Garaże podziemne – przyczyny zawilgoceń

Nieodłącznym elementem nowo budowanych budynków, zarówno mieszkalnych, jak i usługowych, jest garaż podziemny, z liczbą kondygnacji podziemnych zależnych od możliwości realizacyjnych – od jednej do kilku. Fakt ten z jednej strony wynika z potrzeby zapewnienia jak największego komfortu    użytkownikom budynków, z drugiej – zmniejszania się wolnej przestrzeni do parkowania pojazdów na powierzchniach terenów okalających nowe inwestycje [1, 2, 3, 4, 5]. Jest to szczególnie widoczne w centrach dużych aglomeracji miejskich i wymaga odpowiedniego zabezpieczenia konstrukcji garaży podziemnych przed działaniem wody i wilgoci. Potrzeba ta wynika z jednej strony z konieczności zagwarantowania trwałości obiektów [6, 7], gdyż w strefie klimatu umiarkowanego, w jakiej położona jest Polska, większość procesów niszczących substancję budowlaną zachodzi właśnie w obecności wody i wilgoci. Z drugiej zaś strony nieestetyczne przecieki wody wpływają na negatywny odbiór przestrzeni garażowej przez użytkowników obiektów.

Fot. stock.adobe.com/Sergey Bogomyako

Zabezpieczenia wodochronne garaży podziemnych realizowane są metodami tradycyjnymi, poprzez układanie warstw hydroizolacyjnych na powierzchni ścian i w obrębie fundamentów budynków [1, 4, 8]. Takie zabezpieczenia wodochronne wykonywane są zarówno z wyrobów rolowych, takich jak: papy, folie z tworzyw sztucznych i kauczuku, jak i z wyrobów nanoszonych na podłoże w postaci płynnej, które po wyschnięciu tworzą powłoki ciągłe. Dużym zainteresowaniem cieszą się również maty bentonitowe układane poza obszarem strefy przemarzania gruntu.

Coraz częściej podziemne części budynków mieszkalnych i usługowych realizowane są w technologii betonu wodoszczelnego, tzn. o stopniu wodoszczelności minimum W8, zazwyczaj już bez dodatkowego zabezpieczenia powierzchniowego warstwami hydroizolacyjnymi [1, 9]. W takich przypadkach niezbędne jest zapewnienie bardzo restrykcyjnych reżimów technologicznych zarówno w odniesieniu do składu mieszanki betonowej, jak i przy jej układaniu w warstwach konstrukcji. Problematyka ta jest na tyle rozległa, że stanowi przyczynek do odrębnego artykułu i z tego powodu w niniejszej publikacji zwrócono uwagę jedynie na podstawowe wymagania warunkujące zapewnienie trwałości i wodoszczelności betonu z uwzględnieniem odporności na podstawowe czynniki środowiskowe.

Wymagania dotyczące betonu wodoszczelnego

Beton wodoszczelny powinien spełniać następujące wymagania [1]:

• minimalny stopień wodoszczelności – W8,
• klasa wytrzymałości na ściskanie – C30/37,
• dopuszczalna szerokość rozwarcia rys – do 02 mm.

W odniesieniu do oddziaływań środowiskowych, na które narażone są konstrukcje betonów w częściach podziemnych budynków, powinny spełniać wymagania zgodnie z normą PN-EN 206 [1, 10]:

• w zakresie korozji wywołanej przez karbonatyzację:

– klasę XC2 dla środowiska stale mokrego, czyli fundamentów usytuowanych w wodzie gruntowej;

– klasę XC3 dla środowiska umiarkowanie wilgotnego, czyli fundamentów posadowionych powyżej poziomu wód gruntowych;

• w zakresie korozji wywołanej chlorkami niepochodzącymi z wody morskiej – klasę XD2 dla środowiska mokrego i sporadycznie suchego;
• w zakresie zagrożenia zamrażaniem/rozmrażaniem:

– klasę XF1 przy umiarkowanym nasyceniu betonu fundamentów wodą;

– klasę XF2 przy nasyceniu wodą ze środkami odladzającymi;

• w zakresie zagrożeń chemicznych:

– klasę XA3 dla środowiska chemicznego silnie agresywnego;

– klasę XA2 dla środowiska chemicznego średnio agresywnego.

