Osuszanie fundamentów w budynkach popowodziowych

Osuszanie budynków popowodziowych to czynność oczywista, ale w wielu przypadkach niestety niejedyna. Powódź może skutkować także uszkodzeniami mającymi bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo użytkowania, takimi jak np. podmycie fundamentów, dlatego konieczne jest sprawdzenie:
■ stanu gruntu przy fundamentach, chodzi o oznaki wypłukania gruntu czy wręcz podmycia fundamentów;
■ stanu samych fundamentów; należy szukać oznak uszkodzenia fundamentów (zarysowań, spękań, widocznych odkształceń, takich jak wyboczenia, zwichrowania itp.);
■ czy nie wystąpiły uszkodzenia ścian, słupów, belek, stropów itp.; należy zwrócić uwagę na ewentualne rysy, spękania, odspojenie się elementów od siebie („rozejście się ścian, ściany i stropu”), ugięcia, wyboczenia, zwichrowania, przemieszczenia itp.;
■ czy nie występują odkształcenia konstrukcji, na co wskazuje np. klinowanie się skrzydeł okiennych i drzwiowych, spękania/zarysowania i odspajanie się tynku;
■ na etapie diagnostyki stanu technicznego należy także ocenić stan izolacji wodochronnych budynku, bark skutecznie działających hydroizolacji wymusza wykonanie odpowiednich robót naprawczych.

Działania naprawcze muszą być skorelowane z osuszeniowymi. Kolejność wykonywania czynności nie może być przypadkowa, równie istotne jest sprawdzenie skuteczności prac osuszeniowych przed rozpoczęciem prac wykończeniowych. Nasiąkliwość zanurzonego w wodzie muru z cegły wynosi dwadzieścia kilka procent (wilgotność suchego muru nie przekracza zazwyczaj 3–5%), oznacza to, że w 1 m3 muru może znajdować się nawet 250–350 litrów wody. W praktyce oznacza to, że mur został całkowicie nasycony wodą.

Obrazuje to skalę problemu, który pojawia się podczas prac naprawczo-osuszeniowych.

W przypadku zanurzonych w wodzie elementów betonowych (ścian, posadzek, jastrychów) można mówić o wilgotności masowej rzędu 7–10%, dla betonu komórkowego może to być nawet 50–60%. Dla porównania tzw. wilgotność równowagowa sorpcyjna), czyli dla normalnych warunków eksploatacyjnych, wynosi: dla murów ceglanych 2–4%, dla betonu 2–3%, dla tynków cementowo-wapiennych 2,5–3%, dla bloczków z betonu komórkowego 5–6%. Prace wykończeniowe wymagają suchego podłoża. Na przykład dopuszczalna wilgotność tynku w momencie wykonywania wymalowania nie powinna przekraczać 3,5% dla farb olejnych i emulsyjnych, wilgotność podłoży cementowych pod okładziny ceramiczne nie powinna być wyższa niż 4–6%, natomiast wilgotność jastrychów anhydrytowych nie powinna przekraczać 0,5% (0,3% jeśli jest wykonywane ogrzewanie podłogowe). Ściana może być otynkowana tynkiem tradycyjnym, jeżeli jej wilgotność nie przekracza 3–4%. Próba wykonywania jakichkolwiek nieprzemyślanych działań może mieć przykre konsekwencje (fot. 1).

Fot. 1 | Skutek zbyt szybkiego wykonywania warstw wykończeniowych (fot. autora)

Skutkiem osłabienia nośności gruntu lub jego wypłukania, jak również naporu wody, są przede wszystkim spękania i rysy. Taki stan bezwzględnie wymaga wykonania ekspertyzy określającej zarówno przyczynę uszkodzenia, jak i sposób naprawy.

