Восстановление гидроизоляции в старых зданиях

В Санкт-Петербурге в настоящее время широко применяется метод инъекции гидрофобных растворов в кладку здания. В этом направлении активно действуют представители западных фирм, которые, как правило, не знакомы с особенностями петербургских зданий. Из-за сложных природных и техногенных гидрогеологических условий, сильного загрязнения почв и других причин параметры кирпичных стен петербургских зданий имеют специфичность. Присутствует разнообразие сортов кирпича и связующих растворов, различная степень увлажненности стен. Изношенная и выщелоченная кладка стен и фундаментов старых зданий Петербурга содержит многочисленные пустоты. В таких специфических условиях происходит утечка раствора через пустоты, гидрофобный материал не проникает в водонасыщенный кирпич, т. е. условия гидрофобизации не выполняются.

Таким образом, выявляется необходимость инъекционного заполнения пустот кладки, сушки стен для освобождения пор от воды до введения гидрофобизатора и повторной сушки после введения гидрофобизатора для его закрепления, что не выполняется рядом фирм, которые следуют предписаниям западных технологов. Необходимо учитывать и то обстоятельство, что технология инъекции растворов на основе цемента вполне приемлема для кирпичной кладки на цементном растворе, но недопустима для кладки на известковом растворе. Во многих случаях деструкция кирпича достигает состояния, сопоставимого с консистенцией жидкой глины. В этом случае без предварительной просушки кирпичной кладки нагнетание раствора под давлением может привести к разрушению стены.

Кроме того, метод инъекции кремнийорганических растворов не отвечает требованию «раз и навсегда». Известны случаи, когда эта технология провоцировала обширное микробиологическое поражение стен здания. Действительно, органические добавки в гидрофобные растворы могут служить прекрасной питательной средой для различных бактерий и грибов. Если эти виды микробов присутствовали в почве и кладке до проведения работ, то после инъекции гидрофобного раствора, содержащего органические компоненты, они начинают развиваться еще более интенсивно, что было отмечено в Санкт-Петербурге уже неоднократно. Поэтому, прежде чем применять гидрофобную жидкость, необходимо протестировать ее на биостойкость к биодеструкторам, специфичным для данного региона.

В связи с этим представляется более предпочтительным производить физическую отсечку капиллярной влаги. В мировой практике широко применяются методы поэтапной («захватками») пропилки стен с последующим введением в пропил полимерных или металлических листов. Пропил осуществляется специальным алмазным инструментом. Однако на широте Санкт-Петербурга стены домов имеют толщину от 60 до 100–120 см, что делает метод пропила не всегда применимым и очень дорогим. В тех случаях, когда нет нарушения порядовки кирпичной кладки, более целесообразно использовать технологию System Baumann, которую в 1996 г. по заданию Комитета управления городским хозяйством Мэрии Санкт-Петербурга освоило АОЗТ «Стампир».

Основу данной технологии составляет применение имеющих высокую устойчивость к агрессивным средам специальных листов из нержавеющей стали, которые забивают в шов между кирпичами на всю толщину стены (на снимке). Таким образом, обеспечивается физическая стопроцентная отсечка капиллярной влаги. Этот метод, в случае его применения, дает 100% гарантию восстановления горизонтальной гидроизоляции. По данным специалистов фирмы Baumann, такая гидроизоляция имеет срок службы не менее 400 лет, т. е. вполне удовлетворяет требованию «раз и навсегда». В Центральной Европе по этой технологии восстановлена горизонтальная гидроизоляция в нескольких десятках тысяч домов. Наилучший эффект достигается, если производить забивку на уровне старой гидроизоляции. Если это по каким-либо причинам невозможно, забивку можно произвести выше уровня старой гидроизоляции, но при этом необходимо принять меры по проведению гидроизоляции (вертикальной) слоя между старым и новым ее уровнями. В любом случае необходимо восстановить отмостку и принять необходимые меры по предотвращению попадания воды на стену выше уровня гидроизоляции.

