В процессе наблюдения за трещинами в несущих конструкциях зданий встает вопрос о том, каким образом лучше производить фиксацию результатов наблюдения. Ведь для контроля развития деформаций в конструкциях недостаточно просто установить маяки для наблюдения за трещинами. Необходимо еще и периодически снимать показания с этих маяков, т.е. измерять ширину раскрытия трещины и другие ее характеристики. Эти показания должны быть зафиксированы в документах, для того, чтобы всегда можно было посмотреть историю изменений и проанализировать результаты мониторинга.
Обязательных форм документов в настоящее время не существует, но есть рекомендуемые, которые разработаны в развитие норм и правил эксплуатации зданий , а также приведены в рекомендациях по обследованию зданий. Остановимся на двух основных формах документов, заполняемых при ведении мониторинга за несущими конструкциям при помощи маяков.
Журнал наблюдения за трещинами
Форма журнала наблюдения за трещинами в строительных конструкциях предложена в Пособии по оценке физического износа жилых зданий , разработанном в развитие ВСН 57-88 (Положение по техническому обследованию жилых зданий) . В данной форме журнала ведется сплошная фиксация результатов установки и наблюдения за трещинами при помощи маяков . Форму журнала можно скачать у нас на сайте .
Графический шаблон наблюдения за трещиной
Графический шаблон наблюдения за трещинами в несущих стенах зданий при помощи маяков предназначен для фиксации результатов наблюдений в виде наглядной диаграммы, показывающей характер происходящих измерений. Этот шаблон разработан на основе рекомендаций по обследованию зданий и дает удобное визуальное отображение процессов деформации здания. Данную форму наблюдения можно использовать дополнительно к журналу для анализа результатов мониторинга. После скачивания необходимо распечатать по одному шаблону для каждого места наблюдения (установки маяка). Скачать форму графического шаблона можно у нас на сайте .
Предложенные формы для документирования результатов наблюдения за развитием трещин в зданиях можно использовать как в процессе технической эксплуатации, так и при обследовании зданий. Обычно, специалисты по эксплуатации зданий устанавливают маяки в ходе весенних и осенних осмотров здания , при выявлении новых трещин. Дальнейший контроль установленных маяков и заполнение документов выполняется в зависимости от принятой периодичности, характера деформаций и особенностей объекта.
Появившиеся на стенах здания трещины не только портят эстетику постройки, но и являются признаком серьёзных проблем архитектурного плана.
При возникновении такой ситуации обязательно сообщают в компанию, отвечающую за эксплуатацию сооружения.
Специалисты должны провести техническую оценку сооружения, установить степень безопасности для дальнейшего использования и утвердить список мероприятий по устранению проблемы.
В процессе осмотра учитывают давность повреждения. Также устанавливают маяки на трещины стен, чтобы определить динамику развития разрушения.
Установка маяков для определения размеров трещин в стенах
Степень опасности появившейся трещины определяют по месту образования:
- на несущих стенах – создают серьезные аварийные ситуации;
- на перегородках – носят локальный характер.
За проблемным участком конструкции устанавливают наблюдение, используя разные виды маяков. Также мониторинг используется в зданиях, определённых как аварийные или с ограниченной работоспособностью. Следят за развитием образовавшихся разрушений и в сооружениях, рядом с которыми проходят активные строительные работы или проводится реконструкция.
Точечный способ контроля за трещинами на стенах
Электронные датчики и системы мониторинга
Гипсовые маяки
Пластинчатые маяки
Основной целью наблюдения является фиксация в специальном журнале всех изменений параметров появившихся трещин.
Такие показатели необходимы:
- для правильной оценки технического состояния постройки;
- решения о возможности дальнейшей эксплуатации;
- необходимости и сложности проведения ремонтных работ;
- ликвидации факторов, разрушающих здание.
Выбирая подходящий метод наблюдения, учитывают срочность получения информации, точность результатов, надёжность самого способа и трудоёмкость предстоящих работ.
Виды маяков и особенности использования
Электронные модели
В работе используются электронные датчики, способные передавать информацию на расстоянии. С помощью таких маяков на трещинах получают точные результаты повреждения стен или перестенков.
Процедура отличается дороговизной и необходимостью использования нескольких датчиков, измеряющих смещение конструкции в разных направлениях. Но, такие наблюдения проводят не более 15 дней, а результаты записывают с точностью до сотых.