Projektując sposób naprawy, trzeba przede wszystkim odpowiedzieć na pytanie, co było przyczyną uszkodzenia. Drugą rzeczą jest zastosowanie materiałów kompatybilnych zarówno z zaprawą, jak i z cegłą/kamieniem czy betonem, dobranych do konkretnego sposobu naprawy. Na przykład reprofilacja elementów żelbetowych/betonowych wymaga stosowania zapraw PCC. Tych samych zapraw nie można jednak użyć do naprawy konstrukcji murowych. Tu stosuje się także modyfikowane polimerami zaprawy cementowe, lecz o znacznie niższych parametrach wytrzymałościowych. Nierzadko są to zaprawy szybkowiążące. Rysę można zamknąć siłowo lub uszczelnić. Przez siłowe zamknięcie (sklejenie) należy rozumieć wypełnienie rysy takim materiałem, który po związaniu jest w stanie przenosić naprężenia. Do tego typu iniekcji elementów żelbetowych stosuje się żywice epoksydowe. Wymagają one jednak suchego lub lekko wilgotnego podłoża, co jest niemożliwe do uzyskania dla budynków popowodziowych. Iniekty poliuretanowe lub na bazie hydrożeli wymagają wilgotnego lub mokrego podłoża, mogą jednak służyć jedynie do uszczelnienia (elastycznego zamknięcia) rysy, bez możliwości przenoszenia obciążeń. Z kolei iniekcja preparatami na bazie cementu (mikrocementu) w mokry element może zaburzyć proporcje w/c iniektu, co wpływa na jego końcowe parametry wytrzymałościowe. Dla konstrukcji murowych iniekcji epoksydami w ogóle się nie stosuje ze względu na niekompatybilność parametrów wytrzymałościowych. Naprawy tradycyjnymi metodami (sklamrowanie, ściągi, przemurowanie) jest czaso- i pracochłonne, co nie znaczy, iż niemożliwe (jeżeli elewacja jest z cegły, może się okazać, że innego sposobu naprawy nie ma). Rozwiązaniem może być zastosowanie specjalnych, polimerowo-cementowych cienkowarstwowych zapraw, w które wtapia się specjalną siatkę z włókna węglowego. Zaprawy te są chemicznie, fizycznie i mechanicznie kompatybilne z podłożem, a szczególnie z murem ceglanym, natomiast materiałem wzmacniającym są maty (siatki) z włókna węglowego. Metoda ta pozwala na wzmacnianie ścian zawilgoconych, zastosowane materiały są bowiem odporne na czynniki atmosferyczne i sole oraz umożliwiają dyfuzyję pary wodnej. Można w ten sposób wzmacniać zarówno całe powierzchnie, jak i fragmenty ścian, nadproży, fundamentów czy sklepień (fot. 2).

Fot. 2 | Przykład wzmacniania/naprawy wybranych fragmentów ścian (fot. Ruredil)

Warstwa wzmacniająca ma grubość 5–8 mm i nie stanowi przeszkody dla wykonania typowych warstw wykończeniowych. W przypadku słupów rozwiązanie to pozwala na znaczne zwiększenie jego nośności przy prawie niezmienionym polu przekroju i wymiarach zewnętrznych. W skład tego typu systemu napraw wchodzą także zaprawy do przygotowania i naprawy powierzchni pod miejsce wklejania siatki wzmacniającej. Tą metodą można także naprawiać zarysowania, i to niemal niezależnie od ich szerokości, zapewniając jednocześnie zdolność przenoszenia naprężeń dla fundamentów kamiennych i ceglanych, murów i słupów z kamieni i elementów

Naprawa hydroizolacji budynków popowodziowych
Zagadnienia związane z naprawą uszkodzonych przez wodę powłok wodochronnych są skomplikowane i kosztowne. Konstrukcję i hydroizolację fundamentów projektuje się dla konkretnych warunków gruntowo-wodnych. W zdecydowanej większości przypadków są to izolacje przeciwwilgociowe, projektowane, jak sama nazwa wskazuje, dla obciążenia wilgocią. Oznacza to, że taka hydroizolacja nie jest odporna na wodę pod ciśnieniem, lecz jedynie na wsiąkającą wodę opadową oraz wilgoć podciąganą kapilarnie. Pionowe wykonywane są zazwyczaj w najprostszy sposób, z roztworów lub emulsji asfaltowych, niekiedy lepiku lub papy klejonej lepikiem do podłoża. Poziome na ławach wykonuje się z papy, na podposadzkowe stosuje się zazwyczaj folię lub papę. Tego typu materiały są niestety wrażliwe na obciążenie wodą (w przypadku zalania mamy do czynienia z oddziaływaniem wody z obu stron budynku, od zewnątrz i od wewnątrz), co powoduje, że w wielu przypadkach dochodzi do przerwania ciągłości powłok hydroizolacyjnych objawiających się późniejszymi przeciekami i zawilgoceniem. Może to być zauważalne już podczas prac osuszeniowych (brak możliwości osuszenia przegrody lub zawilgocenie pojawiające się zaraz po wyłączeniu/przestawieniu osuszacza).