По мнению специалистов по ценообразованию Комитета по содержанию жилого фонда Администрации Санкт-Петербурга, согласованная цена несущественно отличается от цен при использовании других технологий, применяемых в настоящее время. Но с учетом долговечности противокапиллярная гидроизоляции из нержавеющей стали предпочтительнее. В долгосрочном периоде эта технология становится экономически целесообразной. Произведенные экспериментальные работы на трех зданиях в Санкт-Петербурге подтвердили перспективность метода забивки в шов между кирпичами гофрированных листов из нержавеющей стали. В процессе работы были найдены решения по дальнейшему совершенствованию технологии и оборудования.

Однако не следует рассматривать описываемую технологию как решение всех проблем восстановления гидроизоляции. Она только расширяет арсенал методов и дополняет уже применяемые методы в строительной практике Санкт-Петербурга. В то же время следует признать, что восстановление горизонтальной и вертикальной гидроизоляции методом забивки листов из гофрированной нержавеющей стали по технологии фирмы Baumann имеет неоспоримые достоинства — долговечность и надежность.

Гидроизоляция подвалов зданий старой постройки

Наставления по строительному делу, издаваемые в России с 1820-х гг., предписывали рассматривать гидроизоляцию как комплекс мероприятий, состоящих из водозащитной преграды, дренажа, вентиляции стен и воздуха в подвале [4,5]. Часто приходится слышать мнение, что при строительстве зданий в Санкт-Петербурге наибольшее распространение получила гидроизоляция подвалов типа «глиняный замок». Однако «глиняный замок» устраивался далеко не во всех случаях. Его устройство было связано с необходимостью заглубления пола подвала ниже УГВ или применения гигроскопичных материалов в кладке фундамента. Высокая стоимость этого вида гидроизоляции подвалов весьма ограничивала возможности его применения.

«Глиняный замок» представлял собой защитную глиняную стенку вокруг здания толщиной 1/2–3/4 аршина (0,35–0,55 см) и слоя в 4–6 вершков под полом подвала. Глина должна быть обязательно жирной. Кроме этого рекомендовалось применение глины, только вымороженной в кабанах с влажностью, близкой к 16% (достаточная влажность определяется тем, что комок глины легко скатывается в шарик, не прилипая к руке). В конце XIX в. при устройстве глиняной изоляции применяли сухой либо мокрый способ. Но в обоих случаях (особенно в мокром) рекомендовалось применение рыхлой вымороженной глины [3,5]. Данная конструкция влагозащиты не рассматривалась как абсолютная защита от увлажнения подвальных помещений и, как правило, сочеталась с другими системами поддержания допустимого уровня влажности в подвалах.

Основная система осушения подвалов состояла в их вентиляции. Для предохранения стен от сырости в их толще устраивались воздушные прослойки и каналы. Чаще всего эти каналы были необходимы для просушки кладки от строительной сырости, но после окончания каменных работ их рекомендовалось не закладывать, а продолжать использовать и далее. Устраивались и специальные каналы для вентиляции стен.

Но в большинстве случаев допустимая влажность воздуха в подвалах поддерживалась печным отоплением здания. В подвал выходили все дымовые стояки, создающие принудительную вентиляцию воздуха. Также в подвалах устанавливались и специальные печи. Верхом данного способа осушения здания следует считать схему дворца Великого Князя Михаила Николаевича (арх. Циглер, 1877 г.), состоящую не только из внутристенных, но и подпольных каналов, по которым пропускался теплый воздух из калориферов.

Сейчас из-за ненадобности печного отопления и непонимания эксплутационными службами роли дымоходов и вентканалов в стенах подвалов и ограждающих конструкций эти важные элементы здания во всех старых домах практически утрачены. При обследованиях подвалов, если они и обнаруживаются, как правило, они забиты мусором или бетоном. Для поддержания нормального температурно-влажностного режима в подвалах необходимо восстановить утраченные системы вентиляции стен или обустроить новые. Для этого в стене под острым относительно вертикали углом пробиваются сквозные отверстия. Они проходят с наружной стороны стены в подвал. В подвале вдоль стены между отверстиями пробивается борозда, которая потом частично закладывается кирпичом, так, чтобы в стене образовывались вентиляционные каналы.

Опыт обследования старых зданий Санкт- Петербурга показал, что полноценный «глиняный замок» встречается очень редко. В большинстве случаев в Петербурге он встречается на некоторых общественных зданиях и дворцах постройки до середины XIX в. вдоль набережной реки Мойки, в Адмиралтейской и Литейной частях города. Это было связано с его дороговизной, недостаточной надежностью в условиях плотной застройки.

