Články, Technologie

Navrhování a posuzování hydroizolačních konstrukcí podle spolehlivosti

Kdo se nechal článkem v Materiálech pro stavbu 6/2015 inspirovat k přečtení celé směrnice ČHIS 01 Navrhování ochrany staveb před nežádoucím působením vody a vlhkosti, určitě bude souhlasit, že směrnice klade důraz na výměnu informací mezi účastníky výstavby a na hodnocení spolehlivosti. Spolehlivost se hodnotí v závislosti na namáhání vodou. Vnímání významu spolehlivosti chceme podpořit i následujícím rozborem několika příkladů suterénů staveb.

Příklad 1
Případ byl řešen již před lety (obr. 1–4). Tehdy nový školní pavilon nebylo možné uvést do plného provozu, protože za určitého počasí na podlahách chodeb a šaten v suterénu stála voda, dojezdová šachta výtahu byla zaplavená. Vzlínání vody se brzy projevilo také na stavu povrchů stěn a příček v suterénu. V projektu i v sondách byla nalezena hydroizolace ze dvou asfaltových pásů. Pravda, podle použitých typů pásů lze předpokládat, že projektant se soustředil spíše na ochranu před radonem než před tlakovou vodou. Hydroizolační konstrukce ze dvou asfaltových pásů zde byla jediným prostředkem pro zajištění ochrany stavby před nežádoucím působením vody. Na stavbě, kterou již lze považovat za rozsáhlejší, nebylo možné spoléhat na to, že se podaří uhlídat za všech okolností dodržení kvality stavební připravenosti a kvality izolatérských prací, dodržení klimatických podmínek požadovaných pro realizaci a zajištění ochrany před poškozením od navazujících prací. Jakžtakž lze ještě uhlídat kvalitu dodávek materiálu. Přitom to jsou jediné prostředky, které máme u takového typu hydroizolační konstrukce na cestě k dosažení kýženého výsledku – vodotěsné hydroizolace. Průzkum jen potvrdil, že zvlášť rizikovým místem byly etapové spoje. Jako nejschůdnější řešení problému se ukázalo doplnění drenážního systému, který bude do konce životnosti stavby odvádět vodu z obvodu suterénu tak, aby pokud možno nikdy nemohla na suterén působit tlakem.

Obr. 1: Příklad 1 – nový pavilon školy, u štítu se provádí kopaná sonda

Obr. 2: Příklad 1 –  prostory suterénu v novém pavilonuObr. 2: Příklad 1 –  prostory suterénu v novém pavilonu

Obr. 3: Příklad 1 – sonda s vodou vytékající ze zásypu stavební jámyObr. 4: Příklad 1 – výkop kolem pavilonu a realizace nové svislé hydroizolace a drenáže

Příklad 2 
Jedná se o větší rodinný dům založený v břidlicích. Dům je částečně podsklepen, v suterénu je umístěna bazénová technologie (obr. 5–7). V projektu byla jako jediná součást ochrany suterénu před vodou navržena hydroizolační konstrukce jako povlaková vrstva z asfaltových pásů. Prováděla se po etapách. První část se montovala při stavbě suterénních stěn z tvárnic zalívaných betonem, pak následovala svislá hydroizolace připojená na první etapu vodorovným zpětným spojem, nakonec se prováděla vodorovná izolace pod podlahou. Při výkopových pracích nebyla zastižena podzemní voda a ani v průběhu stavby se ve stavební jámě nevyskytla. Zodpovědný stavbyvedoucí zhodnotil poměry staveniště a na základě tvaru terénu (stavba sousedila s rozlehlým polem svažujícím se směrem k ní) a geologického složení podloží dospěl k závěru, že je třeba objekt chránit před vodou, která se může hromadit v zásypu stavební jámy. Protože však byla navržena hydroizolace, která neposkytuje možnost kontroly těsnosti v průběhu zabudování ani možnost dodatečného utěsnění, provedl zkoušku těsnosti zatopením stavební jámy. Protože byl původním povoláním statik, určil si, v jakém stadiu výstavby takovou zkoušku může provést. Zkouška odhalila velké netěsnosti v první etapě hydroizolace. Jak již bylo řečeno, vyprojektovaná hydroizolace neposkytovala po zakrytí dalšími konstrukcemi (první etapa hydroizolace ležela pod suterénní stěnou) možnost utěsnění. Bylo tedy třeba přistoupit k úpravě návrhového namáhání vodou zřízením trvale funkční drenáže. V tomto případě se díky vhodným geologickým podmínkám (kompaktní břidlicový masiv) a zkušenostem stavbyvedoucího podařilo navrženou hydroizolační konstrukci s nedostatečnou spolehlivostí doplnit o zkoušku těsnosti a odhalený problém řešit ještě v průběhu výstavby. Takové okolnosti jsou však výjimečné a se zátopovou zkouškou při realizaci hydroizolace spodní stavby lze počítat jen málokdy.