Ocenę stanu hydroizolacji należy wykonać na etapie popowodziowych oględzin budynku (dobrze, jeżeli właściciel budynku dysponuje dokumentacją techniczną, znacznie ułatwia to przeprowadzenie oceny stanu technicznego), nieskuteczne izolacje wodochronne uniemożliwiają osuszenie budynku. Taka sytuacja jest niestety w wielu sytuacjach pokłosiem zaniedbań na etapie projektowania i wykonawstwa. Bezmyślna próba zaoszczędzenia kilku złotych, stosowanie niekompatybilnych materiałów lub materiałów, które na hydroizolację fundamentów się w ogóle nie nadają, powoduje, że koszt prac naprawczych znacząco rośnie. Gdyby na terenach zagrożonych nawet nie powodzią, lecz podtopieniami stosowano odpowiednie materiały, tzn. odporne na wodę i znajdujące się w niej agresywne związki, koszty usuwania skutków zalania można by zredukować. Istotne informacje można wysnuć z przedpowodziowej eksploatacji budynku. Jeżeli w obszarze fundamentów nie było problemów z wilgocią czy przeciekami, jest duża szansa, że istniejące hydroizolacje pozostaną sprawne (jeżeli nie wykonano ich np. z papy asfaltowej na osnowie tekturowej, klejonej lepikiem do podłoża). Jeżeli natomiast źródłem wcześniejszych problemów były niesprawne hydroizolacje, ich naprawa przed rozpoczęciem zabiegów osuszeniowych jest niezbędna. Próba osuszania budynku z wadliwymi powłokami wodochronnymi może doprowadzić do zwiększonej destrukcji materiału przegród i będą one suche jedynie przez krótki okres. Na uszkodzenia popowodziowe najmniej wrażliwe są nowoczesne materiały hydroizolacyjne, masy polimerowo-bitumiczne (zwane masami KMB), szlamy (mikrozaprawy) uszczelniające, papy modyfikowane polimerami (SBS, APP) czy samoprzylepne membrany bitumiczne. W zasadzie można tu mówić o uszkodzeniach mechanicznych. Znacznie mniej odporne są powłoki z roztworów czy emulsji asfaltowych lub lepiku, w ogóle nieodporna jest papa na osnowie z tektury (niezależnie od tego czy została ułożona na lepiku czy na sucho) – osnowa takiej papy gnije pod wpływem oddziaływania wilgoci. Także jeżeli fundamenty „zaizolowano” folią z tworzyw sztucznych, konieczne jest jej usunięcie oraz kompleksowe odtworzenie hydroizolacji.

Drugą kwestią jest podłoże pod hydroizolację. Na skuteczność hydroizolacji wpływ ma także stan podłoża. Masy KMB i szlamy mogą być układane na nieotynkowanym murze, nie są więc wymagane żadne warstwy wyrównujące (tynki). A zatem prawdopodobieństwo uszkodzenia takiej powłoki wodochronnej jest mniejsze, chociażby ze względu na sztywność podłoża i zdolność powłoki do mostkowania rys (niebezpieczne jednak może być w tym momencie „zamaskowanie” rysy). Bezwzględnego otynkowania ścian wymagają powłoki z roztworów czy emulsji. Ich stan zależy także od jakości wykonania warstwy wyrównującej. Grubość hydroizolacji z emulsji czy roztworu asfaltowego wynosi 0,2–0,4 mm, wyklucza to zarówno jakąkolwiek zdolność do mostkowania rys, jak i odporność na uszkodzenia podłoża. Do tego dochodzą często popełniane błędy w wykonstruowaniu połączeń izolacji poziomej z podposadzkową, które nierzadko nie ujawniają się w normalnych warunkach eksploatacyjnych. Uszkodzenia hydroizolacji mogą powstać na skutek naporu wody od strony podłoża (posadzki). Nieodporne są na to żadne materiały bitumiczne. Niekiedy uszkodzenia popowodziowe są tak duże, że konieczne jest usunięcie warstw podłogi na gruncie aż do odkrycia betonowej płyty posadzkowej, choć czasem konieczne może być także jej usunięcie (fot. 3).

