Гидроизоляция и антикоррозийная защита зданий и сооружений в сложных экологических условиях
А.Ф. Федотов
Приводятся результаты исследований состояния зданий и сооружений, фундаментов, стен, перекрытий подвалов, инженерных систем после воздействия агрессивной среды, особенности использования и эксплуатации подземного пространства в жилых и общественных зданиях и материалы для проведения ремонтных работ.
Как показали исследования, в частности в Москве, скорость агрессивного воздействия окружающей среды на конструкции зданий в последнее время значительно возросла. Об этом свидетельствует появление многочисленных трещин и отслоение облицовки фасадов, достаточно частые обрушения конструкций и отдельных их элементов, осадки зданий, разрушение зданий, кирпичных карнизов, балконов, цоколей, отмосток, возникновение белых соляных пятен-высолов на стенах и перекрытиях подвальных помещений зданий, разрушение окрасочных составов фасадов.
Учитывая сложную экологическую ситуацию в Москве, в ближайшие 5 лет без проведения соответствующих технических мероприятий произойдет ухудшение состояния надземных и подземных конструкций зданий, таких как фундаменты, стены и перекрытия. Это может привести к появлению опасных трещин в этих конструкциях, обрушению отдельных участков стен, осадкам фундаментов, деформациям зданий и сооружений.
Реконструкция зданий требует решения конкретных инженерных задач, степень сложности которых зависит от состояния несущих конструкций и, в первую очередь, подземной части зданий.
Использование подземного пространства в жилых и общественных зданиях
В последнее время основная градостроительная политика в России направлена на смену экстенсивной модели формирования городской системы с преимущественным освоением свободных территорий интенсивной, предусматривающей реконструкцию сложившихся городских территорий с одновременным рациональным использованием уже существующих пространств городской среды в целях экономии земельных ресурсов города и повышения экологической чистоты территории.
Предварительные исследования показали, что решение этих задач затруднено рядом обстоятельств: ухудшением экологии городской среды, ошибками при проектировании и строительстве, возросшими рисками разрушительного воздействия грунтовых вод, концентрацией солей и кислот, значительно превышающей все допустимые нормы на материал подземных конструкций.
В Москве обновление старого жилого фонда с использованием подземного пространства осуществляется в Китай-городе, на Арбате, Сретенке, Тверской, Никитинской, Большой Якиманке, на Кадашевской и Овчинниковской набережных и др.
В таких развитых странах, как США, Канада, Франция, Англия, Германия и др., использование подземного пространства является обязательным и предусматривается уже в процессе нового строительства. В этих странах накоплен большой опыт по использованию заглубленных помещений в промышленных зонах, в том числе и для размещения современных торгово-развлекательных комплексов по обслуживанию населения. Особенно активно используется подземное пространство в странах, где традиционно не хватает земельных ресурсов (Япония, США, Великобритания).
Проблемы использования заглубленного пространства зданий и сооружений обсуждались на международных симпозиумах в
гг. Торонто (1974); Канзас-Сити (1975); Стокгольме (1986), Хельсинки (1987); Нью-Йорке (1994) и других, где особое внимание уделялось следующим вопросам:
- реконструкции наземной и подземной частей существующих зданий и сооружений;
- использованию подземного пространства для размещения объектов городского хозяйства;
- обеспечению экологической безопасности и методам создания комфортных условий для пребывания человека в подземном пространстве.
Наметился принципиально новый подход к целевому использованию подземного пространства и в нашей стране. Этому предшествовали научные исследования российских и зарубежных специалистов, в ходе которых определены необходимые экологические и эксплуатационные требования к заглубленным помещениям, разработаны принципы экономии энергоресурсов и ресурсов земли.
Перспективным является использование подземного пространства для развлекательных центров, торгово-бытовых целей. Примером эффективного использования подземного пространства в самом центре Москвы является торговый комплекс «Охотный ряд».
Большой строительный эксперимент по использованию подземного пространства осуществлялся в Москве. Подземные этажи жилых домов используют в основном для размещения объектов культурно-бытового, торгового назначения, офисов, гаражей и инженерного оборудования.
Большое распространение во многих странах и в России получил новый тип жилых домов, в первых и подвальных этажах которых размещаются предприятия первичного обслуживания населения (кафе, рестораны, мастерские и др.). Использование подземного пространства в городских условиях является экономически выгодным и перспективным направлением. Только в Москве насчитываются десятки тысяч подземных подвальных и полуподвальных помещений. Однако треть из них не эксплуатируется из-за плохого санитарно-гигиенического состояния.
