Příklad železobetonové konstrukce spodní stavby – bílá vana s těsněním pracovních spár, dilatačních spár a prostupů inženýrských sítí
Příklad bílé vany s těsněním spár a prostupů potrubí:
- izolace pracovních spár bentonitovým bobtnavým páskem
- izolace pracovních spár těsnícím plechem
- izolace prostupů potrubí bentonitovým bobtnavým páskem
- izolace dilatačních spár vnějším lepeným těsnícím pásem
- izolace řízené trhliny smršťovacím profilem
Obr. 2. Průsaky pracovními spárami ve spodní stavbě po dokončení hrubé stavby Slovenské spořitelny, a.s. v Bratislavě
Obr. 3. Termoplastický bobtnavý pásek dokáže zvětšit objem o téměř 1000 %
Obr. 4. Bentonitový bobtnavý pásek osazený ve středu styku základová deska-stěna
Obr. 5. Chybná aplikace těsnění pracovní spáry. Je v pořádku osazení pásu na nekorektní podklad?
Obr. 6. Chybná aplikace těsnicího pásu. Může těsnit takto „neukončený“ PVC těsnicí pás?
Obr. 7. Bednicí systém Omega s těsnicími plechy osazený do pracovních spár železobetonové konstrukce trámce a kleneb při stavbě nového úseku metra trasy A ve stanici Veleslavín v Praze umožňuje těsnění i tvarově složitých detailů
Obr. 8. Zkušební segment stropního trámce trojlodní stanice Veleslavín
Obr. 9. Injektážní hadička osazená ve středu styku základová deska-stěna ukončená injektážními pakry
Obr. 10. Injektážní hadička osazená na hydroizolaci ostění v tunelu Blanka
Obr. 11. Bobtnavý pásek a injektážní hadička osazené ve styku základová deska-stěna
Obr. 12. Těsnicí plech a injektážní hadička osazené ve styku základová deska-základová deska
Obr. 13. Problematické spojení kolmo uložených těsnicích plechů je častou chybou u spodních staveb
Obr. 14. Problematické spojení kolmo položených těsnicích prvků – těsnicího pásu z PVC s těsnicím plechem je u monolitických konstrukcí častým nešvarem
Obr. 15. Jen správné propojení jednotlivých typů těsnění pracovních a dilatačních spár zajistí správnou funkčnost, kvalitní výrobci dodávají pro tyto účely systémové prvky
Chybné těsnění pracovních a dilatačních spár v konstrukci zatížené vodou bývá nejčastější příčinou vlhkostních poruch u spodních staveb a objektů pro jímání vody. Této problematice je nutné věnovat náležitou pozornost jak ve stupni projektování, tak při výstavbě a její kontrole.
Vodonepropustné betonové konstrukce – těsnění spár
Stavební praxe v oblasti hydroizolací železobetonových podzemních konstrukcí budov, podzemních garáží, šachet, hloubených i ražených tunelů, kolektorů apod. vychází z dlouhodobě zavedených povrchově aplikovaných plošných hydroizolačních materiálů, do kterých patří bitumenové pásy, fólie, bentonitové rohože, stěrkové izolační hmoty atd. V současnosti je velmi často využíváno k zajištění vodotěsnosti vlastní nosné konstrukce, ve které hydroizolační funkci zajišťuje svými vlastnostmi správně navržený samotný železobeton – pro takovou konstrukci se vžilo označení „bílá vana”. Při návrhu a realizaci je třeba konstrukčními, technologickými a výrobními opatřeními zabránit mimo průsaků plochou také průsakům vody přes detaily, tj. přes pracovní a dilatační spáry, řízené smršťovací spáry, nebo prostupy potrubí.
Utěsnění spár a prostupů je vždy nutno provést u monolitických železobetonových konstrukcí s povlakovými izolacemi i bez nich. Vodotěsnost materiálu povrchové izolace, vodonepropustnost samotného betonu ani vodotěsnost jednotlivých těsnicích prvků však ještě nezaručuje automaticky, že konstrukce, která z nich bude zhotovena, bude vodotěsná (obr. 2). Systém těsnění musí být vždy uzavřený a vzájemně propojený z kompatibilních prvků.