Obr. 5: Příklad 2 – příprava výkopu pro zřízení drenážeObr. 6: Příklad 2 – montáž drenážeObr. 7: Příklad 2 – výkop po zátopové zkoušce, na suterénní stěně patrná výška zaplavení

Realizace obvodové drenáže musela překonat úskalí částečného podsklepení objektu. Aby byl odvodněn celý obvod suterénu, musela drenáž pod přilehlou nepodsklepenou částí objektu projít raženou štolou.

Za zmínku stojí i příčina netěsností. Tu část vodorovné hydroizolace, na které stojí suterénní stěny, pokládali zedníci. Použili správný druh asfalového pásu uvedený v projektu, pás položili se správnými přesahy, ale ani zednickou lžící, ani fankou se asfalt nesvaří. Ani je nenapadlo, že by se o něco takového měli pokoušet, na jiných stavbách to dělali také tak a vše bylo v pořádku. Jenže tam byla vodorovná izolace nad terénem a měla bránit šíření vzlínající vlhkosti. Po dokončení suterénních stěn nastoupili schopní a pečliví izolatéři a velmi kvalitně – v souladu se zásadami řemesla – provedli svislou hydroizolaci a zbytek vodorovné. Oboje napojili na izolaci pod stěnami. Nesvařené spoje hydroizolace pod stěnami odhalily až sondy prováděné po zátopové -zkoušce.

Příklad 3
Jde o rozsáhlou budovu obchodního a administrativního centra s několika patry podzemních garáží, převážná část je založena v ordovických břidlicích (obr. 8–11). Zodpovědný investor se snažil zajistit vysokou kvalitu pronajímaných prostor po celou dobu užívání objektu, tedy i po budoucím zatížení stavby zdrojem vibrací (zamýšlená trasa metra). Rozhodl se pro princip ochrany proti vibracím založený na vložení celé budovy do pružného „lůžka“. Pro ochranu samotných prostor podzemních garáží před vodou by nejspíš vyhověla správně navržená a zrealizovaná vodonepropustná betonová konstrukce (bílá vana). Jestliže ale měl být suterén zároveň obalen antivibrační vrstvou, o požadavcích na spolehlivost hydroizolační ochrany celého objektu rozhodla právě tato vrstva, protože materiál antivibračního „lůžka“ by byl zcela znehodnocen v případě zaplavení vodou. Volba tedy padla na hydroizolaci ze dvou plastových fólií propojených do sektorů napojených trubicemi na interiér. Taková hydroizolace umožňovala průběžně v jednotlivých etapách výstavby kontrolovat těsnost a ještě v době funkce čerpadel snižujících hladinu podzemní vody mohla být utěsněna. Utěsnění je možné i v době užívání. Antivibrační vrstva z recyklované pryže je uzavřena do sektorů tvořených třetí fólií tak, aby mohla být zbavena vody po zatěsnění případné poruchy hydroizolačních sektorů.

