ZKUŠENOSTI S POUŽITÍM STŘÍKANÉ HYDROIZOLACE MASTERSEAL 345 V PODZEMNÍCH STAVBÁCH ČR Michal Zámečník, Miroslav Kochánek 1 Úvod Technologický vývoj hydroizolací v podzemních konstrukcích zůstával až doposud poměrně neměnný. Tradiční hydroizolační fólie jsou zažitým standardem, a to i přes rizika plynoucí z jejich možného poškození při následné betonáži sekundárního ostění a přes obtížnost pozdějších oprav ostění v případě průsaků. Velmi obtížné je zejména provádění mezilehlé hydroizolační fólie u členitých podzemních staveb komplikovaných tvarů. Jako odpověď na problémy s hydroizolacemi u podzemního stavitelství vyvinula společnost BASF novou generaci stříkané hydroizolační membrány MASTERSEAL 345. Tato pružná hydroizolační membrána může být jednoduše aplikována v sendvičových konstrukcích mezi vrstvami stříkaného nebo litého betonu. Kontaktním spojením mezi hydroizolační membránou a vrstvami betonu z obou stran je podstatně sníženo riziko proniknutí průsaků ostěním tunelu. Díky těmto výhodám se technologie stříkané hydroizolace MASTERSEAL 345 prosazuje nejen na stavbách v zahraničí, ale i na prvních projektech podzemního stavitelství v České republice. 2 Vlastnosti a oblast použití stříkané hydroizolace MASTERSEAL 345 Unikátní vlastnosti hydroizolačního systému MASTERSEAL 345 spočívají v pevném kontaktním spojení mezi membránou a vrstvou betonu z obou stran. Přídržnost k betonovému podkladu měřená po 28 dnech se pohybuje kolem 1,2 MPa. Tato silná vazba snižuje riziko vniknutí vody eliminací potenciálních cest pro migraci podzemní vody v sendvičové konstrukci, což je hlavní předností tohoto systému hydroizolace oproti standardním hydroizolačním fóliím. MASTERSEAL 345 se dále vyznačuje těmito následujícími technickými vlastnostmi: odolnost proti tlakové vodě (max.) 15 bar objemová hmotnost (při 20 C) 590 ± 100 kg/m 3 aplikační tloušťka 3 až 10 mm přídržnost k betonu (po 28 dnech) 1,2 ± 0,2 MPa Výše uvedené vlastnosti a technické parametry předurčují stříkanou hydroizolaci MASTERSEAL 345 pro následující oblasti použití: do konstrukcí ze stříkaného betonu náhrada hydroizolačních fóliových membrán do sendvičových konstrukcí (beton-membrána-beton) trvalá jednoduchá izolační vrstva do tunelů do podzemních staveb s komplikovanou geometrií a profilem 97
na vrtané a odstřelované podklady, čímž se ušetří vyrovnávací vrstva stříkaného betonu vyžadovaného pro fóliové membrány může být přímo aplikována na ocelové spojovací prvky. 3 Praktická aplikace stříkané hydroizolační membrány Aplikace stříkané hydroizolační membrány MASTERSEAL 345 je velmi jednoduchá, bezpečná a rychlá. MASTERSEAL 345 doporučujeme aplikovat metodou suchého stříkání strojem MEYCO Piccola nebo podobným. Při aplikaci stříkané membrány se do práškové směsi na trysce přidává pouze voda. Způsob aplikace je tedy velmi podobný technologii suchého stříkaného betonu. Přičemž dávkování vody se má pohybovat mezi 30-50 % hmotnosti materiálu. Vzdálenost trysky od povrchu by se při stříkání měla pohybovat mezi 1,5 až 2,5 m. MASTERSEAL 345 lze aplikovat při okolní teplotě v rozsahu +5 C až +40 C a periodické teplotní výkyvy by neměly přesáhnout 10 C v rámci tohoto rozsahu. 4 Kvalita podkladu a spotřeba materiálu Stříkaná hydroizolační membrána může být aplikována na veškeré typy betonu za předpokladu, že povrch je čistý a bez uvolněných částic. Není nutné vyhlazovat skalní profil, zahlazovat nadměrné otvory a zlomy tak jako u fóliových membrán, dokonce není potřeba ani odstraňovat hlavy skalních kotev. To dělá ze stříkané membrány dokonalou volbu pro tunely ve skalním masivu. MASTERSEAL 345 zaizoluje i ocel, a tak může být použit ve spojení se stříkaným betonem vyztuženým vlákny nebo drátky. Stříkaný beton s drátky pak může být použit na obou stranách membrány bez nebezpečí poškození. MASTERSEAL 345 je možné nanášet na navlhlé nebo vlhké podklady. Nicméně stejně jako u všech produktů aplikovaných stříkáním, není možné nanášet hydroizolační membránu na povrch, který je vystaven pronikání aktivní vody. Tyto případy je nutno řešit individuálně, a to buď drenáží nebo lokální injektáží. Spotřeba materiálu je závislá na kvalitě podkladu, respektive na jeho hrubosti. Minimální požadovaná tloušťka hydroizolační membrány je 3 mm v celé ploše. Průměrná spotřeba stříkané hydroizolace na dosažení požadované tloušťky 3 mm se pohybuje dle dosavadních zkušeností kolem 4 kg/m 2. 