Fot. 3 | Niekiedy uszkodzenia popowodziowe są tak duże, że konieczne jest usunięcie podłogi (fot. autora)

Taka sytuacja bezwzględnie wymaga odtworzenia izolacji tej części budynku. Prace naprawcze utrudnia fakt, że prace mogą polegać zarówno na naprawie lokalnych uszkodzeń, np. połączeń, jak i na wykonaniu nowych powłok wodochronnych. Sposób naprawy musi określić specjalista, jest to wymóg bezwzględny.

Rys. 1 | Układ hydroizolacji przy posadowieniu budynku podpiwniczonego na ławach fundamentowych: 1 — płyta posadzki, 2 — ława fundamentowa, 3 — ściana piwnicy, 4 — izolacja cokołu z elastycznego szlamu, 5 — izolacja pionowa ścian  fundamentowych, 6 — izolacja pozioma ław fundamentowych, 7 — izolacja pozioma posadzki

Rys. 2 | Układ hydroizolacji przy posadowieniu budynku niepodpiwniczonego na ławach fundamentowych: 1 — płyta posadzki, 2 — ława fundamentowa, 3 — ściana fundamentowa, 4 — izolacja pozioma ław fundamentowych, 5 — izolacja pionowa ścian fundamentowych, 6 — izolacja cokołu, 7 — izolacja pozioma posadzki

Hydroizolacje powinny tworzyć ciągły, szczelny układ oddzielający budynek od wilgoci i wody. Jest to punkt wyjścia dla projektowania prac naprawczych. Układ hydroizolacji pierwotnych dla budynku podpiwniczonego oraz niepodpiwniczonego pokazano na rys. 1 i 2. Układ izolacji wtórnych musi być identyczny (rys. 3).

Rys. 3 | Koncepcja technologiczna odtworzenia izolacji wodochronnych

Izolacja pozioma ław fundamentowych, jeżeli została wykonana solidnie i nie zastosowano tu papy na osnowie tekturowej lub zwykłej folii (tzw. izolacyjnej), zwykle nie wymaga naprawy. Jest to o tyle istotne, że odtworzenie izolacji poziomej jest najtrudniejsze i najbardziej kosztowne. Jeżeli taka sytuacja ma miejsce, to najczęściej stosuje się tu metody iniekcyjne. Polegają one na wywierceniu w ścianie rzędu otworów o średnicy 10–18 mm, w rozstawie 10–12,5 cm i wprowadzeniu pod ciśnieniem preparatu iniekcyjnego przerywającego podciąganie kapilarne (fot. 4).

Fot. 4 | Wykonywanie iniekcji ciśnieniowej (fot. Izoserwiss)

Nie wolno w tym przypadku stosować iniekcji grawitacyjnej (bezciśnieniowej). Technologię (materiały i sposób wykonywania prac, ciśnienie itp.) musi podać specjalista. Zdecydowanie zalecane jest wstępne osuszenie pasa iniekcji, np. za pomocą mikrofal (fot. 5). Miejsce wykonywania iniekcji musi być skorelowane z układem hydroizolacji pionowej oraz izolacji posadzkowej.

Fot. 5 | Kompleksowe odtwarzanie hydroizolacji w budynku popowodziowym – w wykopie widoczne generatory mikrofalowe osuszające strefę iniekcji (fot. Izoserwiss)