Podane wymagania odpowiadają następującym klasom wytrzymałości na ściskanie betonu i maksymalnemu współczynnikowi w/c, zgodnie z PN-EN 206:

• ze względu na korozję wywołaną karbonatyzacją:

– dla klasy XC2 → C25/30, w/c = 0,60, min. zawartość cementu: 280 kg/m³;

– dla klasy XC3 → C30/37, w/c = 0,55, min. zawartość cementu: 280 kg/m³;

• z tytułu zagrożenia zamrażaniem/rozmrażaniem:

– dla klasy XF1 → C30/37, w/c = 0,55, min. zawartość cementu: 300 kg/m³;

– dla klasy XF2 → C25/30, w/c = 0,55, min. zawartość cementu: 300 kg/m³;

• z tytułu zagrożenia chemicznego:

– dla klasy XA3 → C35/45, w/c = 0,45, min. zawartość cementu: 360 kg/m³;

– dla klasy XA2 → C30/37, w/c = 0,50, min. zawartość cementu: 320 kg/m³;

• z tytułu korozji wywołanej chlorkami niepochodzącymi z wody morskiej

– dla klasy XD2 → C30/37, w/c = 0,55, min. zawartość cementu: 300 kg/m³.

W przypadku betonów wodoszczelnych zaleca się odstępstwo od minimalnej zawartości cementu podanej w normie PN-EN 206 dla klasy XC2 i XC3, zwiększając ją z min. 280 kg/m³ do min. 300 kg/m³.

Garaże podziemne – uszczelnienia miejsc newralgicznych

By w sposób skuteczny zabezpieczyć garaż podziemny przed wnikaniem do jego wnętrza wód gruntowych i opadowych migrujących w otaczającym gruncie, prawidłowo zaprojektowana i wykonana konstrukcja betonowa wymaga skutecznego uszczelnienia miejsc newralgicznych. Są nimi:

• przerwy robocze w betonowaniu płyt fundamentowych i ścian oraz połączenia ścian i płyt dennych,
• dylatacje konstrukcyjne,
• miejsca przejść instalacyjnych.

Do uszczelniania wymienionych miejsc newralgicznych garaży podziemnych w konstrukcjach z betonów wodoszczelnych [1, 9] można stosować m.in. następujące wyroby:

• w przerwach roboczych w betonowaniu oraz połączeniach płyt fundamentowych i ścian:

– taśmy i sznury pęczniejące, z tworzyw sztucznych lub bentonitów,

– węże iniekcyjne,

– taśmy uszczelniające profilowane z tworzyw sztucznych i kauczuku,

– blachy uszczelniające;

• w dylatacjach konstrukcyjnych – taśmy uszczelniające profilowane z tworzyw sztucznych i kauczuku;
• w miejscach przejść instalacyjnych – specjalne tulejki.

Przykłady wyrobów uszczelniających pokazano na rysunku.

Rys. Przykładowe kształty wyrobów uszczelniających [1]: a) taśmy uszczelniające do przerw roboczych – zewnętrzne, b) taśma uszczelniająca do przerw roboczych – wewnętrzna, c) taśmy dylatacyjne zewnętrzne, d) taśma dylatacyjna wewnętrzna, e) taśma pęczniejąca. Rys. archiwum autorki

W przypadku zastosowania wyrobów uszczelniających o właściwościach użytkowych niedostosowanych do przeniesienia obciążeń panujących w rejonie posadowienia budynku bądź nieprawidłowego ich osadzenia w warstwach konstrukcyjnych, miejsca te są potencjalnym obszarem wnikania wody do wnętrza garaży. Reasumując, woda może przedostawać się do wnętrza pomieszczeń zlokalizowanych w kondygnacjach podziemnych wykonanych w konstrukcji betonu wodoszczelnego m.in. przez nieprawidłowe uszczelnienia miejsc przejść instalacyjnych, nieszczelne dylatacje konstrukcyjne i przerwy robocze.