5 Použití stříkané hydroizolace v České republice Prvními projekty v České republice, kde byla použita stříkaná hydroizolace, byly objekty základních nefekálních jímek ve stavebních oddílech 9 a 13 na trase IV.C2 pražského metra. Právě v těchto členitých podzemních prostorách se plně prokázaly přednosti stříkané hydroizolace Masterseal 345, zejména pro jednoduchost její aplikace a rychlost provádění. Dalším úspěšně dokončeným projektem s použitím stříkané hydroizolační membrány byla realizace bezbariérového přístupu do stanice metra Florenc na trase B pražského metra. V nejnižším místě stavebního oddílu 09 v km 13,798 l.k. je navržena ražená základní nefekální jímka (ZNJ). Jímka je umístěna vpravo od raženého dvoukolejného tunelu. Do této jímky se svádí vody proniklé do prostoru tunelů metra z traťového úseku Ládví 98
a Střížkov. Vlastní jímka je umístěna v prostoru čerpací stanice o půdorysných rozměrech 6,5 8,3 m s polokruhovou klenbou; světlá výška komory je 4 m. Ve dně této komory se nalézá kruhová jímka o světlém průměru 5,8 m a světlé hloubce pode dnem komory 2,2 m. Čerpací stanice s jímkou je spojena s dvoukolejným tunelem přístupovou štolou dlouhou 14,5 m. Přístupová štola s průřezem složeným z kruhových oblouků má světlou šířku 3,2 m a světlou výšku také 3,2 m. Podobně štola k vrtu je dlouhá 20,7 m a má světlou šířku 2,7 m a světlou výšku 3,2 m. Z popisu je zřejmé, že se jedné o podzemní objekt dispozičně i prostorově velmi komplikovaný. Obr. 1 Aplikace stříkané hydroizolace MASTERSEAL 345 v pražském metru Obr. 2 Aplikace stříkané hydroizolace MASTERSEAL 345 v pražském metru Podobně v nejnižším místě stavebního oddílu 13 v km 10,675 l.k. je situována také ražená ZNJ. Tato jímka je umístěna vlevo od raženého dvoukolejného tunelu. Jímka slouží pro traťový úsek mezi stanicemi Prosek a Letňany. Rozměry jímky a čerpací stanice jsou obdobné a obdobné je také dispoziční řešení, pouze štoly jsou kratší. V zásadě se rovněž jedná o prostorově velmi složitý objekt. Objekty základních nefekálních jímek byly raženy podle zásad Nové rakouské tunelovaní metody (NRTM) s primárním ostěním ze stříkaného betonu na ocelovou sítí, s mezilehlou hydroizolací a sekundárním ostěním z monolitického železobetonu betonovaného do bednění. Původně byla dle dokumentace pro stavební povolení uvažována fóliová izolace z měkčeného PVC. S ohledem na velkou členitost podzemního objektu ZNJ a z toho plynoucí obtížnou realizaci a kontrolu klasické svařované fóliové izolace došlo v realizační dokumentaci ke změně na hydroizolaci nástřikovou Masterseal 345. Na základě kladných výsledků zkušebních protokolů byla nástřiková hydroizolace Masterseal 345 protokolem č. 17/2005 TŘ DP, a. s., z 1.9.2005 k použití v metru schválena a na stavbě zrealizována. Současně došlo k úpravě sekundárního ostění ve štolách, kde byl použit stříkaný beton s ocelovou sítí. Pouze v čerpacích stanicích byla ze statických důvodů provedena betonáž monolitického železobetonu do bednění. 99
Obr. 3 Čerpací stanice ve stavebním oddíle IV.C2 13 6 Technologie aplikace v pražském metru Impregnační membrána Masterseal 345 má dobrou přídržnost na vrstvu stříkaného nebo litého betonu, může být aplikována v kombinaci s tradičními fóliovými izolacemi a může být použita také na ocelové prvky. Nástřikovou izolaci je možné nanášet na navlhlé nebo vlhké podklady, nikoliv na povrch, který je vystaven pronikání aktivní vody. V takovém případě je nutné aplikovat do podkladu těsnící injektáže nebo využít odvodňovacích trubek k odvedení lokálních průniků. Izolační membrána byla provedena o minimální tloušťce 3 mm. Tato tloušťka dobře odolává očekávanému tlaku vody až 15 barů a