Гипсовые отметки на стенах
Считаются самым доступным способом наблюдения за образовавшимися разрушениями. Перед установкой повреждённую поверхность потребуется выровнять. Если конструкция продолжает деформироваться, то на маяке образуются трещины. В этом случае рядом устанавливают контрольные метки.
При этом учитывают:
- негативную реакцию гипса на влияние низких температур и природных факторов;
- способность меток разрушаться самим по себе;
- высокую погрешность полученных результатов.
На полученную точность измерений влияет и неровность стены, на которой образовалась трещина. Каждой метке присваивается порядковый номер и дата. Результаты заносятся в журнал.
Мессуры
Как воспрепятствовать распространению трещин
Измерения с помощью пластинчатых приспособлений
Такие маяки устанавливаются с помощью эпоксидного клея или прикручиваются посредством дюбелей. Модели оборудованы сигнальной шкалой для проведения измерений. На шкале нанесены две оси и дополнительная информация, позволяющая полноценно исследовать повреждения во всех направлениях. Результаты измерения записываются с точностью до сотых (в миллиметрах).
По соотношению стоимости прибора и эффективности проведения мероприятия такой способ считается самым оптимальным. Также пластинчатые маяки удобные в использовании.
Точечный способ контроля
В области смещения конструкции определяются контрольные точки и отмечаются обычными дюбелями или специальными маячками, которые малозаметные на стене. При этом поверхность в проблемной зоне не требуется предварительно очищать от отделки. Такой метод позволяет наблюдать развитие раскола в любом направлении.
Точность результата зависит от погрешности инструментов, которыми выполняют контрольные замеры. Дюбеля или другие приспособления жёстко фиксируются к плоскости и не выпадают в период проведения исследований.
Мессуры
Представляют собой часовой механизм с высокоточной измерительной шкалой. Относятся к наглядным приспособлениям, с которых легко снимаются показания, а результат позволяет быстро ориентироваться в происходящих изменениях. Учитывая высокую стоимость приспособлений и такую же вероятность вандализма, маяки часового типа используются при проведении контрольных замеров.
При наличии трещин на несущих конструкциях зданий и сооружений необходимо организовать систематическое наблюдение за их состоянием и возможным развитием с тем, чтобы выяснить характер деформаций конструкций и степень их опасности для дальнейшей эксплуатации.
Наблюдение за развитием трещин проводится по графику, который в каждом отдельном случае составляется в зависимости от конкретных условий.
Трещины выявляются путем осмотра поверхностей конструкций, а также выборочного снятия с конструкций защитных или отделочных покрытий.
Следует определить положение, форму, направление, распространение по длине, ширину раскрытия, глубину, а также установить, продолжается или прекратилось их развитие.
На каждой трещине устанавливают маяк, который при развитии трещины разрывается. Маяк устанавливают в месте наибольшего развития трещины.
При наблюдениях за развитием трещин по длине концы трещин во время каждого осмотра фиксируются поперечными штрихами, нанесенными краской или острым инструментом на поверхности конструкции. Рядом с каждым штрихом проставляют дату осмотра.
Расположение трещин схематично наносят на чертежи общего вида развертки стен здания, отмечая номера и дату установки маяков. На каждую трещину составляют график ее развития и раскрытия.
Трещины и маяки в соответствии с графиком наблюдения периодически осматриваются, и по результатам осмотра составляется акт, в котором указываются: дата осмотра, чертеж с расположением трещин и маяков, сведения о состоянии трещин и маяков, сведения об отсутствии или появлении новых трещин и установка на них маяков.
Ширину раскрытия трещин обычно определяют с помощью микроскопа МПБ-2 с ценой деления 0,02 мм, пределом измерения 6,5 мм и микроскопа МИР-2 с пределами измерений от 0,015 до 0,6 мм, а также лупы с масштабным делением (лупы Бринеля) (рис.1) или других приборов и инструментов, обеспечивающих точность измерений не ниже 0,1 мм.
Рис. 1. Приборы для измерения раскрытия трещин а - отсчетный микроскоп МПБ-2, б - измерение ширины раскрытия трещины лупой: 1 - трещина; 2 - деление шкалы лупы; в – щуп
Глубину трещин устанавливают, применяя иглы и проволочные щупы, а также при помощи ультразвуковых приборов типа УКБ-1М, бетон-3М, УК-10П и др. Схема определения глубины трещин ультразвуковыми методами указана на рис.2 .
