Osuszanie zawilgoconych budynków znajdujących się na niestabilnych podłożach

Renowacja zawilgoconych budynków polega zazwyczaj na odtworzeniu poziomej przepony przeciwwilgociowej, wykonaniu izolacji pionowej oraz usunięciu zniszczeń – spękań i rys murów fundamentowych, ścian, stropów, łuków, kolumn, sklepień itp.

W większości zniszczenia te spowodowane są naturalnymi procesami starzenia materiałów budowlanych wskutek wilgoci i oddziaływania środowiska. Innymi czynnikami są: 

• zmiana poziomu wód gruntowych,
• zmiana struktury podłoża gruntowego wskutek zawilgocenia,
• oddziaływanie dynamiczne,
• niestabilność podłoża wywołana m.in. występowaniem szkód górniczych.

Decyzja o sposobie prowadzenia prac renowacyjnych powinna wynikać z oceny stanu konstrukcji oraz uwzględniać przyczyny powstawania uszkodzeń.

Rysy i spękania na elewacji

Widoczne na elewacjach rysy lub pęknięcia często uznaje się za symptom przyszłej katastrofy budowlanej. Jednym z rozwiązań może być wówczas wzmocnienie konstrukcji budynku. Decyzja o tym powinna jednak wynikać z oceny warunków gruntowo­‑wodnych, oceny układu rys, ich przebiegu po powierzchni ścian, szerokości oraz głębokości, a także z oceny ewentualnego wzajemnego przemieszczania się elementów [1, 2].

W zależności od przyjętego rozwiązania do likwidacji skutków odkształceń murów oraz do zabiegów osuszających przystępuje się dopiero po usunięciu przyczyn powstawania rys [3].

W przypadku budynków usytuowanych na niestabilnych podłożach (np. na terenach zagrożonych występowaniem szkód górniczych) z biegiem czasu mogą pojawiać się kolejne pęknięcia (fot. 1).

Ekspertyza przykładowych obiektów

Renowacji poddano trzy obiekty wybudowane w pierwszej połowie XX w., usytuowane na niestabilnych podłożach – na obszarach szkód górniczych. Budynki miały tradycyjną konstrukcję ze ścianami z cegieł, były piętrowe i podpiwniczone.

Zarówno na elewacjach, jak i wewnątrz obiektów zaobserwowano wilgoć. W piwnicach panował zaduch, a na powierzchni ścian widoczne były pęcherze farby odchodzącej od podłoża (fot. 2–3).

W wyniku przeprowadzonej ekspertyzy stwierdzono wysoką wilgotność masową murów w piwnicach (od 14% do 18% – wartości wyznaczano w połowie grubości murów, na wysokości 80 cm od podłoża). Analiza odkrywek wykazała przerwanie lub całkowity brak izolacji poziomej ścian.

Na ścianach zaobserwowano trzy rodzaje pęknięć:

• drobne rysy w pojedynczych cegłach, rozwijające się do rys włoskowatych – nie stanowiły one bezpośredniego zagrożenia dla konstrukcji, gdyż nie powiększały się samoistnie bez wzrostu obciążenia (fot. 4);

• pęknięcia pojedynczych cegieł, przechodzące w nieprzerwane rysy muru sięgające od kilku do kilkunastu cegieł (fot. 5–6);

• szczeliny powstałe przez utworzenie się oddzielnych słupów lub brył oddzielających się pionowo (fot. 7).

Etapy renowacji

Na podstawie przeprowadzonej ekspertyzy stanu konstrukcji budynku przyjęto koncepcję renowacyjną niewymagającą wzmacniania ścian fundamentowych. Renowację podzielono na kilka etapów.

W pierwszym etapie wzmocniono spękane odcinki ścian. Niewielkie rysy, o szer. do 4 mm (zwłaszcza przechodzące wzdłuż spoin między cegłami), zapełniono zaprawą cementową po wcześniejszym dokładnym oczyszczeniu i przemyciu wodą.

W cieńszych i głębszych rysach zastosowano zastrzyki z zaprawy cementowej pod ciśnieniem. Szersze rysy wzmocniono poziomymi prętami stalowymi wprowadzonymi na wysokości przekryć stropów po zewnętrznym obrysie murów.

W drugim etapie przeprowadzono zabiegi związane z osuszaniem, polegające na uzupełnieniu poziomej przepony przeciwwilgociowej za pomocą iniekcji chemicznej oraz odtworzeniu izolacji pionowej z użyciem masy bitumicznej na zimno oraz folii kubełkowej.

Stare i zasolone tynki skuto do wysokości 80 cm od linii zasolenia, a zwietrzałe spoiny usunięto na głębokość 2 cm. Zniszczone cegły zastąpiono nowymi. Po uzupełnieniu fug usunięte partie tynków pokryto tynkami renowacyjnymi tworzącymi system, składającymi się z: fabrycznie przygotowanej mieszanki stanowiącej obrzutkę półkryjącą gr. 5 mm, podkładowego tynku renowacyjnego gr. 20 mm i tynku renowacyjnego gr. 20 mm.

