Маяки для контроля трещин в зданиях. Трещины в здании. Маяки для наблюдения за деформациями строительных конструкций зданий. Способы наблюдения за трещинами в каменных и бетонных конструкциях

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

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.

Осмотр трещин в стенах, возникших вследствие перегрузки, дает полную информацию о состоянии кладки. Первичный осмотр трещин, вызванных неравномерной осадкой фундамента и перепадом температуры, позволяет определить их происхождение и раскрытие, но не дает возможность выяснить, произошла или нет стабилизация деформации. Для получения представления о динамике развития трещин и их стабилизации на стены устанавливают маяки. На каждую трещину ставят не менее двух маяков; один - в месте максимального развития трещины, другой - в месте начала ее развития. Маяки чаще всего изготавливают из гипса (алебастра). На наружных поверхностях стен иногда делают цементные маяки. Маяки могут быть также стеклянными и металлическими.

Гипсовые (цементные) маяки устанавливают на очищенную от штукатурки поверхность стены. Маяки должны иметь уширения на концах (типа восьмерки) (рис. 1.3 ,а). Толщина гипсового маяка у трещины должна быть минимальной (6...8 мм).

Стеклянные маяки также имеют уширения на концах и по периметру скреплены с поверхностью стены гипсовым раствором (рис. 1.3 ,б).

Рис. 1.3. Схемы, маяков на трещинах:

а - гипсовый (цементный); б - стеклянный; в, г - металлические: 1 - трещина; 2 - штукатурка; 3 - стена; 4 - гипсовый, раствор

Металлические маяки изготавливают из двух полосок кровельной стали (рис. 1.3 , в) и наклеивают на очищенную поверхность стены синтетическим клеем или прибивают гвоздями. Узкая полоска должна иметь нахлестку на широкую полоску. Маяк из оцинкованной стали окрашивают масляной краской. На более широкой полоске наносят риски через 1 мм.

На рис. 1.3 ,г показан вариант металлического маяка из кровельной стали. Прямоугольную пластину первоначально окрашивают в красный цвет. После установки второй (П - образной) пластины весь маяк окрашивают белой краской так, что красная краска сохраняется только под П-образной пластиной. Взаимное смещение пластинок обнаруживают по следу разных красок и измеряют металлической линейкой со скошенным краем.

Точность измерения 0,2...0,3 мм. На маяках ставят номер и дату. Данные заносят в специальный журнал наблюдений за маяками.

С помощью гипсовых (цементных) маяков можно установить только факт продолжения развития деформаций (образование трещины на маяке) и замерить раскрытие трещины.

Металлические маяки с рисками позволяют выявить значения как раскрытия, так и закрытия трещин.

Деформации раскрытия и сдвиги вдоль трещины можно определить индикатором мессурой с ценой деления 0,1 мм, используя стальные штыри с центрирующим устройством (высверленных или выбитых керном углублений). Штыри заделывают по обе стороны трещины на расстоянии 60...100 мм от нее. Если металлический маяк установлен в трудно доступном месте, то показания его шкалы можно снимать на расстоянии с помощью бинокля, теодолита или зрительной трубы.

Необходимо следить не только за раскрытием трещин, но и за их удлинением. С этой целью, после того как произошло удлинение трещины, на ее конец ставят новый маяк. При анализе поведения маяков следует иметь в виду, что трещина в кладке становится естественным температурным швом. Установленный на ней маяк будет регистрировать не только деформации от неравномерной осадки фундамента, но и температурные. Поэтому при перепадах температуры даже при отсутствии неравномерной осадки фундаментов в маяке практически всегда будут возникать волосные трещины.

Ответственным этапом является изучение трещин, выявление причин их возникновения и динамики развития.
По степени опасности для несущих и ограждающих конструкций трещины делят на три группы:

• трещины неопасные, ухудшающие только качество лицевой поверхности;
• опасные трещины, вызывающие значительное ослабление сечений, развитие которых продолжается с неослабевающей интенсивностью;
• трещины промежуточной группы, которые ухудшают эксплуатационные свойства, снижают надежность и долговечность конструкций, но не способствуют полному их разрушению.

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 в конструкции и степень их опасности для дальнейшей эксплуатации.

Трещины выявляют путем осмотра поверхностей, 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 трещине устанавливают маяк, который при развитии трещины разрывается. Маяк устанавливают в месте наибольшего развития трещины. При наблюдении за развитием трещины по длине концы трещины во время каждого осмотра фиксируют поперечными штрихами. Рядом с каждым штрихом проставляют дату осмотра. Расположение трещин схематично наносят на чертеж развертки стен здания или конструкции, отмечая номера и дату установки маяков. На каждую трещину составляют график ее развития и раскрытия.

По результатам систематических осмотров составляют акт, в котором указывают дату осмотра, чертеж с расположением трещин и маяков, сведения об отсутствии или появлении новых трещин.
Маяк представляет собой пластину длиной 200-250 мм, шириной 40-50 мм, высотой 6-10 мм, наложенную поперек трещины. Изготавливают маяк из гипса или цементно-песчаного раствора. В качестве маяка используют также две стеклянные или металлические пластинки, закрепленные одним концом каждая с разных сторон трещины, или рычажную систему. Разрыв маяка или смещение пластинок по отношению друг к другу свидетельствует о развитии деформаций.
Маяк устанавливают на основной материал стены, удалив предварительно с ее поверхности штукатурку. Рекомендуется размещать маяки также в предварительно вырубленных штрабах. В этом случае штрабы заполняют гипсом или цементно-песчаным раствором.
Осмотр маяков производят через неделю после их установки, затем не реже одного раза в месяц. При интенсивном трещинообразовании обязателен ежедневный контроль.