Наибольшее распространение получили подвалы, у которых уровень заложения полов был выше среднегодового уровня грунтовых вод. Обычно глина закладывалась лишь для консервации лежней, для гидроизоляции кирпичных закладок в фундаментах зданий и для влагозащиты полов. Вокруг здания, а в некоторых случаях под полом подвалов, обустраивалась дренажная система. Такая схема была весьма эффективна при наводнениях, случавшихся в Петербурге 1–2 раза в год. Если вода поступала в подвал, то после окончания наводнения она сама уходила из подвала, а, благодаря системам вентиляции стен, подвалы быстро просыхали. Поскольку вода уходила из подвала по дренажам, т. е. «организованно», подмыв фундамента здания практически исключался.

Здесь следует упомянуть, что дренажные системы города состояли:
1) из общегородского подземного дренажа, остатки которого встречаются при обследовании зданий в виде высверленных стволов (XVIII в.), дощатых коробов (XIX в.), коллекторов из кирпича;
2) из системы открытых каналов, многие из которых в настоящее время засыпаны (особенно негативное влияние оказала засыпка Лиговского канала).

Быстрому осушению территории в значительной мере способствовала сама петербургская мостовая (уклон к центру проезжей части) и система ливневой канализации. Все это в достаточной степени регулярно чистилось, что можно проследить по городским финансовым ведомостям. В настоящее время вся эта сеть утрачена и заменена на подземную канализационную систему, что отчасти оправдано санитарно-экологическими соображениями, но не отвечает полностью требованиям осушения территорий и водозащиты домов.

Кроме описанных выше способов гидроизоляции подвалов в Санкт–Петербурге, использовались и другие системы водозащиты зданий. В период широкого внедрения бетона при устройстве подвалов зданий применение систем «Бюро-Вега» и монолитного железобетона привело к широкому использованию асфальтовых материалов (природных и искусственных) в качестве «гидрозамка» [4,6]. Однако, как показали результаты многочисленных обследований, данные материалы весьма недолговечны. Вскрытие асфальтовой гидроизоляции на многих зданиях, построенных в 1900–1913 гг., показало наличие газовых пузырей под полом, что является следствием разложения органических составляющих асфальтов.

В последнее время, впрочем как и 100 лет назад, в Санкт-Петербурге гидроизоляцию подвалов часто делают изнутри. Это все та же ж/б конструкция, работающая против давления грунтовых вод, в сочетании со слоем гидроизоляции. В качестве гидроизоляции обычно применяют несколько слоев рулонной гидроизоляции, различные мастики, полимерные пленки, полимерцементные смеси, проникающие материалы (пенетраты). Гидроизоляция подвала изнутри в сочетании с грамотно организованной вентиляцией вполне справляется с задачей нормализации температурно-влажностного режима подвальных помещений.

Однако стены здания остаются сырыми и под действием агрессивных вод продолжают разрушаться. Более того, гидроизоляционные слои в сочетании с прижимной стяжкой нарушают тепловой баланс внутри ограждающей конструкции, что приводит к более глубокому промерзанию последней в зимний период. Для сохранения исторической части Санкт-Петербурга необходимо как можно скорее отказаться от подобной практики.

К сожалению, приходится сталкиваться и с другим не менее опасным способом благоустройства подвалов, когда проводят его углубление без предварительных расчетов. Откопка ниже уровня подошвы здания с последующим обустройством железобетонного кессона приводит к перераспределению нагрузок на основание фундамента, что, как правило, негативно отражается на состоянии здания в целом.

В тех случаях, когда причиной повышенной влажности подвальных помещений является не подтопление, а конденсат, весьма эффективны современные санирующие штукатурки, но при этом не следует отказываться от устройства системы вентиляции подвальных помещений. ПиНТЭЖФ п. 4.1.3. предписывают: «Подвальные помещения должны быть сухими, чистыми, иметь освещение и вентиляцию. Температура воздуха не должна быть ниже +5 0С,относительная влажность воздуха — не выше 60%».

С учетом всего выше сказанного и с точки зрения увеличения срока службы здания нужно восстанавливать гидроизоляцию снаружи здания. Основной проблемой здесь является сопряжение вертикальной гидроизоляции с влагозащитным слоем (часто трамбованная глина) в основании здания. По той же причине восстановление/устройство полноценного «глиняного замка» является весьма непростой задачей.

