آب بندی بخش زیرزمینی ساختمانها

در شهرهای بزرگ با ارزش بالای زمین، در مناطق با امکان دسترسی کم به سطح زمین و در سازه‌های زیرزمینی با اهمیت بالا نیاز به گسترش بنا در زیر زمین وجود دارد که بر اساس آیین‌نامه‌های معتبر هر سازه‌ای در این شرایط نیاز به آب‌بندی بخش زیرمینی سازه خواهد بود.

ورود آب به محل گود از دو جهت می‌تواند به سازه آسیب برساند:

• آب نفوذی به گود به تدریج ممکن است به داخل سازه راه پیدا کند و با عبور از نازک کاری های موجود، بهره وری از بنا را با مشکل روبرو کند.
• آب نفوذی به بتن به تدریج باعث خوردگی آرماتور بتن و ایجاد ضعف سازه ای سیستم می‌شود.

لذا آب بندی گود و جلوگیری از نفوذ آب ، از الزامات طراحی بنا می‌باشد که البته درجه اهمیت بنا نسبت مستقیم با کیفیت سیستم آب بندی بنا خواهد داشت.

از زمان‌های گذشته روش‌های متعددی برای آب بندی گودها مانند استفاده از قیر و گونی و ایزوگام وجود داشته است. آسیب پذیری این محصولات در برابر مرور زمان، مواجه با آسیب‌های محیطی، جابجایی‌ها و نشست‌های احتمالی و از همه مهمتر عدم اطمینان از نحوه عملکرد سیستم‌های سنتی آب بندی، باعث گردیده تا امروزه نه تنها از این روش‌ها برای آب بندی گودها به ندرت استفاده شود بلکه محصولات جدید و با کیفیت‌های متنوع جایگزین این مواد شده است. یکی از روش‌های نوین آب بندی سطوح استفاده از زیر شاخه های محصولات ژئوسینتتیک می‌باشد.

زیر شاخه‌های محصولات ژئوسینتتیک که برای آب بندی به کار می‌روند عبارتند از لاینرهای رسی(GCL) بخصوصBentofix ها و ژئوممبرین‌ها PVC)و(TPO .

در مورد آب بندی سازه‌های زیرزمینی دو روش کلی زیر در استانداردهای معتبر بین المللی قابل مشاهده است:

‌1 – روش پیشنهادی BS8102 و دستورالعمل تکمیلی NHBC که در استاندارد صنعت ساختمان کشور انگلستان پیگیری می‌شود، دستوارالعمل‌هایی برای آب بندی بخش زیرزمینی سازه‌ها ارائه می‌دهد. این دستورالعمل رواداری بالایی در استفاده از روش‌های مختلف داشته و به طور عمومی و کلی روش‌های ممانعت از دخول آب‌های زیرزمینی به سازه‌ها نظیر زهکشی، استفاده از بتن آب بند و انواع پوشش‌های غشایی قیری، پلیمری و بنتونیتی و همینطور زهکشی را مورد اشاره قرار می‌دهد.

‌2 – روش پیشنهادی ZTV-ING و SIA که در کشورهای آلمان و سوئیس نظر به آب بندی سازه‌های بزرگ زیرزمینی مانند تونل‌ها و ایستگاه‌های مترو دارند. این دستورالعمل‌ها به صورت قطعی به روش‌های آب بندی محدودی (شامل بتن آب بند یا ژئوممبرین) تأکید می نمایند.

محصول GCL – لاینر رسی ژئوسینتتیکی(GCL)

لاینر رسی ژئوسینتتیکی یا GCL نوعی محصول ژئوکامپوزیت است که با قرار دادن لایه ای نازک از بنتونیت سدیم بین دو لایه ژئوتکستایل تولید می‌شود. دولایه ژئوتکستایل با استفاده از روش ویژه سوزن دوزی به یکدیگر متصل می‌گردند. در بعضی موارد، به جای یکی از ژئوتکستایل ها از یک ورق بسیار نازک ژئوممبرین استفاده می‌شود. سازوکار آب‌‌بندی توسط GCL به این صورت است که پس از پهن نمودن آن و اجرای لایه ی پوشش (که می تواند بتن فونداسیون، دیوار حایل، خاک و غیره باشد)، بنتونیت موجود در GCL هیدراته شده و با جذب آب تا حدود 15 برابر حجم خود، کاملا متورم شده و با پر کردن خلل و فرج موجود و تحت اثر فشار موجود بر روی آن تشکیل یک لایه ای نفوذناپذیر و کاملاً آب‌بند می‌دهد. این محصول کاملاً انعطاف پذیر بوده و قابلیت نصب در تمامی مکان‌ها را دارد. یکی از مزایای بزرگ GCL در برابر سایر سیستم‌های آب بند، قابلیت خودترمیمی آن می‌باشد که باعث می‌شود در صورت وقوع پارگی در GCL، به دلیل تورم بالای بنتونیت و تا حدودی بافته نبودن ژئوتکستایل روئین، سوراخ‌ها تا حد زیادی پوشانده شوند و عملکرد آب بندی حفظ شود.

اجرای GCL بسیار سریع و آسان صورت می‌گیرد. فیکس کردن آن به دیواره معمولاً با میخ های انفجاری که بعدها تحت تاثیر بنتونیت خود به خود آب بندی می‌گردند، صورت می‌گیرد.

