Przyczyny zalania kondygnacji piwnicznej budynku mieszkalnego - błędy projektowe i wykonawcze

Opisywany obiekt – luksusowy budynek wielorodzinny - oddano do użytkowania w 2007 r. Budynek położony jest ok. 400 m od wału przeciwpowodziowego i 600 m od linii brzegowej.

Jest on złożony z dwóch rozdzielonych w części nadziemnej budynków wielokondygnacyjnych, połączonych wspólną kondygnacją podziemną. Kondygnacja ta obejmuje rzut obydwu budynków oraz przestrzeń komunikacyjną pomiędzy nimi i pełni funkcję garażu podziemnego. Dodatkowo w poziomie tym mieszczą się komórki lokatorskie, dwie klatki schodowe wraz z dźwigami osobowymi oraz pomieszczenia techniczne (dwie rozdzielnie elektryczne i pomieszczenie separatora oleju, do którego doprowadzone jest liniowe odwodnienie posadzki garażu).

Opis problemu

Konstrukcję kondygnacji podziemnej wraz z trzonami windowymi wykonano jako żelbetową monolityczną. Pionowe elementy nośne stanowią ściany i słupy oparte na ławach i stopach fundamentowych. Płytę stropową zaprojektowano jako monolityczną żelbetową z ociepleniem od dołu. Posadzkę garażu zaprojektowano i wykonano jako betonową, utwardzoną powierzchniowo. Ma ona spadek 0,5% w kierunku odwodnienia liniowego, przebiegającego w osi kondygnacji podziemnej i podłączonego do separatora.

Jako poziom ±0,00 m przyjęto posadzkę parteru i w tym odniesieniu ustalono pozostałe poziomy konstrukcji. Posadzka garażu znajduje się na średnim poziomie -3,50 m (zmiennym z uwagi na spadki). Cały obiekt posadowiono na poziomie od -4,00 m do -4,80 m, natomiast przegłębienie w pomieszczeniu separatora sięga do umownego poziomu -5,00 m, a szyby windowe schodzą do poziomu -5,25 m. Teren wokół budynku ma lekki spad – jego powierzchnia znajduje się w poziomie od -1,70 m do -1,34 m.

Izolację termiczną ścian fundamentowych stanowi pianka polistyrenowa sięgająca 0,30 m powyżej poziomu gruntu i schodząca na 1,00 m poniżej poziomu gruntu.

Według dokumentacji powykonawczej izolację przeciwwodną stropów, fundamentów i wylewek posadzkowych stanowi folia PE o grubości > 0,3 mm ułożona na chudym betonie. W miejscach lokalnych przegłębień (szyby windowe, studzienki instalacyjne) przewidziano wykonanie hydroizolacji poziomych i pionowych w postaci papy asfaltowej termozgrzewalnej, natomiast hydroizolację pionową ścian fundamentowych należało wykonać dwiema warstwami uszczelniającej masy asfaltowej.

Podczas powodzi w połowie 2010 r. doszło do podtopienia kondygnacji piwnicznej obiektu. Poziom wody sięgał kilku centymetrów ponad posadzkę garażu (fot. 1) i przyległych pomieszczeń (fot. 2). Zaobserwowano, że najintensywniejszy napływ wody do budynku odbywał się przez studzienkę separatora.

Woda przesączała się także na stykach posadzki i pionowych elementów konstrukcyjnych – ścian i słupów (fot. 3). Dodatkowo stwierdzono brak samoistnego spływu wody do odwodnienia liniowego, świadczący o niewłaściwym w tym miejscu nachyleniu powierzchni posadzki piwnicy.

Aby uniknąć ponownego zalania garażu, przeprowadzono ekspertyzę obiektu oraz opracowano zalecenia kompleksowej naprawy.

Przyczyny zalania

W ramach analizy zalecono wykonanie odwiertów geotechnicznych o głębokości ok. 7 m, pozwalających na określenie budowy podłoża gruntowego i poziomu wód gruntowych. Stwierdzono kolejno: nasypy antropogeniczne (w tym warstwę humusu) zalegające do głębokości 1,4–2,0 m p.p.t., następnie grunty spoiste (gliny) sięgające do głębokości 2,5–2,7 m p.p.t., a głębiej – grunty sypkie (piaski).

