Гидроизоляция опускных колодцев

Грунты, которые прорезаются при погружении колодца, находятся во влажном и водонасыщенном состоянии. В период погружения степень обводненности грунтов влияет на выбор метода разработки котлована. В период эксплуатации стены и днище колодца обычно заглублены ниже уровня грунтовых вод, испытывают гидростатический напор и требуют защитной гидроизоляции.

Уровень грунтовых вод у колодцев то повышается, то понижается в зависимости от гидрогеологических условий прилегающей площадки. Грунтовые воды в период строительства колодца могут иметь или приобрести во время эксплуатации агрессивные свойства по отношению к бетону.

Помещения, расположенные в опускном колодце, необходимо защищать от проникновения влаги из прилегающего грунтового массива. Гидроизоляция защищает бетон колодца от агрессивных воздействий грунтовых вод и тем самым обеспечивает его долговечность. При выборе гидроизоляции учитывают агрессивность вод и принимают соответствующие стойкие материалы. Противонапорную гидроизоляцию устраивают на 0,5 м выше максимального напорного уровня. Гидроизоляцию стен выполняют до начала погружения колодца, а днище до и после его бетонирования.

Конструкция гидроизоляции назначается в зависимости от величины гидростатического напора грунтовых вод на уровне пола наиболее заглубленного помещения и требуемой сухости внутренних поверхностей колодца. Опускные колодцы-фундаменты глубокого заложения защищают гидроизоляцией только при агрессивной среде.

В зависимости от назначения, требований технологического процесса помещения по степени сухости ограждающих конструкций делятся на следующие категории:

I — помещения с сухой поверхностью ограждающих конструкций; допускаются лишь отдельные сырые пятна площадью не более 1% поверхности ограждающих конструкций;

II — помещения с отдельными влажными участками ограждающих конструкций (без выделения капиллярной влаги); площадь влажных участков допускается не более 20% поверхности ограждающих конструкций;

III — помещения с выделением капиллярной влаги на стенах и на полу; общая площадь увлажненных участков допускается не более 20% поверхности ограждающих конструкций.

В практике возведения опускных колодцев наиболее распространены цементная, оклеечная и металлическая гидроизоляции. Стальная гидроизоляция применяется только в исключительных случаях — в помещениях I категории при большом подпоре грунтовых вод. Стальные листы изоляции используют как рабочую арматуру несущих конструкций колодца.

В помещениях II категории гидроизоляцию стен производят торкретированием по наружной и внутренней поверхностям. По наружной поверхности по торкрету наносят окрасочную битумную гидроизоляцию.

Днище имеет оклеечную гидроизоляцию.

В помещениях III категории торкретирование производят только наружной поверхности стен. На торкрет наносят окрасочную битумную гидроизоляцию. Днище имеет оклеечную гидроизоляцию.
Толщина слоя торкрета зависит от величины гидростатического напора грунтовых вод. При напоре вод до 10 м торкретирование производят в два слоя общей толщиной 25 мм; при 10—20 м — в три слоя общей толщиной 40 мм.

На стыках в сборных колодцах слои торкрета наносятся по рулонной сетке.

При небольшом объеме работ в помещениях III категории при малом гидростатическом напоре цементную гидроизоляцию наносят ручным способом. При этом поверхность затирают металлическими гладилками.

При отсутствии грунтовых вод защиту сооружения от капиллярной влаги осуществляют нанесением по наружной поверхности стен окрасочной битумной гидроизоляции.

Оклеечную гидроизоляцию днища укладывают по бетонной подготовке. Для предохранения гидроизоляционного ковра от повреждений в процессе строительства предусматривают защитную стяжку из цементно-песчаного раствора. Толщина стяжки 20—30 мм.

Количество слоев оклеенной изоляции принимают в зависимости от категории помещений: при гидростатическом напоре до 5 м для помещений I категории — 4, для II — 3, для III — 2 слоя. При гидростатическом напоре 5 — 30 м для помещений I категории— 5, II—4, III — 3 слоя.