За последние два года широкое распространение получили глиняные материалы на основе бентонитовых глин (типа Bentomat, Voltex, применяемые ООО «Подземстройреконструкциея»). Материалы этой группы представляют собой двухслойные синтетические маты с наполнением из высокоактивной глины — бентонита. Маты укла­дываются по изолируемой поверхности и прижимаются грунтом или другой конструкцией. При намокании бентонит набухает и образует непроницаемую для воды преграду. Достоинство бентонитовых материалов — их нестарение во времени и простота укладки.

В нашей стране был разработан и во многих случаях применен метод нагнетания в грунт специальных составов с целью создания надежного гидроизоляционного слоя. В условиях Санкт-Петербурга применение этого метода ограничено очень сложными и неоднородными грунтами. В последнее десятилетие в западной Европе получила широкое распространение технология применения профилированной мембраны из полиэтилена высокого давления (System Platon и другие), которая позволяет заглубленной части стены «дышать». Ее следует применять в сочетании с дренажом. Перед укладкой мембраны возникает необходимость выровнять поверхность бутовой кладки фундамента. Для этого необходимо применять «дышащие» известковые растворы. Использование цементных растворов приведет к обратному эффекту. Мембрану с внешней стороны необходимо ограждать каким-нибудь материалом (например, геотекстилем) для защиты от повреждения во время засыпки траншеи. Применение профилированных мембран уже доказало свою эффективность при реконструкции старых зданий в европейских странах.

«Строго говоря», обустройство пристенного дренажа во многих случаях может дать положительный эффект (если бутовый фундамент не имеет серьезных разрушений) даже без устройства вертикальной гидроизоляции. Однако, если учесть, что подземные воды могут быть весьма агрессивными по отношению к материалу фундамента, лучше не отказываться от защитных гидроизоляционных слоев.

В тех случаях, когда нет подпорных вод, можно применить технологию System Baumann. При помощи большой забивочной машины фирмы Baumann в грунт по периметру фундамента забиваются листы из нержавеющей стали на глубину до 2,5 м. Эта технология не требует откопки траншеи, сохраняет тротуарвокруг здания, но, главное, она решает проблему защиты основания здания от грунтовой влаги « раз и навсегда».

Как видно из приведенных выше доводов (отнюдь не исчерпывающих), существует большое число опробованных и перспективных технологий восстановления вертикальной и горизонтальной гидроизоляции зданий. В этой ситуации очень важно, прежде чем выбрать тот или иной метод (технологию), провести тщательное предварительное обследование состояния подвалов, кладки стен, степень кислотности и фильтрационных свойств грунта и т. д. Особое внимание необходимо уделить (чем до сих пор пренебрегают) микробиологической обстановке в зоне проведения работ.

В заключение необходимо отметить, что обустройство и восстановление различных видов гидроизоляции требует ясного понимания физики процессов, которым необходимо противодействовать, и выверенной оценки биохимических процессов, которые могут воздействовать на гидроизоляционные материалы. Необходимо просчитывать не только срок эксплуатации той или иной гидроизоляционной системы, но и продумывать мероприятия по ее своевременному ремонту и замене.

Литература:
1. М. Д. Бойко «Техническое обслуживание и ремонт зданий и сооружений» (Справочное пособие), М. «Стройиздат», 1993 г.
2. Карта уровня почвенных вод в Санкт Петербурге. Картографическое изд-во Ильина. 1870 г.
3. В. К. Иноземцев. Гидроизоляция старых зданий Санкт-Петербурга. «Реконструкция городов и геотехническое строительство». Научно-техническое периодическое издание СПб., 2000, №1.
4. Граф де Рошефор. «Строительная технология и архитектура гражданских зданий. Ч. 1-4. 1869-1870 гг.».
5. А. А. Розенкампф. «Практическое наставление по постройке фабричных и жилых строений и составлении для них проектов. 1859 г.».
6. А. В. Розенберг. «Подвал, его устройство, использование и осушка., Акад. художеств, 1925 г.».
7. Тепло- и гидроизоляция: (Энциклопедия домашнего мастера) Пер. с англ. — Челябинск «Урал LTD», 1998 г.

Источник