Технологія «СТІНА В ҐРУНТІ» без компромісів: інтегрована гідроізоляція від світового лідера SOPREMA

Проєктування та зведення підземних споруд в умовах щільної міської забудови супроводжується низкою інженерних викликів. Коли будівництво ведеться поблизу існуючих будівель, глибокі котловани зазвичай облаштовуються за допомогою шпунтових огорож, буронабивних паль або методом «стіна в ґрунті». У таких умовах фізично неможливо виконати зворотну засипку та змонтувати традиційну (post-applied) гідроізоляцію на зовнішні стіни вже готового фундаменту.

Для вирішення цієї проблеми застосовується технологія Blind Side Waterproofing (гідроізоляція «сліпого боку»). Суть методу полягає в тому, що гідроізоляційний бар'єр монтується до встановлення арматурного каркаса та бетонування несучих конструкцій. Матеріал укладається безпосередньо на бетонну підготовку в горизонтальній площині або кріпиться до огороджувальної конструкції котловану у вертикальній площині. Після заливки бетонна суміш твердіє у безпосередньому контакті з мембраною.

Гідростатичний тиск та проблема міграції води

Згідно з міжнародними стандартами (зокрема BS 8102:2009), до підземних споруд висуваються суворі вимоги щодо водонепроникності. Для вентильованих житлових та комерційних приміщень  не допускається жодного проникнення води або вологи. При цьому залізобетонна конструкція, згідно з нормами Eurocode 2 (NF EN 1992-1-1), проєктується з урахуванням допустимого розкриття тріщин до 0,3 мм.

Фундамент може перебувати під впливом як тимчасових (сезонних) ґрунтових вод, так і постійного гідростатичного тиску водоносних горизонтів. У традиційних системах, де гідроізоляційна мембрана лежить вільно і не має міцного структурного зв'язку з бетоном, виникає критична проблема —бічна міграція води. Якщо під час будівельних робіт або експлуатації мембрана отримує локальне пошкодження, вода під тиском проникає під неї та починає вільно переміщуватися в мікрозазорі між ізоляцією та бетоном. Знайшовши допустиму конструктивну тріщину в бетоні, вода потрапляє всередину приміщення. У таких незв'язаних системах місце протікання всередині будівлі може знаходитися за десятки метрів від фактичного місця проколу мембрани, що робить ремонт надзвичайно складним і дорогим процесом.

Технологія інтегрованої гідроізоляції COLPHENE® BSW

Альтернативним інженерним підходом є використання бітумно-полімерних систем, таких як COLPHENE® BSW (розробка міжнародного концерну SOPREMA). Це мембрани, виготовлені з високоякісного SBS-модифікованого бітуму із надміцною композитною основою.

Основою технології є формування безперервного монолітного зв'язку між мембраною та залізобетонною конструкцією. Цей зв'язок утворюється завдяки верхньому шару мембрани, який покритий спеціальним адгезійним шаром із кристалами діоксиду кремнію.

Фізико-хімічний процес зчеплення відбувається у два етапи (механізм подвійного зв'язку):
 

• Термічно-хімічна взаємодія: Під час гідратації (застигання) залитої бетонної суміші відбувається природна екзотермічна реакція. Виділення тепла (температура може локально перевищувати 65°C) разом із масою бетону призводить до легкого розм'якшення поверхневого бітумного шару мембрани, ініціюючи хімічне зчеплення.
• Механічна інтеграція: Одночасно з цим кристали діоксиду кремнію глибоко проникають та інтегруються безпосередньо в структуру свіжого бетону.

Цей подвійний зв'язок є настільки міцним, що здатний витримувати гідростатичний тиск до 11 бар (що еквівалентно 110 метрам водяного стовпа) без ознак відшарування чи міграції води. Якщо мембрана отримує механічне пошкодження до бетонування, суцільна адгезія гарантує, що вода буде заблокована виключно в точці проколу. Це дозволяє швидко виявити дефект зсередини будівлі та усунути його методом локального ін'єктування смолами.

Важливим елементом технології Colphene BSW є спеціальний шар дрібнозернистої посипки для забезпечення інтеграції мембрани зі споруджуваною залізобетонною конструкцією. Цю функцію забезпечує спеціально підібраний під час розробки технології гранулометричний склад посипки на базі діоксиду кремнію, що характеризується високою спорідненістю до цементно-піщаних композицій бетону одночасно з адгезією до бітумно-полімерної структури мембрани. Результатом є міцність на відривання від дозрілого бетону понад 6500 Н/м у тестах.

Важливо зазначити, що ця технологія має стійкість до реальних умов будмайданчика порівняно з хімічними технологіями, які піддаються швидкій деградації під впливом опадів та сонячного ультрафіолету.

Особливе місце в конфігурації системи Colphene BSW посідає мембрана Unilay H/P. У її конструкції використовується унікальна технологія подвійної основи в структурі матеріалу: мембрана товщиною 4,5 мм містить 2 полімерні основи, будучи по суті 2-шаровим рулонним бітумно-полімерним матеріалом, виготовленим у заводських умовах у межах одного технологічного процесу.

Основною перевагою такої структури є виняткова стійкість мембрани Unilay H/P до механічних пошкоджень: у тесті на пробивання на твердій основі (EN 12691 метод А) матеріал показує параметр 1500 мм, у рази перевершуючи рішення на базі тонкошарових полімерних мембран, і функціонально забезпечуючи стійкість у процесі підготовки та зведення несучої залізобетонної конструкції.

