Инъекционная гидроизоляция: материалы и технологии
Зачастую при реконструкции и ремонте заглубленных подвалов и паркингов, транспортных и канализационных тоннелей, гидротехнических сооружений, когда нет возможности проведения вскрышных работ, возникают вопросы восстановления или усиления несущей способности и гидроизоляции строительных конструкций.
Для решения этих проблем применяются инъекционные технологии, о которых рассказывают эксперты:
- Алексей Слабодчиков, генеральный директор ООО ГЕЛИОС
- Евгений Назаров, директор по продажам ООО «Гидрозо»
- Андрей Глухов, генеральный директор НПО СТРИМ
- Эдуард Рудев, технический директор ООО «ПРОМГИДРО»
- Данил Кругов, основатель Группы Компаний по гидроизоляции и усилению конструкций «Оптимум Прайс»
Эффект инъектирования
«Инъекционная гидроизоляция — это технология закачки полимерных составов в тело строительной конструкции или массив грунта, — поясняет технический директор ООО "ПРОМГИДРО" Эдуард Рудев. — При помощи инъектирования полимеров можно останавливать водопротоки в подвалах и паркингах жилых домов, укреплять ослабленные железобетонные перекрытия и опоры мостов, перекрывать подземные течения грунтовых вод и выполнять многие другие работы. При этом в отличие от рулонной или напыляемой гидроизоляции инъекционные материалы могут исправлять ошибки неопытных строителей».
По словам директора по продажам ООО «Гидрозо» Евгения Назарова, главным при проведении работ является правильный подбор материалов и решений для каждой конкретной задачи. Преимущество инъекционных технологий — это быстрая остановка протечек и возможность за короткий промежуток времени выполнить большой объем работы без доступа к наружной части сооружения, находящегося в грунте.
«Принцип действия основан на нагнетании при помощи насосов в полость шва, трещины или ввода коммуникации гидроизоляционного состава (геля, смолы или пены), что создает по периметру или части конструкции замкнутый герметичный контур, — рассказывает генеральный директор ООО ГЕЛИОС Алексей Слабодчиков. — Образующиеся при полимеризации нерастворимые химические соединения с закрытой системой пор увеличиваются в объеме до 35 раз, тем самым вытесняя влагу из полости шва бетона до внешнего грунта. Таким образом дефект или полость поверхности устраняется, решаются проблемы с активным поступлением влаги внутрь заглубленных конструкций, увеличивая срок эксплуатации строения».
Алексей Слабодчиков отмечает эффективность метода, поскольку он дает возможность ремонта дефектов бетона на локальных участках строения без вывода всего или части этого объекта из режима постоянной эксплуатации. При использовании этого метода нет необходимости проведения земляных работ снаружи зданий, то есть выполнение плановых гидроизоляционных работ проходит внутри сооружений в любое время года. Инъектирование бетона не только создает барьер внутри конструкций, но и сохраняет проектную эластичность швов, которая обеспечивает длительный герметичный эффект, в том числе и на динамичных транспортных объектах, таких как мосты, эстакады, пешеходные переходы, тоннели метро и другие.
Российские материалы не уступают зарубежным
На российском строительном рынке сложился пул компаний, которые разрабатывают материалы и технологии для инъекционной гидроизоляции, используя полиуретановые, эпоксидные и другие органические композиции. Инъекционные составы могут быть одно-, двух-, трехкомпонентными, применяться в системе с сухими строительными ремонтными смесями. Инъектирование происходит с помощью разжимных, адгезионных, глубинных паркеров или через инжектосистему.
В НПО СТРИМ одними из первых начали производство российских инъекционных продуктов линейки «Аквидур». Тогда, в 2002 году, ориентиром для выпуска продукции послужили материалы японского и французского происхождения. С тех пор номенклатура продукции выросла, а свойства и характеристики материалов проработаны под оптимальные значения.
«Благодаря наличию собственной лаборатории мы постоянно проводим различного рода исследования под определенные специфические задачи и сотрудничаем со многими известными организациями, среди которых ГК "Алроса", "Лукойл", "Норникель"», — рассказывает генеральный директор НПО СТРИМ Андрей Глухов.