Obr. 8: Příklad 3 – montáž hydroizolační vrstvy a antivibrační vrstvy

Obr. 9: Příklad 3 – vakuová zkouška těsnosti sektoru hydroizolace zakrytého dokončenou výztužíObr. 9: Příklad 3 – vakuová zkouška těsnosti sektoru hydroizolace zakrytého dokončenou výztuží

Obr. 10: Příklad 3 – odstraňování železobetonové základové desky nad sektorem hydroizolace, u kterého byla při kontrole zjištěna netěsnostObr. 10: Příklad 3 – odstraňování železobetonové základové desky nad sektorem hydroizolace, u kterého byla při kontrole zjištěna netěsnost

Obr. 11: Příklad 3 – odhalená hydroizolace, nalezen nesvařený spoj

Součástí výkonu dozoru nad realizací hydroizolační ochrany byla vakuová kontrola postupně dokončovaných sektorů a pak následná kontrola stejných sektorů po realizaci jednotlivých etap základové desky nad nimi. V případě jednoho sektoru se stalo, že betonáž desky předběhla zkoušení sektorů hydroizolace. Zkouška po betonáži avizovala netěsnost sektoru. Investor a stavba stáli před rozhodnutím, zda vybourat úsek desky a sektor provést znovu nebo zda již v této fázi výstavby provést utěsnění sektoru speciálním gelem. Viník situace byl díky přesně vedené dokumentaci znám, investor proto neměl problém rozhodnout o provedení nového sektoru a tím zachování kontrolovatelnosti a možnosti utěsnění i pro další etapy výstavby a užívání.

Příklad 4
Novostavba sportovního centra byla umístěna do údolí horského potoka. Podzemní části stavby je třeba chránit nejen proti pronikání podzemní vody, ale také proti vztlaku vody. Vzhledem ke klimatickým podmínkám a osazení do terénu se počítá s velkým kolísáním hladiny podzemní vody. Návrhová hladina vody se proto uvažuje až v úrovni podlahy 1. NP. Suterén je jen pod částí stavby, takže i svislé obvodové konstrukce suterénu budou nepřístupné. Vzhledem k tomu, že požadavky investora na kvalitu podzemních prostor jsou velmi náročné, bude vyžadována co nejvyšší spolehlivost hydroizolačních konstrukcí. Okrajové podmínky vedly ke kombinaci dvou hydroizolačních konstrukcí – vodonepropustné betonové konstrukce (bílé vany) a dvojité fóliové sektorované hydroizolační konstrukce. Obě konstrukce jsou pro kontrolu a opravy přístupné z interiéru, bílá vana přímo, dvojitá fóliová hydroizolační konstrukce prostřednictvím zabudovaných opatření – kontrolních a injektážních trubic napojených hadicemi do speciálních šachet v interiéru. Obě konstrukce jsou kdykoliv opravitelné, navíc těsnost dvojité fóliové hydroizolační konstrukce lze zkontrolovat již v průběhu výstavby bez zaplavení stavební jámy vodou.

Na realizaci je zajímavá ta skutečnost, že část fóliové hydroizolační konstrukce na stěnách suterénu je montována z rubové strany (ve výkopu), takže hydroizolační konstrukce obsahuje vakuově kontrolovaný „zpětný spoj“ (obr. 12–14 a 17). Hadice od kontrolních a injektážních trubic byly v případě stěn ukončeny v šachtách zabudovaných do podlah nepodsklepené části budovy. Na obr. 18 jsou patrné svazky hadic připravené k napojení do šachet, které budou budovány spolu s nepodsklepenou částí budovy.

Obr. 12: Příklad 4 – projekt, řezy objektem Obr. 13: Příklad 4 – projekt hydroizolace, detail etapového spoje mezi vodorovnou a svislou hydroizolací, 1. etapa

Obr. 14: Příklad 4 – projekt hydroizolace, detail etapového spoje mezi vodorovnou a svislou hydroizolací, 2. etapa Obr. 15: Příklad 4 – projekt hydroizolace, zakreslení sektorů v axonometrii

Obr. 16: Příklad 4 – montáž hydroizolace suterénní stěny Obr. 17: Příklad 4 – kontrola těsnosti sektorů suterénní stěny

Obr. 18: Příklad 4 – kontrolní hadice sektorů suterénní stěny čekají na zabudování do šachtic v podlaze nepodsklepené části objektu Obr. 19: Příklad 4 – řešení prostupů, sevření hydroizolace mezi příruby chrániček

Zajímavé je řešení dvojité fóliové hydroizolační konstrukce na anglických dvorcích, které jsou monoliticky propojené s betonovou konstrukcí suterénu a v průběhu výstavby v otevřené jámě byly vykonzolovány ze suterénní konstrukce. Pro snazší montáž byla vytvořena „kopyta“ z bednění (obr. 20). V nich vytvořené části hydroizolační konstrukce byly jako prefabrikáty připevněny na anglické dvorky (obr. 21).

