Здания большой протяжённости подвержены деформациям под влиянием колебаний температуры наружного воздуха в течение года, неравномерных осадок грунта основания, сейсмических явлений и других причин. Во всех этих случаях в стенах, перекрытиях, покрытиях и других частях здания могут появиться трещины, резко снижающие прочность и эксплуатационные качества здания. Для предупреждения появления трещин в несущих и ограждающих конструкциях предусматривают деформационные швы, разрезающие здание на отсеки. В зависимости от назначения применяют следующие деформационные швы:
- температурные
- осадочные
- антисейсмические
- усадочные
Температурные швы
Температурные швы делят здание на отсеки от уровня земли до кровли включительно, не затрагивая фундамента, который, находясь ниже уровня земли, испытывает температурные колебания в меньшей степени и, следовательно, не подвергается существенным деформациям. Расстояние между температурными швами принимают в зависимости от материала стен и расчётной зимней температуры района строительства.
Осадочные швы
Отдельные части здания могут быть разной этажности. В этом случае грунты основания, расположенные непосредственно под различными частями здания, будут воспринимать разные нагрузки. Неравномерная деформация грунта может привести к появлению трещин в стенах и других конструкциях здания. Другой причиной неравномерной осадки грунтов основания сооружения могут быть различия в составе и структуре основания в пределах площади застройки здания. Тогда в зданиях значительной протяженности даже при одинаковой этажности могут появиться осадочные трещины. Во избежание появления опасных деформаций в зданиях устраивают осадочные швы. Эти швы, в отличие от температурных, разрезают здания по всей их высоте, включая фундаменты.
Если в одном здании необходимо использовать деформационные швы разных видов, их по возможности совмещают в виде так называемых температурно-осадочных швов.
Антисейсмические швы
Антисейсмические швы применяются в зданиях, строящихся в районах, подверженных землетрясениям. Они разрезают здание на отсеки, которые в конструктивном отношении должны представлять собой самостоятельные устойчивые объёмы. По линиям антисейсмических швов располагают двойные стены или двойные ряды несущих стоек, входящих в систему несущего остова соответствующего отсека.
Усадочные швы
Усадочные швы делают в стенах, возводимых из монолитного бетона различных видов. Монолитные стены при твердении бетона уменьшаются в объёме. Усадочные швы препятствуют возникновению трещин, снижающих несущую способность стен. В процессе твердения монолитных стен ширина усадочных швов увеличивается; по окончании усадки стен швы наглухо заделывают.
Для гидроизоляции сооружений важное значение имеет уплотнение деформационных швов; гидроизоляция устраивается для придания швам водонепроницаемости и защиты их от засорения грунтом, льдом, плавающими телами. Помимо водонепроницаемости, уплотнения должны также обладать высокой деформационной способностью, гибкостью, чтобы они могли свободно следовать за деформациями сопрягаемых элементов или секций сооружения. Наиболее распространённые типы уплотнений: асфальтовые шпонки и прокладки, металлические диафрагмы и компенсаторы, резиновые и пластмассовые диафрагмы, прокладки и погонажные герметики. Широко применяются битумно-полимерные герметики, стеклопластики и стеклоэластики, позволяющие создавать более простые и надёжные уплотнения.
Изменение зазора деформационного шва часто реализуется скачкообразно, за малый промежуток времени – ни герметики, ни битумные рулонные материалы не могут без нарушений воспринимать такие деформативные изменения в конструкции, особенно при отрицательных температурах.
Протяжённые сооружения с развитой подземной частью имеют определённое количество деформационных швов, которые в основном проектируются и рассчитываются как равнозначные. Часто возникают ситуации, когда отдельные участки сооружения в силу, например, неравномерной обратной засыпки, оказываются сильнее обжатыми или защемлёнными, вследствие чего при деформировании конструкции возникающие перемещения воспринимаются швами неравномерно. И в некоторых швах деформации могут превышать расчётные значения, приводя к нарушению целостности системы гидроизоляции. Кроме того, смежные секции конструкций сооружения могут иметь продольные и поперечные деформации.
Исходя из этого, требуется высокотехнологичная многоуровневая система уплотнения деформационных швов.
Гидроизоляцию деформационных швов в зависимости от конструкции и расположения в основном производят несколькими способами:
- С применением гидроизоляционных лент;
- С применением шовных профилей;
- С использованием герметизирующих мастик.
- Устройство деформационных швов с применением гидроизоляционных лент
Конструктивное решение по гидрозащите деформационных швов, воспринимающих значительные (>25% от ширины шва) перемещения, представляет собой как минимум двухуровневую систему защиты, один из уровней которой может быть выполнен из гидроизоляционной ленты. При установке лента может стыковаться с наружной гидроизоляционной мембраной, образуя вместе с ней неразрывный замкнутый контур. Ленту монтируют в зазоре шва с формированием петли-компенсатора, что существенно повышает надёжность системы уплотнения шва, так как вначале при деформациях конструкции выбирается «слабина» ленты, и только после натяжения ленты, при значительных перемещениях, начинают реализовываться деформативные (упруго-эластичные) характеристики материала ленты.
Номенклатура выпускаемых гидроизоляционных лент достаточно широка: из неопренового каучука, материалов на основе ЭПДМ, пластифицированного ПВХ, хлорсульфированного полиэтилена и др. Они производятся различной ширины – 50…500мм и более, толщиной от долей до нескольких миллиметров. Отдельные типы лент обладают относительным удлинением на разрыв до 400%, а также повышенной морозостойкостью, с температурой хрупкости -50°С.