>>> Płyta fundamentowa w garażu – technologia, uszkodzenia

>>> Kształtowanie pochylni w garażach wielopoziomowych

Garaże podziemne – typowe błędy w odprowadzeniu wód opadowych

Zastosowanie się do podanych zaleceń niestety często nie rozwiązuje w 100% problemu związanego z pojawianiem się wody w garażach podziemnych. Budowa obiektów w formie plomb posadowionych w obszarach zurbanizowanych wiąże się często z błędami zarówno projektowymi, jak i wykonawczymi, polegającymi na sprowadzeniu wody z otaczającego terenu po pochylniach zjazdowych do garaży podziemnych. W skrajnych przypadkach dochodzi nawet do posadowienia budynków w miejscowych obniżeniach terenu, przy jednoczesnym braku prawidłowego odprowadzenia wód opadowych z utworzonej niecki, co stanowi przyczynę stałego zawilgocenia konstrukcji betonowych. W momencie gdy taka konstrukcja ulegnie dodatkowym uszkodzeniom mechanicznym, w formie zarówno ubytków, jak i spękań [11] obniżających jej szczelność, obszary te stają się dodatkowym potencjalnym miejscem wnikania wody do wnętrza pomieszczeń zlokalizowanych w częściach podziemnych budynków. Niestety wspomniane problemy pojawiają się coraz częściej w wielu obiektach i zdaniem autorki ich przyczyny są nierozerwalnie związane z nieprawidłowym sposobem odprowadzenia wód opadowych z rejonu posadowienia budynków.

Przykład posadowienia budynku w niecce gruntowej pokazano na fot. 1.

Fot. 1. Przykład posadowienia budynku w obniżeniu terenu. Fot. autorki

Analizę problemu zacznijmy od omówienia uwarunkowań wynikających z posadowienia budynków w nieckach gruntowych. Wody sprowadzane z otaczającego terenu w kierunku budynków przy braku ich skutecznego odprowadzenia mogą tworzyć wzdłuż ścian cieki wodne pojawiające się okresowo podczas ulewnych deszczy lub roztopów zimowych. Prowadzi to do miejscowej destrukcji struktury otaczającego gruntu, a także – co bardziej niekorzystne – przyczynia się do zalewania budynku.

Jeżeli towarzyszy temu niskie osadzenie okien w poziomie kondygnacji przyziemia, do tego z otworami wentylacyjnymi w dolnych fragmentach ościeżnic, wody opadowe wprowadzane są przez te otwory do wnętrza budynków.

Coraz częściej okna w kondygnacji przyziemia projektowane są bezpośrednio nad powierzchnią otaczającego terenu. Projektanci wydają się zapominać o jednej z podstawowych zasad fizyki budowli, mówiącej o tym, że rozprysk wody od płaszczyzny poziomej na ściany budynków ma miejsce do wysokości 50 cm, czyli niższe osadzenie okien wymaga skutecznego zabezpieczenia takich otworów przed wnikaniem przez nie wody do wnętrza budynków. Wody wprowadzane przez otwory wentylacyjne w ościeżnicach okiennych przemieszczają się w obrębie warstw posadzkowych kondygnacji przyziemia, wypływając przez otwory instalacyjne w stropie do kondygnacji podziemnych budynku. Zjawisko to nasila się, gdy towarzyszą mu wody sprowadzane do garaży podziemnych po pochylniach zjazdowych/wjazdowych oraz przez jakiekolwiek nieszczelności w obrębie uszczelnień dylatacji konstrukcyjnych i przerw roboczych.

Kolejnym problemem użytkowym notowanym w wielu budynkach jest zapewnienie prawidłowego odbioru wód opadowych z powierzchni pochylni zjazdowych/wjazdowych do garażu. Zazwyczaj realizowane jest to z zastosowaniem korytek odwodnienia liniowego montowanych na szczytach pochylni zjazdowych, wzdłuż bram garażowych w poziomie kondygnacji –1 oraz czasami dodatkowo w połowie zjazdów. Przykład osadzenia takiego korytka pokazano na fot. 2.

Fot. 2. Korytko odwodnienia liniowego wzdłuż bramy garażowej. Fot. autorki

Należy jednak pamiętać, że korytka te nie powinny odbierać wód opadowych z całego otaczającego terenu, a jedynie z rejonu pochylni zjazdowej. Spadki terenu okalającego wjazdy do garaży podziemnych powinny być tak zaprojektowane, by gwarantowały odbiór wód opadowych do instalacji odwadniającej zlokalizowanej na powierzchni terenu, a woda nie spływała na pochylnię prowadzącą do garażu.

Reasumując, prawidłowy odbiór wody przez korytka odwodnienia liniowego osadzone na pochylniach zjazdowych możliwy jest, gdy:

• wymiary korytek, średnice wpustów i rur odpływowych są dostosowane do powierzchni zlewni,
• woda z otaczającego terenu nie jest sprowadzana na powierzchnię pochylni zjazdowych/wjazdowych do garaży podziemnych,
• instalacja odwadniająca jest prawidłowo utrzymywana, zapewniona jest jej drożność.

