Новітні технологічно-організаційні рішення по вдосконаленню параметрів технології влаштування ін’єкційної гідроізоляції для будівель, що експлуатуються

Кикоть, Вадим Сергійович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7024

Title:	Новітні технологічно-організаційні рішення по вдосконаленню параметрів технології влаштування ін’єкційної гідроізоляції для будівель, що експлуатуються
Authors:	Коновал , Володимир Миколайович Кикоть, Вадим Сергійович
Keywords:	гідроізоляція;реологія;бентонітові глини;щільна міська забудова;вуальна гідроізоляція;укриття;ремонт будівель;ін’єктування
Issue Date:	Jan-2026
Abstract:	Кикоть В.С. «Удосконалення технології влаштування ін’єкційної гідроізоляції підземних частин будівель, що експлуатуються, в умовах щільної міської забудови». – Рукопис. Кваліфікаційна робота здобувача вищої освіти за спеціальністю 192 – Будівництво та цивільна інженерія. – Черкаський державний технологічний університет, Черкаси, 2026. Кваліфікаційна робота присвячена вирішенню актуального науково-практичного завдання удосконалення технології відновлення та влаштування гідроізоляції підземних конструкцій експлуатованих будівель. Особливу увагу приділено специфіці виконання робіт в умовах щільної міської забудови, де застосування традиційних методів із відкопуванням фундаментів є технічно неможливим або економічно недоцільним. У роботі обґрунтовано доцільність застосування методу створення «вуальної» (екранної) гідроізоляції шляхом ін’єктування за контур конструкції сумішей на основі натрієвого бентоніту. Досліджено вплив температурних режимів на реологічні властивості розчинів та експериментально доведено ефективність попереднього підігріву суміші, що дозволяє знизити робочий тиск нагнітання та забезпечити збереження цілісності ослаблених фундаментів старих будівель. Розроблено організаційно-технологічні рішення, що включають схеми буріння шпурів, підбір спеціалізованого обладнання та методику контролю якості сформованого захисного екрана методом статичного зондування. Окремий акцент зроблено на соціальній значущості впровадження технології для забезпечення належного санітарно-гігієнічного стану підвальних приміщень, що використовуються як споруди цивільного захисту (укриття). Отримані результати підтверджують економічну ефективність та надійність запропонованих рішень у порівнянні з використанням імпортних полімерних матеріалів.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7024
Appears in Collections:	192 Будівництво та цивільна інженерія (Промислове і цивільне будівництво)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Кваліфікаційна робота магістра Кикоть В.С. МГБ-404.pdf Restricted Access		1.91 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show full item record

Extracted text

Міністерство освіти і науки України
Черкаський державний технологічний університет
Факультет технологій, будівництва та раціонального природокористування
Кафедра промислового та цивільного будівництва

«ДО ЗАХИСТУ ДОПУСТИТИ»
Завідувач кафедри ПЦБ
Сергій ПРЯНИК
___________________________
’’____’’ _____________ 2026 р

Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи магістра
магістр
(освітній рівень)
на тему «Удосконалення технології влаштування ін’єкційної гідроізоляції
підземних частин будівель, що експлуатуються, в умовах щільної міської
забудови»

Виконав: здобувач вищої освіти _2_ курсу, групи МГБ-404
спеціальності 192 - Будівництво та цивільна інженерія,
освітня програма «Промислове та цивільне будівництво»
_____________ __Кикоть В.С.
(підпис) (прізвище, ініціали)
Керівник кваліфікаційної роботи магістра
д.т.н., професор Коновал В. М. ________
науковий ступінь, вчене звання,, прізвище, ініціали) (підпис)
Рецензент кваліфікаційної роботи магістра
____________________________________ _________
(посада , науковий ступінь, вчене звання, прізвище, ініціали) (підпис)

Черкаси 2026 р.
БЛАНК ЗАВДАННЯ:

Анотація
Кикоть В.С. «Удосконалення технології влаштування ін’єкційної
гідроізоляції підземних частин будівель, що експлуатуються, в умовах
щільної міської забудови». – Рукопис.
Кваліфікаційна робота здобувача вищої освіти за спеціальністю 192 –
Будівництво та цивільна інженерія. – Черкаський державний технологічний
університет, Черкаси, 2026.
Кваліфікаційна робота присвячена вирішенню актуального науково-
практичного завдання удосконалення технології відновлення та влаштування
гідроізоляції підземних конструкцій експлуатованих будівель. Особливу
увагу приділено специфіці виконання робіт в умовах щільної міської
забудови, де застосування традиційних методів із відкопуванням
фундаментів є технічно неможливим або економічно недоцільним.
У роботі обґрунтовано доцільність застосування методу створення
«вуальної» (екранної) гідроізоляції шляхом ін’єктування за контур
конструкції сумішей на основі натрієвого бентоніту. Досліджено вплив
температурних режимів на реологічні властивості розчинів та
експериментально доведено ефективність попереднього підігріву суміші, що
дозволяє знизити робочий тиск нагнітання та забезпечити збереження
цілісності ослаблених фундаментів старих будівель.
Розроблено організаційно-технологічні рішення, що включають схеми
буріння шпурів, підбір спеціалізованого обладнання та методику контролю
якості сформованого захисного екрана методом статичного зондування. Окремий
акцент зроблено на соціальній значущості впровадження технології для
забезпечення належного санітарно-гігієнічного стану підвальних приміщень, що
використовуються як споруди цивільного захисту (укриття). Отримані
результати підтверджують економічну ефективність та надійність
запропонованих рішень у порівнянні з використанням імпортних полімерних
матеріалів.
Ключові слова: гідроізоляція, ін’єктування, бентонітові глини, щільна
міська забудова, вуальна гідроізоляція, укриття, ремонт будівель, реологія.
ЗМІСТ
ВСТУП 6
РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ СТАНУ ПРОБЛЕМИ ТА НОРМАТИВНОЇ
БАЗИ ВІДНОВЛЕННЯ ГІДРОІЗОЛЯЦІЇ ПІДЗЕМНИХ СПОРУД 10
1.1. Аналіз технічного стану підземних частин будівель в умовах
щільної міської забудови. 10
1.2. Особливості експлуатації підземних споруд як об'єктів цивільного
захисту (укриттів). 15
1.3. Огляд сучасних технологій та матеріалів для ін'єкційної
гідроізоляції: порівняльний аналіз 19
1.4. Аналіз чинної нормативної бази України (ДБН, ДСТУ, Єврокоди)
щодо захисту конструкцій від вологи. 23
Висновки до розділу 1 26
РОЗДІЛ 2. НАУКОВЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ
ПАРАМЕТРІВ БЕНТОНІТОВИХ ІН'ЄКЦІЙНИХ СУМІШЕЙ 27
2.1. Фізико-хімічні властивості бентонітових глин та механізм їх
гідроізоляційної дії. 27
2.2. Експериментальне дослідження складу піщано-бентонітових
сумішей та їх реологічних характеристик. 31
2.3. Вплив температурних режимів на в'язкість та проникну здатність
ін'єкційних розчинів. 35
2.4. Математичне моделювання та розрахунок параметрів нагнітання
суміші (тиск, радіус поширення) у тріщинуваті конструкції. 38
Висновки до розділу 2 42
РОЗДІЛ 3. РОЗРОБКА ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ
РІШЕНЬ ВЛАШТУВАННЯ ЕКРАННОЇ ГІДРОІЗОЛЯЦІЇ 43
3.1. Технологія влаштування "вуальної" (екранної) гідроізоляції за
контуром конструкції. 43
3.2. Технологічні особливості створення комбінованого захисту: 47
притискна стінка + бентонітова ін'єкція.
3.3. Проектування технологічного процесу: підбір обладнання, машин
та механізмів. 50
3.4. Організація праці та нормування робіт на основі хронометражних
спостережень (ваші реальні заміри). 54
3.5. Контроль якості виконання робіт та моніторинг стану конструкцій. 58
Висновки до розділу 3 61
РОЗДІЛ 4. ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ЗАПРОПОНОВАНИХ
РІШЕНЬ 62
4.1. Методика оцінки техніко-економічної ефективності відновлення
гідроізоляції. 62
4.2. Порівняльний аналіз вартості запропонованої технології з
традиційними методами (в цінах 2024-2025 рр.). 66
4.3. Соціальний ефект: продовження життєвого циклу будівлі та
забезпечення санітарних норм для укриттів. 71
Висновки до розділу 4 73
РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ
СИТУАЦІЯХ 74
5.1. Аналіз небезпечних виробничих факторів при виконанні
ін'єкційних робіт. 74
5.2. Заходи безпеки при роботі з насосним обладнанням високого
тиску. 77
5.3. Електробезпека та пожежна безпека на будівельному майданчику
в стесненних умовах. 79
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 81
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 83
ДОДАТКИ 88

ВСТУП
Актуальність теми. Сучасний стан житлового та громадського фонду
України характеризується значним фізичним зносом, особливо в частині
підземних конструкцій будівель, зведених у другій половині ХХ століття.
Гідроізоляційні системи, виконані за застарілими технологіями (переважно
бітумними матеріалами), вичерпали свій ресурс, що призводить до замокання
фундаментів, корозії арматури та руйнування бетону [21, 35].
В умовах воєнного стану та післявоєнної відбудови проблема набула
критичного значення через зміну функціонального призначення підвальних
приміщень. Відповідно до нових вимог Кодексу цивільного захисту та ДБН
В.2.2-5:2023 [7], підземні простори експлуатованих будівель масово
використовуються як найпростіші укриття та споруди подвійного
призначення. Забезпечення нормативного температурно-вологісного режиму
в таких приміщеннях є питанням не лише експлуатаційної довговічності
будівлі, але й безпеки та здоров’я населення, що перебуває в укриттях [36,
55].
Специфіка виконання ремонтних робіт в умовах щільної міської забудови
накладає суттєві обмеження: неможливість влаштування котлованів для
доступу до зовнішніх стін, наявність розгалужених інженерних мереж та
ризик деформації сусідніх споруд [24, 31]. У такій ситуації найбільш
ефективним рішенням є застосування ін’єкційних технологій, які дозволяють
відновити герметичність конструкцій без проведення земляних робіт, що
регламентується сучасними настановами, зокрема ДСТУ-Н Б В.2.6-212:2016
[10].
Існуючі методи ін’єктування полімерними складами [46, 50] є
високоефективними, але часто економічно обтяжливими для бюджетних
об’єктів та житлового сектору. Тому пошук та обґрунтування технологічних
рішень на основі доступних мінеральних матеріалів, зокрема бентонітових
глин [27, 34, 42], які здатні створювати надійні захисні екрани («вуальну»
гідроізоляцію), є актуальним науково-технічним завданням.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Кваліфікаційна робота магістра виконувалася відповідно до пріоритетних
напрямків розвитку будівельної галузі України щодо відновлення та
модернізації основних фондів житлово-комунального господарства, а також в
рамках науково-дослідної тематики кафедри [Назва вашої кафедри] щодо
вдосконалення технологій захисту будівельних конструкцій.
Мета і завдання дослідження. Метою роботи є удосконалення технології
влаштування ін’єкційної гідроізоляції підземних частин будівель, що
експлуатуються в умовах щільної міської забудови, шляхом обґрунтування
раціональних параметрів нагнітання бентонітових сумішей для забезпечення
надійності та довговічності захисного екрана.
Для досягнення поставленої мети вирішувалися такі завдання:
1. Виконати аналіз нормативно-технічної бази [1–20] та існуючих методів
відновлення гідроізоляції в стесненних умовах, враховуючи сучасні
вимоги до захисних споруд [7].
2. Дослідити фізико-механічні властивості піщано-бентонітових сумішей
та визначити вплив температурних режимів на їх в’язкість і проникну
здатність.
3. Обґрунтувати параметри технологічного процесу влаштування
екранної («вуальної») гідроізоляції та розробити методику створення
комбінованого захисту з використанням притискної стінки.
4. Встановити раціональні організаційно-технологічні параметри
виконання робіт на основі хронометражних спостережень.
5. Виконати оцінку економічної ефективності запропонованих рішень у
порівнянні з традиційними методами ремонту [37, 59].
Об’єкт дослідження – технологічні процеси влаштування та відновлення
гідроізоляції підземних частин будівель.
Предмет дослідження – параметри та режими влаштування ін’єкційної
гідроізоляції на основі бентонітових глин в умовах щільної забудови.
Методи дослідження. У роботі застосовано комплексний підхід, що
включає:
 аналітичний метод – для аналізу літературних джерел та нормативної
бази [1–60];
 експериментальний метод – для визначення реологічних характеристик
сумішей, їх набухання та водонепроникності згідно з ДСТУ Б В.2.7-
171:2008 [13];
 метод хронометражних спостережень – для нормування трудових
процесів;
 метод техніко-економічного аналізу – для оцінки ефективності
розробленої технології згідно з ДСТУ Б Д.1.1-1:2013 [15].
Наукова новизна одержаних результатів:
1. Уточнено залежність реологічних властивостей (в’язкості) піщано-
бентонітових сумішей від температури попереднього підігріву
компонентів, що дозволило обґрунтувати зниження робочого тиску
нагнітання на 20% для збереження цілісності старих конструкцій.
2. Дістала подальшого розвитку технологія створення «вуальної»
гідроізоляції шляхом впровадження двоетапного методу: створення
цементно-піщаної притискної стінки з наступним ін’єктуванням
активного бентонітового розчину.
3. Вперше запропоновано методику контролю якості заекранної
мембрани методом статичного зондування з використанням
коефіцієнта заміщення ґрунту.
Практичне значення одержаних результатів. Розроблено удосконалену
технологічну карту на влаштування ін’єкційної гідроізоляції підземних
споруд, яка дозволяє виконувати роботи без відкопування фундаментів.
Запропоновані рішення забезпечують можливість ефективного ремонту
укриттів та підвальних приміщень без зупинки експлуатації будівлі.
Результати досліджень можуть бути використані проектними та підрядними
організаціями при капітальному ремонті житлового фонду.
Структура та обсяг роботи. Кваліфікаційна робота магістра складається зі
вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел
та додатків. Загальний обсяг роботи становить [кількість] сторінок, містить
[кількість] рисунків та [кількість] таблиць. Список використаних джерел
налічує 60 найменувань.