Гидроизоляционные ленты поставляются в рулонах длиной от 3 до 50м. При стыковке отрезков ленты они свариваются или склеиваются. Способ стыковки отрезков зависит от условий выполнения работ и типа материала применяемой гидроизоляционной ленты.
Монтаж гидроизоляционных лент на поверхности конструкции вдоль шва выполняется с помощью клеевых составов на основе полиуретана или эпоксидной. Единственным условием монтажа является требование к влажности основания – оно должно быть абсолютно сухим (относительная влажность < 4%).
При установке гидроизоляционной ленты основное внимание – на сопряжение вертикальных и горизонтальных швов, где возможно образование складок при изгибе ленты и, как следствие, неплотность и дефект установки. Чтобы это исключить, требуется специальный раскрой и монтаж ленты, которые усложняют технологию ведения работ.
Гидроизоляционные ленты применяемые, как правило, при позитивном воздействии воды на элементы шва, могут применяться и при негативном воздействии. Тогда они выполняют ещё и функцию водоотводящих лотков, поэтому нужно обустроить систему водоудаления, дренажа (см. рис.), а также подогрев лотков, чтобы вода в них не замёрзла.
Деформационные швы с применением гидроизоляционных лент, особенно с петлёй-компенсатором, могут воспринимать деформации в различных плоскостях и часто используются как дополнительный уровень защиты, а также при проведении ремонтных работ.
Ограничение по использованию гидроизоляционных лент – не рекомендуется устанавливать в швах без устройства дополнительной защиты от механических воздействий и попадания грязи.
Предлагаемые конструктивные решения по многоуровневой системе уплотнения деформационных швов успешно реализуются при строительстве различных подземных сооружений.
- Устройство деформационных швов из шовных профилей
В последнее время особенное значение уделяется проектированию и использованию специальных профилей для устройства деформационных швов при герметизации заглубленных объектов. Чем интенсивнее воздействие механических и гидравлических нагрузок, тем большую важность приобретает задача выбора соответствующей конструкции профиля для устройства швов, способных выдержать эти нагрузки.
Наряду со способностью выдерживать механическую нагрузку, особенно в проектах многоуровневых подземных и открытых автостоянок, имеет значение водонепроницаемость конструкции профиля. Специально спроектированные профили с особыми вставками из водонепроницаемых материалов отвечает требованиям, предъявляемым к данным проектам.
Настоящая технология предназначена для устройства герметизации деформационных швов в элементах строительных конструкций, в том числе заглубленных, элементов подвальных и полуподвальных помещений, подземных и наземных автостоянок, тоннелей, переходов, мостов, эстакад и т.д., при значительных относительных перемещениях кромок и подпоре воды.
Критериями для правильного выбора системы шовного профиля являются:
— компенсация горизонтальных изменений ширины шва;
— компенсация последствий осадки (вследствие проведения подземных работ, наличия примыкания к новым или старым зданиям), т.е. вертикальные изменения шва;
— ширина шва;
— высота профиля;
— примыкающее покрытие (топпинг, магнезиальная стяжка, полимерный материал, керамическая плитка и т.д.), необходимо уделить внимание переходу «профиль-покрытие»;
— способность выдерживать механические нагрузки;
— водонепроницаемость.
После учёта указанных критериев необходимо соблюсти требования для правильного функционирования системы профиля:
— соблюдение одинаковой ширины шва;
— ровность краёв шва и проведение дополнительной их обработки;
— установка профиля на основание в отсутствие вибраций с использованием соответствующего крепежа;
— соблюдение требуемого расстояния между анкерным болтом и краем шва;
— использование дополнительного уплотнительного материала при установке анкерного болта;
— по возможности, использование соединительного компаунда между верхним слоем основания и профилем шва.
Рис. Применение шовного профиля в деформационном шве.
А – защитная накладка из нержавеющей стали;
В – компенсационный профиль.
В комплект шовного профиля, например, для автопарковок типа DEFLEX® 505-S входит:
— водонепроницаемый компенсационный профиль Nitriflex®;
— прижимные планки из нержавеющей стали AISI-430 толщиной 2мм;
— анкерные болты.
— соединительный компаунд – эпоксидный материал.
Технологическая карта
- Очистка деформационного шва от наслоений, облицовки до бетона.
- Химическое фрезерование (окислование кромок шва кислотой с последующей нейтрализацией).
- Нанесение слоя выравнивающего эпоксидного материала.
- Установка профиля на свежеуложенный слой эпоксидного материала.
- Установка соединительных штырей в торцы профиля, выравнивание торцов примыкающих профилей.
- Укрепление профилей механическим крепежом после затвердения эпоксидного материала. Болты закручиваются в первую очередь по краям профиля (максимум 100мм от края).
При монтаже деформационного шва следует соблюдать общие правила безопасного производства строительно-монтажных работ в соответствии со СНиП III-4-80* и СНиП 12.03-99. При компоновке и монтаже конструкции на месте применения следует соблюдать требования пожарной, электро и взрывобезопасности.
Указания по эксплуатации
- Рекомендуется защитить деформационный шов от возможных механических повреждений.
- В процессе эксплуатации швов необходимо следить за отсутствием скоплений грязи и камней в складке компенсатора, за отсутствием нарушений крепления компенсатора, за появлением трещин в бетоне и своевременно ликвидировать их.
- При эксплуатации комплекса на полах в паркингах рекомендуется применять защитный кожух.