>>> Skąd się bierze woda w garażu podziemnym

>>> Wpływ konstrukcji parkingów i garaży wielopoziomowych na stan techniczny ich nawierzchni

Garaże podziemne – problemy z użytkowaniem korytek odwodnienia liniowego

Co zatem, jeżeli pomimo spełnienia tych warunków woda dostanie się na powierzchnię warstw posadzkowych garaży? Nie można zapominać, że woda ta może być również nanoszona na kołach pojazdów, być wynikiem topienia się czap śnieżnych wwożonych na dachach samochodów, a także pochodzić z mycia posadzek. Jej odbiór realizowany jest zazwyczaj przez korytka odwodnienia liniowego osadzone w warstwach posadzkowych garaży. Jakie problemy występują podczas użytkowania takiej instalacji odwadniającej?

Garaże podziemne zazwyczaj znajdują się pod całą nadziemną częścią budynków, a czasami wychodzą nawet poza linię elewacji części nadziemnych. Skutkuje to tym, że ich rzut ma często kształt uzupełniających się połączonych wieloboków, w każdej części z oddzielnym fragmentem korytka odwodnienia liniowego. Niestety zdarza się również, że w takim korytku, o skomplikowanym kształcie, osadzone są jeden lub dwa odpływy, czyli zbierana w nim woda musi meandrować, by dotrzeć do rury odpływowej, przy jednoczesnym braku właściwych pochyleń dna korytek pozwalających na takie prowadzenie ścieków. Bywa również, że korytka te są silnie zanieczyszczone smarami lub mułem, co dodatkowo utrudnia prawidłowy przepływ wody.

Kolejnym problemem często spotykanym w budynkach jest nieprawidłowe ułożenie profili korytkowych i osadzenie odpływów, tzn.:

• brak właściwego podparcia profili;
• nieprawidłowe połączenia poszczególnych fragmentów profilu, szczególnie w miejscach zmiany ich kierunku. Zamiast odpowiednich kształtek narożnych połączenia poszczególnych elementów realizowane są przez przecięcie kolejnych fragmentów profili i ułożenie ich na styk (fot. 3);

Fot. 3. Nieprawidłowy sposób połączenia fragmentów korytka odwodnienia liniowego w narożu. Fot. autorki

• nieprawidłowy sposób odprowadzenia wód do wnętrza rur odpływowych. W przypadku odwodnień liniowych często wycinane są otwory w dnie kształtek korytkowych, w których wprowadzane są na uszczelkę rury odpływowe zamiast stosowania systemowych kształtek z odpowiednio wyprofilowanymi sztucerami. Proponowane systemowe rozwiązanie umożliwia wykonanie zakładu pomiędzy sztucerem wpustu i rurą odpływową, zapewniającego szczelność wykonanego połączenia;
• uszczelnienie kitem lub masą hydroizolacyjną styków krawędzi podłużnych korytek z posadzkami. Są to rozwiązania krótkotrwałe i podczas eksploatacji ulegają szybkiemu rozszczelnieniu (fot. 4). Po przerwaniu ciągłości takich uszczelnień zaczyna się proces wnikania wody w głąb płyt i wyciekania jej w rejonie jakichkolwiek nieciągłości;
• brak odprowadzenia wody z powierzchni warstwy hydroizolacyjnej do wnętrza rury odpływowej, w przypadku gdy taka izolacja jest zastosowana w przekroju warstw nawierzchniowych.

Fot. 4. Wyługowanie masy uszczelniającej na styku krawędzi podłużnej profilu korytka i warstwy posadzki. Fot. autorki

Sposób osadzenia wpustów

Często odbiór wody z warstw posadzkowych realizowany jest jedynie przez wpusty osadzone w najniższych punktach nawierzchni, której spadki powinny być wyprofilowane w kierunku tych wpustów. I w takich przypadkach zdarzają się przewyższenia wpustów w stosunku do poziomu otaczających warstw nawierzchniowych oraz nieprawidłowy sposób osadzenia kołnierzy tych wpustów. Przecieki w rejonie miejsc osadzenia wpustów widoczne są szczególnie w garażach wielopoziomowych, na stropach międzykondygnacyjnych. Problemem jest w tym przypadku zapewnienie szczelności w rejonie wyciętych w płytach stropowych otworów przeznaczonych do osadzenia rur odpływowych. Jeśli na powierzchni płyt stropowych w warstwach posadzkowych ułożono warstwy hydroizolacyjne, kołnierze wpustów sprowadzających wody do wnętrza rur należy wkleić w warstwy hydroizolacyjne. W przypadku zaś gdy posadzki wykonane są z tzw. betonu szczelnego, przy braku warstw hydroizolacyjnych, skuteczne i trwałe uszczelnienie takich otworów jest praktycznie niemożliwe. Układ warstw posadzkowych bez jakiejkolwiek izolacji wodochronnej w przekroju posadzek nie umożliwia prawidłowego osadzenia wpustów przy jednoczesnym braku możliwości szczelnego montażu korytek odwodnienia liniowego.