Компания «ГЕЛИОС» в течение одиннадцати лет производит полиуретановые инъекционные пены, смолы и гели торговой марки «АкваВИС». Продукция разработана совместно с инженерами НИИМосстрой и применяется для гидроизоляции швов бетонирования заглубленных сооружений, остановки активных протечек, герметизации заглубленных вводов коммуникаций, закрепления рыхлых и неустойчивых грунтов, монтажа железобетонных опор трубопроводов, линий передач и др. строительных конструкций, в том числе в условиях вечной мерзлоты.
«Нельзя сказать, что наши материалы уникальны, и у других производителей нет ничего подобного. Но нашим преимуществом является высокое качество продукции, проработанные технические решения и техническое сопровождение объектов, — говорит директор по продажам ООО "Гидрозо" Евгений Назаров. — В своих лабораториях с учетом полученного опыта мы постоянно дорабатываем и улучшаем существующие материалы, а также разрабатываем продукты специально под нужды заказчиков. Наша линейка материалов постоянно пополняется. Увеличилось количество инъекционных материалов на минеральной основе из-за повышенного спроса на данный тип инъекционных продуктов».
В Группе Компаний «Оптимум Прайс», наоборот, сделан упор на уникальность выпускаемого состава ФОРС, который отличается сверхпрочностью и способен остановить мощный водяной поток.
Но в целом, по словам Эдуарда Рудева, 70–80% технических задач имеют решения с типовым набором материалов, а универсальность линейки материалов каждого производителя инъекционной гидроизоляции дает возможность решать девять из десяти поставленных задач.
Сумма технологий
Правильность выбора конкретных инъекционных технологий и материалов определяется по результатам обследования и состояния конструкций, анализа ситуации, характера дефектов, вида нагрузок, с учетом требований по водонепроницаемости, огнестойкости, морозостойкости, а также исходя из поставленных задач.
«Для каждого объекта метод инъектирования может быть или индивидуальным, или комбинацией элементарных решений, таких как герметизация трещин, примыканий элементов конструкций, деформационных швов, противофильтрационных завес, — поясняет особенности проектов по гидроизоляции Евгений Назаров. — Для каждой конкретной задачи разрабатываются технические решения, выполнение которых контролируются нашими специалистами».
В компании есть ряд типовых решений, которые прописаны и согласованы в Альбоме технических решений по применению материалов «Гидрозо» для ремонта, усиления, гидроизоляции и защиты строительных конструкций. Перед тем как предложить то или иное решение, специалисты должны ознакомиться с проектом, с существующими обследованиями, при необходимости технический эксперт выезжает на объект для оценки проблематики. После ознакомления со всеми данными подготавливается техническое решение под объект или предлагается один из стандартных узлов.
«Мы не просто выполняем работы, но занимаемся комплексным обследованием и проектированием сложных гидроизоляционных работ, например, на Сахалинской ГРЭС-2, — говорит основатель Группы Компаний по гидроизоляции и усилению конструкций "Оптимум Прайс" Данил Кругов. — Наш подход к инъекционной гидроизоляции в корне отличается от общепринятого. Благодаря отличительным чертам его выбирают для работ на таких памятниках архитектуры федерального значения, как Петропавловская крепость, где мы делали отсечную гидроизоляцию ограждающих кирпичных конструкций и подвала Монетного Двора».
Более того, в компании научились работать при низком давлении и отказались от пакеров, считая, что этот инородный неэстетичный элемент, остающийся в конструкции, вредит прочностным и гидроизоляционным характеристикам. Такой подход в ряде случаев оказывается не только эффективнее, но и позволяет исправлять гидроизоляционные промахи других исполнителей.
Следует отметить, что инъекционные технологии — это не самое бюджетное инженерное решение вопросов гидроизоляции как в части расходных материалов, так и в части оборудования и квалификации персонала.
«Инъекционные технологии требуют специального оборудования и в обязательном порядке подготовку специалистов, — отмечает Андрей Глухов. — К сожалению, в настоящее время в рамках системы образования подготовки таких специалистов не ведется. Однако специалисты нашей организации имеют требуемую квалификацию и навыки и, при необходимости, оказывают необходимую техническую поддержку».