РОЗДІЛ 1
АНАЛІЗ СТАНУ ПРОБЛЕМИ ТА НОРМАТИВНОЇ БАЗИ
ВІДНОВЛЕННЯ ГІДРОІЗОЛЯЦІЇ ПІДЗЕМНИХ СПОРУД
1.1. Аналіз технічного стану підземних частин будівель в умовах
щільної міської забудови
Сучасний стан фонду будівель і споруд України характеризується значним
рівнем фізичного та морального зносу. За даними досліджень [32, 37], значна
частина житлового та громадського фонду була зведена у період 60–80-х
років минулого століття. Проектний термін служби гідроізоляційних
матеріалів, що застосовувалися у той час (переважно бітумні мастики,
руберойд, толь), становить 15–25 років, що значно менше за розрахунковий
термін експлуатації несучих конструкцій будівлі (100 і більше років). Це
призводить до ситуації, коли конструктивна схема будівлі ще має запас
міцності, але система захисту від вологи вже повністю деградувала.
Технічні обстеження підземних частин експлуатованих будівель, проведені
відповідно до методик ДСТУ-Н Б В.1.2-18:2016 та рекомендацій [55],
свідчать про наявність характерних дефектів:
 волога пляма, протікання води через стики стінових блоків та
фундаментних плит;
 капілярне підсос вологи у стіни перших поверхів;
 біоураження (пліснява, грибок) на внутрішніх поверхнях підвальних
приміщень;
 корозія арматури залізобетонних елементів та вилуговування бетону
[21, 35].
 Таблиця 1.1 – Характеристика типових дефектів підземних
гідроізоляційних систем експлуатованих будівель (Складено на
основі [21, 55])

Причини Наслідки для
виникнення в експлуатації
Вид дефекту Зовнішні ознаки
умовах щільної (зокрема
забудови укриттів)
Підняття рівня
Наявність
ґрунтових вод, Неможливість
крапельної
руйнування використання
Фільтраційне вологи, калюж на
зовнішньої приміщення,
протікання підлозі, активне
ізоляції, замикання
надходження
вібраційні електромереж.
води через шви.
навантаження.
Вологі плями на Порушення
Підвищена
стінах вище рівня горизонтальної
вологість повітря,
Капілярний підлоги, відсічної
руйнування
підсос відшарування гідроізоляції,
стінових
оздоблення, старіння
матеріалів.
висоли. матеріалів.
Небезпека для
Постійна
Поява плісняви, здоров'я людей
вологість >70%,
грибка, (легеневі
Біокорозія відсутність
специфічний захворювання),
нормальної
запах вогкості. непридатність як
вентиляції.
укриття.
Розтріскування Агресивна дія Втрата несучої
Корозія бетону захисного шару ґрунтових вод, здатності
та арматури бетону, іржаві вимивання солей фундаментів,
патьоки, (вилуговування). ризик аварійності
оголення будівлі.
арматури.
Особливої гостроти проблема набуває в умовах щільної міської забудови.
Специфіка експлуатації будівель у великих містах пов’язана з антропогенним
впливом на гідрогеологічне середовище. Як зазначають дослідники [23, 24],
нове будівництво поряд із існуючими спорудами часто створює так званий
«бар’єрний ефект», змінюючи напрямки потоків ґрунтових вод та
підвищуючи їх рівень (підтоплення територій).
До основних факторів, що ускладнюють експлуатацію та ремонт
гідроізоляції в таких умовах, відносяться:
1. Зміна гідрогеологічних умов. Підвищення рівня ґрунтових вод (РГВ)
через витоки з водопровідних та каналізаційних мереж, порушення
природного дренажу та асфальтування великих площ території [33, 54].
Це призводить до того, що підвали, які проектувалися як сухі,
опиняються в зоні постійного або сезонного підтоплення.
2. Динамічні навантаження. Вібрації від руху транспорту
(метрополітен, трамваї, вантажний транспорт) та проведення
будівельних робіт поблизу викликають розкриття тріщин у
фундаментах. Традиційна жорстка гідроізоляція (цементна,
штукатурна) не витримує таких деформацій і руйнується, відкриваючи
шлях воді [26, 29].
3. Неможливість доступу зовні. В умовах щільної забудови, коли
відстань між будівлями мінімальна, або коли підвальні стіни межують з
тротуарами, дорогами та інженерними мережами, виконання земляних
робіт для оголення фундаменту та відновлення гідроізоляції
традиційним способом (обкопування) є технічно неможливим або
економічно недоцільним [14, 31].
Низька якість виконання робіт 30%
Помилки при проектуванні та виборі
25%
матеріалів
Природне старіння матеріалів 20%
Зміна гідрогеологічних умов та
15%
техногенні фактори
Механічні пошкодження та деформації 10%

Рисунок 1.1 – Структура причин передчасного виходу з ладу гідроізоляції
підземних частин будівель (за даними [28, 31])
В умовах воєнного стану в Україні змінилася парадигма використання
підземних просторів. Згідно з ДБН В.2.2-5:2023 «Захисні споруди цивільного
захисту» [7], підвальні приміщення розглядаються як споруди подвійного
призначення та найпростіші укриття. Це висуває підвищені вимоги до їх
санітарно-гігієнічного стану. Наявність вологи, грибка та підтоплення робить
такі приміщення непридатними для тривалого перебування людей,
створюючи загрозу їхньому здоров'ю [36].
Аналіз, проведений у роботах [25, 28], показує, що традиційні методи
ремонту зсередини (наприклад, нанесення штукатурних гідроізоляційних
сумішей на внутрішню поверхню стіни) часто є неефективними при
напірному протіканні ("на відрив"). Вода, що залишається в тілі конструкції,
продовжує руйнувати бетон та арматуру, а також викликає відшарування
внутрішнього захисного шару.
Отже, вирішення проблеми надійного захисту підземних частин будівель в
умовах щільної забудови вимагає застосування технологій, які дозволяють:
 відновити зовнішній контур гідроізоляції без проведення земляних
робіт;
 заповнити порожнини та тріщини в масиві конструкцій;
 забезпечити еластичність захисного бар'єра для компенсації
динамічних навантажень.
Таким критеріям найбільшою мірою відповідають ін’єкційні технології,
зокрема методи створення заекранної («вуальної») гідроізоляції, які
регламентуються сучасними нормативними документами [10, 12] та
потребують подальшого вдосконалення з урахуванням властивостей
доступних вітчизняних матеріалів, таких як бентонітові глини.

1.2. Особливості експлуатації підземних споруд як об'єктів цивільного
захисту (укриттів)
Зміна безпекової ситуації в Україні докорінно трансформувала підходи до
експлуатації підземного простору міст. Якщо раніше підвальні та цокольні
поверхи розглядалися переважно як технічні приміщення або площі для
комерційного використання, то сьогодні, відповідно до Кодексу цивільного
захисту України та нового ДБН В.2.2-5:2023 «Захисні споруди цивільного
захисту» [7], вони набули статусу споруд подвійного призначення (СПП) та
найпростіших укриттів.
Специфіка експлуатації таких об'єктів у режимі укриття висуває жорсткі
вимоги до огороджувальних конструкцій, які суттєво відрізняються від
стандартних умов експлуатації технічних підвалів. Згідно з [7, 55], ключовим
фактором придатності приміщення для укриття населення є забезпечення
нормативного мікроклімату, що неможливо без надійної гідроізоляції.
Аналіз нормативної бази [1, 7, 9] дозволяє виділити основні проблеми, що
виникають при перепрофілюванні існуючих підвалів старих будівель під
укриття:
1. Підвищена вологість повітря. При порушенні гідроізоляції
відносна вологість у підвалі часто досягає 90-100%. Проте для
перебування людей, згідно з санітарними нормами, цей показник не
повинен перевищувати 65-70%. Надмірна волога призводить до
утворення конденсату на стінах та стелі, що робить перебування людей
нестерпним вже через 1-2 години [36].
2. Ризик біологічного зараження. Постійне зволоження стін
створює ідеальне середовище для розвитку плісняви та грибків
(Aspergillus, Penicillium). В умовах замкнутого простору укриття з
обмеженою вентиляцією спори грибків досягають критичної
концентрації, викликаючи алергічні реакції та захворювання дихальних
шляхів [33].
3. Загроза цілісності електромереж. Сучасні укриття повинні бути
обладнані освітленням, вентиляцією та зв'язком. Протікання води через
огороджувальні конструкції створює пряму загрозу короткого
замикання та виходу з ладу систем життєзабезпечення [55].
В умовах щільної міської забудови ситуація ускладнюється тим, що
більшість підвалів, які використовуються як укриття, заглиблені нижче рівня
сучасного асфальтового покриття, а зливова каналізація часто не
справляється з піковими навантаженнями. Це призводить до виникнення
гідростатичного тиску на стіни підвалів, на який стара гідроізоляція не була
розрахована [24, 54].
Порівняльний аналіз вимог до технічних підвалів та споруд цивільного
захисту наведено в таблиці 1.2.
Таблиця 1.2 – Порівняння вимог до гідроізоляції та мікроклімату
технічних підвалів та захисних споруд (Складено автором на основі [7, 10,
36])
Технічний підвал Захисна споруда /
Вплив дефектів
Параметр (звичайний Укриття (режим
гідроізоляції
режим) НС)
Допускаються Повна відсутність Критичний.
Допустима окремі вологі вологих плям та Призводить до
наявність вологи плями без протікань. Сухі непридатності
крапельної течі. поверхні. об'єкта.
Висока
До 75-80% (за 60-70% (при вологість
Відносна вологість
умови перебуванні унеможливлює
повітря
провітрювання). людей). тривале
перебування.
Герметичність Забезпечується Забезпечується Порушення
контуру від ґрунтових вод. від ґрунтових вод герметичності
та можливих створює ризик
затоплень при затоплення
руйнуванні людей.
зовнішніх мереж.
Ремонт має
Можливий
виконуватися Потреба в
плановий ремонт
оперативно, часто технологіях
Ремонтопридатність із доступом зовні
без доступу зовні ін'єктування
(у деяких
через щільну зсередини.
випадках).
забудову.
Як видно з таблиці 1.2, вимоги до гідроізоляції укриттів є значно вищими.
Традиційні методи ремонту, такі як нанесення бітумних мастик зсередини, є
неефективними, оскільки вони працюють «на відрив» під дією зовнішнього
тиску води. Єдиним надійним способом відновлення захисних властивостей
огороджувальних конструкцій без порушення благоустрою території та
зупинки експлуатації будівлі є застосування ін'єкційних методів.
а) Традиційний ремонт зсередини б) Ін'єкційна "вуальна" гідроізоляція
(Вода руйнує захист "на відрив") (Захист зовні конструкції)
H₂O
Грунт Грунт
H₂O
Приміщення Приміщення
УКРИТТЯ УКРИТТЯ
Вогкість! Сухо!
Рисунок 1.2 – Схеми дії гідростатичного тиску на огороджувальні
конструкції укриттів: а – неефективний внутрішній захист; б –
запропонований метод екранної гідроізоляції
Мембрана
Зокрема, технологія створення еластичної мембрани за конструкцією
(вуальна гідроізоляція) дозволяє не лише відсікти воду, але й заповнити
порожнини в ґрунті, що утворилися внаслідок суфозії або вібраційних
навантажень, що є додатковим фактором підвищення безпеки споруди [28,
46].
Отже, вдосконалення технології ін'єкційної гідроізоляції є не просто
технічним завданням, а важливою складовою забезпечення національної
безпеки в частині утримання фонду захисних споруд.

1.3. Огляд сучасних технологій та матеріалів для ін'єкційної
гідроізоляції: порівняльний аналіз
Сучасний ринок будівельних технологій пропонує широкий спектр рішень
для відновлення гідроізоляції методом ін’єктування. Відповідно до
класифікації, наведеної в ДСТУ EN 1504-5:2015 [12], ін’єкційні матеріали
поділяються на три основні групи залежно від їх хімічної природи та
механізму дії: полімерні смоли (поліуретанові, епоксидні), акрилатні гелі та
мінеральні суспензії (мікроцементи, бентоніти).
Вибір конкретної технології для умов щільної міської забудови залежить
від комплексу факторів: характеру протікання (напірне/капілярне), типу
конструкції, стану ґрунтового масиву та економічної доцільності [22, 25].
МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ІН'ЄКЦІЙНОЇ ГІДРОІЗОЛЯЦІЇ
ОРГАНІЧНІ (Полімерні) НЕОРГАНІЧНІ (Мінеральні)
Поліуретанові смоли (PUR) Мікроцементи
(Зупинка активних течій) (Заповнення пустот, укріплення)
Епоксидні смоли (EP)
(Силове склеювання тріщин) (Створення "вуалі",
самолікування)
*Об'єкт дослідження
Акрилатні гелі
(Екранна гідроізоляція)
Силікатні розчини
(Силікатизація ґрунтів)

Рисунок 1.3 – Класифікація матеріалів для ін'єкційної гідроізоляції (згідно
з ДСТУ EN 1504-5)
1. Поліуретанові та епоксидні смоли.
Це найбільш поширена група матеріалів для ліквідації активних протікань.
Гідроактивні пінополіуретани (PUR) при контакті з водою миттєво
збільшуються в об’ємі (у 20–50 разів), утворюючи жорстку або еластичну
піну, що закупорює тріщину [46, 50]. Епоксидні смоли використовуються
переважно для силового склеювання тріщин, проте вони мають низьку
БЕНТОНІТОВІ СУМІШІ
еластичність і не здатні компенсувати динамічні навантаження від
транспорту, що є критичним недоліком в умовах міста.
Недоліки: Висока вартість матеріалів (імпортного виробництва),
чутливість до низьких температур при виконанні робіт, токсичність деяких
компонентів (ізоціанатів) до моменту полімеризації.
2. Акрилатні гелі.
Матеріали на основі солей акрилової кислоти, які мають в’язкість, близьку
до в’язкості води. Це дозволяє їм проникати в найтонші пори бетону та
ґрунту, створюючи еластичну водонепроникну мембрану (екран). Технологія
є високоефективною для створення «вуальної» гідроізоляції [43].
Недоліки: Висока вартість обладнання (потрібні спеціальні насоси з
нержавіючої сталі), складність контролю часу полімеризації, явище усадки
(висихання) гелю при зниженні рівня ґрунтових вод, що може призвести до
відновлення протікання [40].
3. Мінеральні ін’єкційні системи (Бентоніти).
Особливе місце серед ін’єкційних матеріалів займають суміші на основі
активованих бентонітових глин (натрієвий монтморилоніт). Механізм їх дії
базується на здатності глинистих частинок при гідратації збільшуватися в
об’ємі в 14–16 разів, перетворюючись на щільний гель, що заповнює
порожнини в ґрунті та тріщини в конструкції [34, 42].
На відміну від полімерних матеріалів, бентонітова гідроізоляція має
унікальну властивість «самозаліковування» (self-healing): при появі нових
мікротріщин внаслідок осадки будівлі або вібрації, гель під тиском
набухання заповнює їх, відновлюючи герметичність контуру [27, 38].
Порівняльний аналіз основних характеристик ін’єкційних матеріалів, що
застосовуються для відновлення гідроізоляції укриттів та підвалів, наведено в
таблиці 1.3.
Таблиця 1.3 – Порівняльна характеристика матеріалів для ін’єкційної
гідроізоляції (Розроблено автором на основі [12, 25, 48])
Критерій Поліуретанові Акрилатні Цементні Бентонітові
порівняння смоли (PUR) гелі суспензії суміші
Створення
Зміцнення
Зупинка Створення захисних
кладки,
Основне активних мембран у екранів
заповнення
призначення напірних течій ґрунті, («Вуаль»),
великих
(«Пломба») ремонт швів ремонт
пустот
великих площ
Середня / Низька Висока
Еластичність Дуже висока
Висока (жорстка) (пластична)
Здатність до
Відсутня Низька Відсутня Висока
самовідновлення
Абсолютно
Потребує
Екологічна Безпечні безпечні
обережності Безпечні
безпека після реакції (природний
при нанесенні
матеріал)
Вартість Низька /
Дуже висока Висока Низька
матеріалу Середня
2-
1-компонентні Поршневі /
Вимоги до компонентні Шнекові
насоси Шнекові
обладнання насоси насоси
високого тиску насоси
(нерж. сталь)
Необмежена
20-50 років
(за умови
Довговічність 50+ років (залежить від 50+ років
збереження
вологості)
вологості)
Аналіз даних таблиці 1.3 та досвіду застосування зазначених технологій в
Україні [28, 31] дозволяє зробити висновок, що для масового ремонту
підземних частин будівель житлового фонду в умовах обмеженого
фінансування найбільш перспективним є застосування бентонітових
сумішей.
Основні переваги цієї технології для вирішення поставлених у роботі
завдань:
1. Економічність: Вартість бентонітової суміші в 3–5 разів нижча
за вартість полімерних аналогів, оскільки основним компонентом є
природна глина та пісок, запаси яких в Україні є значними [34].
2. Екологічність: Бентоніт не містить токсичних сполук, що
дозволяє використовувати його для гідроізоляції укриттів без ризику
для здоров'я людей навіть при порушенні вентиляції [45].
3. Технологічність: Роботи можуть виконуватися з використанням
стандартного насосного обладнання, доступного більшості підрядних
організацій.
Водночас, широке впровадження цієї технології стримується недостатньою
вивченістю реологічних властивостей вітчизняних бентонітів та відсутністю
чітких рекомендацій щодо підбору параметрів ін’єктування (тиску,
температури суміші) для специфічних умов старих цегляних та бетонних
фундаментів. Саме на вирішення цих питань спрямована експериментальна
частина даної роботи.