Технологія зварювання швів: DUO SELVEDGE

Слабким місцем багатьох гідроізоляційних систем є поздовжні та поперечні напуски рулонів. Для забезпечення максимальної надійності в системі COLPHENE BSW реалізовано запатентовану технологію формування швів DUO SELVEDGE.

Поздовжній напуск має ширину від 100 до 120 мм і функціонально розділений на дві робочі зони:

1. Самоклеюча зона (40-55 мм): Зовнішній край полотна містить шар самоклеючого бітуму, захищеного силіконізованою плівкою. Під час розкатування матеріалу плівка знімається, і полотна швидко та точно фіксуються між собою. Це запобігає зсуву мембрани під час подальших робіт та захищає шов від потрапляння будівельного пилу чи вологи до моменту остаточного зварювання.
2. Зона наплавлення (45-80 мм): Внутрішня частина напуску покрита термоплавкою полімерною плівкою. Після попередньої фіксації ця зона зварюється за допомогою автоматичного апарату гарячого повітря або газового пальника. Зварювання виконується до появи безперервного випливу розплавленого бітуму шириною 2-5 мм, що свідчить про створення гомогенного, абсолютно герметичного монолітного з'єднання.

Конструктивні вимоги до монтажу та експлуатації

Горизонтальне застосування (Під фундаментну плиту)

При влаштуванні гідроізоляції під фундаментну плиту мембрани (наприклад, одношарова система COLPHENE® BSW Unilay H/P або двошарова BSW H Base + BSW H Cap) вільно укладаються безпосередньо на бетонну підготовку (товщиною не менше 40 мм).

Важливою інженерною перевагою матеріалу є його здатність витримувати значні механічні навантаження (опір статичному продавлюванню). Це дозволяє встановлювати арматурний каркас на лінійних або точкових пластикових/бетонних фіксаторах безпосередньо на поверхню мембрани. Необхідність у влаштуванні додаткової захисної стяжки (бетону) між мембраною та арматурою повністю виключається. Більше того, застосування захисної стяжки є технологічною помилкою, оскільки вона відділить мембрану від конструкційного бетону фундаменту і унеможливить процес адгезії, відкриваючи шлях для міграції води.
 

Відмова від влаштування захисної стяжки товщиною 50–70 мм — це не лише обов'язкова умова правильної роботи системи, а й пряма економія бюджету проєкту на матеріалах, роботі та скорочення строків нульового циклу мінімум на 3–5 діб.

Вертикальне застосування

Для вертикальних поверхонь використовується мембрана COLPHENE BSW V, яка має повністю самоклеючий нижній шар. Перед її монтажем на огороджувальну конструкцію (шпунт, «стіна в ґрунті» тощо) фіксується дренажна шиповидна геомембрана (наприклад, IZOLIT® PROFI GEO 10), яка нівелює нерівності основи (до 15-50 мм) та виконує роль захисного екрана. На неї наклеюється гідроізоляційна мембрана. Висота одного етапу монтажу не повинна перевищувати 5 метрів, а верхній край обов'язково закріплюється механічно.

Захист від газів та довговічність

Крім води, глибокі фундаменти часто потребують захисту від ґрунтових газів. Дослідження показують, що композитна структура мембран COLPHENE BSW виконує функцію високоефективного бар'єра проти дифузії радіоактивного радону та метану.

Роботи з монтажу систем допускається проводити у широкому діапазоні температур навколишнього середовища: від -10°C до +50°C. За умови дотримання регламенту підготовки основи та контролю зварних швів, прогнозований термін служби системи, згідно з лабораторними дослідженнями та експлуатаційним досвідом виробника, становить близько 100 років, що відповідає життєвому циклу капітальних споруд.

Висновок

Зведення підземних частин будівель, багаторівневих паркінгів та споруд цивільного захисту в умовах щільної забудови вимагає безкомпромісної надійності гідроізоляційного контуру. Традиційні незв’язані мембрани залишають критичний ризик бічної міграції води, де найменший випадковий прокол перетворюється на неконтрольовані протікання по всій площі споруди та колосальні витрати на репарацію.

Інтегрована бітумно-полімерна система COLPHENE® BSW від концерну SOPREMA докорінно змінює підхід до технології Blind Side Waterproofing. Завдяки механізму подвійного зчеплення (термохімічна реакція гідратації та механічна інтеграція кристалів діоксиду кремнію в тіло бетону), мембрана стає єдиним цілим із монолітною конструкцією, блокуючи проникнення води під тиском до 11 бар (110 метрів водяного стовпа) безпосередньо в точці контакту.

Надвисока механічна міцність матеріалів (зокрема Unilay H/P на подвійній основі) дозволяє монтувати важкі арматурні каркаси безпосередньо на мембрану без улаштування дорогої захисної стяжки, а запатентована технологія швів DUO SELVEDGE гарантує абсолютну герметичність з'єднань. На відміну від тонкошарових полімерних аналогів, система COLPHENE® BSW не вимагає коштовних аксесуарів, стійка до суворих умов будівельного майданчика та радонової дифузії, забезпечуючи прогнозований термін служби понад 100 років і мінімізуючи витрати на обслуговування об'єкта протягом усього його життєвого циклу.