také plní nutnou funkci pasivní ochrany podzemního díla proti bludným proudům. Izolační membrána se provedla v rozsahu celé ZNJ. Prováděla se souvisle bez těsnících spárových pásů v místech dilatačních spár a bez pojistného injekčního systému. Izolace ve dně čerpací stanice, štol a jímky se ochránila cementovým potěrem tl. 50 mm. Přechod na fóliovou izolaci, v místě napojovacího krčku u traťového tunelu, se provedl nastříkáním izolační membrány na přikotvený pás plechu tl. cca 3 mm a šířky 40-50 mm, kterým se fóliová izolace ukončila. Také v místě vrtu se provedlo ukončení izolační membrány přestříkáním ocelového ukončovacího plechu včetně přečnívajících konců chrániček. Navržená skladba izolačního systému Podkladní vrstva ze stříkaného betonu primárního ostění Izolační stříkaná membrána Masterseal 345 tl. 4 mm V rozsahu spodní klenby a dna jímky ochranná vrstva z cementové mazaniny minimální tl. 50 mm Vnitřní obezdívka monolitického železobetonového ostění ze stříkaného betonu nebo betonovaného litého do bednění. Dalším příkladem použití nástřikové hydroizolace na pražském metru byla výstavba nové šachty pro osobní výtah do stanice Florenc B a přístupové štoly do přestupních chodeb 100
mezi trasou B a C. Vlastní šachta byla zajištěna primárním ostěním z převrtávaných pilot s mezilehlou fóliovou izolací z PVC a sekundárním ostěním z monolitického železobetonu do bednění. Přístupová štola byla ražena NRTM s primárním ostěním ze stříkaného betonu. Vzhledem ke složitému napojení štoly na svislou šachtu a štoly ke stávající přestupní chodbě bylo také zde přijato řešení mezilehlé nástřikové hydroizolace Masterseal 345 a sekundárního ostění ze stříkaného betonu na ocelovou síť. Také zde se použití stříkané hydroizolace plně osvědčilo, zejména v jednoduchosti řešení u napojení na fóliovou izolaci šachty, utěsnění v místech ocelových průchodek a v místě napojení na stávající chodbu. Obr. 4 Dokončená čerpací stanice ZNJ ve stavebním oddíle IV.C2 09 7 První praktické zkušenosti Projektant, zhotovitel i provozovatel stavebního díla se pro novou technologii hydroizolace rozhodli především kvůli následujícím přednostem: nízké riziko průsaků díky vysoké přilnavosti k podkladnímu betonu jednoduchá a mnohem rychlejší aplikace bez ohledu na složitost geometrie v porovnání s fóliovými izolacemi neporovnatelně jednodušší opravy možných průsaků především díky eliminaci migrace vody mezi vrstvami membrány a podkladu hydroizolační systém MASTERSEAL 345 je možné kombinovat s konvenčními fóliovými izolacemi splnění vysokých bezpečnostních požadavků na provádění v podzemí prokázání požadovaných elektrických izolačních vlastností. Praktické zkušenosti z použití stříkané hydroizolační membrány MASTERSEAL 345 při výstavbě pražského metra prokázaly její nesporné výhody především v jednoduchosti a rychlosti provádění. Rychlost provádění se pohybovala okolo 80 m 2 za hodinu bez ohledu na komplikovanost prostor. Této rychlosti bylo přitom dosahováno pouze v malém tříčlenném pracovním týmu. Při provádění větších ploch lze však s výhodou nasadit plně automatizovaný stroj MEYCO Logica, k jehož obsluze postačují pouze dva pracovníci a rychlost provádění je pak minimálně 100 m 2 za hodinu. Tento stroj byl v roce 2005 101
nasazen například na stříkanou hydroizolaci 6 km dlouhého podmořského tunelu u Faerských ostrovů. Obr. 5 Dokončená přístupová štola k osobnímu výtahu ve stanici Florenc 8 Závěr Dosavadní zkušenosti z řady zahraničních projektů a z prvních tuzemských projektů prokazují nesporné výhody tohoto nového systému hydroizolace. Je tak jen otázkou času, kdy se stříkaná hydroizolace stane zažitým standardem při provádění nových tunelů, ale i při opravách starších podzemních děl. Ing. Michal Zámečník BASF Stavební hmoty ČR, s. r. o. K Májovu 1244 180 00 Praha 8 469 607 111 469 607 121 michal.zamecnik@basf.com URL www.basf-sh.cz Ing. Miroslav Kochánek METROPROJEKT Praha, a. s. IP Pavlova 2/1786 120 00 Praha 2 296 325 152 296 325 153 kochanek@metroprojekt.cz URL www.metroprojekt.cz 102