Naprawa izolacji pionowej jest zwykle prostsza. To, czy trzeba usuwać całkowicie istniejąca hydroizolację, zależy od konkretnej sytuacji. W przypadku izolacji z papy na tekturze, izolacji z tradycyjnego lepiku oraz folii z tworzyw sztucznych trzeba zawsze je usunąć. Dla izolacji z roztworów i emulsji asfaltowych zdecydowanie zalecane jest jednak ich usunięcie. Teoretycznie materiały te, po oczyszczeniu powierzchni, mogą być podłożem pod inne materiały bitumiczne (masy KMB, membrany samoprzylepne, papy termozgrzewalne), jednak problemem może być ich przyczepność do podłoża (lub przyczepność tynku wyrównawczego, na którym są ułożone, do ściany fundamentowej). Nowa powłoka hydroizolacyjna może się odspoić razem ze starą  hydroizolacją. Przystępując do wykonywania wtórnej izolacji pionowej, trzeba bardzo starannie oczyścić podłoże. Niestabilne i zniszczone warstwy należy skuć, zanieczyszczenia usunąć, a ubytki naprawić np. szybkowiążącą zaprawą cementową z dodatkiem polimerów. Przy stosowaniu materiałów bitumicznych trzeba pamiętać, że tolerują one niewielką wilgotność podłoża (maks. 6–7%), co może być (i będzie) w wielu sytuacjach problemem. Szlamy są pod tym względem dużo bardziej tolerancyjne. Z materiałów bitumicznych do wykonywania wtórnych izolacji pionowych stosuje się w praktyce masy KMB, membrany samoprzylepne oraz papy termozgrzewalne. Nie stosuje się roztworów i emulsji asfaltowych, zawsze wymagają one otynkowanego podłoża, co komplikuje prace naprawcze (nowy tynk tradycyjny powinien być III kategorii, konieczne jest ponadto jego sezonowanie przynajmniej przez 3–4 tygodnie). Często stosuje się tzw. wstępne uszczelnienie za pomocą sztywnych i/lub szybkowiążących szlamów albo szpachlówek uszczelniających. Stanowią one bardzo dobre podłoże pod właściwą hydroizolację (w momencie jej nakładania powierzchnia podłoża jest sucha lub lekko wilgotna). Izolacja pionowa musi być połączona z poziomą, dlatego dobór materiałów musi być przemyślany, aby uniknąć nakładania materiałów cementowych (szlamy) na materiały bitumiczne (rys. 4).

Rys. 4 | Połączenie izolacji poziomej z papy i pionowej z masy KMB: 1 — ława fundamentowa, 2 — ściana fundamentowa, 3 — papa, 4 — bitumiczna masa uszczelniająca KMB (w zależności od wytycznych producenta może zaistnieć konieczność gruntowania podłoża lub stosowania wkładek ochronnowzmacniających), 5 — faseta o promieniu Rmax = 2 cm z systemowej masy bitumicznej, 6 — systemowy gruntownik z posypką z piasku kwarcowego o uziarnieniu np. 0,2 – 0,7 mm

W żadnym wypadku nie wolno stosować folii z tworzyw sztucznych. Większy problem może stanowić szczelne połączenie izolacji poziomej z izolacją podposadzkową. Tym bardziej że zdarzają się sytuacje, iż trzeba usunąć wszystkie warstwy podłogi aż do gruntu (fot. 3). Zawsze należy usuwać warstwy, które nie są odporne na wilgoć (parkiet, termoizolacje ze styropianu, płyty paździerzowej itp.). Należy także usunąć szczelne warstwy wierzchnie (np. wykladzinę z tworzyw sztucznych), które utrudniałyby (lub w skrajnych sytuacjach uniemożliwiały) wysychanie niżej położonych warstw. Skuć trzeba także wykładziny ceramiczne, woda, która dostała się pomiędzy płytkę a podłoże (nie zawsze płytki układane są na pełne podparcie), stanowiłaby doskonałą pożywkę dla drobnoustrojów. Płytki stanowią także barierę uniemożliwiającą wysychanie, w praktyce wilgoć z podłoża mogłaby się wydostawać tylko przez spoiny. Łatwiejsza sytuacja występuje, gdy usuwane są wszystkie warstwy posadzki, do odsłonięcia płyty posadzki. Na takiej płycie, po jej oczyszczeniu, osuszeniu i ewentualnych naprawach, wykonuje się nową hydroizolację, którą należy połączyć z izolacją poziomą ław (rys. 5).