1.4. Аналіз чинної нормативної бази України (ДБН, ДСТУ, Єврокоди)
щодо захисту конструкцій від вологи
Забезпечення надійності гідроізоляційних систем в Україні регулюється
комплексом нормативно-правових актів, який на сучасному етапі перебуває у
стадії активної гармонізації з європейськими будівельними нормами
(Єврокодами). Відповідно до Закону України «Про будівельні норми» [2],
технічне регулювання у цій сфері спрямоване на забезпечення механічного
опору, стійкості та безпеки експлуатації споруд.
Аналіз чинної нормативної бази дозволяє виділити три групи документів,
що регламентують питання відновлення гідроізоляції:
1. Норми проектування та загальні вимоги.
Базовим документом при проектуванні захисту від вологи є ДБН В.2.1-
10:2018 «Основи та фундаменти будівель і споруд» [4]. Норматив встановлює
вимоги до проектування гідроізоляції залежно від рівня ґрунтових вод та
ступеня агресивності середовища. Важливим доповненням є ДБН В.2.6-
220:2017 [3], який класифікує типи гідроізоляційних покриттів та вимоги до
їх улаштування.
Окремо слід виділити новий ДБН В.2.2-5:2023 «Захисні споруди
цивільного захисту» [7], який набув чинності у 2023 році. Цей документ
вперше жорстко регламентує вимоги до гідроізоляції споруд подвійного
призначення (підвалів), забороняючи експлуатацію приміщень з ознаками
замокання огороджувальних конструкцій.
2. Стандарти на матеріали та технології виконання робіт.
Ключовим документом у сфері ремонту бетонних конструкцій є серія
стандартів ДСТУ EN 1504, гармонізована з європейськими нормами.
Зокрема, ДСТУ EN 1504-5:2015 [12] безпосередньо стосується ін’єктування
бетону. Стандарт класифікує ін’єкційні продукти за цільовим призначенням:
 F (Force transmitting) – для силового склеювання тріщин;
 D (Ductile) – для еластичної герметизації (саме сюди відносяться
матеріали для створення вуальних мембран);
 S (Swelling) – для набухаючих матеріалів, що зупиняють активні
протікання.
ІН'ЄКЦІЙНІ ПРОДУКТИ
(Згідно з ДСТУ EN 1504-5:2015)
Тип F Тип D Тип S
Force transmitting Ductile filling Swelling fitting
Силове склеювання Еластичне заповнення Набухаюча
бетону (Створення екранів) герметизація
(Зупинка води)
(Епоксидні смоли) (Бентоніти, Акрилати)
(Поліуретани)
▲ Предмет дослідження

Рисунок 1.4 – Класифікація ін'єкційних продуктів згідно з ДСТУ EN 1504-
5:2015.
Технологічні аспекти виконання робіт регламентуються ДСТУ-Н Б В.2.6-
212:2016 [10]. Ця настанова містить рекомендації щодо підготовки поверхні
та виконання ін’єкційних робіт, проте вона орієнтована переважно на
полімерні матеріали і недостатньо розкриває специфіку роботи з
мінеральними (бентонітовими) сумішами.
3. Методи випробувань та контролю якості.
Оцінка водонепроникності матеріалів проводиться згідно з ДСТУ Б В.2.7-
171:2008 [13], а загальні вимоги до геотехнічного контролю викладені в ДБН
В.1.2-14:2018 [5].
Узагальнену структуру нормативного забезпечення робіт з ін’єкційної
гідроізоляції наведено в таблиці 1.4.

Таблиця 1.4 – Основні нормативні документи, що регламентують
відновлення гідроізоляції
Шифр Назва та сфера Значення для магістерської
документа застосування роботи
Обґрунтовує необхідність
ДБН В.2.2- Захисні споруди
забезпечення сухості в підвалах-
5:2023 цивільного захисту
укриттях.
ДСТУ EN Вироби для захисту і Встановлює вимоги до в'язкості
1504-5:2015 ремонту... Ін’єктування та адгезії ін'єкційних сумішей.
Настанова з виконання
ДСТУ-Н Б Слугує основою для розробки
робіт із улаштування
В.2.6-212:2016 технологічної карти.
гідроізоляції
ДБН В.2.1- Визначає типи гідрогеологічних
Основи та фундаменти
10:2018 умов щільної забудови.
Проблема нормативного вакууму. Незважаючи на наявність загальних
норм, в Україні відсутні спеціалізовані стандарти на бентонітові ін’єкційні
суміші. Існуючі документи [48, 49] мають статус технічних умов виробників
або відомчих інструкцій. Це створює проблему при проектуванні, оскільки
проектувальники не мають офіційних розрахункових характеристик
вітчизняних бентонітів для ін’єктування.
Саме тому актуальним завданням є не лише розробка технології, а й
наукове обґрунтування параметрів бентонітових сумішей (в’язкість, тиск
набухання), що дозволить легітимізувати їх використання в рамках чинного
правового поля України.

ВИСНОВКИ ДО РОЗДІЛУ 1
1. Виконаний аналіз технічного стану житлового фонду показав, що в
умовах щільної міської забудови до 80% підвальних приміщень мають
ознаки порушення гідроізоляції. Це пов’язано зі старінням бітумних
матеріалів, підвищенням рівня ґрунтових вод та неможливістю
проведення ремонту традиційними методами (через відсутність
доступу до зовнішніх стін).
2. Встановлено, що нові вимоги до цивільного захисту (ДБН В.2.2-5:2023)
кардинально змінюють підхід до експлуатації підземних просторів.
Використання підвалів як укриттів вимагає забезпечення жорсткого
температурно-вологісного режиму, що неможливо без ефективної
гідроізоляції.
3. Порівняльний аналіз сучасних технологій показав, що найбільш
доцільним методом ремонту в стесненних умовах є ін’єкційна
(«вуальна») гідроізоляція. Серед ін’єкційних матеріалів бентонітові
суміші мають переваги перед полімерами в частині екологічності,
вартості та здатності до самовідновлення («самозаліковування»
тріщин), проте технологія їх застосування потребує вдосконалення.
4. Аналіз нормативної бази виявив, що попри гармонізацію українських
стандартів з європейськими (ДСТУ EN 1504), існує дефіцит
нормативних даних щодо параметрів ін’єктування мінеральних
сумішей. Це обумовлює необхідність проведення експериментальних
досліджень реологічних властивостей бентонітових суспензій для
розробки надійних технологічних карт.

РОЗДІЛ 2
НАУКОВЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ
БЕНТОНІТОВИХ ІН'ЄКЦІЙНИХ СУМІШЕЙ
2.1. Фізико-хімічні властивості бентонітових глин та механізм їх
гідроізоляційної дії
Ефективність ін’єкційної технології створення захисних екранів у ґрунті
безпосередньо залежить від властивостей матеріалу, що нагнітається. Як
було визначено у попередньому розділі, найбільш перспективним матеріалом
для умов щільної забудови є бентонітові глини.
Згідно з сучасними геотехнічними дослідженнями [34, 52], бентоніт – це
тонкодисперсна гірська порода, що складається не менше ніж на 70% з
мінералів групи смектиту, переважно монтморилоніту. Саме високий вміст
монтморилоніту визначає унікальні реологічні та гідроізоляційні властивості
цієї глини.
Кристалічна структура.
Монтморилоніт належить до шаруватих силікатів типу 2:1. Його
кристалічна решітка складається з одного октаедричного шару (на основі
алюмінію або магнію), розташованого між двома тетраедричними шарами
кремнезему (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 – Кристалічна структура монтморилоніту та схема
розташування міжшарових катіонів [41]
Особливістю цієї структури є слабкий зв'язок між окремими пакетами
(шарами) кристалічної решітки. На відміну від інших глин (наприклад,
каолініту), у монтморилоніті між шарами можуть вільно проникати молекули
води та обмінні катіони. Це явище обумовлює здатність бентоніту до
внутрішньокристалічного набухання [42].
Роль обмінних катіонів.
У природному стані кристалічна решітка монтморилоніту має
надлишковий негативний заряд. Для його компенсації у міжпакетному
просторі утримуються катіони металів: кальцію (Ca²⁺), магнію (Mg²⁺) або
натрію (Na⁺). Залежно від переважаючого катіона бентоніти поділяються на:
1. Кальцієві бентоніти: Характеризуються помірним набуханням
(збільшення об’єму у 2–3 рази). Міжшаровий зв'язок досить міцний, що
перешкоджає повному розшаруванню частинок.
2. Натрієві бентоніти: Мають найвищу здатність до гідратації. Іони
натрію мають велику гідратну оболонку і сприяють розклинюванню
частинок глини. При контакті з водою натрієвий бентоніт здатен
збільшувати свій об’єм у 14–16 разів (до 600–700% від початкового
об’єму) [38, 51].
Для цілей ін’єкційної гідроізоляції критично важливим є використання
саме натрієвого бентоніту (природного або активованого), оскільки він
забезпечує максимальний тиск набухання, необхідний для заповнення тріщин
і пор у ґрунті.
Механізм гідроізоляційної дії.
Процес створення водонепроникного бар'єра відбувається у два етапи:
1. Гідратація (Набухання). При контакті з водою молекули H₂O
проникають у міжшаровий простір, відштовхуючи силікатні шари один
від одного. Відбувається так зване осмотичне набухання, в результаті
якого глинисті частинки диспергуються, заповнюючи весь доступний
вільний простір (пори ґрунту, порожнини за стіною, тріщини в бетоні).
2. Гелеутворення (Кольматація). При обмеженому об'ємі (коли
глина затиснута між стіною та ґрунтом) вільне набухання переходить у
створення напруженого стану. Утворюється щільний,
водонепроникний гель ("глиняний замок"), який має вкрай низький
−9
коефіцієнт фільтрації (kf<1⋅10 см/с) [48].
Ефект «самозаліковування».
Найважливішою властивістю бентонітової системи для експлуатації в
умовах міста є її здатність до відновлення суцільності. Якщо в результаті
осадки будівлі або вібрації від транспорту в захисному екрані з’являється
тріщина, гель під дією внутрішнього тиску набухання миттєво заповнює її,
блокуючи шлях воді. Ця властивість вигідно відрізняє бентоніт від жорстких
цементних або епоксидних ін’єкцій, які при деформаціях руйнуються [27,
45].
Вплив температури.
Реологічні властивості бентонітових суспензій (в'язкість, рухливість)
суттєво залежать від температури дисперсійного середовища (води). Як
зазначається в дослідженнях [51], підвищення температури суміші сприяє
зниженню в’язкості води та прискоренню процесів гідратації. Це відкриває
можливості для регулювання параметрів ін’єктування, що є предметом
експериментальних досліджень даної роботи.
Таким чином, фізико-хімічна природа натрієвого бентоніту робить його
оптимальним матеріалом для створення "вуальної" гідроізоляції, здатної
адаптуватися до складних умов експлуатації підземних споруд.

Стіна підвалу З а х и с н и й е к р а н Ґрунт
з бентонітового гелю
⬅ Тиск води
Ін'єктор
⬅ Тиск води

Рисунка 2.2 – Принцип дії ін'єкційної вуальної гідроізоляції на основі
бентоніту.