Количество подрядных организаций, которые берутся за гидроизоляционные работы, растет, однако, по оценке Эдуарда Рудева, 80% из них не имеют в своем штате опытных производителей работ. Вместе с тем наличие обученных специалистов для выполнения даже простых и типовых работ является обязательным условием для реализации проектов по инъекционной гидроизоляции.
Jet grouting. Укрепляя грунты и фундамент
Технология струйной цементации становится все более востребованной в работах по эффективному укреплению грунтов и усилению фундаментов.
Современные строительство и реставрацию зданий невозможно отделить от вопросов по качественному и быстрому укреплению слабых грунтовых пород, ограждению котлованов, усилению фундаментов. Решить их помогает технология струйной цементации грунта (jet grouting). Принцип данного метода основан на закреплении грунтов путем их размыва и перемешивания высоконапорной струей цементного раствора.
Альтернатива классике
Генеральный директор ООО «УМ Геоизол» (входит в ГК «ГЕОИЗОЛ») Станислав Тарасенко отмечает, что существуют три различные системы струйной цементации грунтов jet grouting. Однокомпонентная (Jet-1 – разрушение грунта и формирование грунтоцементных свай с помощью подаваемого под давление цементного раствора); двухкомпонентная (Jet-2 – грунтоцементная свая формируется с помощью цементного раствора и воздушной струи); трехкомпонентная (Jet-3 – грунтоцементная свая формируется с помощью цементного раствора, воздушной струи и водной струи). «При этом подбор конкретной системы Jet grouting осуществляется на основе тщательного анализа геологических особенностей территории, параметров объекта, необходимых размеров и прочности получаемого грунтоцементного массива, экономической эффективности. Исходя из нашего опыта, могу отметить, что наиболее востребованы в строительной отрасли системы Jet-1 и Jet-2. Группа компаний «ГЕОИЗОЛ» одной из первых в Санкт-Петербурге стала активно применять технологию струйной цементации грунтов Jet grouting для решения сложных геотехнических задач», - подчеркнул он.
Начальник отдела инженерной подготовки производства «Буровые машины» Роман Малышев рассказывает о технологической последовательности работ. В первую очередь производят бурение скважины. Затем в скважину погружают инъектор со специальным калиброванным отверстием – соплом. Потом подают под большим давлением цементный раствор. Далее осуществляют подъем инъектора с одновременным его вращением и формируют сваю нужного диаметра или стенку из свай. «Важным фактором укрепления массива грунта или усиления фундаментов с использованием струйной технологии является возможность поддержания больших давлений до 40-60 МПа. Это предъявляет определенные требования к оборудованию, подводящим трубопроводам и т.д. Так, например, гидравлические буровые установки EGT чаще других применяются в наших проектах именно благодаря их высокой производительности, маневренности и компактным размерам. Это дает нам возможность проводить работы в стесненных условиях и решать широкий круг задач», - отмечает специалист.
«Считаю целесообразным применение, - продолжает тему генеральный директор ООО «НПСФ «Спецстройсервис», к. т. н. Владимир Мишаков, - именно на открытых территориях, с целью улучшения физико-механических свойств грунтов под новое строительство путём нарушения естественной структуры грунта с целью создания элементов грунта с заданными свойствами. Также рекомендовал бы данную технологию для создания противофильтрационных завес вокруг экологически опасных предприятий для исключения проникновения стоков предприятия в естественные водоемы. Возможно применение jet grouting для создания горизонтальных противофильтрационных экранов, однако для реализации данных проектов требуется оборудование и большой технологический опыт»,- предупреждает он.
Кроме того, эксперт не рекомендует данный метод для усиления грунтов под существующими аварийными зданиями, так как подача воды или цементного раствора под высоким давлением может привести к разжижению грунтов, потери их несущей способности и разрушению здания. Для этих целей (усиление грунтов под аварийными зданиями) существует метод компенсационного нагнетания. На строительных объектах Петербурга при усилении грунтов под аварийными историческими зданиями ведущие организации города используют именно данную методику, которая позволила вернуть в строй не одну сотню аварийных зданий.