Rys. 5 | Detal połączenia izolacji podposadzkowej z izolacją poziomą ław fundamentowych: 1 — ława fundamentowa, 2 — ściana piwnicy, 3 — beton podkładowy posadzki, 4 — izolacja pozioma ław fundamentowych z papy, 5 — izolacja podposadzkowa (masa KMB), z wstępnym uszczelnieniem podłoża z sztywnego szlamu lub szpachlówki uszczelniającej, 6 — taśma uszczelniająca, 7 — sznur dylatacyjny, 8 — dylatacja obwodowa, 9 — hydroizolacja pionowa (masa KMB), 10 — warstwa ochronna. Uwaga: konieczne jest odpowiednie przygotowanie powierzchni papy (4) – zagruntowanie specjalnym  gruntownikiem i posypanie suszonym piaskiem kwarcowym o uziarnieniu 0,2 – 1 mm. W miejscu polaczenia izolacji pionowej (9) z poziomą (4) zamiast taśmy (6) można wykonać fasetę.

Dla budynków niepodpiwniczonych należy pamiętać o wykonstruowaniu wewnętrznej izolacji pionowej (porównaj rys. 2), pominięcie tej czynności spowoduje późniejszą penetrację wilgoci w ścianę i pojawienie się zawilgocenia powyżej warstw posadzki (rys. 6).

Rys. 6 | Poziom posadzki wyższy niż poziom ławy fundamentowej — penetracja wilgoci na skutek braku wewnętrznej izolacji pionowej łączącej izolację ławy i posadzki: 1 — droga penetracja wilgoci, 2 — izolacja podposadzkowa, 3 — pozioma izolacja ław fundamentowych

Nie wolno zapominać o wykonaniu warstw ochronnych dla izolacji pionowej. Warstwy ochronnotermoizolacyjne mogą być wykonane z zastosowaniem polistyrenu ekstrudowanego (XPS). Na zawilgocenie nie jest odporny styropian (EPS), nasiąka wodą i traci właściwości termoizolacyjne, nie może on być zatem stosowany jako termoizolacja, gdy jest narażony na zawilgocenie (taka sytuacja ma miejsce w przypadku termoizolacji fundamentów). Stosowanie styropianu jest możliwe tylko wtedy, gdy pełni on jedynie funkcję ochronną.

mgr inż. Maciej Rokiel

Literatura

1. J. Ważny, J. Karyś, Ochrona budynków przed korozją biologiczną, Arkady, 2001.

2. Z. Stramski, J. Kunert, Zabezpieczanie budynków przed korozją biologiczną ze szczególnym uwzględnieniem obiektów uszkodzonych w wyniku powodzi, PZiTB o/Wrocław, 1997.

3. Z. Janowski, Metody i materiały stosowane do napraw tradycyjnych konstrukcji murowych, XIV Ogólnopolska Konferencja Warsztaty Pracy Projektanta Konstrukcji, Ustroń 1999.

4. E. Masłowski, D. Spiżewska, Wzmacnianie konstrukcji budowlanych, Arkady, 2002.

5. W. Domasłowski, M. Kęsy-Lewandowska, J.W. Łukaszewicz, Badania nad konserwacją murów ceglanych, Wydawnictwo UMK, 2004.

6. M. Rokiel, Hydroizolacje w budownictwie. Wybrane zagadnienia w praktyce, wyd. II, Dom Wydawniczy Medium, 2009.

7. M. Rokiel, Wycena nowych technologii w budownictwie, Polcen, 2010.

8. C. Arendt, Die Instandsetzung tragenden Mauerwerks, „Bautenschutz + Bausanierung“ nr 12/1989.

9. KNR SEK 03-01 Systemy wzmacniania konstrukcji siatkami z włókna węglowego.

10. Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtung von Bauteilen mit kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen (KMB) – erdberührte Bauteile. Deutsche Bauchemie e.V. 2001.

11. Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtung erdberührter Bauteile mit flexiblen Dichtungsschlämmen. Deutsche Bauchemie e.V. 2006.

12. DIN 18195 – Bauwerksabdichtung, VIII 2000.

13. WTA Merkblatt 4-5-99 Beurteilung von Mauerwerk. Mauerwerkdiagnostik.

14. WTA Merkblatt  2-9-04 Sanierputzsysteme.

15. WTA Merkblatt 4-4-04 Mauerwerksinjektion gegen kapillare Feuchtigkeit.

16. WTA Merkblatt 4-6-05 Nachträgliches Abdichten erdberührter Bauteile.

17. Materiały firmy Ruredil.