Рис. 2. Определение глубины трещин в конструкции 1 - излучатель; 2 – приемник
При применении ультразвукового метода глубина трещины устанавливается по изменению времени прохождения импульсов как при сквозном прозвучивании, так и методом продольного профилирования при условии, что плоскость трещинообразования перпендикулярна линии прозвучивания. Глубина трещины определяется из соотношений:
где h - глубина трещины (см. рис. 2); V - скорость распространения ультразвука на участке без трещин, мк/с; ta, te - время прохождения ультразвука на участке без трещины и с трещиной, с; а - база измерения для обоих участков, см.
Важным средством в оценке деформации и развития трещин являются маяки: они позволяют установить качественную картину деформации и их величину.
Маяк представляет собой пластинку длиной 200-250 мм, шириной 40-50 мм, высотой 6-10 м, из гипса или цементно-песчаного раствора, наложенную поперек трещины, или две стеклянные или металлические пластинки, с закрепленным одним концом каждая по разные стороны трещины, или рычажную систему. Разрыв маяка или смещение пластинок по отношению друг к другу свидетельствуют о развитии деформаций.
Маяк устанавливают на основной материал стены, удалив предварительно с ее поверхности штукатурку. Рекомендуется размещать маяки также в предварительно вырубленных штрабах (особенно при их установке на горизонтальную или наклонную поверхность). В этом случае штрабы заполняются гипсовым или цементно-песчаным раствором.
Осмотр маяков производится через неделю после их установления, а затем один раз в месяц. При интенсивном трещинообразовании обязателен ежедневный контроль.
Ширина раскрытия трещин в процессе наблюдения измеряется при помощи щелемеров или трещиномеров. Конструкция щелемера или трещиномера может быть различной в зависимости от ширины трещины или шва между элементами, вида и условий эксплуатации конструкций.
Наиболее простое решение имеет пластинчатый маяк (см. рис. 3). Он состоит из двух металлических, стеклянных или плексигласовых пластинок, имеющих риски и укрепленных на растворе так, чтобы при раскрытии трещины пластинки скользили одна по другой. Края пластинок должны быть параллельны друг другу. После прикрепления пластинок к конструкции отмечают на них номер и дату установки маяка. По замерам расстояния между рисками определяют величину раскрытия трещины.
Рис. 3. Пластинчатый маяк из двух окрашенных пластинок 1 - пластинка, окрашенная в белый цвет; 2 - пластинка, окрашенная в красный цвет; 3 - гипсовые плитки; 4 – трещина
Сначала приведем цитаты из нормативных документов, где даются определения маяков и щелемеров. Первый документ — это обновленный ГОСТ, требования которого распространяются на наблюдение за деформациями оснований зданий и сооружений.
ГОСТ 24846-2012 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений:
3 Термины и определения
3.34 маяк, щелемер: Приспособление для наблюдения за развитием трещин: гипсовая или алебастровая плитка, прикрепляемая к обоим краям трещины на стене; две стеклянные или плексигласовые пластинки, имеющие риски для измерения величины раскрытия трещины и др.
10 Наблюдение за трещинами
10.1 Систематическое наблюдение за развитием трещин следует проводить при появлении их в несущих конструкциях зданий и сооружений с тем, чтобы выяснить характер деформаций и степень опасности их для дальнейшей эксплуатации объекта.
10.2 При наблюдениях за развитием трещины по длине ее концы следует периодически фиксировать поперечными штрихами, нанесенными краской, рядом с которыми проставляют дату осмотра.
10.3 При наблюдениях за раскрытием трещин по ширине следует использовать измерительные или фиксирующие устройства, прикрепляемые к обеим сторонам трещины: маяки, щелемеры, рядом с которыми проставляют их номера и дату установки.
10.4 При ширине трещины более 1 мм необходимо измерять ее глубину.
Приложение А
(обязательное)
А.1 В программе мониторинга деформации оснований фундаментов зданий и сооружений должны быть освещены:
— для эксплуатируемых зданий (сооружений) — период эксплуатации, результаты осмотра объекта, наличие трещин и места закладки маяков (щелемеров);
Второй документ — это новый СТО, используемый на объектах Росатома.