Отложенный спрос
Для проведения струйной цементации необходимо специальное оборудование: буровые установки, насосы и т.д. Всё оно производится в зарубежных странах. Как отмечают эксперты, оборудование для jet grouting является дорогостоящим, требует внимательного содержания и технического обслуживания, иначе оно быстро выйдет из строя. Обязательна промывка механизмов после использования цементного раствора, смазка узлов соединения.
Как отмечает специалист по буровым установкам XCMG ООО «СюйГун Ру» Игорь Мурашов, чаще всего комплексы машин для jet grouting можно увидеть в Москве и Санкт-Петербурге. Это обусловлено наличием подходящей для применения jet grouting геологии. Данная технология позволяет кардинально изменить характеристики грунта, а следовательно и возможность строительства практически на любом основании.
«На период изоляции в 2020 году многие страны были закрыты, что заставило некоторых покупателей ненадолго отложить запланированные приобретения, но после отмены ограничительных мер и открытия строительных объектов большинство ранее обсуждаемых контрактов было заключено. В 2021 году линейка машин XCMG для Jet Grouting пополнилась новой компактной моделью XMZ90 для работы в тоннелях и условиях плотной городской застройки», - сообщил специалист.
Вперед, к минимизации
Стоит отметить, что во многих зарубежных странах технология jet grouting считается одной из основных при работах с подземным пространством. По словам Владимира Мишакова, уровень распространения ее в России пока низкий из-за отсутствия оборудования, отработанных технологий и полной нормативной технологической документации.
Тем не менее, по мнению других экспертов, jet grouting постепенно завоевывает отечественный рынок. Основатель ООО «Оптимум Прайс» Данил Кругов связывает растущую востребованность технологии и с ее с популяризацией и с увеличением количества исполнителей, имеющих весьма дорогостоящие комплексы для реализации подобных проектов. «Иногда доходит до курьёзов. Способы цементации путают, - рассказывает он,- и вполне можно встретить в серьёзной документации упоминание технологии «джет» для реставрации внутри архитектурного комплекса. Однако внутри зданий jet grouting применить невозможно. Машины-монстры и высокое давление способны подмыть не только ослабленный веками памятник архитектуры, но и ближайшую современную застройку».
По словам эксперта, сейчас используются только крупные комплексы, работающие в котлованах, на открытых площадках. Из-за своей дороговизны в России часто покупаются машины, бывшие в употреблении в Европе, стоимость, как правило, начинается от 600 тыс. евро. Минимальный комплект можно было собрать в 2018 году за 25 млн.рублей, но с тех пор ценник вырос. Для работы на объекте многоэтажной застройки требуется 2-4 комплекса, работающих параллельно. Оборудование слишком сложное для того, чтобы сдавать или брать его в аренду. При этом идея развития «карманного» джет-граутинга, способного создавать грунтоцементые сваи диаметром 600-1200 мм под основаниями существующих зданий является нерешённой перспективной задачей. Струйная цементация вытесняет сваи, анкера и прочие способы усиления оснований. «Если вышеупомянутый вариант мини-джета будет изобретён, то сфера применения технологии, несомненно, расширится и можно будет усиливать даже памятники архитектуры», - подчеркнул Данил Кругов.
Мнение
Игорь Мурашов специалист по буровым установкам XCMG ООО «СюйГун Ру»:
Jet grouting относится с к специализированным видам работ, а следовательно, это дорогостоящее оборудование требует наличия в штате высококвалифицированного персонала. В случае если необходимо разовое выполнение работ в рамках проекта, то лучше привлечь компании с опытом работы. Что касается предложений по лизингу, то наша компания ООО «СюйГун Ру» совместно со СберЛизингом разработали эксклюзивную программу скидок на технику XCMG при оформлении в лизинг. Программа действует на всей территории РФ при покупке у любого официального дилера ООО «СюйГун Ру».