Swobodne zwierciadło wody gruntowej namierzono na głębokości 2,8-2,9 m p.p.t., tj. bezpośrednio pod spągiem warstwy gruntów spoistych. Z uwagi na niewielką odległość od rzeki poziom wód gruntowych może ulegać znacznych wahaniom i okresowo tworzyć zwierciadło napięte pod warstwą nieprzepuszczalną.

Taka sytuacja nie musi być spowodowana intensywnymi opadami w bezpośrednim sąsiedztwie obiektu – jest ona raczej związana z poziomem wody w rzece, a ten ulega zmianom w związku z opadami w górnej części dorzecza.

Analiza głębokości posadowienia budynku i miąższości kolejnych warstw gruntowych wskazuje, że już stopy fundamentowe, posadowione na umownym poziomie -4,80 m, co odpowiada –3,10 m p.p.t., schodzą poniżej poziomu swobodnego zwierciadła wody.

W przypadku lokalnych przegłębień (studzienka i szyby windowe), których poziom posadowienia odpowiada –3,50 m p.p.t., a miejscami (w narożniku południowo-zachodnim) nawet -3,90 m p.p.t., następuje przebicie nieprzepuszczalnych dla wody warstw glin i elementy konstrukcji zostają wprowadzone do wodonośnej warstwy piasków.

W okresie podwyższonego poziomu wód gruntowych skutkuje to narażeniem elementów kondygnacji podziemnej na czynne parcie wód gruntowych, które mogą swobodnie migrować pod posadzkę budynku, praktycznie na całej jej powierzchni.

Informacje zawarte w dokumentacji powykonawczej pozwoliły stwierdzić, że izolacja przeciwwodna i przeciwwilgociowa zaprojektowana w podziemnej części budynku ma charakter izolacji typu lekkiego, stosowanej w przypadku obiektów posadowionych w gruntach przepuszczalnych, powyżej poziomu zwierciadła wód gruntowych.

Podstawowym zadaniem takiej izolacji jest zabezpieczenie elementów konstrukcyjnych w przypadku krótkotrwałego kontaktu z wodą przenikającą do gruntu podczas opadów atmosferycznych lub roztopów. Nie nadaje się ona zatem do warunków stałego lub długotrwałego kontaktu z wodą, zwłaszcza pod ciśnieniem.

Nasuwa się tutaj pierwszy, jednoznaczny wniosek, że podstawowym powodem zaistniałej sytuacji było niewłaściwe dobranie izolacji przeciwwodnych w podziemnej części obiektu. Tym samym należy stwierdzić, że projektant popełnił kardynalny błąd, polegający na niedostosowaniu projektowanej izolacji do warunków wodnych w podłożu, które mogą realnie wystąpić w okresie użytkowania obiektu (a więc w tym wypadku w ciągu co najmniej 50 lat).

Dodatkowo podczas analizy dokumentacji powykonawczej znaleziono wiele błędów w zapisach dotyczących sposobu wykonania izolacji, wpływających niekorzystnie na już i tak niepoprawnie przyjęty sposób zabezpieczenia przeciwwodnego budynku. Przykładowo w bardzo lakoniczny sposób potraktowano zapis o sposobie wykonania izolacji ścian piwnic.

Kolejnym przykładem jest niejednoznaczny zapis o hydroizolacji przegłębień. W dokumentacji opieczętowanej jako projekt powykonawczy znalazły się dwa różne sposoby wykonania tej izolacji, przy użyciu różnych preparatów. Z formalnego punktu widzenia niedopuszczalne jest, aby projekt powykonawczy zawierał rozwiązania alternatywne, gdyż głównym celem takiego projektu jest podanie materiałów i rozwiązań rzeczywiście wykorzystanych przy realizacji obiektu.

Także zapis dotyczący izolacji poziomych pod posadzką (ułożenie folii płaskiej PE) budzi wątpliwości, gdyż autor nie podaje sposobu łączenia poszczególnych pasm folii. Sugeruje to najprostsze wykonawczo łączenie na zakład, które nie zapewnia szczelności. Ważne jest także to, że ułożenie pojedynczej warstwy folii bezpośrednio na warstwie stwardniałego betonu często prowadzi do jej perforacji podczas układania i zagęszczania kolejnych warstw betonu, co dodatkowo obniża i tak niedostateczną szczelność.

