Wodoszczelność ścian szczelinowych

Ściany szczelinowe są powszechnie stosowane w budownictwie kubaturowym i komunikacyjnym. Doskonale spełniają swoją funkcję obudów wykopów również w przypadku występowania wysokiego poziomu wód gruntowych. Doświadczenia z ich stosowania pokazują, że odpowiednio zaprojektowany i wykonany beton w ścianach jest zwykle wystarczająco szczelny; współczynnik wodoprzepuszczalności betonu k_b nie przekracza w takich wypadkach 10^-10 cm/s. W przypadku zastosowań trwałych należy mieć na względzie, że beton jest materiałem porowatym. Ściana szczelinowa formowana jest w trudnych warunkach, bez możliwości wizualnej kontroli, a mieszanka betonowa ma ciekłą konsystencję umożliwiającą układanie w szczelinie metodą „kontraktor”. W normie PN-EN 1538 (Wykonawstwo specjalnych robót geotechnicznych – Ściany szczelinowe) zapisano: Nie można oczekiwać, że ściany szczelinowe będą całkowicie wodoszczelne, gdyż przecieki mogą się pojawić w stykach, przy wnękach lub przez materiał ściany. W normalnych warunkach nie można uniknąć wilgotnych plam i kropelek wody na powierzchni ściany.

Fot. 1 Rurki i taśmy do uszczelnienia połączenia płyty dennej ze ścianą

Styki sekcji są na ogół szczelne dzięki wbudowanej uszczelce lub powłoce osadu filtracyjnego pozostałego z zawiesiny, ale i one nie gwarantują idealnej szczelności. Korzystną okolicznością jest fakt, że warunki formowania ścian w środowisku gruntowym praktycznie eliminują skurcz betonu ścian. Istotny wpływ na szczelność ma wysokość ciśnienia wody na zewnątrz ścian. Uzyskanie ścian zupełnie suchych jest możliwe tylko przez wykonanie izolacji przeciwwilgociowej jako dodatkowej konstrukcji.

Istnieją różne podejścia do kwestii zabezpieczania obiektów przed przeciekami przez ściany. Przepisy zagraniczne podają różne klasy i kryteria szczelności ścian, np. brytyjska norma BS 8102 wprowadza cztery stopnie wodoszczelności ścian:

1) podstawowy: dopuszczalne pewne przecieki i wilgotne plamy;

2) ulepszony: niedopuszczalne przenikanie wody, lecz może ona parować (np. w pomieszczeniach technicznych, parkingach podziemnych);

3) suchy: stan suchy pomieszczenia (np. do składowania materiałów, papierów);

4) całkowicie suchy: pomieszczenia zupełnie suche (np. mieszkalne, biurowe).

Norma PN-EN 1992-3:2008 Eurokod 2-3 Projektowanie konstrukcji z betonu – Część 3: Silosy i zbiorniki na ciecze również określa cztery klasy szczelności (tabl.).

Tabl. Klasyfikacja szczelności ścian szczelinowych (wg PN-EN 1992-3:2008)

Norma ta podaje następujące zalecenia: w klasie 0 stosuje się tylko zwykłe wymagania normy PN-EN 1992-1-1, pkt 7.3.1; w klasie 1 i 2 – sprawdza się rozwartości rys i zasięg zarysowań przekroju lub stosuje zabiegi uszczelniające; w klasie 3 wymaga się zastosowania specjalnych rozwiązań (np. okładzin lub sprężenia) w celu zapewnienia szczelności przeciwdziałającej przeciekom wody.

Na podstawie różnych przepisów na użytek krajowy przyjęto trzy klasy szczelności (wytyczne IBDiM 2014 – Ściany szczelinowe i barety).

Fot. 2 Rozwarte naroże ściany szczelinowej – widoczne przecieki

Standardowa (klasa 1) – ściany wykonuje się z betonu wodoszczelnego (zwykle wymagany stopień wodoszczelności W8) bez dodatkowej izolacji. Dopuszczalne są wilgotne plamy i drobne kropelki (roszenie) na powierzchni ściany, natomiast niedopuszczalne są strużki wody i mierzalne przecieki. Pojedyncza plama nie może być większa niż 4 m², a całkowita powierzchnia plam niż 5% widocznej powierzchni ściany. Przeciekom związanym z rysami i pęknięciami zapobiega się przez odpowiednie konstruowanie elementów konstrukcji.

Ewentualne nieszczelności są usuwane (np. uszczelniając je zastrzykami cementowymi, chemicznymi z tworzyw sztucznych albo wykonując zaprawy betonu ścian). Wskazane jest pewne odczekanie z wykonaniem napraw aż do zamknięcia bryły budynku oraz wystąpienia pełnych odkształceń ścian.

Fot. 3 Zainiektowane rysy w ścianie oraz częsty widok pozornych przecieków wody opadowej pochodzącej z wyższych kondygnacji

Ulepszona (klasa 2) – na zamówienie inwestora wykonuje się dodatkowe uszczelnienia ściany lub inne zabiegi. Dopuszcza się niewielkie plamy wilgoci lub występowanie kropelek (roszenie) na fragmentach powierzchni ściany, natomiast niedopuszczalne są strużki wody i mierzalne przecieki. Pojedyncza plama nie może być większa niż 1 m², a całkowita powierzchnia plam większa od 1% widocznej powierzchni ściany. Ewentualne nieszczelności są usuwane po odkopaniu ścian (np. zastrzykami od wewnątrz lub z zewnątrz konstrukcji albo uszczelniając beton ścian). Doszczelnienie powinno być wykonywane po pełnym obciążeniu budynku, z uwzględnieniem warunków pogodowych wymaganych dla procesu uszczelnień.

