витоків (наприклад, розрив трубопроводу), гідроізоляція повинна бути піднята на стіни на висоту, що перевищує можливий рівень затоплення. Це може бути 10-30 см або вище, залежно від ризиків. Зазвичай застосовуються цементно-полімерні або бітумно-полімерні мастики.

5. Герметизація проходок обладнання: Спеціальні проходки для кабелів, труб та вентиляційних каналів у технічних приміщеннях мають бути герметизовані за допомогою спеціальних муфт, фланців або еластичних герметиків, стійких до температурних перепадів та вібрацій. Наприклад, для герметизації кабельних проходок використовуються модульні системи ущільнення, які дозволяють герметизувати кілька кабелів різного діаметра в одній проходці, забезпечуючи не тільки водонепроникність, а й пожежостійкість.

Усі роботи з гідроізоляції підвалів та технічних приміщень в Україні повинні суворо відповідати чинним державним будівельним нормам (ДБН) та державним стандартам України (ДСТУ). Недотримання цих вимог може призвести не тільки до проблем з експлуатацією, але й до юридичних наслідків. Основними нормативними документами, що регулюють питання гідроізоляції, є:

1. ДБН В.2.1-10:2018 ‘Основи та фундаменти будівель і споруд’: Цей документ встановлює основні вимоги до проєктування та влаштування фундаментів, включаючи необхідність захисту від ґрунтових вод. Він визначає важливість інженерно-геологічних вишукувань для визначення рівня ґрунтових вод, їх агресивності та фізико-механічних властивостей ґрунтів.

2. ДБН В.2.6-14-97 ‘Захист будівель і споруд від вологи’: Цей ДБН є ключовим для гідроізоляційних робіт. Він встановлює вимоги до матеріалів, технологій влаштування гідроізоляції, а також до систем дренажу та відведення поверхневих вод. Документ містить класифікацію гідроізоляції за способом улаштування та призначенням (протинапірна, безнапірна, капіляроізоляція).

3. ДСТУ Б В.2.7-108:2011 ‘Матеріали будівельні. Суміші будівельні сухі модифіковані. Загальні технічні умови’: Регулює якість та технічні характеристики сухих будівельних сумішей, включаючи цементно-полімерні гідроізоляційні склади.

4. ДСТУ Б В.2.7-101:2000 ‘Руберойд. Технічні умови’: Встановлює вимоги до рулонних бітумних та бітумно-полімерних матеріалів.

5. ДБН В.1.1-7-2016 ‘Пожежна безпека об’єктів будівництва’: Деякі гідроізоляційні матеріали (особливо бітумні) можуть бути горючими, тому їх застосування повинно відповідати нормам пожежної безпеки, особливо у технічних приміщеннях. Проєкти будівель, що включають підвальні та технічні приміщення, повинні розроблятися з урахуванням усіх цих норм.

Проведення аудиту відповідності полягає у перевірці проєктної документації на предмет дотримання нормативних вимог, контролі якості використовуваних матеріалів (наявність сертифікатів відповідності, технічних паспортів) та дотриманні технології виконання робіт. Особливу увагу слід приділяти критичним вузлам, які вже були розглянуті. Регулярний технічний нагляд та приймальний контроль виконаних робіт є обов’язковими етапами для забезпечення надійності гідроізоляції.