|
Прочность и долговечность сооружений вообще, а транспортных – в особенности, зависит от качества гидроизоляции ничуть не в меньшей степени, чем от качества несущих конструкций. Потому что нет у транспортных сооружений более опасного врага, чем влага. Причем это справедливо для любых конструкций – как широко используемых железобетонных и металлических, так и почти не возводимых сегодня деревянных и каменных.
Дождевая вода, просачиваясь сквозь бетонную (железобетонную) конструкцию, растворяет и вымывает из бетона гидроокиси кальция и другие химические компоненты, что приводит к возрастанию пористости, нарушению структуры и, как следствие, понижению прочности конструкции. Зимой проникшая в поры бетона вода замерзает и, увеличившись в объеме, вызывает растрескивание бетона. Трещины и вода в присутствии хлоридов вызывают коррозию арматуры, также способствующую ослаблению прочности сооружения. Усугубляет процесс применяемая в городах для борьбы со льдом и снегом соль.
Что касается металлических сооружений, то ежегодно коррозия металла «съедает» не менее 4% металлоконструкций. Десятки тысяч тонн в масштабах страны!
Еще стремительнее влажная среда уничтожает деревянные конструкции.
В свете изложенного становится очевидной необходимость надежной защиты конструкций от воздействия описанных неблагоприятных факторов путем создания гидроизоляции, которая обеспечивает прочность и долговечность сооружения.
Обычно затраты на устройство гидроизоляции составляют порядка 3% от общей стоимости строительства, но в сложных условиях при использовании современных материалов и технологий эта цифра может достигать 10%.
История вопроса
Гидроизоляция существует столько же времени, сколько и само строительство. На заре цивилизации, когда основными строительными материалами были дерево и камень, в качестве гидроизолирующего материала применялась смола – сравнительно надежный и долговечный водоотталкивающий материал. До наших дней сохранился способ защиты от гниения заглубляемых в землю столбов обжигом на костре и последующей обмазкой смолой (битумом). На обожженной части органический слой, превратившись в минеральный, становится биостойким, а битум изолирует древесину от грунтовой влаги.
Железобетон, существующий как материал примерно 150 лет, вызвал к жизни необходимость мероприятий по защите бетона и арматуры. В Санкт-Петербурге в 2002 году во время реконструкции построенного в 1912 г. железобетонного Большого Ильинского моста через р. Охта была обнаружена сохранившаяся в удовлетворительном состоянии гидроизоляция балластного корыта пролетного строения, выполненная из литого асфальта на основе нефтебитума. Пролетное строение при реконструкции моста было сохранено, как представляющее архитектурную и историческую ценность, а гидроизоляция заменена на современную. В удовлетворительном состоянии находилась и гидроизоляция железобетонных балочных пролетных строений левобережной железобетонной эстакады Финляндского железнодорожного моста через р. Неву, построенного в Санкт-Петербурге в 1913 г. и реконструированного с заменой пролетных строений спустя 80 лет. Благодаря тщательно выполненной изоляции пролетные строения находились в хорошем состоянии, а замена их была вызвана не соответствующей возросшим нагрузкам несущей способностью.
Эти примеры говорят, во-первых, об относительно высоком качестве гидроизоляционных материалов начала прошлого века, а во-вторых – о тщательности выполнения работ по устройству гидроизоляции. К сожалению, есть и немало противоположных примеров, когда состояние железобетонных пролетных строений под железную дорогу с двухслойной оклеечной гидроизоляцией постройки 40-50-х годов прошлого века требовало их срочной замены только потому, что бетон и арматура пришли в аварийное состояние ввиду некачественно сделанной гидроизоляции.
Практика эксплуатации металлических железнодорожных пролетных строений на Октябрьской железной дороге дает основание сделать вывод, что окрашенные (гидроизолированные) пролетные строения, установленные в 30-40-х гг. прошлого века, потребовали замены или усиления в 60-70-х гг., во многом потому, что отдельные конструктивные элементы из-за коррозии потеряли до 50% площади поперечного сечения.
Срок службы лакокрасочных покрытий металлических пролетных строений мостов в зависимости от тщательности очистки и условий эксплуатации не превышает 10-15 лет. После чего требуются повторная очистка и окраска.
Транспортные сооружения подразделяют по следующим основным признакам:
Функциональному назначению
мосты (в том числе эстакады, путепроводы)
тоннели
водопропускные трубы
прочие искусственные сооружения (подпорные стенки, дюкеры, галереи и др.)
Материалам и конструкциям
железобетонные
металлические
деревянные (в настоящее время строятся, как правило, как временные сооружения местного значения)
Виду транспорта
на железных дорогах
на автомобильных дорогах (в т. ч. городских)
пешеходные
коммуникационные (под электрокабели, трубопроводы, водоводы)
Все перечисленные сооружения с учетом своего назначения, материала, вида обращающейся нагрузки нуждаются в защите от коррозии путем устройства гидроизоляции.
