Деформационные швы необходимо предусматривать при проектировании сооружений, характеризующихся значительными размерами. Стандартная ширина таких швов t составляет 20―25 мм. Деформационные швы обеспечивают свободу деформаций отдельных элементов сооружения (корпусов, секций и т.д.), которые возникают под влиянием осадок естественного основания или температурного воздействия. Вместе с тем, если такие швы расположены в подземной фундаментной части, то они оказываются брешью в преграде против поступления грунтовых вод во внутренний объем сооружения. По этой причине конструкция гидроизоляции деформационных швов оказывается очень важной для нормальной эксплуатации проектируемого объекта. Обеспечение водонепроницаемости технологических швов бетонирования (т.н. холодных швов), которые по некоторым параметрам сходны с деформационными швами, также должно быть учтено при проектировании заглублённых сооружений.
В последние десятилетия подходы к вопросу проектирования гидроизоляции деформационных швов, испытывающих воздействие грунтовых вод, претерпели некоторые изменения. Это произошло благодаря широкому освоению промышленного производства уплотнительных элементов на основе резины и ПВХ. Резиновые шпоночные изделия уже достаточно давно применялись в гидротехническом строительстве (т.н. трехкулачковые шпонки), но их повсеместное применение было крайне ограничено. В настоящее же время произошел отказ от ранее повсеместно применявшихся стальных компенсаторов и основанных на них конструктивных решениях по гидроизоляции. В качестве основного элемента на пути проникновения воды через шов сейчас применяется гидроизоляционная шпонка.
Гидроизоляционная шпонка представляет собой ленточное изделие на основе резины или поливинилхлорида, характеризующееся специальным поперечным сечением. На настоящий момент существует большое разнообразие сечений шпонок, которые учитывают условия их фактические работы в различных швах, а также тип строительных работ (новое строительство, реконструкция или ремонт уже существующих сооружений). Поперечное сечение некоторых шпонок позволяет уже после возведения основной конструкции производить дополнительное герметизирующее инъектирование — посредством специальных шлангов, которые устанавливаются в самой шпонке.
В целом те или иные особенности геометрии поперечного сечения любой шпонки направлены на:
– обеспечение максимального закрепления (анкеровки) в теле монолитных железобетонных конструкций;
– обеспечение максимально возможных подвижек стенок деформационного шва (растяжение, сжатие, продольное и попе-речное смещение);
– обеспечение максимального удлинения пути фильтрации (условного контура, который вода должна пройти, прежде чем достигнет внутренних помещений сооружения).
Гидроизоляционные шпонки изготавливаются из трех основных материалов: резины, поливинилхлорида (ПВХ), трикомера (полимер из ПВХ и бутадиен-нитрильного каучука NBR). Резиновые шпонки характеризуются повышенной устойчивостью к битум-содержащим материалам. ПВХ-шпонки имеют бóльшую прочность на растяжение Rt (12 МПа против 7 МПа у резиновых шпонок) и лучшую деформативностью (удлинение 300 % против 200 % у резиновых шпонок). Шпонки из трикомера сочетают в себе преимущества как резины, так и ПВХ.
По расположению в теле несущей конструкции (железобетонной стены, фундаментной плиты) шпонки подразделяются на:
– внутренние;
– наружные (опалубочные);
– защитные.
Вариант гидроизоляции деформационного шва
Внутренняя шпонка является основным противофильтрационным барьером. Классическое поперечное сечение такой шпонки — центральное полое кольцо и отходящие от него два крыла-лепестка. Внутренняя шпонка, как правило, размещается посередине толщины монолитной конструкции и закрепляется в сопрягаемых частях сооружения посредством крыльев-лепестков. В центре шпонки расположено кольцо, способное к восприятию значительного сжатия или растяжения. Полости деформационного шва, прилегающие к внутренней шпонке, заполняются инертными материалами (типа пенополистирола) и вспомогательными элементами (герметики, набухающие жгуты).
Наружная шпонка является важным, но дополнительным противофильтрационным барьером, хотя и располагается с напорной стороны. Данная шпонка устанавливается с наружной стороны возводимых конструкций, заподлицо с будущей поверхностью бетона. Наружная шпонка предотвращает попадание в полость деформационного шва инородных предметов, предохраняет инертный материал в шве от повреждения, и является первым барьером на пути грунтовых вод (не считая общей гидроизоляции того или иного вида).
Защитная шпонка является вспомогательным противофильтрационным барьером. Она слабо приспособлена к серьезному противодействию фильтрующемуся потоку, т.к. располагается с ненапорной стороны. Основным назначением защитной шпонки является предотвращение повреждения материала, заполняющего полость шва, из внутреннего объёма сооружения.
Монтаж всех трех типов шпонок в проектное положение производится ещё перед заливкой монолитного бетона. Крепление внутренних шпонок выполняется с помощью вязальной проволоки к арматурному каркасу бетонных сооружений, сопрягаемых между собой деформационным швом. Крепление наружных шпонок осуществляется к опалубке посредством гвоздей. Иногда применяются клеи. Способ соединения концов гидроизоляционных шпонок между собой зависит от материала шпонок:
– для резиновых шпонок: соединение цианакрилатными клеями;
– для ПВХ-шпонок: соединение сваркой с помощью термоножа (строительного фена).