Wykwity wapienne jako efekt zawilgocenia

Woda wprowadzona w głąb warstw nawierzchniowych garaży podziemnych rozprowadzana jest szczególnie szybko w obrębie warstw posadzkowych garaży podziemnych, gdy warstwy nawierzchniowe oddzielone są od podkładu warstwą odcinającą, np. z folii z tworzywa sztucznego. W takich rozwiązaniach woda wnikająca w głąb warstw posadzkowych wzdłuż krawędzi podłużnych korytek lub w rejonie osadzenia wpustów ma możliwość swobodnego przemieszczania się po tej warstwie odcinającej aż do ścian działowych, by w efekcie podciągania kapilarnego powodować ich zawilgocenie. Szczególnie długo zawilgocenie to utrzymuje się w ścianach wykonanych z pustaków, gdyż napływająca woda gromadzi się w kanałach takich wyrobów. Zawilgoceniu ścian wykonanych z pustaków silikatowych towarzyszą wykwity wapienne widoczne na powierzchni ścian, co pokazano na fot. 5.

Fot. 5. Wykwity wapienne na powierzchni zawilgoconych bloczków silikatowych. Fot. autorki

Podsumowanie

Przedstawione w artykule zagadnienia dają obraz tego, jak wiele problemów użytkowych może powodować woda wprowadzona do wnętrza garaży podziemnych w efekcie popełnionych błędów projektowych i wykonawczych. W publikacji zaprezentowano jedynie część problemów napotykanych na co dzień podczas eksploatacji tych fragmentów budynków. Ich naprawa jest nie tylko bardzo trudna, lecz także czasami wręcz niemożliwa w 100%, a dodatkowo bardzo kosztowna. Z tego powodu podczas realizacji nowych obiektów warto zwrócić szczególną uwagę na poprawność wykonania konstrukcji części podziemnych budynków realizowanych w technologii betonu wodoszczelnego, by nie wymagały one w szybkim czasie niezbędnych napraw.

dr hab. inż. Barbara Francke SGGW, Katedra Mechaniki i Konstrukcji Budowlanych

Literatura
1. B. Francke, Nowoczesne hydroizolacje budynków. Zabezpieczenia wodochronne części podziemnych budynków, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2021.

2. J. Henshell, The manual of below-grade waterproofing, 2nd ed., Routledge, 2016.
3. B. Francke, Zabezpieczenia wodochronne części podziemnych budynków w technologii betonu wodoszczelnego, „Materiały Budowlane” nr 3/2017, s. 14–16.
4. B. Francke, Nowoczesne rozwiązania w hydroizolacji budynków budownictwa ogólnego, XXXIV Warsztaty Projektanta Konstrukcji, Szczyrk 2018.
5. B. Francke, Zabezpieczenia wodochronne garaży podziemnych, Konferencja szkoleniowa „Parkingi i garaże podziemne”, Warszawa 2017.
6. L. Runkiewicz, Diagnostyka obiektów budowlanych. Zasady wykonywania ekspertyz, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2020.
7. L. Runkiewicz, Analiza czynników technicznych, zagrożeń, awarii i katastrof budowlanych, praca naukowo-badawcza, ITB, 2011–2019, biblioteka ITB.
8. P. Klemm (red.), Budownictwo ogólne, tom 2, Fizyka budowli, Arkady, Warszawa 2005.
9. B. Francke, Warunki techniczne wykonania i odbioru robót budowlanych, część C: Zabezpieczenia i izolacje, Zeszyt 12, Części podziemne budynków wykonanych z betonu wodoszczelnego. Uszczelnienie miejsc newralgicznych, 2017, biblioteka ITB.
10. PN-EN 206 Beton – Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.
11. L. Czarnecki, Beton: uszkodzenia i naprawy, Konferencja „Dni Betonu 2021”.

Sprawdź: Produkty budowlane