Těsnicí systémy pro spáry v monolitických železobetonových konstrukcích
Na trhu se pro utěsnění spár nabízí široký sortiment těsnicích prvků, které umožňují vytvořit ucelené a spolehlivé těsnicí systémy přizpůsobené specifickým detailům jednotlivých staveb (obr. 1).
Pracovní spáry
Pracovní spáry rozdělují monolitickou betonovou konstrukci podle jednotlivých pracovních záběrů postupného betonování. V místě pracovní spáry není výztuž přerušena, v tomto detailu se neuvažuje s pohybem.
Bentonitové a termoplastické bobtnavé pásky
Bobtnavé pásky absorbují vodu do struktury a zvyšují svůj objem. Nárůstem objemu se bobtnavý pásek přitlačí k betonu a kontaktním tlakem pracovní spáru utěsní proti průsakům. Výsledný kontaktní tlak musí být větší než hydrostatický tlak. Aby se došlo k vytvoření kontaktního tlaku a bobtnavý pásek plnil svoji těsnící funkci, musí být dokonale zabetonován.
Bentonitové bobtnavé pásky (z přírodního materiálu) představují spolehlivou variantu utěsnění pracovních spár betonových konstrukcí staveb (obr. 3–5). Kvalitní výrobky se vyznačují silným a rychlým bobtnáním. Žádoucí je zvětšení objemu při reakci s vodou větší než 500 %. Bentonitové pásky určeny především do spár v monolitických konstrukcích. Při liché obavě z vyplavování bentonitu z pracovní spáry je třeba si uvědomit, že v případě správně provedené pracovní spáry se bobtnající bentonit celoplošně opírá o stěny betonu.
Termoplastické pásky známé jako „bobtnající guma“ mají stejné použití jako bentonitové pásky. Navíc jimi lze těsnit i spáry v prefabrikovaných konstrukcích, protože jsou stále soudržné. Výhodou těchto pásků je především snadná aplikace, rychlé bobtnání a tvarová stálost – soudržnost v „otevřených“ spárách (kterými neprochází výztuž apod.). Stejně jako bentonitové pásky, i tyto se ke konstrukci fixují přilepením nebo nastřelovacími hřeby.
PVC těsnicí pásy
Spárové pásy se používají pro utěsnění spár v betonových konstrukcích od 30. let. Tradiční typ těsnění pracovních spár spočívá v použití plastových profilovaných těsnicích pásů na bázi PVC-P (obr. 6). Samotný plast se s betonem nespojí, těsnicího účinku se v tomto případě dosahuje tzv. labyrintovým efektem. Tlak vody, která se snaží těsnicí profil obtéci, postupně klesá. Plastové těsnicí profily se musí vždy osadit symetricky k pracovní spáře, aby na obou stranách spáry byla do betonu zapuštěna stejně široká část profilu. Těsnicí profily se dělí na vnitřní a vnější podle toho, zda mají být osazeny ve středu betonové konstrukce nebo na jejím povrchu (na návodní straně).
Těsnicí plechy
Těsnicí plechy jsou zpravidla oboustranně opatřeny různou povrchovou úpravou (bitumen, bentonit atd.). V poslední době se začalo využívat při požadavcích na maximální funkčnost prvku tzv. krystalizačních plechů. Někdy označovaných i těsnicí plechy s krystalizací, protože povrch je opatřen povlakem z krystalické izolace. Hloubka zapuštění tohoto těsnicího plechu do betonu je minimálně 30 mm a umístění do středu spáry postačuje pro zajištění vodotěsnosti. Na rozdíl od bobtnavých pásků, kde je třeba počítat s časovou prodlevou, než jsou plně funkční, lze pomocí plechů dosáhnout okamžitého zastavení pronikající vody. Pro utěsnění a současné zabudované bednění čela pracovní spáry jsou nabízeny k těsnicím plechům ztracené bednicí systémy, tvořené bednicí síťovinou fixovanou k plechům. Konstrukční řešení systému Omega bez svařovaných spojů je výhodou, protože nehrozí degradace a ztráta vodotěsnosti vlivem oxidačních a korozních procesů v místě svaru.