СРО НП «СОЮЗАТОМСТРОЙ»
СТО СРО-С 60542960 00043-2015 «Геодезический мониторинг зданий и сооружений в период строительства и эксплуатации»
3 Термины и определения
…
3.21 маяк : Сигнальное устройство, устанавливаемое на трещине/шве/стыке для того, чтобы изменение параметров трещины (раскрытие, закрытие, сдвиг, удлинение и т.п.) можно было определить визуально — без применения дополнительных инструментов и приспособлений.
3.22 маяк-щелемер : Устройство для наблюдений (мониторинга) за трещинами/швами/стыками, совмещающее в себе сигнальную функцию для визуального выявления факта изменения параметров трещин/швов/стыков с функцией измерения величины этих изменений.
…
3.50 щелемер : Устройство применяемое для выполнения, при мониторинге состояния конструкций, измерений величин изменения параметров трещин/швов/стыков.
Маяк ЗИ-2.2 по классификации СТО СРО-С 60542960 00043-2015 является маяком-щелемером
Маяк для наблюдений или щелемер — это специальные приспособления или приборы, предназначенные для наблюдения за изменениями состояния дефектов и повреждений в строительных конструкциях зданий и сооружений. При наблюдениях за трещинами, используются либо для выявления факта изменения ширины раскрытия трещины, либо для определения величины и направления (открытие/закрытие трещины) изменения ширины раскрытия трещины. Также в некоторых моделях маяков может быть предусмотрена возможность наблюдение за сдвигом вдоль трещины или из плоскости наблюдаемых строительных конструкций.
Маяк для измерений по двум осям
Для наблюдения за трещинами маяки устанавливаются непосредственно в месте прохождения трещины на срок, необходимый для проведения наблюдений. Для контроля за деформациями конструкций показания установленных маяков должны периодически сниматься и фиксироваться в журнале наблюдений. Процесс постоянных наблюдений за конструкциями называется мониторинг . Конкретные сроки мониторинга устанавливаются в зависимости от конструктивных особенностей здания, целей наблюдения, места расположения и других параметров трещины. В подавляющем большинстве случаев маяк на трещине должен находится вплоть до полного устранения причин возникновения трещины и завершения ремонтных работ по восстановлению/усилению поврежденных трещиной конструкций. Иногда, маяки могут оставаться на конструкциях и после завершения работы, для контроля эффективности проведенных ремонтных работ. Также при помощи маяков могут наблюдаться изменения положения строительных конструкций зданий и сооружений в течение всего срока их эксплуатации с целью контроля технического состояния.
Виды и конструкции маяков
Самые простые маяки представляют собой полоску из гипса, нанесенного на конструкцию в месте прохождения трещины. Такой маяк служит для выявления факта изменения ширины раскрытия трещины и не может помочь в определении количественных величин этих изменений. Гипсовые и цементные маяки имеют ряд требований и ограничений по использованию . о чем необходимо знать при их установке. Маяки из стекла могут быть выполнены аналогично гипсовым — полоска стекла поперек трещины, либо предусматривать возможность выполнения измерений, в случае, когда устанавливается две пластинки стекла по обеим сторонам трещины. Такие маяки наиболее распространены из-за своей низкой цены и простоты установки. Однако, использование их малоэффективно из-за низкой точности и других проблем, связанных с конструкцией этих маяков. Дополнительную информацию о стеклянных и других видах маяков можно посмотреть в статье, описывающей методы наблюдения за деформациями строительных конструкциях . Следует отметить, что бумага и другие подобные материалы не могут использоваться для наблюдения за трещинами по целому ряду объективных причин, о которых можно прочитать в соответствующей статье «Миф о существовании «бумажных маяков «.
Механический маяк
Электронное устройство для мониторинга
Также существуют так называемые «механические» маяки. Это приспособления различных конструкций, задачей которых является измерение величины изменения раскрытия трещин. Конструкций маяков этого типа очень много. В основном это какие-либо элементы, установленные по двум сторонам от трещины, со шкалой и указателем, позволяющими видеть изменение величины раскрытия трещины без дополнительных приспособлений. Наиболее точным из механических устройств является маяк, сделанный на основе индикатора часового типа. Расширение функциональности и точности маяков «механического» типа возможно при использовании для измерений современных высокоточных измерительных инструментов, таких как электронные штангенциркули. В конструкции профессиональных маяков для наблюдений всегда предусматриваются специальные реперные точки, по которым ведутся высокоточные измерения.