Należy również podkreślić, że stosowanie środków zwiększających wodoszczelność i obniżających nasiąkliwość betonu wymaga specjalnego zaprojektowania składu betonu, a dalej właściwej jego pielęgnacji. Ogólnikowy zapis w projekcie o zastosowaniu tego typu preparatów, bez podania wymogów wykonawczych, często powoduje, że nie spełniają one swojego zadania np. wskutek zarysowania konstrukcji. Tymczasem w opisywanym przypadku brak było odpowiedniego zbrojenia przeciwskurczowego, co również obciąża projektanta obiektu.

Jednak nie tylko błędy projektowe przyczyniły się do zalania obiektu. Duży udział miały w tym także wady wykonawcze.

Podczas oględzin obiektu zalecono wykonanie odkrywek posadzki. Stwierdzono w nich zastosowanie czarnej folii budowlanej o grubości 0,2 mm (poniżej wymogów postawionych w projekcie), ułożonej bez wyprowadzenia na pionowe elementy konstrukcyjne (fot. 4), a więc niezgodnie z projektem. Pobrane próbki folii były silnie sperforowane, co dodatkowo obniżało szczelność i tak zbyt słabej izolacji.

Znacznie istotniejszą wadą wykonawczą było niestaranne wykonanie podziemnych części budynku. Stwierdzono nieszczelne wskutek rozsortowania betonu styki warstw betonowania przegród pionowych, wyraźnie widoczne w przegłębieniach szybów windowych i w studzienkach w pomieszczeniu separatora.

Przez te styki, jak wynika z relacji użytkownika obiektu, w trakcie zalania budynku w 2010 r. widoczny był silny napływ wody; jego ślady w postaci osadów soli wapnia i rdzy ze zbrojenia są nadal widoczne (fot. 5). Świadczy to o braku lub złym wykonaniu izolacji z papy termozgrzewalnej (opisanej w dokumentacji), prawidłowo ułożona papa nie dopuszcza bowiem do powstania przecieków. Dodatkowo stwierdzono brak dna w studzience separatora, która schodzi do poziomu –3,50 m p.p.t., czyli poniżej swobodnego zwierciadła wody.

W okresie podwyższonego poziomu wód gruntowych (a taki był w chwili zalania) było to miejsce swobodnego napływu wody aż do poziomu ustabilizowanego zwierciadła swobodnego. Także w okresie wykonywania ekspertyzy w studzienkach utrzymywała się woda (fot. 6), a po jej odpompowaniu poziom ponownie stabilizował się po ok. 15 min.

Technologia napraw

Najwłaściwszym rozwiązaniem opisanych problemów byłoby wykonanie w podziemnej części budynku zewnętrznej izolacji dostosowanej do warunków wodnych w podłożu. Jednak w przypadku istniejącego obiektu rozwiązanie takie jest praktycznie niemożliwe, wymaga bowiem dostępu od strony zewnętrznej do wszystkich elementów konstrukcyjnych.

Tymczasem dostęp taki możliwy jest tylko do ścian zewnętrznych, i to pod warunkiem częściowego zniszczenia przyległych do budynku nawierzchni komunikacyjnych i ogrodów. Częściowo można także udostępnić fundamenty, tutaj jednak znaczna część powierzchni (w tym przykładowo najistotniejsze z punktu widzenia szczelności ściany szybów windowych) są całkowicie niedostępne. W efekcie niemożliwe jest wykonanie klasycznej izolacji tworzącej szczelne „opakowanie” podziemnej części obiektu.

Z tych powodów należało przyjąć rozwiązanie realne wykonawczo, a jednocześnie zapewniające uzyskanie jak najlepszych parametrów w zakresie szczelności w całym okresie eksploatacji budynku. Niestety, jak niemal zawsze w przypadku napraw obiektów błędnie zaprojektowanych i wykonanych, prawdopodobne było, że nawet najlepiej wykonane naprawy nie zastąpią oryginalnej, prawidłowo zaprojektowanej i ułożonej izolacji typu ciężkiego.