Kombinace bobtnavých pásků a těsnicích plechů se systémem bednění našly uplatnění i při stavbě nového úseku metra v Praze na trase A z Dejvic do Motola. V pracovních spárách tunelu byly použity termoplastické bobtnavé pásky i plechy s krystalizačním povlakem. Zvláštností bylo utěsnění spár trojlodní konstrukce v oblasti stropních trámců v ražené stanici Veleslavín (obr. 7 a 8).
Systémy injektážních hadiček
Jedná se o plastovou injektážní hadičku, která, díky perforaci stěny, umožňuje utěsnění pracovních spár pomocí injektážních médií jako např. mikrocement, pryskyřice, gely nebo akryláty. Injektážní systémy se vyznačují jednoduchou montáží a možností přizpůsobit se do spár se složitým tvarem. Na rozdíl od spárových pásů a plechů do pracovních spár nemusí být injektážní systémy zabetonovány v předcházejícím celku, ale jsou upevněny přímo do pracovní spáry (tuto vlastnost mají i bobtnavé pásky). Mezi jejich výhody tedy patří tvarová variabilita, jednoduchá montáž a průběh těsnícího systému.
Injektážní systémy mohou být použity i tam, kde není montáž těsnících pásů či plechů konstrukčně možná nebo jsou náklady na provedení velmi vysoké. Příklad je třeba napojení na štětové stěny. Injektážní hadičky se obvykle aplikují jako pojistné řešení s možností doinjektování k jinému typu těsnicího prvku (obr. 9–12). Primární těsnicí prvek (např. bobtnavá páska, vnitřní těsnicí pás nebo těsnicí plech) se osadí blíže ke zdroji vody, pojistná injektážní hadička se osadí dále za něj.
Nepravé (řízené smršťovací) spáry
Tyto spáry statici a projektanti vědomě plánují všude tam, kde se vyskytuje vysoké pnutí v betonu. Na těchto místech se beton smí „trhat“, ale kontrolovaně. Konstrukce tedy musí být v tomto místě vybavena prvkem zajišťujícím vodonepropustnost. K pnutí dochází především během procesu zrání betonu. Cíleným oslabením průřezu betonové konstrukce na určených místech se dosáhne vzniku řízené trhliny. Prvek použitý na oslabení průřezu daný detail současně utěsní proti průsakům. Tento prvek se osadí mezi výztuž stěny a na bednění se přikotví trapézové nebo trojúhelníkové lišty. Jedním z prvků vhodných pro oslabení průřezu v místě plánované řízené spáry, jakož i pro její utěsnění, je smrštitelný prvek nazývaný „sluníčko“, který je tvořen těsnicím profilem z PVC-P kruhového tvaru s výčnělky fungujícími na labyrintovém efektu. V současné době je často používán systém pro řízené trhliny, který je tvořen hladkým plechem (oslabujícím profilem) fixovaným ke spárovému těsnicímu plechu. Toto řešení se používá především z ekonomických důvodů nižší ceny prvku, ne vždy je však vhodné. V praxi se lze setkat také s označením tohoto prvku „křížový plech“.
Dilatační spáry
U tohoto druhu spáry jsou stavební díly odděleny, což znamená, že i výztuž je přerušena. Tyto spáry musí navíc přenést i pohyb (např. vlivem rozdílného sedání jednotlivých částí stavební konstrukce). Pro toto použití se osvědčily dilatační pásy z PVC, umisťované dovnitř nebo vně stavebního dílu (obr. 15). Kromě izolační funkce umí tyto pásy přenést pohyby ve spáře. Při návrhu konkrétního dilatačního profilu je třeba zohlednit uvažovaný maximální pohyb v dilatační spáře.
Zásady pro montáž těsnicích prvků
Pracovní spáry
■ Systémy injektážních hadiček
Injektážní hadičky se zpravidla umisťují do středu tloušťky průřezu konstrukce. Pokud tomu tak není, musí být dodržena vzdálenost injektážní hadičky od povrchu betonu minimálně 80 mm.