Pozostałe partie uszkodzonych tynków o niskiej wytrzymałości i adhezji do podłoża, usytuowane powyżej miejsc, w których zastosowano tynki renowacyjne, skuto i uzupełniono tradycyjnymi zaprawami wapienno-cementowymi.

Pęknięcia na ścianach wzmocnionych prętami metalowymi naprawiano za pomocą mostkowania rys wkładką elastyczną ze styropianu – paskami styropianowymi gr. 20 mm, przyklejanymi krawędziowo w taki sposób, aby bezpośrednio nad rysą pozostała pusta przestrzeń. Na rys. 1 zaprezentowano schemat zabezpieczenia.

Następnie całość elewacji (zarówno część pokrytą tynkiem renowacyjnym, jak i przestrzeń zawierającą drobne rysy) pokryto preparatem gruntującym oraz nałożono elastyczną polikrzemianową masą szpachlową zbrojoną siatką z włókna szklanego o granulacji 165 g/m².

Masę szpachlową nakładano w dwóch warstwach, tak aby łączna grubość nie przekraczała 3 mm. Zastępczy opór dyfuzyjny S_d przyjętej grubości szpachli zawierającej spoiwo polikrzemianowe wynosił 0,18 m.

Zgodnie z instrukcją WTA nr 2-9-04 [4–7] wartość S_d nie przekraczała więc 0,2 m (rys. 2). Jako powłokę dekoracyjno-ochronną zastosowano elastyczny tynk polikrzemianowy o strukturze baranka, uziarnieniu 1,5 mm i o wartości współczynnika S_d = 0,12 m.

Skuteczność zaproponowanego rozwiązania

Na podstawie trzyletnich obserwacji można stwierdzić, że zaproponowane rozwiązanie okazało się skuteczne. Materiały zabezpieczające elewacje przed pojawianiem się kolejnych pęknięć nie ­ograniczały dyfuzji pary wodnej, a wilgotność masowa murów wyznaczona na wysokości 80 cm od podłoża zmniejszyła się do wartości nieprzekraczającej 4%.

Rysy pojawiające się na elewacji nie wymagały natychmiastowego zabezpieczenia. Najczęściej powstawały na murach wzmocnionych prętami stalowymi, co mogło być spowodowane dalszym osiadaniem budynku. Można je uznać za usterki estetyczne, niezagrażające bezpieczeństwu konstrukcji.

Na niestabilnych podłożach, czyli m.in. w miejscach występowania szkód górniczych, można jednak spodziewać się dalszego powstawania pęknięć.

Szczególnie niebezpieczne są pionowe pęknięcia w dolnej części budynku, powstające wskutek przekroczenia wytrzymałości na rozciąganie, oraz pęknięcia boczne ukośnie pochylone ku środkowi, pojawiające się najczęściej w górnej części budynku. Największe szkody w budynkach spowodowane są siłami rozciągającymi, co wynika z większej wytrzymałości materiałów na ściskanie niż na rozciąganie.

W razie zaobserwowania nowych rys pionowych należy przeprowadzić kolejną ekspertyzę mającą na celu ocenę skuteczności przeprowadzonych zabiegów. Wówczas może okazać się konieczne wzmocnienie fundamentów: podmurowanie lub podbicie, poszerzenie ław fundamentowych, zwiększenie powierzchni stóp fundamentowych, wymiana słabych odcinków fundamentów lub całkowita wymiana fundamentów [1, 2].

Literatura

1. E. Masłowski, D. Spiżewska, „Wzmacnianie konstrukcji budowlanych”, Arkady, Warszawa 2000
2. M. Stahr, „Bausanierung Erkennen und beheben von Bauschaden 5”, Auflage Vieweg + Teubner Verlag/Springer Fachmedien, Wiesbaden 2011.
3. T. Dettmering, H. Kollmann, „Putze in Bausanirerung und Denkmalpflege”, Beuth Verlag, Berlin 2012.
4. W. Brachaczek, W. Siemiński, „Tynki renowacyjne”, „Materiały Budowlane”, nr 6/2013, s. 52–56.
5. H. Kollmann, „Sanierputzsysteme, überarbeitete Auflage”, WTA‑Schriftenreihe nr 7, Aedificatio-Verlag, Freiburg 1995.
6. Instrukcja WTA nr 2-9-04/D, „Sanierputzsysteme: Renovation mortar systems”.
7. W. Brachaczek, W. Siemiński, „Czynniki technologiczno­‑materiałowe wpływające na powstawanie rys na powierzchni tynków renowacyjnych”, „IZOLACJE”, nr 7/8/2013, s. 45–49.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!