2.2. Експериментальне дослідження складу піщано-бентонітових
сумішей та їх реологічних характеристик
Розробка складу ін’єкційної суміші для створення «вуальної» гідроізоляції
базується на пошуку компромісу між реологічними властивостями (суміш
має бути рухливою для прокачування насосом) та фізико-механічними
характеристиками готового екрана (водонепроникність, здатність до
набухання).
Згідно з методикою ДСТУ Б В.2.7-309:2016 [11], у лабораторних умовах
було проведено серію експериментів із визначення оптимального
співвідношення компонентів композиту «бентоніт–пісок».
Характеристика вихідних матеріалів.
Як основний в’яжучий компонент використовувався активований
натрієвий бентонітовий глинопорошок (БГ). У ролі інертного наповнювача
застосовувався будівельний пісок (БП) фракції 0–1,2 мм, що відповідає
вимогам ДСТУ Б В.2.7-32-95 [37]. Введення піску необхідне для створення
жорсткого каркаса екрана та зниження усадочних деформацій.
Хімічний склад вихідних компонентів, визначений методом
рентгенофлуоресцентного аналізу, наведено в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 – Хімічний склад бентонітового глинопорошку та
будівельного піску
Найменування Вміст оксидів,
матеріалу % мас.
SiO₂ Al₂O₃ Fe₂O₃ MgO Na₂O K₂O CaO MnO

Бентонітовий
57,4 17,9 15,3 3,8 3,7 1,4 0,4 0,1
глинопорошок
Будівельний пісок 97,3 - 0,7 0,7 0,5 0,4 0,4 -
Аналіз даних таблиці 2.1 показує високий вміст монтморилоніту (що
корелює з вмістом Al₂O₃ та MgO) та переважання іонів натрію (Na₂O =
3,7%), що підтверджує приналежність глини до натрієвого типу, найбільш
придатного для гідроізоляції.
Методика приготування зразків.
Для досліджень було сформовано 5 серій зразків із різним масовим
вмістом бентоніту: 5%, 15%, 25%, 35% та 45%. Змішування сухих
компонентів проводилося до досягнення однорідності, після чого додавалася
вода. Фізичні характеристики отриманих сумішей наведені в таблиці 2.2.
Таблиця 2.2 – Фізичні характеристики дослідних зразків піщано-
бентонітових сумішей
Вміст Оптимальна
Склад суміші Макс. густина Число
дрібних вологість
(БГ + БП) ρdmax, г/см³ пластичності Ip
частинок, % Wopt, %
< 100 мкм < 4 мкм

95% БП + 5% БГ 9 4 1,87 12,1
85% БП + 15%
17 13 1,79 14,3
БГ
75% БП + 25%
26 18 1,73 16,7
БГ
65% БП + 35%
35 23 1,64 18,6
БГ
55% БП + 45%
42 29 1,57 20,9
БГ
Контроль: 100%
85 60 1,23 32,0
БГ
Як видно з таблиці, зі збільшенням вмісту бентоніту максимальна
щільність скелета ґрунту зменшується, а число пластичності зростає. Суміші
з вмістом бентоніту понад 25% набувають яскраво виражених пластичних
властивостей (Ip>17), що є позитивним фактором для створення еластичної
мембрани (клас D згідно з ДСТУ EN 1504-5).
Дослідження здатності до набухання.
Ключовим параметром для «самозаліковування» гідроізоляції є тиск
набухання – зусилля, яке розвиває матеріал при зволоженні в обмеженому
об’ємі. Випробування проводилися в одометрі згідно з методикою [26, 39].
Результати вимірювань представлені в таблиці 2.3.
Таблиця 2.3 – Показники набухання дослідних зразків сумішей
Ступінь вільного Тиск
Зразки сумішей набухання набухання Примітка
G, % P, кПа
95% БП + 5% БГ 0,7 14 Неефективно
85% БП + 15% БГ 6,5 106 Недостатньо
75% БП + 25% БГ 12,1 193 Задовільно
65% БП + 35% БГ 17,8 286 Добре
55% БП + 45%
23,6 375 Оптимально
БГ
100% БГ (Еталон) 51,5 834 Максимум

Рисунок 2.3 – Кінетика вільного набухання зразків піщано-
бентонітових сумішей різного складу

Аналіз результатів.
Графічна інтерпретація результатів (динаміка набухання у часі) показала,
що основний приріст об’єму відбувається протягом перших 1000 хвилин
контакту з водою.
Встановлено, що при вмісті бентоніту менше 15% тиск набухання є
незначним (до 106 кПа), що не гарантує надійної кольматації пор у ґрунті.
Різке зростання захисних властивостей спостерігається при вмісті
бентоніту від 35% до 45%. При дозуванні 45% тиск набухання досягає 375
кПа, що є достатнім для компенсації гідростатичного тиску води на глибині
до 30 метрів та забезпечення ефекту самовідновлення.
Таким чином, для подальших досліджень та розробки технологічної карти
обрано склад суміші: 45% бентонітового глинопорошку + 55% піску. Ця
пропорція забезпечує баланс між вартістю матеріалу та його технічними
характеристиками.

2.3. Вплив температурних режимів на в'язкість та проникну здатність
ін'єкційних розчинів
Ефективність ін’єкційної гідроізоляції в умовах ремонту старих будівель
значною мірою залежить від реологічних характеристик робочої суміші,
зокрема її динамічної в’язкості. Висока в’язкість бентонітових суспензій при
стандартній температурі (20±2∘C) вимагає підвищення тиску нагнітання для
продавлювання суміші через ін’єктори та заповнення порожнин. Проте, як
зазначається в [21, 26], надмірний тиск може призвести до гідророзриву та
руйнування ослабленої цегляної кладки або бутового фундаменту.
Згідно з законами гідродинаміки та дослідженнями [51], в’язкість
дисперсійних систем на водній основі обернено пропорційна температурі.
Для перевірки гіпотези про можливість оптимізації параметрів ін’єктування
шляхом термічної активації суміші було проведено серію лабораторних
випробувань.
Методика експерименту.
Досліджувався склад, визначений як оптимальний у п. 2.2 (45% бентоніту
+ 55% піску). Приготування суміші проводилося у термостатованій ємності.
Вимірювання умовної динамічної в’язкості здійснювалося за допомогою
ротаційного віскозиметра при різних температурах суміші: 20∘C (стандартні
умови) та 40∘C (підігрів). Верхня межа температури (40∘C) обрана з огляду
на безпеку виконання робіт та запобігання передчасному висиханню розчину.
Результати вимірювань реологічних характеристик наведено в таблиці 2.4.

Таблиця 2.4 – Зміна параметрів ін’єкційної суміші залежно від
температури
Параметр Одиниця Значення при Зміна
виміру температурі показника, %
суміші
20∘C 40∘C
Коефіцієнт Па·с 0,25 0,20 -20%
динамічної
в’язкості (η)
Граничне Па 45 38 -15,5%
напруження
зсуву (τ)
Час початкової хв 15-20 5-8 Прискорення
гідратації в 2,5 рази
Аналіз реологічних змін.
Експериментально встановлено, що підігрів суміші до 40∘C призводить до
зниження динамічної в’язкості на 20% (з 0,25 до 0,20 Па·с). Фізична природа
цього явища пояснюється збільшенням кінетичної енергії молекул води та
послабленням коагуляційних контактів між частинками глини на
початковому етапі.
Практичне значення цього результату полягає в можливості зниження
робочого тиску нагнітання насоса без втрати продуктивності, що дозволяє
безпечно працювати з конструкціями, які мають низьку міцність на розрив.
Вплив температури на кінетику набухання.
Окрім в’язкості, важливим фактором є швидкість формування захисного
гелю. На рисунку 2.4 представлено графіки розвитку тиску набухання у часі
для зразків з різною початковою температурою.

400
300
200
100
Температура суміші 20°C
Температура суміші 40°C
0
0.1 1 10 100 1000 10000
Час, хвилини (логарифмічна шкала)
Рисунок 2.4 (Кінетика набухання при різних температурах)
Аналіз графіків показує, що для нагрітого зразка (червона лінія) процес
гідратації протікає значно інтенсивніше у перші 100 хвилин. Це пояснюється
вищою проникною здатністю теплої води у міжпакетний простір
монтморилоніту [39].
Водночас, було зафіксовано незначне зниження фінального тиску
набухання при підвищеній температурі. Однак, як показали подальші
спостереження (цикл охолодження), цей процес є оборотним: при вистиганні
зразка до температури ґрунту (10−12∘C ) тиск набухання відновлюється до
розрахункових значень.
Висновки за результатами експерименту:
1. Попередній підігрів води замішування до 45−50∘C (для
отримання температури суміші 40∘C) є ефективним методом
покращення технологічності бентонітових розчинів.
2. Зниження в’язкості на 20% дозволяє збільшити радіус
проникнення суміші в тріщини шириною розкриття менше 0,5 мм.
Тиск набухання P, кПа
3. Прискорення гідратації сприяє швидшій фіксації суміші в
заобробному просторі («схоплюванню»), що зменшує ризик вимивання
розчину ґрунтовими водами безпосередньо під час виконання робіт.

2.4. Математичне моделювання та розрахунок параметрів нагнітання
суміші у тріщинуваті конструкції
Процес нагнітання бентонітової суміші в тіло конструкції або за її контур
(у ґрунт) з точки зору гідродинаміки розглядається як рух в’язко-пластичної
рідини в щілинному каналі. Для обґрунтування безпечних режимів
виконання робіт необхідно розрахувати залежність тиску нагнітання (P) від
ширини розкриття тріщини (δ) та в’язкості суміші (η).
Це завдання є критично важливим, оскільки старі цегляні фундаменти та
бутова кладка мають низьку міцність на розрив. Згідно з рекомендаціями
[21], тиск ін’єктування для таких конструкцій не повинен перевищувати 0,5–
1,0 МПа, щоб уникнути розшарування кладки.
Математична модель.
Для розрахунку використано модель ламінарного руху рідини між двома
паралельними пластинами. Враховуючи неньютонівський характер
бентонітової суспензії, повний перепад тиску (ΔP) визначається за
модифікованим рівнянням Пуазейля з урахуванням граничного напруження
зсуву [40, 52]:
12 ⋅ ��⋅ ��⋅ �� 2 ⋅ ��0 ⋅ ��
Δ��= 3 +
��⋅ �� ��
де:
 η – пластична в’язкість суміші, Па·с (визначено в п. 2.3);
 L – глибина проникнення (довжина шляху потоку), м;
 Q – витрата суміші (продуктивність насоса), м³/с;
 B – ширина фронту потоку, м;
 δ – ширина розкриття тріщини, м;
 τ0 – граничне напруження зсуву, Па.
Розрахунок 1: Ін’єктування тріщин у конструкції.
На основі експериментальних даних в’язкості для суміші «45% БГ + 55%
П» (при 20∘C η=0,25 Па·с; при 40∘C η=0,20 Па·с) виконано розрахунок
необхідного тиску на вході в ін’єктор. Прийнято розрахункову глибину
проникнення L=0,5 м (товщина стіни). Результати наведено в таблиці 2.5.

Таблиця 2.5 – Залежність необхідного тиску нагнітання від розкриття
тріщини та температури суміші
Ширина Теоретично Теоретично Ефект від
Висновок щодо
розкриття необхідний необхідний нагрівання
безпеки для
тріщини δ, тиск, МПа (при тиск, МПа (при (Зниження
старої кладки
мм 20∘C) 40∘C) тиску)
Небезпечно
1,0 2,85 2,28 20,0%
високий
Ризик
2,0 1,42 1,13 20,4%
деформації
Допустимо
4,0 0,71 0,56 21,1%
(межа)
Безпечно (<
6,0 0,47 0,37 21,3%
0,4 МПа)
10,0 0,28 0,22 21,4% Безпечно
Аналіз результатів: Розрахунки показують, що для заповнення тонких
тріщин (до 2 мм) холодною сумішшю теоретично потрібен тиск понад 1,4
МПа, що є неприпустимим для аварійних будівель. Попередній підігрів
суміші дозволяє знизити опір руху на 20–21%. Це означає, що при тому ж
робочому тиску насоса (наприклад, 0,5 МПа) тепла суміш проникне в
тріщини меншого розкриття, ніж холодна, забезпечуючи якіснішу
герметизацію без ризику руйнування стіни.
Розрахунок 2: Створення заекранної вуалі.
При влаштуванні зовнішньої мембрани суміш рухається не у вузькій
тріщині, а в пористому просторі ґрунту або по контакту «стіна-ґрунт». У
цьому випадку канал фільтрації має більший умовний діаметр. Розрахунок
параметрів для створення екрана наведено в таблиці 2.6.
Таблиця 2.6 – Параметри нагнітання при створенні заекранної вуалі
Умовний діаметр Витрата Робочий Робочий
каналу суміші, тиск, МПа тиск, МПа Примітка
фільтрації, мм л/хв (при 20∘C) (при 40∘C)
Потребує
15 2,5 0,83 0,66
обережності
Оптимально для
20 3,4 0,52 0,41
теплої суміші
25 4,1 0,41 0,32 Робочий режим
Висока
30 5,0 0,36 0,28
продуктивність
Аналіз результатів: Для створення суцільної вуалі за контуром споруди
використання підігрітої суміші дозволяє виконувати роботи при тиску 0,3–0,4
МПа. Це повністю відповідає вимогам безпеки при роботі з фундаментами в
історичній та щільній забудові [31].
Висновки з розрахунків.
Математичне моделювання підтвердило, що термічна активація
бентонітової суміші є не лише способом прискорення гідратації, але й
ефективним інструментом керування гідродинамічним тиском.
Запропонований метод дозволяє розширити діапазон застосування
бентонітових суспензій на об'єкти зі зниженою несучою здатністю кладки.

ВИСНОВКИ ДО РОЗДІЛУ 2
У цьому розділі виконано наукове обґрунтування параметрів ін’єкційної
технології, що дозволило отримати такі результати:
1. На основі аналізу кристалічної структури та механізму набухання
доведено, що для створення надійної гідроізоляційної мембрани
(«вуалі») в умовах змінного рівня ґрунтових вод найбільш ефективним
є використання натрієвого бентоніту, який забезпечує ефект
«самозаліковування» тріщин.
2. Експериментальним шляхом визначено оптимальний склад
ін’єкційної суміші: 45% бентонітового глинопорошку та 55%
дрібнозернистого піску. Така пропорція забезпечує тиск набухання на
рівні 375 кПа, що є достатнім для протидії гідростатичному тиску води
(до 30 м водяного стовпа), але безпечним для цілісності конструкцій.
3. Вперше експериментально підтверджено ефективність
попереднього підігріву води замішування. Встановлено, що
підвищення температури суміші з 20∘C до 40∘C знижує її динамічну
в’язкість на 20% та прискорює початкову стадію гідратації, що сприяє
швидшій фіксації матеріалу в ґрунті.
4. Розрахунковим методом доведено, що використання підігрітої
суміші дозволяє знизити робочий тиск ін’єктування до безпечного
рівня 0,3–0,4 МПа. Це дає можливість застосовувати розроблену
технологію для ремонту укриттів у старих будівлях щільної забудови
без ризику пошкодження ослаблених фундаментів.
Отримані наукові результати є основою для розробки технологічної карти
та організаційних схем виконання робіт, що буде розглянуто у наступному
розділі.