■ Bentonitové a termoplastické bobtnavé pásky
Bobtnavé pásky se zpravidla umísťují do středu tloušťky průřezu konstrukce. Pokud tomu tak není, musí být dodržena vzdálenost bobtnavé pásky od povrhu betonu minimálně 80 mm. Rovněž je třeba dodržet odstup tohoto těsnicího prvku od výztuže minimálně 20 mm, aby bylo zaručeno dokonalé obklopení těsnicího prvku betonem.
■ Těsnicí plechy
Umísťují se do středu tloušťky průřezu konstrukce. Zapuštění těsnicího
plechu do betonu v hloubce 30 mm a umístění do středu spáry postačuje pro zajištění vodotěsnosti. Spoje jednotlivých kusů těsnicích plechů se realizují bez lepení, pouhým přiložením plechů k sobě s výrobcem předepsaným přesahem (minimálně 50 mm) a sepnutím spoje pomocí spony. Rovněž je třeba dodržet odstup těchto těsnicích prvků od výztuže minimálně 20 mm, aby bylo zaručeno jejich dokonalé obklopení betonem.
■ PVC pásy
Plastové těsnicí profily musí být vždy osazeny symetricky k pracovní spáře, aby na obou stranách spáry byla do betonu zapuštěna stejně široká část profilu. Těsnící profily se osazují do středu betonové konstrukce (vnitřní uložení) nebo na návodní stranu (vnější uložení). U širokých těsnicích profilů z PVC-P je v oblasti pracovní spáry rovněž nutno zajistit, aby tloušťka konstrukce nebyla menší, než šířka daného profilu. Rovněž je třeba dodržet odstup těchto těsnicích prvků od výztuže minimálně 20 mm, aby bylo zaručeno jejich dokonalé obklopení betonem.
Dilatační spáry
■ PVC pásy
Těsnicí PVC profily se osazují ve středu betonové konstrukce (vnitřní) nebo na jejím povrchu – na návodní straně (vnější). Zpravidla se upřednostňují vnitřní těsnicí profily před vnějšími (zejména v případě bílých van, kde se uvažuje s vyšším tlakem vody). Výhodou vnitřních dilatačních profilů je, že se mohou kombinovat prakticky se všemi vnitřními těsnicími prvky pracovních spár: s těsnicími spárovými PVC profily, s injektážními hadičkami, bentonitovými i termoplastickými bobtnavými pásky nebo s těsnicími plechy. V případě použití vnějších dilatačních PVC profilů by se měly v zásadě i pro pracovní spáry používat pouze vnější těsnicí profily, aby bylo možné těsnění pracovních a dilatačních spár vzájemně propojit.
■ Kombinace těsnicích prvků
Pro utěsnění pracovních spár je možný kombinovaný systém těsnění složený z více (zpravidla ze dvou) těsnicích prvků. V takovém případě se k primárnímu těsnění (např. bobtnavá páska, vnitřní plastový profil nebo plech) doplní jiný těsnicí prvek jako sekundární těsnění. Primární těsnicí prvek se osadí blíže ke zdroji vody dle výše uvedených zásad, sekundární prvek se osadí dále od zdroje vody. Přitom se dodrží vzdálenost druhého prvku od prvního minimálně 50 mm.
Doporučení
Pro zajištění maximální funkčnosti bílé vany je vhodné společně s dodavatelem spárových těsnění vypracovat systém kontroly jednotlivých prvků, ze kterých se skládá funkční celek. Pro příklad je uvedeno několik kontrolních bodů pro bobtnavý pásek. Kromě samotných prvků bílé vany je vhodné obdobně postupovat i při kontrole návrhu v ploše, tedy pro šířku navržené trhliny – stupeň vyztužení vs. betonová směs a její vlastnosti.
Závěr
Těsnění jednotlivých spár v konstrukci, která má být vodotěsná, nelze chápat a provádět pouze separátně, ale vždy jako ucelený systém. Velkou pozornost je třeba věnovat správnému návrhu konstrukce, který umožní snadné uložení těsnicích prvků před betonáží a korektní propojení všech těsnicích prvků navazujících spár.
Ing. Matúš Hejtmánek
E-mail: Hejtmanek@schomburg.cz
grafické podklady archiv SCHOMBURG Čechy a Morava s.r.o.
www.schomburg.cz