Fot. 4 Poziome rysy w ścianie wynikające z wytężenia – potencjalne źródło przecieków

Specjalna (klasa S) – stosowana w pomieszczeniach mieszkalnych, biurowych lub użytkowych o wysokich wymaganiach; na zamówienie inwestora stosuje się specjalne środki i zabiegi, np. uszczelnienia styków sekcji wkładkami, uciąglanie zbrojenia w stykach i/albo układanie od wewnątrz izolacji klejonej na warstwie wyrównawczej na powierzchni ścian, z żelbetową „wanną” dociskową – izolacja taka powinna wytrzymać ciśnienie wody działające na zewnątrz ściany. W przypadku braku w projekcie określenia wymagań szczelności przyjmuje się klasę standardową (klasę 1).

Fot. 5 Poziome rysy w ścianie wynikające z wytężenia – potencjalne źródło przecieków; obraz z podświetlanej lupy do oceny rozwarcia rys

Szczelność ścian można oceniać dopiero po zamknięciu budynku lub pomieszczeń i uszczelnieniu płyty dennej oraz po ich osuszeniu, aby wyeliminować napływ wód opadowych lub technologicznych oraz zjawisko roszenia pary na zimnych ścianach.

Wysokie wymagania wodoszczelności należy stosować z rozwagą – powodują one wzrost kosztu i czasu robót na specjalne zabiegi.

Przecieki mogą pojawiać sie również w wyniku nadmiernego zarysowania ściany wskutek przeciążenia. Ścianę należy projektować zachowując dopuszczalne rozwarcie rys zgodnie z Eurokodem (zwykle 0,3 mm). Przykłady precieków widocznych na ścianach pokazano na zdjęciach. Ściany szczelinowe w pomieszczeniach podziemia ogólnie nie powinny być tynkowane. Jeśli względy estetyczne wymagają gładkich powierzchni, można je przykryć panelami przytwierdzanymi na śruby i demontowanymi w razie potrzeby. A taka potrzeba często się pojawia, szczególnie gdy ściana wykazuje zawilgocenia wymagające naprawy. Na ścianie bez tynku łatwo można ustalić poszukiwane miejsce. Ściana otynkowana utrudnia odnalezienie nieszczelności. Działania naprawcze wymagają wtedy usunięcia tynku, a po ich zakończeniu powtórnego otynkowania. Może się też okazać, że zabieg był nieskuteczny i trzeba go ponowić. Zamontowany panel może być wielokrotnie zdejmowany, a po interwencji zakładany.

Fot. 6 Dojazd do tunelu w technologii ścian szczelinowych – widoczna żelbetowa szczelna „wanna” wykonana od wewnątrz

Możliwość przecieków występuje w rozwartych narożach ścian oraz styku betonu wierzchu ściany z wieńcem lub innymi częściami konstrukcji wykonanymi w deskowaniu. Szczególną uwagę należy poświęcić połączeniu ściany z płytą fundamentową. Jest to wyjątkowo newralgiczne miejsce, wymagające umiejętności, a często jest wykonywane przez pracowników zajmujących się budową konstrukcji nadziemnych, niemających takiego doświadczenia jak wykonawcy specjalistycznych robót fundamentowych.

W połączeniach płyty dennej ze ścianą szczelinową zaleca się stosowanie uszczelnień styku, np. rurek iniekcyjnych oraz taśm uszczelniających. Taśmy powinny być zakładane tuż przed betonowaniem, aby nie uległy zawilgoceniu od wody deszczowej lub technologicznej. Taśma zwilżona przed dociśnięciem jej betonem staje się nieskuteczna.

Dość częste są nieszczelności styku płyty dennej ze ścianą szczelinową w miejscu przecięcia z pionowym stykiem sekcji ścian. Wykonując uszczelnienie styku płyty ze ścianą (np. rurkami iniekcyjnymi i taśmami bentonitowymi), zapomina się o możliwości przenikania wody pod ciśnieniem spod płyty dennej szczeliną pionowego styku. Miejsce to wymaga szczególnego traktowania jeszcze przed zabetonowaniem płyty. Przecieki w tym miejscu są możliwe także wzdłuż sparowanych prętów pionowych.

Fot. 7 Widok ściany z przeciekami i uszczelnieniami poziomych rys powstałymi w wyniku przeciążenia

Projektując konstrukcje ze ścian szczelinowych, należy pamiętać, że żądanie stopnia wodoszczelności ścian wyższego niż standardowy ma swoją cenę. Trzeba mieć świadomość, że wymaganie to powoduje wzrost kosztu, czasu robót na specjalne zabiegi lub utratę przestrzeni na konstrukcję dociskającą izolację.

mgr inż. Krzysztof Grzegorzewicz

dr inż. Bolesław Kłosiński

mgr inż. Piotr Rychlewski