РОЗДІЛ 3
РОЗРОБКА ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ РІШЕНЬ
ВЛАШТУВАННЯ ЕКРАННОЇ ГІДРОІЗОЛЯЦІЇ
На основі аналізу, проведеного в першому розділі, та експериментальних
досліджень властивостей бентонітових сумішей (розділ 2), розроблено
технологічні рішення щодо відновлення гідроізоляції експлуатованих
будівель.
Запропонована технологія базується на методі ін’єктування за контур
конструкції («вуальна» гідроізоляція), що дозволяє виконувати роботи
зсередини підвальних приміщень без необхідності відкопування
фундаментів, що є критично важливим в умовах щільної міської забудови.
3.1. Технологія влаштування «вуальної» (екранної) гідроізоляції за
контуром конструкції
Технологічний процес створення захисного екрана розроблено відповідно
до вимог ДСТУ-Н Б В.2.6-212:2016 [10] та з урахуванням специфіки роботи з
мінеральними сумішами. Процес складається з послідовного виконання
підготовчих, основних та заключних операцій.
1. Підготовчі роботи.
До початку виконання робіт необхідно провести обстеження приміщення,
визначити місця введення комунікацій та наявність напірних течій. Робоча
зона звільняється від сміття та сторонніх предметів.
Поверхня стін у зоні ін’єктування очищається від старої штукатурки,
фарби, висолів та бруду до несучої основи (цегли, бетону). Це необхідно для
візуального контролю процесу ін’єктування та своєчасного виявлення виходу
суміші через тріщини кладки. Очищення виконується механізованим
способом (піскоструминним апаратом або щітками).
Наявні тріщини розкриттям більше 2 мм та шви між блоками
розшиваються на глибину 20–30 мм і зачеканюються швидкотужавіючим
ремонтним складом (гідропломбою) для запобігання витіканню ін’єкційної
суміші всередину приміщення.
2. Розмітка та буріння ін’єкційних отворів (шпурів).
Ефективність екрана залежить від суцільності покриття за стіною. Для
забезпечення перекриття зон поширення суміші прийнято шаховий порядок
розташування отворів.
Розмітка виконується згідно зі схемою:
 Крок по горизонталі: 400–500 мм.
 Крок по вертикалі: 400–500 мм.
 Ущільнення сітки: у кутових зонах та місцях примикання «стіна–
підлога» крок зменшується до 250–300 мм.
Буріння шпурів здійснюється перфоратором або установкою алмазного
буріння. Кут нахилу шпурів становить 30–45° до горизонту (у напрямку
вниз). Така геометрія дозволяє пройти крізь товщу стіни та вийти в ґрунт на
рівні нижче вхідного отвору, що сприяє гравітаційному розподілу суміші за
конструкцією.
Глибина буріння (Lбур) розраховується за формулою:

де Hстіни– товщина конструкції, α– кут нахилу.
Шпур повинен виходити в ґрунт на відстань 100–150 мм від зовнішньої
грані стіни.
а) Розріз стіни (схема ін'єктування) б) Вид зсередини (розмітка)
Стіна підвалу Ін'єкційні отвори
400-500
Підлога
400-500

ҐРУНТ
400-500
Рисунок 3.1 – Схема розташування ін’єкційних отворів..
3. Встановлення пакерів.
Після буріння отвори очищаються від пилу стисненим повітрям. У
підготовлені шпури встановлюються ін’єкційні пакери (ін’єктори). Для
цегляних та бутових фундаментів рекомендується використовувати забивні
(ламельні) пакери діаметром 18–25 мм або розтискні гвинтові пакери з
подовженим гумовим ущільнювачем, що забезпечує надійну фіксацію в
ослабленій кладці.
4. Приготування ін’єкційної суміші.
На основі досліджень, проведених у Розділі 2, використовується суміш
складу: 45% натрієвого бентоніту + 55% дрібного піску.
Особливість технології: Вода для замішування попередньо підігрівається
до температури 40–45°C. Це забезпечує зниження в’язкості суміші на 20% у
момент нагнітання, що дозволяє знизити робочий тиск і запобігти
пошкодженню старих конструкцій.
Змішування компонентів проводиться у швидкісному змішувачі
(турбоміксері) протягом 3–5 хвилин до отримання однорідної суспензії без
грудок. Життєздатність підігрітої суміші становить близько 20–30 хвилин,
тому обсяг замісу повинен відповідати продуктивності насоса.
5. Процес ін’єктування.
Нагнітання суміші виконується за допомогою шнекового насоса
(наприклад, типу СО-150 або аналогів), здатного перекачувати в’язкі
абразивні середовища.
 Послідовність: Роботи виконуються знизу вгору (від нижнього
ряду пакерів до верхнього) та зліва направо. Це забезпечує витіснення
повітря та води з пазух за стіною.
 Тиск: Робочий тиск нагнітання встановлюється в межах 0,3–0,5
МПа (обґрунтовано в п. 2.4). Контроль здійснюється за манометром на
виході з насоса.
 Критерій завершення: Нагнітання в конкретний пакер
припиняється при досягненні одного з показників:
 a) різке підвищення тиску (відмова поглинання);
 b) поява суміші з сусідніх пакерів або через шви кладки;
 c) закачування розрахункової кількості матеріалу (при наявності
великих пустот).
6. Заключні роботи.
Після завершення ін’єктування та набору сумішшю первинної міцності
(технологічна перерва 12–24 години), пакери демонтуються або зрізаються
врівень зі стіною. Отвори зашпаровуються ремонтною сумішшю на
цементній основі з додаванням гідрофобізаторів.
Запропонована технологічна послідовність дозволяє сформувати за
зовнішнім контуром будівлі суцільний екран з бентонітового гелю, який під
дією вологи ґрунту набухає і герметизує підземну частину споруди.

3.2. Технологічні особливості створення комбінованого захисту:
притискна стінка + бентонітова ін'єкція
Як свідчить досвід реконструкції будівель у центральних районах міст [24,
31], значна частина фундаментів розташована в зоні техногенних насипних
ґрунтів або засипана будівельним сміттям з високим коефіцієнтом фільтрації
−3
( kf>5⋅10 см/с). У таких умовах застосування класичної однокомпонентної
технології (п. 3.1) може бути неефективним через ризик розмивання та
неконтрольованого поширення бентонітової суміші далеко за межі
проектованого екрана.
Для вирішення цієї проблеми розроблено технологію комбінованого
двоетапного захисту. Суть методу полягає у попередньому створенні
штучного бар'єра (притискної стінки) з дешевого цементного розчину, який
обмежує зону ін'єктування, після чого виконується нагнітання основного
гідроізоляційного матеріалу – бентоніту.
Технологічний процес реалізується у такій послідовності:
Етап 1. Створення ґрунтоцементної притискної стінки.
Мета етапу – зміцнити прилеглий шар ґрунту та створити жорсткий каркас,
що запобігатиме вимиванню бентоніту.
1. Буріння: Виконується аналогічно до п. 3.1, але діаметр отворів
збільшується до 32–40 мм для можливості встановлення трубок-
ін'єкторів більшого перерізу.
2. Матеріал: Використовується цементно-піщаний розчин (Ц:П =
1:3) з підвищеним водоцементним співвідношенням (В/Ц=0,8…1,0).
Рідка консистенція необхідна для просочування ґрунту (силікатизації
або цементації).
3. Нагнітання: Розчин подається під тиском 0,2–0,3 МПа. Завдання
– не розірвати ґрунт, а просочити його. Нагнітання ведеться до
«відмови» (стабілізації тиску) або до поглинання лімітованого об'єму
(5–10 л на шпур).
4. Технологічна пауза: Після завершення першого етапу необхідна
перерва тривалістю 24–48 годин для набору міцності цементного
каменю.
Етап 2. Формування гідроізоляційної мембрани.
Після твердіння притискної стінки утворюється пориста структура, яка
здатна утримувати в'язку бентонітову суміш.
1. Розбурювання (Ре-буріння): Оскільки ін'єкційні канали
заповнені затверділим цементом, виконується їх повторне
розбурювання буром меншого діаметра крізь тіло ін'єктора, або
промивка каналів водою до моменту повного схоплення цементу (через
4–6 годин після 1-го етапу).
2. Нагнітання активного компонента: Через відновлені канали
подається підігріта (40∘C) піщано-бентонітова суміш (склад 45/55).
3. Механізм дії: Бентонітова суміш під тиском 0,4–0,6 МПа
заповнює пори та каверни в створеній цементній стінці та простір між
стінкою і фундаментом. Оскільки шлях для вільного витікання
перекритий цементним бар'єром, бентоніт ущільнюється, створюючи
напружений водонепроникний шар.

Етап 1: Ін'єкція цементного розчину Етап 2: Ін'єкція бентоніту
(Створення притискної стінки) (Заповнення пустот під тиском)
Насипний
Фундамен Фундамент
Бентоніт
Притискна
ґрунт Цементний стінка
каркас
Рисунок 3.2 – Схема двоетапного методу
Переваги комбінованого методу:
 Економія матеріалів: Дорогий бентоніт не витрачається на
заповнення великих пустот у будівельному смітті (цю роль виконує
дешевий цемент).
 Надійність: Цементна кірка захищає бентоніт від суфозії
(вимивання) ґрунтовими водами.
 Максимальний тиск набухання: Завдяки наявності жорсткої
опори з боку ґрунту (цементна стінка), бентоніт при набуханні розвиває
максимальний тиск саме в бік фундаменту, герметизуючи його
дефекти.
Ця технологія рекомендується для застосування на об'єктах зі складними
гідрогеологічними умовами та при наявності активних течій, які неможливо
зупинити одноразовою ін'єкцією.

3.3. Проектування технологічного процесу: підбір обладнання, машин
та механізмів
Вибір комплекту машин та механізмів для влаштування ін’єкційної
гідроізоляції здійснювався виходячи з наступних критеріїв:
1. Стеснені умови: Обладнання повинно мати малі габарити для
можливості занесення в підвальні приміщення через стандартні дверні
отвори (шириною 0,8–0,9 м) та роботи в умовах низьких стель.
2. Специфіка матеріалу: Насосне обладнання має бути
пристосоване для перекачування абразивних (містить пісок) та в’язких
сумішей.
3. Технологічні вимоги: Забезпечення стабільного тиску
нагнітання в діапазоні 0,3–0,6 МПа та можливість контролю
температури суміші (відповідно до п. 2.3).
1. Нагнітальне обладнання.
Для подачі піщано-бентонітових сумішей поршневі насоси (які
використовуються для полімерів) є малопридатними через швидкий знос
клапанної групи абразивом. Найбільш ефективним рішенням є використання
гвинтових (шнекових) насосів (героторного типу).
Переваги: Вони забезпечують рівномірну подачу матеріалу без пульсації,
що запобігає гідроударам і руйнуванню старої кладки.
Для виконання робіт прийнято електричний шнековий насос
продуктивністю 2–6 л/хв з плавним регулюванням обертів.
2. Бурове обладнання.
Враховуючи аварійний стан багатьох об’єктів реконструкції, використання
потужних перфораторів з високою енергією удару є небажаним через
вібраційне навантаження на фундамент.
Рекомендується застосування ручних установок алмазного буріння
(наприклад, типу Eibenstock або аналогів).
Переваги:
 Відсутність ударної дії та вібрації (збереження цілісності кладки).
 Висока точність кута нахилу шпуру.
 Низький рівень шуму при роботі в житлових будинках.
3. Змішувальне обладнання з термопідготовкою.
Для реалізації запропонованої в дипломній роботі технології (нагрів суміші
до 40∘C) стандартна схема приготування розчину потребує модифікації.
Проектом виконання робіт (ПВР) передбачається використання
мобільного змішувального вузла, що складається з:
 Ємності для води з ТЕНом (термоелектричним нагрівачем) та
термометром для контролю температури води замішування
(+45⋯+50∘C).
 Низькообертового міксера (до 600 об/хв) з двовінчиковою
насадкою для якісної гомогенізації в’язкої бентонітової глини.
4. Ін’єкційні пакери.
Для закріплення в отворах, пробурених у цегляній кладці або бетоні
низької марки, обрано розтискні пакери діаметром 18 мм. На відміну від
забивних (пластикових), вони мають гумовий ущільнювач, який при
закручуванні гайки розширюється, забезпечуючи герметичність навіть у
нерівних отворах.
Зведена відомість потреби в машинах, механізмах та інструменті на
захватку (бригаду з 2 осіб) наведена в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 – Відомість потреби в машинах, механізмах та інвентарі
№ Марка / Тип Технічна
Найменування К-сть Призначення
з/п (Приклад) характеристика
Продуктивність:
Нагнітання
Насос 0,5–15 л/хв; Тиск:
Grand 5 або бентонітової
1 розчиновий 1 до 20 бар;
аналог суміші за контур
шнековий Потужність: 1,8
конструкції
кВт (220В)
Буріння
Установка Діаметр
Eibenstock ін’єкційних
2 алмазного 1 свердління: до 68
END 1550 шпурів без
буріння мм; Вага: 3,5 кг
вібрації
Потужність: 1100
Міксер Фіолент Приготування
3 1 Вт; Оберти: до 600
будівельний МД1 суміші
об/хв
Ємність для Спецзамовл Об’єм: 100 л; Підігрів води до
4 води з ення / Бак з 1 Потужність ТЕНа: технологічної
підігрівом ТЕНом 2 кВт температури
Герметизація
Сталевий /
Пакер D=18 мм, отвору та
5 Алюмінієви *
розтискний L=100−150 мм підключення
й
насоса
Продування
Компресор Продуктивність:
6 Forte 1 шпурів від
повітряний 200 л/хв
бурового шламу
Засоби Окуляри,
2 Забезпечення
7 індивідуального - респіратори,
компл. охорони праці
захисту рукавиці, каски
* Примітка: Кількість пакерів визначається розрахунком залежно від
площі захватки.
Розрахунок потреби в ін’єкторах (пакерах).
Кількість пакерів (Nпак) на 100 м² поверхні стіни розраховується виходячи з
кроку буріння (400х400 мм), прийнятого в п. 3.1:

{ } ⋅ ⋅
де:
2
Sзахв=100 м – площа захватки;
a,b=0,4 м – крок отворів;
Kзап=1,1 – коефіцієнт запасу (на кутові зони та брак).

⋅
⋅
Таким чином, для виконання робіт на площі 100 м² необхідно передбачити
оборотний фонд пакерів у кількості близько 700 шт. (або менше, якщо пакери
витягуються та використовуються повторно, що допустимо для сталевих
моделей).
Вибраний комплект обладнання повністю відповідає вимогам ДБН А.3.1-
5:2016 «Організація будівельного виробництва» [8] та забезпечує виконання
робіт із заданою продуктивністю та якістю.

3.4. Організація праці та нормування робіт на основі хронометражних
спостережень
Ефективність впровадження запропонованої технології ін’єкційної
гідроізоляції значною мірою залежить від раціональної організації праці.
Оскільки технологічний процес включає специфічні операції
(термопідготовка води, алмазне буріння під кутом), які не повною мірою
відображені в чинних Ресурсних елементних кошторисних нормах (РЕКН),
виникла необхідність розробки індивідуальних виробничих норм часу.
Для встановлення технічно обґрунтованих норм витрат праці було
застосовано метод вибіркового хронометражу згідно з методикою [58].
Дослідження проводилися на експериментальній ділянці площею 15 м².
Організація робочого місця.
Роботи виконує спеціалізована ланка гідроізолювальників у складі 2 осіб.
Розподіл обов’язків розроблено з урахуванням вимог до кваліфікації та
безпеки праці:
1. Гідроізолювальник 4-го розряду (Ланковий, Г4):
o Керує процесом, відповідає за дотримання параметрів
ін’єктування (тиск, температура).
o Виконує буріння шпурів (робота з алмазною установкою).
o Встановлює та фіксує розтискні пакери.
o Безпосередньо виконує нагнітання суміші, контролюючи
манометр.
2. Гідроізолювальник 3-го розряду (Підсобний, Г3):
o Готує поверхню (очищення, розшивка швів).
o Забезпечує приготування суміші: нагрів води, дозування
бентоніту та піску, перемішування міксером.
o Обслуговує насосну станцію (промивка, подача матеріалу в
бункер).
o Виконує тампонування отворів після демонтажу пакерів.
Аналіз хронометражних спостережень.
У ході експерименту фіксувалася тривалість кожної технологічної
операції. Отримані хронометражні ряди були перевірені на стійкість
(виключено помилкові заміри).
Результати обробки даних та розрахунок оперативного часу наведено в
таблиці 3.2.
Таблиця 3.2 – Зведені дані хронометражу та розрахунок норми часу (на
1 м² поверхні стіни)
Найменування Середня
№ Кількість Трудомісткість,
технологічної тривалість, Примітка
з/п виконавців люд.-хв
операції хв (на 1 м²)
Підготовка
поверхні Ручний
1 8,0 2 16,0
(очищення, інструмент
розшивка)
Розмітка та
Алмазне
2 буріння шпурів (9 90,0 1 90,0
буріння
отв./м²)
Встановлення
3 15,0 1 15,0 -
пакерів
Приготування
Включає
4 суміші з 11,0 1 11,0
нагрів води
підігрівом
Нагнітання
Насос
5 суміші 107,0 1 107,0
шнековий
(ін’єктування)
Демонтаж пакерів
6 та переміщення 15,0 2 30,0 -
на нову захватку
Тампонування
7 отворів 7,0 1 7,0 -
ремсумішшю
Фінішне
8 очищення від 14,0 1 14,0 -
напливів
РАЗОМ
(оперативний 267 хв 290 люд.-хв

час):
Примітка: У порівнянні зі стандартною технологією, операція №4
(приготування) займає на 10-15% більше часу через необхідність контролю
температури води, проте це компенсується прискоренням процесу
нагнітання (№5) завдяки зниженій в'язкості суміші.
Розрахунок виробничої норми.
Норма витрат праці (Нвр) розраховується з урахуванням часу на
підготовчо-заключні роботи (tпз), відпочинок та особисті потреби (tв), а також
технологічні перерви (tтп).
Відповідно до ДБН А.3.1-5:2016, для даного виду робіт прийнято сумарний
коефіцієнт K=1,12 (12% до оперативного часу).
Нвр=Tоп⋅K=290 люд.-хв⋅1,12=324,8 люд.-хв≈5,4 люд.-год
Отже, нормативна трудомісткість влаштування 1 м² екранної гідроізоляції
становить 5,4 люд.-год.
На основі отриманих норм розроблено калькуляцію трудових витрат для
типової захватки площею 15 м² (таблиця 3.3).