W pierwszym etapie prac naprawczych zalecono uszczelnienie poziomych styków na granicy poszczególnych warstw betonowania w podszybiach wind i studzienkach w pomieszczeniu separatora. Wykorzystano tutaj metodę iniekcji ciśnieniowej żywicą poliuretanową przez uprzednio założone pakery iniekcyjne. Dopuszczono iniekcję zarysowań zarówno suchych, jak i wilgotnych przy odpowiednim doborze żywic.

Jako kolejny etap doszczelniania zalecono wykonanie dna studzienki separatora. Zaprojektowano żelbetową płytę denną z betonu wodoszczelnego, zmonolityzowaną ze ścianami przez wklejenie prętów zbrojeniowych i odpowiednie ukształtowanie styku. Dodatkowo zalecono iniekcyjne doszczelnienie styku dna ze ścianami.

Ostatni, najszerszy etap prac naprawczych obejmował uszczelnienie posadzki na całej powierzchni kondygnacji piwnicznej. Zalecono tutaj rozebranie posadzki, wykonanie szczelnej przepony w poziomie obecnych izolacji poziomych (na podkładzie betonowym) i odtworzenie posadzki.

Dodatkowo zalecono zainiektowanie styków fundamentów (ław i stóp) i płyty betonowej pomiędzy nimi, przy użyciu żywicy poliuretanowej, wprowadzonej przez ukośne otwory przecinające styk elementów nieco poniżej połowy grubości płyty. Rozwiązanie to, mimo że drogie i bardzo inwazyjne, praktycznie gwarantuje uzyskanie pełnej szczelności.

Potencjalnym rozwiązaniem alternatywnym, niewymagającym rozbiórki posadzki, było iniekcyjne uszczelnienie styków słupów i ścian z posadzką oraz wypełnienie szczelin trwale plastycznymi masami uszczelniającymi. Warunkiem skuteczności była tutaj odpowiednia szczelność podbudowy posadzki, niestety niemożliwa do zagwarantowania, stąd nie zalecono tego sposobu naprawy.

Oczywiście należy mieć pełną świadomość, że możliwe do wykonania prace naprawcze nie są w stanie odtworzyć pełnej szczelności kondygnacji piwnicznej, jaka byłaby zapewniona w przypadku prawidłowego doboru i wykonania oryginalnych izolacji przeciwwodnych. Zalecone prace pozwalają jednak na usunięcie podstawowych wad budynku i zapewnienie możliwości korzystania z kondygnacji piwnicznej niezależnie od okresowego wzrostu poziomu wód gruntowych.

Podsumowanie

Analiza oryginalnej dokumentacji projektowej wykazała wiele błędów popełnionych na tym etapie – w większości wynikających z niedostosowania przyjętych rozwiązań do panujących w podłożu warunków gruntowo-wodnych. Na błędy projektowe nałożyły się liczne niedociągnięcia wykonawcze w zakresie elementów konstrukcyjnych i warstw izolacyjnych. Skutkowało to całkowitym nieprzystosowaniem obiektu do warunków panujących podczas nawet nieznacznego podniesienia poziomu wód gruntowych – w pełni przewidywalnego wobec budowy podłoża i lokalizacji budynku w bezpośrednim sąsiedztwie dużej rzeki.

W wyniku badań i analiz autorzy zaproponowali sposób wykonania kompleksowego doszczelnienia kondygnacji piwnicznej. Wskazane prace zostały zrealizowane w latach 2011–2012 i pozwoliły na uzyskanie zadowalającej szczelności podziemnej części obiektu.

Należy mieć jednak świadomość, że nawet najlepiej zaprojektowany i przeprowadzony remont nie będzie skutkował uzyskaniem takiej szczelności, jaką zapewniłyby właściwie dobrane i wykonane izolacje pierwotne. Ponadto koszt prac remontowych wielokrotnie przewyższył koszty prawidłowo wykonanych oryginalnych izolacji, a uciążliwość remontu dla użytkowników budynku była znaczna.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!