بنابر استاندارد BBA نمی‌توان از هر نوع جی سی الی در آب بندی بخش زیرزمینی ساختمان‌ها استفاده کرد از جملهGCL های تک لایه.

ژئوممبرین (TPO – (VLDPE

ژئوممبرین پلی اتیلنی با چگالی بسیار پایین (Thermoplastic Poly Olephin) که به اختصار TPO خوانده می شود که توسط آیین نامه مهندسی ساختمان کشورآلمان(ZTV-ING) برای استفاده در آب بندی سازه‌های زیرزمینی توصیه شده است، مخصوص استفاده در مواردی است که استفاده از ژئوممبرین HDPE به دلیل چگالی زیاد و انعطاف پذیری کم آن و همچنین حساسیت آن به پدیده ترکزایی تنشی دارای توجیه فنی نمی¬باشد. از جمله این موارد، آب¬بندی ساختمان¬ها (دیواره و کف گودبرداری¬ها) می‌باشد. به دلیل چگالی بسیار پایین، این محصول بسیار انعطاف پذیر بوده و احتمال آسیب دیدگی آن در اثر فرایندهای حین نصب و نیز تحت اثر بار (وزن بتن فونداسیون یا دیوار حایل) بسیار کاهش می یابد. TPO دارای نرمی ذاتی بوده و لذا به مرور زمان از نرمی آن کاسته نمی‌شود و کیفیت اولیه خود را حفظ می‌نماید. با وجود مزایای پیش گفته، TPO تنها ژئوممبرینی است که برای استفاده جهت آب‌بندی ساختمان¬ها قابلیت بالایی دارد. این محصول می‌بایست برای استفاده در آب‌بندی گودهای ساختمانی با استاندارد ZTV-ING آلمان مطابقت داشته باشد.

ژئوممبرین PVC

ورق‌های پلیمری پی وی سی (ژئوممبرین PVC) با توجه به خواص شیمیایی و فیزیکی بسیار عالی خود بعنوان گزینه‌ای مناسب جهت آب‌بندی سازه‌های زیرزمینی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ژئوممبرین‌های PVC از مخلوط PVC صلب (که در لوله‌های PVC مورد استفاده می‌باشد) و همچنین مواد نرم کننده که پلاستیسایزر نامیده می‌شوند، ساخته می‌شوند. رزین PVC قبل از تولید ژئوممبرین با پلاستیسایزرها مخلوط شده و محصول انعطاف پذیری حاصل می‌شود. پلاستیسایزرها در PVC تا مقادیر حدود 40% استفاده می‌شوند. پلاستیسایزرها موجب کاهش کشش بین مولکولی در زنجیره‌های مجاور هم شده و موجب انعطاف پذیری PVC می‌گردند.
مهم ترین چالش در زمینه محصولات PVC دوام این محصولات است که ناشی از شست و شوی پلاستیسایزرها، اثر نامطلوب نور خورشید و مقاومت شیمیایی پایین است. بسته به نوع کارکرد لازم است کیفیت محصول PVC به دقت سنجیده شود. به عبارت دیگر بحث طراحی محصول در ژئوممبرین PVC از اهمیت بالایی برخوردار است. این محصول برای استفاده در آب‌بندی گودهای ساختمانی می‌بایست با استاندارد ZTV-ING آلمان مطابقت داشته باشد.

نحوه نصب ژئوممبرین TPO و PVC

در این بخش به دو نکته اساسی در نصب صحیح ورق‌های محصولات ژئوسینتتیکی پرداخته می‌شود:
دستگاه مناسب برای ایجاد جوش مناسب قویاً توصیه می‌گردد، در حال حاضر مشاهده می‌شود که جوشکاری با استفاده از سشوار و غلطک به صورت دستی در برخی کارگاه‌ها انجام می‌شود. در حالیکه روش صحیح نصب این محصولات در گودها بوسیله دستگاه جوش دوگانه سبک (MION) یا دستگاه مشابه آن است. این دستگاه در دوخط موازی جوشکاری را انجام داده و با خالی گذاشتن یک خط در وسط این دو جوش موازی امکان کنترل کیفیت جوش در ساختگاه را فراهم می‌نماید.

ژئوممبرین می‌باید در حین نصب به دیوار به صورت موقت اتصال یابد. برای این امر ممکن است در یک روش غیر استاندارد نصاب، ژئوممبرین را سوراخ نموده و آن را با میخ انفجاری به دیواره بتنی یا شاتکریت اتصال دهد. سپس محل سوراخ را مجدداً جهت ترمیم جوشکاری نماید. این روش باعث ضعیف شدن محصول و ضعف سیستم آب‌بندی می‌گردد و جایگزین استاندارد این روش استفاده از محصولی با نام راندل است. راندل میخی انفجاری است که علاوه بر واشر فولادی یک واشر عریض پلاستیکی در آن جایگذاری شده است. این واشر از جنس ژئوممبرین بوده و ژئوممبرین از پشت با حرارت سشوار به آن جوش می خورد. به این صورت یکپارچگی سیستم آب بند حفظ می‌شود.

راندل و نحوه عملکرد آن در نصب ژئوممبرین

نکته دیگری که می‌باید در نظر داشت لزوم استفاده از ژئوتکستایل در زیر و در صورت مجهز نبودن ژئوممبرین به لایه نشانگر آسیب، روی ژئوممبرین برای شناسایی و جلوگیری از آسیب آتی به آن است.