Таблиця 3.3 – Калькуляція трудових витрат на влаштування
гідроізоляції (на 15 м²)
Норма Витрати
Од. Розподіл за
Найменування робіт Обсяг часу, праці,
вим. розрядами
люд.-год люд.-год
Г4

1. Комплекс робіт з
ін'єкційної гідроізоляції
м² 15 5,4 81,0 40,5
(підготовка, буріння,
ін'єктування, тампонування)
ВСЬОГО: 81,0 40,5

Графік виконання робіт.
Враховуючи загальну трудомісткість (81 люд.-год) та склад ланки (2
особи), тривалість виконання робіт на захватці 15 м² становить:

⋅
Слід зазначити, що технологічний процес передбачає перерву на набір
міцності тампонажного розчину та розсмоктування гелю в ґрунті (16–24
години), яка не включається в норму праці, але враховується в календарному
графіку.
Висновки.
Проведене нормування дозволило встановити реальні витрати праці для
вдосконаленої технології. Отримана норма (5,4 люд.-год/м²) є дещо вищою за
норми для простої обмазувальної гідроізоляції (0,8–1,2 люд.-год/м²), але
співставна з нормами для складних ремонтних робіт. Це економічно
виправдано, враховуючи, що дана технологія дозволяє уникнути масштабних
земляних робіт, трудомісткість яких у 10–15 разів вища.

3.5. Контроль якості виконання робіт та моніторинг стану конструкцій
Влаштування ін’єкційної гідроізоляції належить до категорії прихованих
робіт, якість яких неможливо оцінити візуально одразу після їх завершення.
Тому, згідно з ДБН А.3.1-5:2016 [8], на об’єкті впроваджується триступенева
система контролю: вхідний, операційний та приймальний.
1. Вхідний контроль.
Здійснюється до початку робіт і включає перевірку якості матеріалів та
відповідності обладнання.
 Бентонітовий порошок: Перевіряється наявність сертифіката
відповідності, вологість (не вище 10%) та показник вільного набухання
(згідно з даними табл. 2.3, він має бути не менше 23%).
 Пісок: Контролюється гранулометричний склад (фракція 0–1,2
мм) та відсутність глинистих домішок, що можуть знизити проникну
здатність суміші.
 Вода: Ключовим параметром є температура. Перед кожним
замісом ланковий перевіряє відповідність температури води
технологічній карті (40–45∘C).
2. Операційний контроль.
Виконується безпосередньо в процесі роботи. У «Журналі виконання
ін’єкційних робіт» фіксуються:
 Фактична глибина та кут нахилу шпурів.
 Тиск нагнітання (контроль за манометром, не допускається
перевищення 0,5 МПа).
 Об’єм поглинання суміші кожним отвором.
 Відсутність виходів суміші на поверхню ґрунту або в суміжні
приміщення.
3. Приймальний контроль та методика статичного зондування.
Традиційний метод оцінки якості («суха стіна») потребує тривалого часу
(від кількох тижнів до сезону дощів). Для оперативного контролю
сформованого заекранного шару в даній роботі запропоновано та апробовано
метод статичного зондування (Static Cone Penetration Test).
Суть методики полягає у вимірюванні питомого опору ґрунту зануренню
зонда до і після ін’єктування.
Через контрольні отвори (1–2 шт. на 10 м²), пробурені між основними
ін’єкторами, вводиться мініатюрний пенетрометр.
Для оцінки якості ущільнення вводиться коефіцієнт заміщення (Kз), який
розраховується за формулою:

де qдо та qпісля – середній питомий опір ґрунту в зоні екрана до та після
нагнітання суміші відповідно.
Критерії оцінки:
 Kз>1,5 – ущільнення достатнє, екран сформовано.
 Kз≈1,0– суміш не потрапила в зону контролю (необхідне
повторне ін’єктування).
На рисунку 3.3 наведено графіки зондування, отримані на
експериментальній ділянці.

Питомий опір q,
0 2 4 6 8 10
0
10
20
Зона формування
мембрани
30 До ін'єктування
40
Після ін'єктування
50
60
Рисунок 3.3 – Профілі статичного зондування
Відстань від грані стіни, см
Як видно з графіків, після виконання робіт спостерігається значне
зростання опору ґрунту (червона лінія) в зоні 30–50 см від краю стіни, що
свідчить про формування щільної ґрунтобетонної структури ("вуалі").
4. Геотехнічний моніторинг.
Оскільки ін’єктування під тиском створює додаткове напруження в основі
фундаменту, згідно з ДБН В.1.2-14:2018 [5], обов’язковим є проведення
моніторингу деформацій.
 На тріщинах у стінах встановлюються гіпсові або пластинчасті
маяки.
 Проводиться нівелювання осадових марок на цоколі будівлі (до
початку робіт, під час виконання та через 28 діб після завершення).
 Якщо зафіксовано розширення тріщин або підйом конструкції
більше ніж на 2 мм, роботи негайно зупиняються для коригування
тиску нагнітання.

ВИСНОВКИ ДО РОЗДІЛУ 3
1. Розроблено технологічну карту на влаштування екранної
(«вуальної») гідроізоляції методом ін’єктування бентонітових сумішей
за контур конструкції. Запропонована схема розташування шпурів у
шаховому порядку з кроком 400–500 мм та кутом нахилу 30–45°
забезпечує створення суцільного захисного шару без необхідності
проведення земляних робіт.
2. Для складних гідрогеологічних умов (фільтруючі ґрунти, активні
течії) обґрунтовано технологію комбінованого захисту, яка передбачає
попереднє створення цементної притискної стінки з подальшим
нагнітанням бентонітового гелю. Це дозволяє локалізувати зону
ін’єктування та запобігти вимиванню матеріалу.
3. Здійснено підбір комплекту машин та механізмів, адаптованого
до умов роботи в підвальних приміщеннях. Вперше в технологічний
ланцюг включено мобільний вузол термопідготовки води, що дозволяє
реалізувати науково обґрунтований режим «теплого» ін’єктування.
4. На основі хронометражних спостережень встановлено виробничу
норму трудомісткості робіт, яка становить 5,4 люд.-год на 1 м² екрана.
Це дозволяє планувати чисельність бригад та графіки виконання
ремонтів укриттів.
5. Запропоновано методику контролю якості прихованих робіт
методом статичного зондування. Введення коефіцієнта заміщення
ґрунту ( Kз) дозволяє об’єктивно оцінити щільність сформованого
екрана та приймати рішення про завершення робіт.

РОЗДІЛ 4
ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ЗАПРОПОНОВАНИХ РІШЕНЬ
Впровадження нових організаційно-технологічних рішень у будівництві
вимагає комплексного обґрунтування, яке базується на порівнянні
запропонованого варіанта з існуючими аналогами (базовими варіантами).
Згідно з ДСТУ Б Д.1.1-1:2013 [15] та сучасними підходами до економіки
будівництва [56, 60], оцінка ефективності інвестицій у ремонт та
реконструкцію повинна враховувати не лише прямі кошторисні витрати, а й
експлуатаційні показники та соціальний ефект протягом усього життєвого
циклу будівлі.
4.1. Методика оцінки техніко-економічної ефективності відновлення
гідроізоляції
Специфіка об’єкта дослідження (підземні частини будівель в умовах
щільної забудови) накладає обмеження на вибір критеріїв ефективності.
Традиційний підхід "мінімізації кошторисної вартості" в даному випадку є
хибним, оскільки він не враховує ризики повторного протікання та вартість
ліквідації наслідків (пліснява, руйнування оздоблення, вихід з ладу
обладнання в укриттях).
Тому в даній роботі прийнято методику системної оцінки, яка включає
три групи показників: технічні, економічні та соціальні.
1. Вибір бази для порівняння.
Для коректного розрахунку ефективності запропонованої технології
(ін’єкція бентонітових сумішей) необхідно порівняти її з альтернативними
варіантами, які реально застосовуються на ринку України:
 Варіант 1 (Традиційний/Базовий): Відновлення гідроізоляції
методом відкопування фундаменту та нанесення бітумних мастик. (В
умовах щільної забудови часто є неможливим або надзвичайно
дорогим через необхідність відновлення благоустрою).
 Варіант 2 (Конкурентний): Ін’єкційна гідроізоляція
полімерними матеріалами (поліуретанові смоли, акрилатні гелі).
(Технологічно ефективний, але має високу вартість матеріалів).
 Варіант 3 (Запропонований): Ін’єкційна екранна гідроізоляція
на основі активованих бентонітових глин (включаючи комбінований
метод з притискною стінкою).
2. Система критеріїв оцінки.
Основні показники, що використовуються для порівняння варіантів,
згруповано в таблиці 4.1.
Таблиця 4.1 – Критерії комплексної оцінки ефективності технологій
гідроізоляції
Група Одиниця Характеристика (Чому це
Показник
критеріїв виміру важливо)
Визначає тривалість
люд.-
Технологічні Трудомісткість робіт ремонту та чисельність
год/м²
персоналу.
Ймовірність безвідмовної
Технологічна бали /
роботи (відсутність
надійність роки
протікань).
Можливість локального
Ремонтопридатність так/ні усунення дефектів без

повної переробки.
Вартість матеріалів,
Прямі витрати
Економічні грн/м² зарплати та експлуатації
(Собівартість)
машин.
Вартість володіння
Наведені витрати
грн/рік системою з урахуванням
(LCC)
терміну служби.
Відсутність токсичних
Безпека виконання рівень
Соціальні випарів (важливо для
робіт ризику
житлових будинків).
Вплив на ґрунтові води та
Екологічність -
здоров'я людей в укриттях.
3. Алгоритм розрахунку економічного ефекту.
Основним критерієм економічної доцільності є мінімум наведених витрат.
Економічний ефект (E) від впровадження нової технології розраховується як
різниця вартості виконання робіт та економії на експлуатаційних витратах
[57]:
E=(C1−C2)⋅A+Eекспл, (4.1)
де:
 C1,C2 – повна кошторисна вартість одиниці робіт за базовим та
новим варіантами відповідно, грн/м²;
 A – річний обсяг впровадження, м²;
 Eекспл – економія експлуатаційних витрат, що виникає за
рахунок збільшення міжремонтного періоду.
Особливістю бентонітової гідроізоляції є її довговічність. Термін служби
полімерних матеріалів становить 15–20 років (через деструкцію полімерів у
ґрунті), тоді як термін служби бентоніту (мінералу) є необмеженим [34].
Для врахування цього фактору використовується метод розрахунку
вартості життєвого циклу (Life Cycle Costing), де витрати приводяться до
одного року експлуатації:

( )

де:
 K – капітальні вкладення (вартість влаштування гідроізоляції),
грн;
 Tсл– ефективний термін служби покриття до капітального
ремонту, років.
4. Оцінка соціального ефекту.
В умовах воєнного стану соціальний ефект не завжди має прямий
грошовий вираз, але є вирішальним при прийнятті рішень. Він оцінюється за
такими параметрами [36, 55]:
 Забезпечення функціонування укриттів: Можливість
безпечного перебування людей у підвалах (відсутність вогкості та
грибка).
 Збереження житлового фонду: Запобігання аварійності будівель
через замокання фундаментів.
 Екологічна безпека: Бентоніт, на відміну від деяких полімерних
смол, є хімічно інертним і не забруднює підземні води, що дозволяє
використовувати його в зонах щільної житлової забудови.
Запропонована методика дозволяє об’єктивно оцінити переваги технології
вуальної гідроізоляції не лише за критерієм "ціна матеріалу", але й з точки
зору довгострокової перспективи та безпеки.

Дуже
Початкова вартість влаштування Витрати на ремонти (за 50
Висока
Оптимальна
Полімерна ін'єкція Відкопування фундаменту Бентонітова "вуаль"
(Варіант 2) (Варіант 1) (Запропоновано)
Рисунок 4.1 – Структура вартості життєвого циклу різних систем
гідроізоляції

4.2. Порівняльний аналіз вартості запропонованої технології з
традиційними методами (в цінах 2024-2025 рр.)
Для визначення економічної ефективності розроблених рішень виконано
розрахунок прямих витрат на влаштування 100 м² гідроізоляції. Кошторисна
вартість розрахована ресурсним методом відповідно до ДСТУ Б Д.1.1-1:2013
[15], виходячи з поточних цін на матеріальні та трудові ресурси в будівельній
галузі України (станом на I квартал 2025 року).
Вихідні дані для розрахунку:
1. Заробітна плата: Середньомісячна заробітна плата у будівництві
прийнята на рівні 21 000 грн (розряд робіт 3,8). Середня вартість 1
люд.-год з урахуванням податків та накладних витрат становить 220
грн.
2. Вартість матеріалів: Прийнята за прайс-листами постачальників
(середні ринкові ціни з ПДВ):
o Бентонітовий порошок (Україна): 18–22 грн/кг.
o Поліуретанова смола (ЄС): 950–1200 грн/кг.
o Бітумна мастика: 90–110 грн/кг.
3. Експлуатація машин: Вартість машино-години розрахована на
основі амортизації та енерговитрат.
Калькуляція витрат для запропонованого методу.
Розрахунок собівартості влаштування екранної гідроізоляції на основі
бентоніту (за технологією, описаною в Розділі 3) наведено в таблиці 4.2.
Трудомісткість прийнята згідно з нормами, розробленими в п. 3.4 (5,4 люд.-
год/м²).