Пример сопряжения оклеенной гидроизоляции днища с торкретной изоляцией стен приведен на рис. 53.
Проведенные рядом авторов обследования помещений, построенных методом опускных колодцев, с разной конструкцией гидроизоляции выявили во многих случаях наличие водопроницаемых участков на стенах и днище. Наиболее интенсивные протекания наблюдаются в колодцах, находящихся под большим гидростатическим напором, окруженных хорошо фильтрующими грунтами.

При осмотре больших колодцев корпусов дробления Криворожского, Ингулецкого, Северного и Центрального горно-обогатительных комбинатов Криворожского бассейна, произведенных через 5—7 лет после погружения, выявлено, что несмотря на значительную толщину стен (до 2 м) в отдельных местах происходит просачивание воды. Перед погружением на стены колодцев была нанесена гидроизоляция из торкрета с битумной окраской. Гидростатический напор составил 20—30 м. В настоящее время заметны течи в стенах по швам бетонирования и у примыканий перекрытий. Наблюдаются ярко выраженные следы выщелачивания со значительными наростами вынесенных продуктов гидролиза цемента. Со временем интенсивность фильтрации увеличивается.

Рис. 53. Сопряжение оклеенной изоляции днища с торкретной изоляцией стен (а, б) и деталь закладного патрубка (в):
1 — стена; 2 — слои торкрета; 3 — днище; 4 — битумная мастика; 5, 9 — деревянные рейки; 6 — оклеенная гидроизоляция; 7 — бетонная стяжка; 8 — бетонная подготовка; 10 — 13, 16 — детали фланца; 14 — днище; 15 — дренажный слой.

В колодцах скиповых ям с металлической гидроизоляцией наблюдались течи в местах сварных швов стыков, поврежденных коррозией. Обследования подтвердили, что течи появляются только на участках некачественно уплотненного бетона и носят локальный характер.

Элементы конструкций, выполненные из гидротехнического бетона со строгим соблюдением технологии изготовления, являются достаточно водонепроницаемыми.

При изготовлении сборных элементов можно достичь значительно лучшего качества бетона. Таким образом, в сборных колодцах вероятнее всего получить более водонепроницаемую конструкцию.

Замеченную после возведения колодца водопроницаемость отдельных участков стен и днища ликвидируют местной цементацией толщи бетона. Для этого в пробуренные шпуры вставляют инъекционные патрубки и под давлением до 15 ат нагнетают цементный раствор. Иногда, кроме толщи стен, производят цементацию прилегающего к течи участка грунтового массива. В скальных и песчаных грунтах это дает хороший результат.

При наличии в воде глинистых частиц происходит естественная кольматация бетона. Однако глинизация прилегающего к колодцу грунта нагнетанием в скважины суспензии под давлением не всегда дает хорошие результаты. Это объясняется тем, что в то время, как естественная кольматация бетона происходит именно там, где это необходимо, при принудительном нагнетании кольматирующего раствора в скважины он проникает лишь в те капилляры и трещины в бетоне, которые пересекаются скважиной или находятся в непосредственной близости от нее.

Проведенные исследования показали, что при погружении колодца в тиксотропной рубашке на стенах колодца образуется непроницаемая глинистая пленка, не размываемая грунтовыми водами. Высыхание суспензии предотвращается влажностью грунта.

Водонепроницаемость стен колодца обеспечивается также механическим заполнением пор суспензией с последующей коагуляцией.

Коллоидный глинистый раствор способен коагулировать при наличии электролита. При проникновении суспензии под гидростатическим давлением в поры бетона недостающей частью электролита являются ионы кальция, всегда в избытке присутствующие в цементном камне и играющие роль катализатора процесса коагуляции раствора. Оседающие хлопья коагулянта закупоривают поры бетона, повышают его плотность и делают бетон водонепроницаемым. Такая гидроизоляция является достаточной при гидростатическом напоре до 5 м.

В последние годы начали использовать пластмассовую гидроизоляцию. Для изоляции применяют клеящие мастики, изготовляемые на эпоксидных смолах с холодным отвердением. При гидростатическом напоре до 25 м наносят покрытие толщиной 2 мм.