U takto poměrně složitého řešení hydroizolačních konstrukcí vznikly velké nároky na způsob zobrazení některých částí konstrukcí v projektu. Svislé sektory fóliové hydroizolační konstrukce byly nakonec zobrazeny v axonometrii (obr. 15).

Obr. 20: Příklad 4 – příprava hydroizolace pro anglický dvorek v „kopytu“ z betonářského bednění Obr. 21: Příklad 4 – hydroizolace anglických dvorkůObr. 22: Obytné místnosti budou od zvodnělé zeminy svahu odděleny obslužnou chodbou s nižšími nároky na stav prostředí

Těsně před dokončením stavby byly otevřeny šachtice v podlahách, v nichž byly ukryty hadice vedoucí ke kontrolním trubicím sektorů. Ke zděšení všech byly plné vody. Byly nařízeny opakované zkoušky těsnosti sektorů. Ty nezjistily, že by některý sektor byl netěsný. Při obhlídce obvodu stavby se ale ukázalo, že obvod celé hydroizolační konstrukce ještě není řádně těsně napojen na obvodové konstrukce stavby. Po dokončení všech detailů napojení hydroizolace na související konstrukce se voda v šachticích již neobjevovala. Díky tomu, že byla použita hydroizolační konstrukce, jejíž těsnost bylo možné průběžně kontrolovat, bylo možné diagnostikovat skutečné příčiny výskytu vody v šachticích. Lze se domýšlet, že v opačném případě by vznikla nepřehledná a vztahově vypjatá situace.

Čím se liší principy ochrany stavby před nežádoucím působením vody v příkladech 1 a 2? V obou případech je suterén namáhán tlakovou vodou, ať již očekávanou či ne, v obou je zvolena povlaková hydroizolační konstrukce ze dvou asfaltových pásů a v obou případech byl povlak vadný. Jenže v prvním případě se o vadě dozvěděl až uživatel ve chvíli, kdy se do čerstvě převzaté stavby měl nastěhovat, aby v ní mohl zahájit výuku, kdežto v druhém případě vady vlastní pílí odhalil zhotovitel stavby, aby mohl dostatečně včas, i když s nemalými náklady, vliv zjištěných vad eliminovat. V prvním případě mohli účastníci výstavby kontrolovat pouze kvalitu dodávaného materiálu, kvalitu stavební připravenosti pro izolatérské práce a kvalitu samotných izolatérských prací. Jenže pouze kvalitu ve smyslu shody s obvyklými zásadami řemesla a dodržení klimatických podmínek. Dále mohli kontrolovat ochranu hydroizolace před následným poškozením, a to jen na viditelných částech hydroizolace a za nesmírného vypětí kontrolorů. Ani jeden z vyjmenovaných kontrolních postupů ale nesměřuje ke kontrole těsnosti. To je na cestě ke kýžené „stoprocentní“ vodotěsnosti sakra málo. V druhém případě se přímo kontrolovala těsnost, i když bez lokalizace místa poruchy.

Jenže druhý případ je opravdu výjimečný. Zátopová zkouška pro kontrolu těsnosti hydroizolace suterénu není obvyklá, především proto, že k tomu nebývají vhodné podmínky. Proto se hledají řešení povlaků, jejichž těsnost bude možné zkontrolovat v těch etapách výstavby, kdy je ještě šance efektivně zjednat uvedení do projektovaného stavu. Příklad takového řešení v případě povlaku má číslo 3.

Kdykoli kontrolovatelný povlak je i na části stavby v příkladu 4, i když tento příklad je zde uveden především proto, aby si čtenáři nad fotografiemi „hadicového pekla“ uvědomili, kam až mohou vést požadavky umístit do suterénu provozy s vysokými nároky na stav vnitřního prostředí.

Zmiňovaná směrnice ČHIS 01 na více místech nabádá k přiměřenosti požadavků. Jinak řečeno, podporuje komunikaci zhotovitele a projektanta s investorem tak, aby investor správně vnímal vztah mezi „muzikou“ a svými penězi. Proto směrnice obsahuje mj. v ustanovení 7.1.3 Zásadu 4: Pod hladinou podzemní vody nebo v nepropustných zeminách nelze zajistit absolutní spolehlivost těsnosti podzemních prostor. Proto se do podzemních částí budov pod hladinou podzemní vody nebo v nepropustném prostředí bez odvodnění, v přímém kontaktu vnější obalové konstrukce s okolním horninovým prostředím (kde přímo působí nebo se hromadí voda prosáklá z povrchu), nemají umísťovat prostory s požadavky P1 a P2.

Pro zvlášť přísné požadavky na stav prostředí se dále uvádí: 7.1.7 Je-li pro chráněné prostory zadán požadavek P1/X (třída požadavků na stav chráněného prostředí a vnitřních povrchů/třída ochrany dokončených prostor před stavební činností), mají být tyto prostory v dispozici stavby umístěny tak, aby jejich ohraničující konstrukce nebyly ohraničujícími konstrukcemi stavby. Prostor mezi obvodem chráněného prostoru a obvodem stavby (např. revizní chodba nebo technické podlaží) musí být průchozí, popř. přístupný pro techniku potřebnou k utěsnění obvodu stavby. Musí být odvodněn a větrán.

Obdobnou informaci uživatel směrnice získá i při snaze použít tabulku 9.

Vysvětlení tříd P1, P2, X nebo B viz text směrnice na www.hydroizolacnispolecnost.cz nebo v článku Káně: Nová směrnice pro navrhování ochrany staveb před vodou, Materiály pro stavbu 6/2015.

Směrnice vede účastníky výstavby k poznání, že různé hydroizolační konstrukce v různých třídách namáhání vodou mají různou spolehlivost. Pokud investor stavby navzdory tomu, co se dočetl v 7.1.3 nebo 7.1.7 směrnice ČHIS 01 (viz výše), trvá na umístění prostor s náročnými požadavky do obvodu suterénu obklopeného tlakovou vodou, musí počítat s tím, že řešení bude výjimečné (určitě si nevystačí pouze s jedinou hydroizolační konstrukcí), a přesto jen omezeně spolehlivé. I cena bude výjimečná. Jak to může vypadat, když se investor chová rozumně, je patrné třeba z obr. 22. (Podrobnosti k fotografii viz časopis DEKTIME 04/2015 na www.dek.cz/technicka-podpora/dektime).

Používejme při komunikaci směrnici ČHIS 01, chtějme, aby bylo stále méně investorů, kteří prohlašují, že si přece za své peníze (obvykle ale myslí tak na 400 Kč/m²) objednali bezvadnou hydroizolaci ze dvou asfaltových pásů, tak proč by měli počítat s tím, že bude děravá, a platit nějaké kontrolní mechanismy. V podmínkách tlakové vody jim na dosažení „stoprocentního“ účinku nebude stačit ani dvojnásobná částka. A co znamená „stoprocentní“, se poučme ze statiky. Žádný investor nemá problém zaplatit výztuž do betonové konstrukce tak, aby unesla třeba o 40 % víc, než se běžně předpokládá, právě proto, aby byla dostatečně spolehlivá. A stejně to není na 100 %, ale jen na míru přijatelného rizika.

LUBOŠ KÁNĚ
foto Zdeněk Kutnar, Jan Matička, Jaroslav Nádvorník, Libor Spáčil

Ing. Luboš Káně, Ph.D., (1962)
absolvoval Stavební fakultu ČVUT v Praze, obor pozemní stavby. Působí ve firmě DEK, a. s., Praha, jako technický ředitel a ve znaleckém ústavu Dekprojekt. Je členem výboru České hydroizolační společnosti.