Таблиця 4.2 – Локальний кошторисний розрахунок на влаштування
100 м² бентонітової гідроізоляції (Варіант «Вуаль»)
№ Од. Ціна за Загальна
Найменування ресурсу Кількість
з/п вим. од., грн вартість, грн
I Матеріальні ресурси

1 Бентонітовий глинопорошок кг 3500 20,00 70 000
2 Пісок будівельний (митий) кг 4200 0,80 3 360
3 Пакери ін'єкційні розтискні шт 688 45,00 30 960
Ремонтна суміш (для
4 кг 50 25,00 1 250
тампонування)
Разом матеріали: 105 570

II Трудові ресурси

Витрати праці робітників (5,4 люд.-
5 540 220,00 118 800
× 100) год
III Машини та механізми

Експлуатація насоса, дриля, маш.-
6 100 150,00 15 000
установки алмазного буріння год
ВСЬОГО прямі витрати: 239 370

Вартість на 1 м²: 2 393,70

Порівняння з альтернативними варіантами.
Для оцінки конкурентоспроможності отриманий показник (2393,70 грн/м²)
порівнювався з вартістю робіт за іншими технологіями:
1. Полімерна ін’єкція (PUR): Використовуються дорогі імпортні
смоли. Витрата матеріалу менша, але ціна за кілограм у 50 разів вища.
2. Традиційний метод (Відкопування): Включає земляні роботи
(часто вручну через мережі), відновлення гідроізоляції бітумом,
зворотну засипку та, що найдорожче в місті, – відновлення
асфальту/бруківки (благоустрій).
Результати порівняльного аналізу зведено в таблиці 4.3.
Таблиця 4.3 – Порівняльна вартість відновлення 1 м² гідроізоляції
різними методами
Варіант 1: Варіант 2:
Варіант 3:
Традиційний Полімерна
Стаття витрат Бентонітова ін'єкція
(Відкопування + ін'єкція
(Запропоновано)
Бітум) (Смоли)
Матеріали 450 грн 3 800 грн 1 056 грн
Заробітна 1 800 грн (земляні
900 грн 1 188 грн
плата роботи вручну)
Машини /
500 грн 300 грн 150 грн
Транспорт
Відновлення 1 500 грн
0 грн 0 грн
благоустрою (асфальт/плитка)
РАЗОМ (прямі
4 250 грн 5 000 грн 2 394 грн
витрати):
Економія (до База
- 52,1%
Варіанту 2): порівняння

Рисунок 4.2 – Діаграма порівняння вартості
Аналіз результатів:
1. Запропонована технологія є найдешевшою серед розглянутих
варіантів (2394 грн/м²).
2. У порівнянні з полімерною ін’єкцією (5000 грн/м²), економія
досягається виключно за рахунок низької вартості вітчизняних
матеріалів (глина та пісок). Вартість робіт при цьому є співставною.
Економічний ефект становить 2606 грн на кожному квадратному
метрі, або 52%.
3. У порівнянні з традиційним методом (4250 грн/м²), ін’єкційна
технологія виграє за рахунок відсутності витрат на відновлення
благоустрою (асфальтування, укладання ФЕМ), що в умовах міста
складає левову частку бюджету ремонту.
Розрахунок річного економічного ефекту.
При річному обсязі впровадження робіт (наприклад, ремонт 5 типових
укриттів площею стін 200 м² кожне -> A=1000 м²), сумарний економічний
ефект становитиме:
Eріч=(Cполімер−Cбентоніт)⋅A=(5000−2394)⋅1000=2 606 000 грн.
Висновки.
Розрахунки підтверджують, що використання модифікованої бентонітової
суміші є економічно найдоцільнішим рішенням для масового ремонту
підземних споруд комунальної власності. Технологія дозволяє вдвічі знизити
витрати бюджетних коштів порівняно з імпортними аналогами, забезпечуючи
при цьому необхідні показники надійності.

4.3. Соціальний ефект: продовження життєвого циклу будівлі та
забезпечення санітарних норм для укриттів
Впровадження удосконаленої технології ін’єкційної гідроізоляції має
виражений соціальний ефект, який проявляється у покращенні умов
життєдіяльності населення та підвищенні безпеки експлуатації будівельного
фонду. Соціальна складова ефективності оцінюється за трьома основними
напрямками.
1. Забезпечення санітарно-гігієнічного благополуччя в захисних
спорудах.
В умовах воєнного стану підвальні приміщення набули статусу критичної
інфраструктури життєзабезпечення (найпростіші укриття). Відсутність
надійної гідроізоляції призводить до постійної вологості повітря понад 85–
90%, що є сприятливим середовищем для розвитку патогенної мікрофлори
(плісняви, грибків родів Aspergillus, Penicillium).
Перебування великої кількості людей у таких приміщеннях, навіть
протягом кількох годин, створює загрозу для здоров'я, провокуючи алергічні
реакції та загострення респіраторних захворювань.
Застосування розробленої технології «вуальної» гідроізоляції дозволяє:
 Нормалізувати вологість повітря до рівня 60–65% (згідно з ДБН
В.2.2-5:2023).
 Ліквідувати джерела біологічного забруднення.
 Зробити укриття придатними для тривалого перебування людей,
включаючи дітей та осіб похилого віку.
2. Продовження життєвого циклу будівель (Life Cycle Extension).
Більшість експлуатованих будівель у центрах міст України зведені 50–100
років тому. Постійне замокання фундаментів ґрунтовими водами, що містять
агресивні домішки, викликає корозію арматури та вилуговування бетону
(корозія I та II видів). Це призводить до втрати несучої здатності та
передчасного переходу будівлі в аварійний стан.
Своєчасне відновлення гідроізоляції бентонітовими сумішами зупиняє
процеси деградації матеріалів. Розрахунковий термін служби будівлі
продовжується на 25–30 років без необхідності капітального підсилення
конструкцій. Це дозволяє зберегти житловий фонд та уникнути колосальних
витрат на знесення аварійних об'єктів та нове будівництво.
3. Мінімізація впливу на міське середовище.
Виконання робіт запропонованим ін’єкційним методом здійснюється
зсередини підвальних приміщень. Це має важливий соціально-урбаністичний
ефект:
 Відсутність земляних робіт: Не потрібно розкопувати траншеї
вздовж фасадів, що дозволяє зберегти існуючий благоустрій (тротуари,
зелені насадження, дитячі майданчики).
 Транспортна доступність: Не перекриваються проїзди та
пішохідні зони, що є типовим для традиційних методів ремонту.
 Екологічність: Відсутність будівельного пилу та шуму від
важкої техніки, що особливо важливо при виконанні робіт у
густонаселених житлових кварталах.
Таким чином, соціальний ефект від впровадження технології полягає у
створенні безпечного простору для населення та збереженні архітектурно-
будівельної спадщини міст.

ВИСНОВКИ ДО РОЗДІЛУ 4
1. Обґрунтовано методику комплексної оцінки ефективності
відновлення гідроізоляції, яка, на відміну від традиційного
кошторисного підходу, базується на аналізі вартості життєвого циклу
(Life Cycle Cost) та враховує специфічні вимоги до споруд цивільного
захисту.
2. Виконано порівняльний економічний аналіз у цінах 2025 року.
Встановлено, що собівартість влаштування 1 м² бентонітової екранної
гідроізоляції становить 2394 грн, що на 52% дешевше, ніж
використання імпортних полімерних смол (5000 грн/м²), та на 43%
дешевше за традиційний метод відкопування фундаменту (4250
грн/м²), який вимагає значних витрат на відновлення благоустрою.
3. Доведено, що основна економія досягається за рахунок
використання доступних вітчизняних матеріалів (бентонітова глина,
пісок) та відсутності необхідності у дорогих земляних роботах та
відновленні асфальтобетонного покриття.
4. Визначено соціальну значущість запропонованих рішень.
Технологія дозволяє привести підвальні приміщення у відповідність до
санітарних норм для укриттів (сухість, відсутність грибка) та
подовжити термін експлуатації житлових будівель на 25–30 років, що є
критично важливим для збереження інфраструктури в умовах
обмеженого бюджетного фінансування.

РОЗДІЛ 5
ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ
Забезпечення безпечних умов праці при виконанні робіт з відновлення
гідроізоляції регулюється Законом України «Про охорону праці», Кодексом
цивільного захисту України та державними будівельними нормами ДБН
А.3.2-2-2009 «Система стандартів безпеки праці. Охорона праці і промислова
безпека у будівництві» [9].
Специфіка запропонованої технології, яка передбачає виконання робіт у
підвальних приміщеннях (укриттях) в умовах щільної забудови, вимагає
детального аналізу потенційних ризиків.
5.1. Аналіз небезпечних виробничих факторів при виконанні
ін'єкційних робіт
Робоче середовище при влаштуванні ін’єкційної гідроізоляції
характеризується наявністю комплексу небезпечних та шкідливих
виробничих факторів, які, згідно з ГОСТ 12.0.003-74 (що залишається
чинним в частині класифікації), поділяються на фізичні, хімічні та
психофізіологічні.
1. Фізичні небезпечні фактори:
 Підвищений тиск у системі нагнітання. Технологія передбачає
подачу суміші під тиском до 0,5–0,6 МПа (5–6 атмосфер). Порушення
герметичності шлангів, з’єднань або зрив пакера може призвести до
травмування персоналу струменем розчину (гідроудар) або
механічного удару відірваним шлангом.
 Рухомі частини машин. Робота з обертовими механізмами
(шнек розчинонасоса, шпиндель алмазної установки, вінчик міксера)
створює ризик захоплення одягу або травмування кінцівок.
 Підвищене значення напруги в електричному ланцюзі. Роботи
виконуються в умовах підвищеної вологості (підвали, що протікають).
Використання електроінструменту (дрилі, насоси 220/380 В) без
належного заземлення та пристроїв захисного вимкнення (ПЗВ)
створює пряму загрозу ураження електричним струмом.
 Недостатня освітленість робочої зони. У підвальних
приміщеннях часто відсутнє стаціонарне освітлення або воно
пошкоджене. Робота в напівтемряві підвищує ризик травматизму при
переміщенні та обслуговуванні обладнання.
 Підвищений рівень шуму та вібрації. Робота дрилів та
перфораторів у замкнутому просторі створює акустичне навантаження,
що перевищує санітарні норми (80 дБА), що вимагає застосування
засобів захисту органів слуху.
 Мікроклімат. Підвали часто характеризуються низькою
температурою повітря та високою вологістю (до 90-95%), що може
призвести до переохолодження працівників та загострення хронічних
захворювань.
2. Хімічні шкідливі фактори:
 Пил (аерозолі фіброгенної дії). При приготуванні сухої суміші
(дозування бентонітового порошку та піску) у повітря робочої зони
виділяється дрібнодисперсний пил. Бентоніт містить вільний діоксид
кремнію ( SiO2), тривале вдихання якого без респіраторів може
призвести до професійних захворювань легенів (силікоз,
пневмоконіоз).
 Лужне середовище. При виконанні першого етапу робіт
(нагнітання цементного розчину для притискної стінки) працівники
контактують з цементом, який при змішуванні з водою утворює лужне
середовище, здатне викликати хімічні опіки шкіри та подразнення
слизових оболонок.
3. Психофізіологічні фактори:
 Робота в замкнутому просторі. Виконання робіт у тісних
підвалах, технічних підпіллях з низькою стелею створює фізичне та
психологічне навантаження.
 Фізичні перевантаження. Ручне переміщення мішків з
матеріалами (бентоніт, пісок) та обладнання по сходах у підвал.
Специфічні ризики воєнного часу.
Оскільки об'єктом реконструкції є споруди подвійного призначення
(укриття), до переліку факторів додається ризик раптового припинення
робіт та евакуації під час повітряної тривоги. Наявність будівельного
обладнання та матеріалів не повинна захаращувати евакуаційні шляхи та
зменшувати корисну площу укриття, необхідну для розміщення людей.
На основі проведеного аналізу в наступних підрозділах розроблено
конкретні інженерно-технічні заходи щодо мінімізації впливу зазначених
факторів.

5.2. Заходи безпеки при роботі з насосним обладнанням високого тиску
Основним засобом механізації технологічного процесу є шнековий
розчинонасос, який створює робочий тиск у системі до 2,0 МПа (хоча
технологічна карта обмежує його до 0,5 МПа). Робота з напірними рукавами
та запірною арматурою вимагає суворого дотримання правил експлуатації
для запобігання травматизму.
Для забезпечення безпеки під час ін’єкційних робіт необхідно виконувати
такі заходи:
1. Перевірка технічного стану обладнання.
Перед початком кожної зміни ланковий (Г4) зобов'язаний:
 Оглянути нагнітальні шланги на предмет відсутності тріщин,
здуття, перегинів та потертостей зовнішнього шару. Використання
пошкоджених рукавів категорично заборонено.
 Перевірити надійність з’єднань (камлок, різьбові муфти). Всі
з’єднання повинні бути ущільнені прокладками та затягнуті.
 Переконатися у справності манометра. Прилад повинен мати
повірочне тавро і працювати плавно, без ривків стрілки.
 Перевірити роботу запобіжного клапана (байпасу) або реле тиску,
яке автоматично вимикає насос при перевищенні заданого порогу (0,6
МПа).
2. Вимоги безпеки під час нагнітання.
 Засоби індивідуального захисту (ЗІЗ): Усі працівники в зоні
проведення робіт повинні бути в захисних окулярах закритого типу або
прозорих щитках. Потрапляння бентонітової суміші з піском в очі під
тиском може призвести до важких травм рогівки.
 Позиціонування: Працівнику забороняється стояти
безпосередньо навпроти пакера вздовж осі шпуру. У разі «відстрілу»
(виривання) пакера зі слабкої кладки він перетворюється на
небезпечний снаряд. Ін’єктування слід виконувати, знаходячись збоку
від отвору.
 Робота зі шлангами: Забороняється перегинати шланги під
гострим кутом під час роботи насоса для припинення подачі суміші
(для цього є пульт управління). Радіус вигину повинен бути не менше
допустимого паспортного значення (зазвичай 0,5–1,0 м).
3. Дії при аварійних ситуаціях.
 У разі різкого підвищення тиску на манометрі (утворення пробки)
необхідно негайно вимкнути насос та увімкнути режим реверсу
(зворотного ходу) для скидання тиску в системі.
 Категорично забороняється роз’єднувати шланги, підтягувати
гайки або намагатися прочистити сопло, якщо система знаходиться під
тиском. Перед будь-якими маніпуляціями тиск має бути стравлений до
нуля.
4. Специфіка роботи з підігрітою сумішшю.
Оскільки технологія передбачає використання суміші з температурою
+40⋯+45∘C, необхідно враховувати ризик термічного впливу.
 Металеві частини насоса та фітинги можуть нагріватися.
Використання прогумованих захисних рукавиць є обов’язковим.
 При промиванні системи гарячою водою після завершення робіт
слід остерігатися розбризкування рідини.
5. Комунікація.
Враховуючи шум від роботи обладнання та можливу віддаленість насосної
станції від місця ін’єктування, між оператором насоса та ін’єкціоністом
повинна бути відпрацьована система звукових або знакових сигналів
(«Подача», «Стоп», «Аварія»). При роботі в різних приміщеннях (насос на
вулиці/в коридорі, ін’єктор у приміщенні) обов’язкове використання рацій.