Система мониторинга
Самые современные маяки выполняются на основе электронных компонентов, например тензодатчиков или с использованием оптических технологий. Они так же имеют различную конструкцию и возможности. Кроме непосредственного измерения величины раскрытия трещины, они могут собирать информацию о температурно-влажностных условиях и других параметрах. Возможна комплектация их модулями удаленной передачи информации для мониторинга состояния конструкций в реальном времени. Проблемы их использования в основном связаны с высокой ценой и трудностями предотвращения несанкционированного доступа к ним со стороны посторонних лиц. Некоторые
Основные причины возникновения трещин в строительных конструкциях: виды и особенности.
Для контроля за состоянием зданий используются специальные приспособления, которые обычно называют «маяки». Они используются для мониторинга деформации объекта, для контроля за аварийными конструкциями, и при ведении вблизи строительных или восстановительных работ, которые могут повлиять на целостность постройки.
Установка маячков на трещины дает возможность точно зафиксировать все происходящие изменения, и благодаря этому контролировать объективное состояние здания. Руководствуясь результатами замеров, принимают решение о том, можно ли использовать здание дальше, или требуется его ремонт, или устранение факторов, вызывающих увеличение трещины (к примеру, прекращение ведущегося рядом строительства).
Выбор маяков для контроля трещин осуществляется в зависимости от состояния объекта и особенностей конкретной конструкции, а также с учетом следующих вопросов:
- Насколько точные изменения требуются?
- Важно ли измерять влияние температуры и влажности?
- Удобно ли будет обслуживать устройство и снимать показания?
- Цена и срок эксплуатации прибора, где он будет установлен, можно ли обеспечить его сохранность?
В зависимости от этих вопросов выбирается оптимальный вид системы мониторинга.
Виды маячков на трещины в стене:
Мы рассмотрим 5 основных вариантов систем мониторинга, которые отличаются ценой, возможностями и особенностями монтажа. Невозможно назвать однозначно лучший из них, так как каждый имеет свои преимущества и используется в различных ситуациях.
Гипсовые маяки на трещины
Это наиболее традиционный способ, и при этом наиболее дешевый, так как он одноразовый. Как только он срабатывает, то есть, в его теле возникает трещина или разлом, необходимо ставить рядом новый. При этом достоверность показателей довольно низкая, и обычно ставится минимум две штуки, из расчета одна штука на каждые три метра разлома. Важно понимать, что у такого способа контроля трещин существует целый ряд недостатков:
- Не подходит для наружного применения, так как из-за перепада температур и воздействия внешних факторов возможно произвольное разрушение датчика.
- Монтаж не производится при отрицательных температурах.
- Работоспособность во многом зависит от качества монтажа и грамотной подготовки поверхности с учетом размеров и особенностей конструкции датчика.
- Точность измерений не очень высокая, так как при срабатывании система быстро разрушается.
Электронные маячки на трещины
Оптимальный выбор, если нужно рассчитать, как на трещину влияют изменения температуры и влажности изнутри здания и снаружи. Электронные измерительные датчики сегодня могут передавать информацию удаленно, фиксируя разницу в десятые и сотые доли миллиметра.
Электронные маяки на трещины на стены имеют свои особенности:
- Невозможно измерить, насколько сдвинулись части конструкции вверх и в стороны, если установлен всего один датчик.
- Стоимость оборудования довольно высокая, а вандалоустойчивость низкая, так что их проблематично ставить в местах общего доступа.
- Чаще всего данный способ используется для краткосрочных замеров, в пределах от нескольких дней до двух недель, чтобы оперативно отследить ситуацию и принять решение.
Пластинчатый маяк для наблюдения за трещинами
Это очень простая конструкция, в какой-то мере напоминающая гипсовую, но без присущих последней недостатков. На сегодняшний день данный вид используют наиболее массово, так как он оптимален с точки зрения стоимости монтажа, простоты наблюдения и точности получаемых результатов.