Основные требования к подземным конструкциям зданий и материалам, используемым при ремонте и реконструкции
Проблема гидроизоляции и ремонта строительных конструкций, подвергающихся воздействию подземных, поверхностных и техногенных вод, неблагоприятных природно-климатических факторов, всегда затрагивает тех, кто связан со строительством и эксплуатацией зданий и сооружений. Это
Повышенная влажность строительных конструкций, которая приводит к ускоренному износу зданий и сооружений, представляет угрозу для здоровья проживающих и работающих в них людей. Вода вымывает цементирующие вещества из связующих растворов, способствует появлению высолов и разрушению защитных и отделочных слоев, существенно снижает теплоизоляционные свойства стен и обуславливает сверхнормативное промерзание строительных конструкций. Нарушение температурно-влажностного режима содержания сооружений, неправильное или некачественное выполнение технологий гидроизоляции при строительстве, ремонте и эксплуатации зданий и сооружений являются решающими факторами снижения прочностных характеристик строительных конструкций. От решения проблемы гидроизоляции во многом зависит качество нового строительства, реконструкции и ремонта зданий, надежность и долговечность сооружений.
Возрастают дополнительные требования к качеству вертикальной и горизонтальной гидроизоляции и к долговечности материалов, из которых она изготовлена.
Полностью изучить гидрогеологическую обстановку места проведения гидроизоляционных работ достаточно сложно. И всех нюансов, наверное, учесть невозможно. Поэтому, в сложных гидрогеологических и климатических условиях от воды необходима двойная защита. Устройства одного противофильтрационного барьера мало. Это факт, проверенный практикой. И специалисты обязательно должны учитывать этот момент.
Вообще гидроизоляционные работы имеют массу тонкостей. Скажем, в качестве гидроизоляции нередко используются сухие смеси. В этом смысле двойная защита сооружения – не роскошь, а насущная необходимость.
Для выполнения перечисленных требований следует ответственно подходить к выбору материалов, применяемых при реконструкции и строительстве подземных помещений, учитывать особенности их эксплуатации.
В последние годы отмечена тенденция к снижению запаса прочности (надёжности) на 30 – 40 % при расчете конструкции и устройстве гидроизоляции. Особенно это относится к многочисленным зарубежным фирмам, выполняющим проектные и строительные работы в нашей стране. Указанные изменения приводят к снижению надежности и долговечности при эксплуатации зданий, уменьшению нормативных сроков службы зданий и их конструктивных элементов.
В этой связи заслуживают внимания материалы, используемые ЗАО НПО «НовТехСтрой» при строительстве и капитальном ремонте. Компания обладает запатентованной технологией производства специальных герметизирующих и гидроизолирующих составов холодного отверждения на основе полярных каучуков серии ТФ-1, безусадочных сухих бетонных смесей с полимерной и металлической фиброй литых и тиксотропных и набрызг-бетонов серии ТФ-2. Готовые к употреблению специализированные материалы компании «НовТехСтрой» уже применяются для комплексного решения проблем гидроизоляции, усиления, защиты от агрессивного воздействия среды на конструкции из сборного и монолитного железобетона в тоннелях, подвальных помещениях, мостовых сооружениях, дорогах, эстакадах, при подводном бетонировании, в промышленном и гражданском строительстве, при отделке фасадов.
Основная деятельность компании НПО «НовТехСтрой» заключается в правильном подборе материала серии ТФ, а также, при необходимости, поставки соответствующего оборудования для его применения. Материал серии ТФ производится по специальным заказам и в любых объемах. Компания проводит мониторинг проблем заказчика и разрабатывает рекомендации по правильному использованию материалов, технологии применения, видам работ, проводит обучение персонала.
Область применения материалов серии ТФ разнообразна. Они используются в транспортном, промышленном и гражданском строительстве – при проведении гидроизоляционных работ в заглубленных конструкциях, в тоннелях, шахтах, гаражах, на дорогах, мостах, эстакадах, на очистных сооружениях и коллекторах хоз-фекальных и бытовых стоков. Материал обладает такими свойствами,
что одновременно происходит и защита от химического воздействия на конструкции. При проведении ремонтно-строительных работ проводится усиление фундаментов зданий и сооружений, повышение антикоррозийной стойкости бетонных конструкций, ремонт стен, колонн, перекрытий, кирпичных и железобетонных конструкций с помощью материалов, разработанных компанией.
Предлагаемый спектр безусадочных сухих бетонных смесей серии ТФ-2 (ТУ 5745-001-70017137-2004) ориентирован, прежде всего, на поддержание высоких эксплуатационных характеристик конструкций при проведении текущих или капитальных ремонтов и строительстве новых объектов при минимизации суммарных затрат на период строительства и эксплуатации зданий. Совместное применение герметизирующих и гидроизолирующих составов ТФ-1 и сухих безусадочных смесей ТФ-2 позволяет обеспечить многие виды работ, включая заделку мелких дефектов и восстановление элементов с глубиной разрушения до 100 миллиметров и более.
Варианты совместного использования материалов показаны на рис. 1–4.
Эффективность применения материалов серии ТФ подтверждена при выполнении работ на многих объектах, что позволяет рекомендовать их к использованию для быстрого и качественного строительства и ремонта сооружений, эксплуатирующихся в сложных экологических условиях.