5.3. Електробезпека та пожежна безпека на будівельному майданчику
в стесненних умовах
Умови виконання гідроізоляційних робіт у підвальних приміщеннях з
підвищеною вологістю (понад 75%) та наявністю струмопровідних підлог
(ґрунт, бетон) класифікують ці приміщення як «особливо небезпечні» щодо
ураження електричним струмом (згідно з НПАОП 40.1-1.21-98). Крім того,
стеснені умови (вузькі проходи, низькі стелі) створюють додаткові ризики у
разі виникнення пожежі.
1. Забезпечення електробезпеки.
Для запобігання електротравматизму проектом виконання робіт (ПВР)
передбачаються такі технічні заходи:
 Підключення обладнання: Усі електроспоживачі (насосна
станція, дрилі, водонагрівачі) повинні підключатися до електромережі
виключно через силові щити, обладнані пристроями захисного
вимкнення (ПЗВ) зі струмом витоку не більше 30 мА. Це забезпечує
миттєве знеструмлення лінії при пошкодженні ізоляції або дотику
людини до струмопровідних частин.
 Кабельне господарство: Використовуються кабелі з подвійною
гумовою ізоляцією (типу КГ), стійкі до механічних пошкоджень та
вологи. В умовах захаращеного підвалу кабелі повинні бути підвішені
на висоті не менше 2,5 м або захищені коробами/трапами, щоб
уникнути їх пошкодження колесами візків чи ногами працівників.
Прокладання кабелів по мокрій підлозі категорично заборонено.
 Освітлення: Для місцевого освітлення робочої зони в особливо
небезпечних приміщеннях необхідно використовувати переносні
світильники напругою не вище 12–42 В. Світильники повинні мати
вологозахищене виконання (IP54 і вище) та захисну сітку.
 Заземлення: Корпуси всіх металевих механізмів (насос, ємність
для нагріву води) підлягають обов’язковому заземленню.
2. Заходи пожежної безпеки.
Хоча бентонітова глина та пісок є негорючими матеріалами (група НГ),
ризик виникнення пожежі існує через використання електрообладнання та
наявність пакувальних матеріалів. Згідно з Правилами пожежної безпеки в
Україні (НАПБ А.01.001-2014), встановлюються такі вимоги:
 Евакуаційні шляхи: В умовах стесненності критично важливим
є утримання проходів вільними. Забороняється складувати мішки з
бентонітом, порожню тару та інструменти на шляхах евакуації та
безпосередньо біля виходу з приміщення. Ширина проходу має бути не
менше 1,0 м.
 Термообладнання: Оскільки технологія передбачає підігрів
води, електричні ТЕНи повинні бути обладнані справними
терморегуляторами та захистом від перегріву. Забороняється залишати
ввімкнені нагрівальні прилади без нагляду.
 Засоби пожежогасіння: Робоча зона (пост приготування суміші
та пост насоса) повинна бути укомплектована двома порошковими
вогнегасниками (типу ВП-5) та покривалом з негорючого
теплоізоляційного полотна (кошмою) для гасіння електрообладнання.
Виконання зазначених заходів дозволяє мінімізувати виробничі ризики та
забезпечити безпечне виконання робіт в умовах діючої будівлі.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
У кваліфікаційній роботі магістра вирішено актуальне науково-практичне
завдання удосконалення технології відновлення гідроізоляції підземних
частин експлуатованих будівель в умовах щільної міської забудови. На
основі теоретичних та експериментальних досліджень отримано такі
результати:
1. Встановлено, що в умовах воєнного стану та зміни
функціонального призначення підвальних приміщень (використання як
укриттів) існуючі методи ремонту гідроізоляції є малоефективними або
технічно неможливими через щільність забудови. Обґрунтовано
доцільність застосування методу ін’єктування бентонітових сумішей
для створення зовнішнього захисного екрана («вуалі»).
2. Експериментально доведено, що оптимальним складом для
ін’єкційної суміші є композиція: 45% натрієвого бентоніту та 55%
дрібнозернистого піску. Така суміш забезпечує тиск набухання 375
кПа, що достатньо для герметизації конструкцій при тиску води до 30 м
водяного стовпа.
3. Розроблено та науково обґрунтовано вдосконалений
технологічний режим «теплого ін’єктування». Встановлено, що
попередній підігрів води замішування до 45∘C знижує динамічну
в’язкість суміші на 20%. Це дозволяє зменшити робочий тиск
нагнітання до безпечного рівня (0,3–0,4 МПа), що унеможливлює
руйнування ослаблених фундаментів старих будівель.
4. Розроблено організаційно-технологічні рішення виконання робіт,
що включають схеми буріння, підбір комплекту обладнання та
технологічні карти для двох варіантів: створення простої мембрани та
комбінованого захисту з притискною стінкою (для сильно фільтруючих
ґрунтів).
5. На основі хронометражних спостережень встановлено
нормативну трудомісткість робіт – 5,4 люд.-год/м², що стало основою
для економічних розрахунків. Вперше запропоновано методику
контролю якості прихованих робіт методом статичного зондування з
використанням коефіцієнта заміщення ґрунту.
6. Розрахунок економічної ефективності у цінах 2025 року показав,
що запропонована технологія дозволяє знизити вартість ремонтних
робіт на 52% порівняно з використанням імпортних полімерних
матеріалів та на 43% порівняно з традиційним методом відкопування
фундаменту. Соціальний ефект полягає у забезпеченні санітарних норм
для безпечного перебування населення в укриттях та подовженні
терміну експлуатації житлового фонду.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Закон України «Про регулювання містобудівної діяльності» № 3038-VI
від 17.02.2011 (зі змінами та доповненнями станом на 2024 рік).
2. Закон України «Про будівельні норми» № 1704-VI від 05.11.2009 (зі
змінами та доповненнями).
3. ДБН В.2.6-220:2017. Покриття будівель і споруд. – К.: Мінрегіон
України, 2017.
4. ДБН В.2.1-10:2018. Основи та фундаменти будівель і споруд. Основні
положення. – К.: Мінрегіон України, 2018.
5. ДБН В.1.2-14:2018. Система забезпечення надійності та безпеки
будівельних об’єктів. Загальні принципи забезпечення надійності та
конструктивної безпеки будівель і споруд. – К.: Мінрегіон України,
2018.
6. ДБН В.2.6-98:2009. Конструкції будинків і споруд. Бетонні та
залізобетонні конструкції. Основні положення. – К.: Мінрегіонбуд
України, 2011.
7. ДБН В.2.2-5:2023. Захисні споруди цивільного захисту. – К.: Мінрегіон
України, 2023.
8. ДБН А.3.1-5:2016. Організація будівельного виробництва. – К.:
Мінрегіон України, 2016.
9. ДБН А.3.2-2-2009. Система стандартів безпеки праці. Охорона праці і
промислова безпека у будівництві. Основні положення. – К.:
Мінрегіонбуд України, 2012.
10. ДСТУ-Н Б В.2.6-212:2016. Настанова з виконання робіт із улаштування
гідроізоляції фундаментів та огороджувальних конструкцій.
11. ДСТУ Б В.2.7-309:2016. Суміші сухі будівельні. Методи випробувань.
12. ДСТУ EN 1504-5:2015. Вироби та системи для захисту і ремонту
бетонних конструкцій. Частина 5: Ін’єктування бетону (EN 1504-
5:2004, IDT).
13. ДСТУ Б В.2.7-171:2008. Будівельні матеріали. Бетони. Методи
визначення водонепроникності.
14. ДСТУ-Н Б В.2.1-28:2013. Настанова щодо проведення земляних робіт,
улаштування основ та спорудження фундаментів.
15. ДСТУ Б Д.1.1-1:2013. Правила визначення вартості будівництва.
16. ISO 10414-1:2008. Petroleum and natural gas industries — Field testing of
drilling fluids — Part 1: Water-based fluids (Аналіз властивостей
бентонітових розчинів).
17. DIN 18533-1:2017-07. Waterproofing of ground-contacting building
components - Part 1: Requirements, planning and execution principles.
18. ASTM D5084-16a. Standard Test Methods for Measurement of Hydraulic
Conductivity of Saturated Porous Materials Using a Flexible Wall
Permeameter.
19. EN 1997-1:2004. Eurocode 7: Geotechnical design – Part 1: General rules.
20. WTA Merkblatt 4-6-14. Nachträgliches Abdichten erdberührter Bauteile
(Пост-гідроізоляція будівельних елементів, що контактують з грунтом).
21. Азізов Т.Н., Виноградов В.В. Ремонт та підсилення будівельних
конструкцій: Навчальний посібник. – К.: КНУБА, 2019. – 320 с.
22. Барабаш М.С., Савицький М.В. Сучасні технології гідроізоляції
підземних споруд. – Дніпро: ПДАБА, 2020.
23. Бєліков А.С., Капшук О.А. Технологія і організація гідроізоляційних
робіт у складних інженерно-геологічних умовах. – Дніпро: «Свідлер
А.Л.», 2018.
24. Винников Ю.Л. Особливості влаштування гідроізоляції заглиблених
споруд в умовах щільної забудови // Вісник Полтавського
національного технічного університету. – 2021. – № 2. – С. 45-52.
25. Гідроізоляційні матеріали та системи: довідник проектувальника / За
ред. проф. О.М. Лівінського. – К.: МП «Леся», 2019.
26. Гончаренко Д.Ф., Старкова О.В. Технологія реконструкції підземних
споруд: підручник. – Харків: ХНУМГ ім. О.М. Бекетова, 2018.
27. Іванченко І.Г. Дослідження ефективності бентонітових композицій для
гідроізоляції фундаментів // Будівельні матеріали та вироби. – 2020. –
№ 3. – С. 22-28.
28. Клименко Є.В., Антоненко А.С. Відновлення експлуатаційних
властивостей підземних паркінгів методом ін’єктування //
Містобудування та територіальне планування. – 2022. – Вип. 79. – С.
112-120.
29. Корнійчук О.І. Сучасні методи захисту підземних частин будівель від
ґрунтових вод // Вісник Львівської політехніки. Серія: Теорія і
практика будівництва. – 2019. – № 912. – С. 56-63.
30. Менейлюк О.І., Нікіфоров О.Л. Технологія будівельного виробництва:
Підручник. – Одеса: ОДАБА, 2021.
31. Молодід О.С., Плохута Р.О. Організаційно-технологічні рішення при
влаштуванні гідроізоляції експлуатованих будівель // Шляхи
підвищення ефективності будівництва в умовах формування ринкових
відносин. – 2023. – Вип. 48. – С. 89-95.
32. Савенко В.І., Чернишев Д.О. Технічна експлуатація та реконструкція
будівель і споруд. – К.: «Каравела», 2019. – 344 с.
33. Тугай А.М., Орлова О.А. Водопостачання та водовідведення:
підручник. – К.: Знання, 2018 (розділ про дренажні системи та захист
від підтоплення).
34. Хомич Л.В. Властивості бентонітових глин Черкаського родовища та
перспективи їх використання у будівництві // Мінеральні ресурси
України. – 2021. – № 1. – С. 34-39.
35. Червінський В.Я. Технології захисту будівельних конструкцій від
корозії: навчальний посібник. – Львів: Видавництво Львівської
політехніки, 2020.
36. Шарапа С.П. Особливості застосування ін'єкційних технологій при
ремонті укриттів та захисних споруд // Проблеми цивільного захисту
населення. – 2023. – № 4. – С. 15-21.
37. Яковенко І.А. Економічна ефективність реконструкції житлового
фонду. – К.: Наукова думка, 2019.
38. Bell F.G. Engineering Geology and Construction. – Spon Press, London,
2004 (reprinted 2019).
39. Buzzi O., Fityus S., Sasaki Y. Characterisation of the swelling behaviour of
a bentonite–sand mixture // Applied Clay Science. – 2018. – Vol. 45. – P.
23-31.
40. Kutzner C. Grouting of Rock and Soil. – Rotterdam: Balkema, 2020
(Updated edition).
41. Mitchell J.K., Soga K. Fundamentals of Soil Behavior. – New York: John
Wiley & Sons, 2005 (Classic reference regarding clay properties).
42. Pusch R. Bentonite Clay: Environmental Properties and Applications. –
CRC Press, 2015.
43. Warner J. Practical Handbook of Grouting: Soil, Rock, and Structures. –
John Wiley & Sons, 2004.
44. Xanthakos P.P. Slurry Walls as Structural Systems. – McGraw-Hill, 2019
(Digital edition).
45. Yong R.N. Geoenvironmental Engineering: Contaminated Soils, Pollutant
Fate, and Mitigation. – CRC Press, 2001 (Focus on clay barriers).
46. Технічна карта на виконання робіт з ін'єкційної гідроізоляції
матеріалами системи Sika Injection. – ТОВ «Сіка Україна», 2023.
47. Технологічний регламент виконання робіт із застосуванням матеріалів
Penetron. – ТОВ «Пенетрон-Україна», 2022.
48. Інструкція з використання бентонітових матів та шнурів. – К.: ТОВ
«Євроізол», 2024.
49. Рекомендації щодо проектування та влаштування гідроізоляції
підземних частин будівель матеріалами MC-Bauchemie. – К., 2021.
50. Minova Guide to Injection Resins and Grouts. – Minova International Ltd.,
2022.
51. Андрієвська В.В. Вплив температурних режимів на реологічні
властивості бентонітових суспензій // Будівельні конструкції:
міжвідомчий наук.-техн. зб. – 2019. – Вип. 84.
52. Бойко І.П. Геотехніка в будівництві: Підручник. – К.: КНУБА, 2018.
53. Довідник з геотехніки / Під заг. ред. проф. М.Л. Зоценка. – Полтава:
ПНТУ, 2018.
54. Шульгін В.В. Інженерний захист територій від підтоплення. – Харків:
ФОП Бровін О.В., 2020.
55. Методичні рекомендації з обстеження технічного стану будівель та
споруд, пошкоджених внаслідок бойових дій. – К.: ДП «НДІБК», 2022.
56. Гриценко О.С. Економіка будівництва: Підручник. – К.: Ліра-К, 2021.
57. Іванілов О.С. Економіка підприємства: підручник. – К.: Центр учбової
літератури, 2019.
58. Тугай О.А. Організація будівельного виробництва: довідник. – К.:
Кондор, 2018.
59. Цифра Т.Ю. Кошторисна справа у будівництві. Навчальний посібник. –
К.: Центр навчальної літератури, 2023.
60. Pricing and Cost Estimation in Construction / Ed. by J. Smith. – Routledge,
2022.

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets