§ 4.1. Гидроизоляция подвалов зданий и фундаментов (ч. 6)

В пределах зоны вечномерзлых грунтов гидроизоляция проектируется по обычным правилам с учетом пониженной эксплуатационной температуры, а в пределах зоны возможного оттаивания грунтов необходимо рассчитывать стеновые покрытия на сплошность и прочность при воздействии сил трения, возникающих при просадочных деформациях и морозном пучении.

Сплошность гидроизоляционного покрытия на вертикальной поверхности ориентировочно может быть рассчитана по формуле

,
(4.1)
 

где γг — объемная масса грунта; φ — угол его внутреннего трения; Hз — глубина засыпки покрытия; δп — толщина покрытия (или его слоя); α — угол наклона поверхности к вертикали; σдоп — допускаемое напряжение в покрытии в зависимости от σдл — длительной прочности.

При учете сил трения вспучиваемого или проседающего грунта по поверхности гидроизоляционного покрытия расчет сплошности можно вести по формуле

,
(4.2)
 

где kтр — коэффициент трения грунта по поверхности гидроизоляции; остальные обозначения приведены выше.

Для уменьшения сил трения не рекомендуется устраивать выступы в гидроизоляционных покрытиях на стенах, придавать окрасочным и штукатурным покрытиям большую гладкость и покрывать их цементно-латексной суспензией либо смазывать их поверхность пушсмазкой или петролатумом.

Прочность гидроизоляционного покрытия против разрывов под воздействием деформации прилегающих мерзлых грунтов может быть повышена применением более прочных материалов, например армированных стеклотканями, либо армированием окрасочного или штукатурного покрытия прокладкой из стеклоткани.

В зданиях, сооружаемых на вечномерзлых грунтах, предусматриваются меры по предотвращению их оттаивания; так, здания приподымают над поверхностью грунта, возводя их на свайных ростверках, однако при необходимости устройства заглубленных подвалов с положительной эксплуатационной температурой их нужно не только гидроизолировать, но и теплоизолировать для исключения возможности оттаивания вечномерзлых грунтов (рис. 4.4, а), т.е. устраивать комплексную теплогидроизоляцию (см. § 2.1, а также патент США №3966781 от 19.10.76 г. о теплоизоляции зданий на вечной мерзлоте).

В общем случае можно устраивать обычные гидроизоляционные покрытия, а подготовку в основании здания и присыпку на стенах подвала выполнять из теплоизолирующего материала: керамзитового гравия, шлака, причем толщина присыпки (или подготовки) назначается в результате специального теплотехнического расчета, предполагающего отсутствие положительной температуры в основании или присыпке при тепловом потоке из подвала в наиболее неблагоприятный период. Однако это потребовало бы укладки очень толстых теплоизолирующих слоев, причем обычно они постепенно увлажняются вследствие оттаивания вечномерзлых грунтов, а замерзающая в их порах вода лишает их теплоизолирующей способности; поэтому такие прослойки выполняют из гидрофобных порошков или песков, гидрофобной золы ТЭС, битумоперлита и т.п., которые не замокают при длительном действии напора воды при условии, что тепловой поток направлен навстречу напору воды (рис. 4.4, а), так как в противном случае гидрофобный слой в летний период может замокнуть. Следует отметить, что гидрофобные засыпки дешевы.

При вероятности длительного воздействия напора грунтовых вод или наличии зон частичного оттаивания вечной мерзлоты подвалы защищают комплексной теплогидроизоляцией из асфальтокерамзитобетона, асфальтошлакобетона или пенопластов (рис. 4.4, б), или же теплоизоляцию усиливают гидроизоляционными прослойками, например, укладывая гидрофобную золу в полиэтиленовых мешках или защищая засыпку наружным гидроизоляционным покрытием (рис. 4.5).

Конструкция комбинированной теплогидроизоляции в основании сооружений на вечномерзлых грунтах
Рис. 4.5. Конструкция комбинированной теплогидроизоляции в основании сооружений на вечномерзлых грунтах
а — типовое покрытие комбинированной теплогидроизоляции; б — штраба в теплогидроизоляции и сопряжение с металлической деталью; в — временное примыкание теплогидроизоляции основания к стене; г — сопряжение комбинированной теплогидроизоляции с гидроизоляционным покрытием
1 — гидроизоляционный слой окрасочного или оклеечного материала; 2 — теплогидроизоляционный или теплоизоляционный материал; 3 — пароизоляционный слой оклеечного материала; 4 — плинтус из теплоизоляционного материала; 5 — временные деревянные элементы; 6 — металлическая деталь

При проектировании гидроизоляции фундаментов и подвалов зданий в районах вечной мерзлоты необходимо учитывать, что гидроизоляционные работы здесь будут вестись в неблагоприятных температурно-влажностных условиях. Только монтируемая, литая и засыпная гидроизоляция могут устраиваться практически при любой погоде, на любом морозе, а гидроизоляционные покрытия других типов приходится осуществлять в тепляках, обогреваемых горячим воздухом от калориферов. Высокая пожароопасность и вредность работ с летучими органическими растворителями исключают применение окрасочной гидроизоляции, но окраски из горячих полимербитумных сплавов БРМ и битэп возможны. Холодную асфальтовую гидроизоляцию при морозах до –15° С можно выполнять из мастики БНСХА, содержащей добавки антифриза, пластификатора и ускорителя стабилизации, без тепляков методом «термоса», закрывая сразу свеженанесенную влажную мастику цементной стяжкой из раствора с солевыми добавками и стабилизируя мастику путем прогрева бетона несущей конструкции в период его твердения [21, 56].

При ведении работ на вечномерзлых грунтах надо всемерно сокращать объем выемки под котлован здания, в связи с чем рекомендуется ограждать котлован деревянной шпунтовой стенкой и наносить на него гидроизоляционное покрытие, прижимая его бетоном основной конструкции фундамента, бетонируя его «враспор». В этом случае наиболее целесообразна оклеечная гидроизоляция из пластмассовых листов или полимербитумных рулонных материалов (армобитэпа либо эластобита).

В заключение отметим, что при больших масштабах гидроизоляционных работ в зимний период наиболее рациональна асфальтовая литая гидроизоляция, стоимость и трудоемкость которой такая же, как оклеечной гидроизоляции из четырех слоев стеклорубероида, что видно из сравнения данных табл. 2.2 и 4.1, а по надежности и возможности устройства в неблагоприятных условиях она значительно превосходит ее. В вечномерзлых грунтах на вертикальной поверхности ее надо выполнять из асфальтополимербетонных растворов для повышения трещиноустойчивости на морозе [65, 109].