Звеньевые уплотнители в гидроизоляции вводов инженерных коммуникаций. Надежная защита
По словам экспертов, вводы инженерных коммуникаций - это одно из слабых мест при устройстве гидроизоляции зданий, заглубленных помещений и резервуаров. До недавнего времени герметизации прохода труб, электрокабелей проектировщики и строители уделяли недостаточно внимания. Однако современные требования, предъявляемые к эксплуатации зданий и сооружений, постепенно меняют сформировавшийся подход и заставляют относиться к работам по гидроизоляции вводов коммуникаций более серьезно и ответственно. В частности, становятся все более востребованными конструкции с фланцевыми герметизаторами с эластичным уплотнителем межтрубного пространства, обеспечивающие надежную защиту и герметичность.
Новая эпоха
С советских времен, вспоминает основатель и генеральный директор компании IAAT (ООО «Игорь и Андерс Эдвэнсед Технолоджи») Игорь Филиппов, проектировщики не проектировали места проходов коммуникаций. В опалубке оставлялись прямоугольные проемы, через которые должны проходить трубы. При этом существовало требование, чтобы ввод содержал гильзу – стальную закладную деталь, отделяющую трубу от бетона. Межтрубное пространство заделывалось льняной паклей с цементом. Некоторое время это место удерживало грунтовые воды, но потом каболка сгнивала и происходила протечка. Строителей это не беспокоило, так как эта проблема уже возникала при эксплуатации здания. Со временем возникли новые требования к герметизации вводов коммуникаций. Так появились такие материалы как «сальники нажимные и набивные».
Проектировщики начали их закладывать в проектах, промышленные предприятия стали в больших объемах выпускать, а монтажники осваивать объемы работ по сметам.
Но, по факту, проблемы с гидроизоляцией вводов коммуникаций сохранились. Установленные сальники очень быстро ржавели, льняная пакля сгнивала и протечки поражали места вводов, развивая плесень, грибок, болезнетворную микрофлору, размножающуюся в подвалах и технических помещениях.
«Ситуация начала меняться только после 2006 года. Вместо ненадежных сальников, стали устанавливаться нержавеющие фланцевые герметизаторы и каучуковые звеньевые уплотнители из Европы. Так было положено начало новой эпохи в гидроизоляции и герметизации вводов коммуникаций в строительной отрасли нашей страны.
В 2007 году была основана компания «Игорь и Андерс Эдвэнсед Технолоджи», взявшая на себя миссию внедрения новых, современных и долговечных конструкций вводов инженерных коммуникаций. За 14 лет были разработаны и произведены конструкции, не имеющие аналогов в мире. Это позволило герметизировать вводы без остановки отопления, отключения коммуникаций и раскопок городских улиц».
«Герметизаторы IAAT работают в широком диапазоне температур: от -50℃ до +200℃, при давлениях до 5 бар. Надежно герметизируют трубы до 1400 мм из любых материалов. Разработаны специальные узлы герметизации вводов высоковольтных ЛЭП», - добавил Игорь Филиппов.
Особые преимущества
В настоящее время на рынке представлены различные виды комплектующих для герметизации межтрубных пространств, которые также называют гидромуфтами, гермовтулками и т.д. Отличия их состоят в материалах, из которых они произведены и конструктивах, способных или не способных выдерживать длительную работу.
Генеральный директор компании «АктивПитерСтрой» (ООО «АПС») Павел Кулаев отмечает, что при выборе гидромуфт следует обратить внимание на такие характеристики как: твердость по Шору А (метод вдавливания), относительное удлинение при разрыве, остаточная деформация при сжатии, температурный диапазон, химическая стойкость. Плюсом в пользу выбора материалов определенного производителя будет наличие широкого ассортимента его типоразмеров (позволяет наиболее точно подобрать уплотнитель под диаметры труб и гильз), что определяет качество герметизации. А также - наличие у производителя собственных ТУ на уплотнители, паспортов качества, документов о добровольной сертификации, рекомендаций по применению от профильных организаций (например, ГУП ТЭК СПб, АО Теплосеть СПб), предоставление им гарантийных обязательств, бесплатной услуги шефмонтажа и т.д.