В общем случае все поверхности деревянных, бетонных и железобетонных конструкций, соприкасающиеся с грунтом, должны быть надежно изолированы. Конструкции, имеющие пазухи, в которых может скапливаться и застаиваться вода, должны иметь надежную гидроизоляцию с устройством водоотвода.
Для металлических конструкций контакта с грунтом, как правило, следует избегать, а металлоконструкции, содержащие пазухи, должны иметь водоотводы (дренажные отверстия). Гидроизоляция металлоконструкций осуществляется путем нанесения на их предварительно очищенную поверхность лакокрасочных покрытий.
Гидроизоляция мостов
К числу поверхностей бетонных и железобетонных конструкций, соприкасающихся с грунтом, относятся задние стенки устоев, откосные крылья, задние поверхности подпорных стенок и т. д. Обычно они покрываются обмазочной гидроизоляцией (двумя слоями горячего битума). Если грунты содержат агрессивные воды, то применяется оклеечная изоляция (подробнее смотри ниже) и засыпка задних стенок дренирующим грунтом с устройством водоотвода с уклоном.
Все внутренние поверхности балластных корыт железобетонных пролетных строений под железную дорогу и устоев, а также поверхности плит проезжей части должны быть надежно защищены гидроизоляцией. Гидроизоляция устраивается на поверхности плиты балластного корыта. Для стока воды поверхность плиты делается с уклоном не менее 30 ‰ в продольном и поперечном направлениях. Выпуск воды происходит при помощи водоотводных трубок. Края изоляции закрепляются в специальных углублениях бортиков.
В автодорожных и городских мостах поверхности покрытия проезжей части придается, как правило, продольный уклон и во всех случаях, независимо от продольного уклона, – поперечный, равный 15-20 ‰. Гидроизоляция балластного корыта должна быть водонепроницаемой по всей изолируемой поверхности, обладать водо-, био-, тепломорозо- и химической стойкостью, а также эластичностью во времени, сохранять сплошность при образовании на изолируемой поверхности бетона трещин допустимого раскрытия. Гидроизоляция наносится на подготовительный (выравнивающий) слой из цементно-песчаного раствора или мелкозернистого бетона, который перед укладкой покрывают грунтовкой.
В зависимости от климатических условий района строительства применяются различные типы гидроизоляции.
Битумная мастичная гидроизоляция может применяться во всех климатических зонах. Она состоит из четырех слоев битумной мастики, наносимой в горячем состоянии, и трех слоев армирующего материала из стеклоткани (ранее для этих целей применялась мешковина – льноджутокенафная ткань). На последний (отделочный) слой битумной мастики укладывается защитный слой из цементно-песчаного раствора или мелкозернистого бетона, армированный сеткой из проволоки диаметром 2-4 мм с размером ячеек 45-75 мм. На готовую поверхность защитного слоя наносится битумная грунтовка.
Изольная рулонная гидроизоляция применяется в районах с умеренным климатом. Она выполняется на основе безосновного рулонного изола и холодной мастики изол, упрочняемой армирующей прослойкой, наклеенной между рулонными слоями.
Для мостов северного исполнения применяется тиоколовая мастичная гидроизоляция на основе холодных самовулканизирующихся тиоколовых мастик, устраиваемая нанесением на огрунтованную изолируемую поверхность двух слоев мастик с размещением между слоями армирующей стеклоткани. Рабочие составы тиоколовых мастик приготовляются на основе тиоколовых паст, в которые добавляются вулканизирующие пасты, ускорители вулканизации и пластификаторы-дибутилфталаты. Для районов с суровым климатом применяется также резиноподобная рулонная гидроизоляция. Она выполняется последовательной наклейкой на изолируемую поверхность двух слоев рулонного материала, в состав которого входит техническая резина, вулканизированный бутизол и армогидробутил.
Отвод воды из балластного корыта происходит через водоотводные трубки, расположенные у наружных краев плит. Чугунные трубки диаметром 15 см размещаются с шагом, обеспечивающим 5 см2 площади поперечного сечения трубки на 1 м2 поверхности водосбора. Трубки прикрываются чугунными крышками с прорезями. Расположение и устройство водоотводных трубок должны быть такими, чтобы обеспечивался быстрый отвод воды и исключалась возможность ее попадания на поверхность сооружения или на расположенное внизу полотно дороги. Для этого в необходимых случаях устраиваются продольные желоба, вертикальные водосточные трубы и водоприемники. Водоотводные трубки рекомендуется ставить у краев балластного корыта, что дает возможность их беспрепятственного осмотра и прочистки.
Места сопряжения водоотводных трубок с бетоном должны быть надежно гидроизолированы. Нарушение гидроизоляции приводит к появлению потеков и выщелачиванию бетона. Ухудшение работы водоотвода может быть связано с использованием некачественного балласта и его загрязнением в процессе эксплуатации. Важность сохранения целостности гидроизоляции требует особой тщательности при устройстве ее в местах водоотводных и строповочных отверстий, где неизбежно нарушается непрерывность и однородность изоляционного слоя.
|