Установить маячок на трещину очень просто, для этого требуются дюбели или эпоксидный клей (иногда применяют и то, и другое), а на поверхность можно наносить любые метки, облегчающие мониторинг. Этот способ диагностики выгодно отличается от других:
- Благодаря использованию сигнальной измерительной шкалы, изменения в раскрытии отслеживаются визуально, без использования каких-либо инструментов, но можно использовать и их, чтобы измерить ширину раскрытия даже на сотые доли миллиметра.
- Легко отследить движение конструкции по двум или даже трем осям.
Точечные маяки на трещины зданий
Это малозаметные, но очень прочные датчики, которые отличаются повышенной вандалоустойчивостью, так как качественно крепятся к стене. Способы крепления бывают самые разные, начиная от простейших дюбелей, и заканчивая специальными монтажными приспособлениями, – все зависит от конкретного объекта. Особенности:
- Можно контролировать замеры по 2, 3 или 4 точкам, при этом отслеживать, насколько части здания сдвинулись относительно друг друга вверх или горизонтально.
- Можно сделать маяки на трещины почти незаметными, из органического стекла или материала в тон покрытию, и во многих случаях даже не требуется предварительная подготовка поверхности или удаление отделки.
- Для измерения раскрытия используются различные инструменты, и точность показателей зависит исключительно от точности оценочного прибора.
Наблюдение за трещинами с помощью маяков часового типа
Эти системы, которые также называют «мессуры», не требуют наличия специальных измерительных инструментов, в них уже есть собственная шкала с высокоточными датчиками. Наиболее удобный вариант для отслеживания малейших изменений и быстрого записывания показаний. Особенности применения:
- Подобные маяки для наблюдения за трещинами довольно дорогие, и могут быть сопоставимы по цене лишь с электронными. При этом они максимально привлекают вандалов, и не спасают даже особые защитные конструкции. Их ставят внутри зданий, или снаружи, но так, чтобы обеспечить возможность слежения за дорогим прибором.
- Как вариант, используется способ фиксации на разломе двух точек, а мессуры используют только как измерительный прибор, чтобы оценить, насколько изменилось пространство между ними.
Мы рассмотрели только 5 самых популярных вариантов. Есть также бумажные и стеклянные системы, но они имеют массу недостатков, и в этом случае установка маяков на трещины не даст требуемой точности измерения. Лучше выбрать что-то из описанных выше датчиков.
Правила установки маяков на трещины
Государством регламентированы определенные нормы и стандарты для датчиков разного типа, а также частота съема показаний. Перед тем, как установить маячки на трещину в стене, необходимо изучить эти требования и руководствоваться ими в процессе монтажа и мониторинга.
Если в процессе мониторинга (обычно 30 суток) система не срабатывает, делают вывод, что деформация закончилась, и образовавшуюся трещину обычно просто замазывают строительным раствором. Если же маяк деформировался (особенно важны первые 20-30 дней после закрепления), значит, разрушение продолжается, и нужно принимать решение по дальнейшей эксплуатации или ремонту объекта.
- Первоначальная установка маячков на стены при трещинах всегда выполняется в месте наибольшего расхождения.
- Каждому датчику присваивается номер, а в журнале указывается дата установки.
- При активной деформации маяк осматривают раз в 48 часов или чаще, при медленной - допустима проверка раз в неделю или даже реже.
- Если система сработала и деформировалась, рядом ставят новый маяк, но старый при этом не снимают.
- При установке маяков на трещины в стенах в журнале фиксируется место монтажа, его номер, дата проведения работ, а также начальный показатель ширины разлома.
- Важно следить не только за тем, насколько раскрывается трещина, но и не удлиняется ли она. Если происходит удлинение, на этот конец ставится новый датчик.
- Установка маяков на трещины в кирпичных стенах разрешена только после качественной очистки поверхности от пыли и грязи. Рекомендуется промыть разлом чистой водой, измерить его глубину, и только потом ставить датчик. Заделывание трещин осуществляется цементом или металлическими скобами.
- Стена может деформироваться не только из-за проблем с кладкой, но и из-за температурного воздействия, так что после установки системы необходимо проверять, не отходит ли датчик, и не нарушилась ли его работоспособность.
Максим Федин
Эксперт компании Мэлвуд
Провел 255 строительных экспертиз, 4 судебные экспертизы
В компании с 2017 года