«В сравнении с традиционно применяемыми материалами для герметизации (каболки, пены, цементной смеси) преимуществ у звеньевых уплотнителей очень много. В частности, представленные на рынке уплотнители нашей компании под торговой маркой «АктивРинг» обладают отличными характеристиками по поглощению вибраций, шумов, компенсации механических нагрузок, стойки к воздействию масел, кислот и щелочей, могут эксплуатироваться при температуре от -40℃ +80℃. Кроме того, уплотнители не требует замены при протечках (только регулируются), их регулируемая герметичность составляет от 2 до 6 бар, имеют допуск к питьевой воде, могут устанавливаться без гильзы. Данные устройства просто и чисто монтируются и являются эффективным и экономичным решением проблемы уплотнения межтрубного пространства»,- отмечает Павел Кулаев.
По словам генерального директора ООО «ГЕРНИКОН» Руслана Хайруллина, уплотнители только кажутся простым изделием. «На самом деле при производстве необходимо выдерживать определенные допуски, осуществить множество различных операций. Для этого необходимо хорошее оборудование и главное - высококвалифицированные кадры. При изготовлении необходимо использовать материалы, отвечающие заданным параметрам. Речь идет в первую очередь о применении высококачественной резины необходимой марки и требуемой марки нержавеющей стали, особенно если гидромуфта будет применяться в тяжелых условиях»,- добавил он.
Растущий спрос
В целом, считают игроки рынка гидроизоляции, постепенно заказчики осознают важность качественной герметизации вводов коммуникаций. Соответственно растет востребованность и в таких технологичных решениях защиты от протечек. В свою очередь, производители готовы улучшать характеристики своей продукции, расширять ассортиментный ряд.
«Использование гидромуфт, - рассказывает Руслан Хайруллин, - с каждым годом становится все популярней. На сегодняшний день более 90% наших проектов по герметизации вводов коммуникаций решается применением уплотнителей GNK. Из-за пандемии коронавируса объемы продаж в 2020 году снизились. Ведь были заморожены многие объекты строительства. Но начало этого года позволяет строить обнадеживающие планы. Первый квартал 2021 года показал значительный рост спроса на нашу продукцию. Также мы не стоим на месте: постоянно расширяем ассортимент, разрабатываем новые изделия, находим оригинальные технические решения для различных областей строительства в сфере герметизации вводов коммуникаций».
«Ожидание от 2021 года, - продолжает тему Павел Кулаев, - восстановление и рост. Вновь появились возможности продвижения продукции в маркетинговых мероприятиях. В целом, востребованность звеньевых уплотнителей межтрубных пространств «АктивРинг», как современного решения по герметизации вводов коммуникаций возрастает, так как их по решению заказчиков, проектировщиков и эксплуатирующих организаций закладывают в проекты для решения вопросов межсезонных затоплений, протечек и ремонтов».
По словам Игоря Филиппова, 2020 год стал для компании IAAT очень показательным. На фоне разрушающейся от пандемии экономики, наши объемы продаж не сократились. Это говорит о том, что высокое качество нашей продукции находит спрос у заказчиков, болеющих за качество и долговечность своих объектов. Прогноз на текущий год также оптимистичен. Множество проектировщиков, убедившись в качестве узлов герметизации IAAT, заложили их в проекты 2020 года, которые сейчас начнут строиться.
«Президент страны поставил задачу перейти на новый стандарт проектирования – BIM. Все проектировщики, тесно работающие с компанией, уже получили BIM-модели на всю линейку нашей продукции. Конструкторы IAAT создали специализированный сайт, позволяющий очень быстро подобрать любые узлы герметизации для всех видов строительных конструкций. Кроме того, в этом году мы выберем профильное предприятие и на его базе произведем реновацию. Предложим разработанную линейку, перекрывающую весь размерный ряд и геометрию узлов вводов. Мы, как родоначальники рынка герметизации вводов, уверены в своей компетенции и лидерстве. Заложив начало новой культуры герметизации в 2007 году, мы оторвали сознание строителей от каболки с цементом и видим сейчас позитивный результат», - подчеркнул представитель рынка.