Ширина раскрытия трещин в процессе наблюдений измеряется при помощи щелемеров или трещиномеров. В журнале наблюдений фиксируют номер и дату установки маяка, место и схему расположения, первоначальную ширину трещины, изменение со временем длины и глубины трещины. В случае деформации маяка рядом с ним устанавливают новый, которому присваивают тот же номер, но с индексом. Маяки, на которых появились трещины, не удаляют до конца наблюдений.
Если в течение 30 суток изменение размеров трещин не будет зафиксировано, их развитие можно считать законченным, маяки можно снять и трещины заделать.

Мы уже писали ранее на сайте в статье " " чем могут быть опасны трещины в несущих конструкциях и каковы основные причины их образования. Некоторое представление о мониторинге можно получить также из статьи " ", опубликованной ранее. А сегодняшняя публикация посвящена конкретным способам мониторинга и приспособлениям, использующимся для этих целей, - так называемым "маякам". В конце статьи вы сможете посмотреть презентацию с фотографиями и схемами описываемых конструкций маяков.

В каких случаях обычно устанавливают наблюдение за трещинами в здании?

1. В рамках комплексного наблюдения за деформациями зданий
2. При наличии несущих конструкций, имеющих ограниченно работоспособное и аварийное состояние
3. При попадании здания в зону влияния нового строительства или реконструкции

Основной задачей при мониторинге трещин является фиксация происходящих изменений их параметров для объективного контроля технического состояния конструкций.

Цели наблюдения могут быть разными, но суть их одна - своевременное получение информации о происходящих изменениях для принятия решений. По результатам мониторинга могут приниматься решения о возможности дальнейшей эксплуатации, необходимости и виде ремонтных мероприятий, оперативном устранении влияющих на развитие трещин факторов (например, динамическое влияние от расположенного рядом строительного объекта), предотвращении аварийных ситуаций и т.п.

Цели мониторинга, техническое состояние и особенности конструкций влияют на способы осуществления мониторинга за развитием трещин. При выборе способа и методов наблюдения необходимо учитывать следующие основные факторы:

1. Необходимость учета температурно-влажностного влияния
2. Необходимость оперативного получения информации
3. Необходимую точность измерений
4. Стоимость, надежность и долговечность системы мониторинга и ее компонентов
5. Трудоемкость снятия показаний и обслуживания системы

Какие же конструкции маяков используются для наблюдений (мониторинга) за трещинами и каковы особенности их применения?

Электронные датчики и системы мониторинга

Для учета температурно-влажностных влияний на конструкции необходимо производить соответствующие измерения. Причем для объективной оценки таких влияний могут потребоваться показатели температуры/влажности воздуха и конструкций как снаружи, так и внутри помещений. Достаточный объем таких данных может дать только электронная система постоянного мониторинга с соответствующими задачам датчиками. Также возможно получение необходимых данных фрагментарно при помощи ручных измерений приборами в момент снятия показаний с маяков, установленных на трещины. Но такой подход все же следует считать малоинформативным, так как он дает недостаточно данных для оценки влияния температуры и влажности на изменение параметров трещин в конструкциях.

Наибольшей оперативностью получения результатов измерений также обладают электронные измерительные системы с возможностью удаленной передачи информации. Они же в основном обладают и наибольшей точностью измерений - фиксируют ширину раскрытия трещины до сотых долей миллиметра. К недостаткам можно отнести невозможность измерения одним датчиком перемещения частей конструкции друг относительно друга в вертикальном и горизонтальном направлении одновременно.

Точные электронные измерительные системы мониторинга позволяют проводить краткосрочные (2-15 дней) циклы наблюдений, дающие информацию о текущих тенденциях развития деформаций и позволяющие принимать оперативные решения. Такие системы получают все большее распространение, но основным препятствием для их широкого применения остается высокая стоимость при малой вандалоустойчивости. Тем не менее это безусловно перспективное направление развития средств наблюдения за деформациями, с помощью которого уже сейчас можно решать широкий круг задач по мониторингу.

Гипсовые маяки

Из всех способов наименьшей стоимостью обладает традиционная конструкция гипсового маяка для наблюдения за трещинами. Однако, она обладает целым рядом недостатков:

1. Неэффективность использования в наружных конструкциях и местах где возможны существенные колебания температуры. В подобных условиях гипсовый маяк "срабатывает" от температурных деформаций, что не позволяет однозначно определить наличие других факторов влияния на трещину.
2. Низкая долговечность и интенсивное разрушение при неблагоприятных внешних условиях, высокая повреждаемость.
3. Трудоемкость установки, невозможность установки при отрицательных температурах.
4. Зависимость работоспособности маяка от качества установки. Несоблюдение рекомендуемых требований к подготовке поверхности, размерам и конструкции маяка приводит к его неработоспособности.
5. В связи с низкой достоверностью получаемых данных требуется установка большого количества маяков. Обычно не менее двух на одну трещину и не менее одного на 3 метра трещины.
6. Точность измерений ширины раскрытия трещины очень низка из-за неровностей в месте измерений. По этой же причине отсутствует возможность применения высокоточных измерительных инструментов.
7. Главное - гипсовый маяк является одноразовым. В большинстве случаев, при его срабатывании (появлении в теле маяка трещины), необходимо рядом установить новый маяк.

Пластинчатые маяки

Пластинчатые маяки лишены многих недостатков их гипсовых собратьев. Одним из главных их преимуществ является простата установки - это делается на эпоксидный клей быстрого отверждения, либо на дюбели, либо совмещая эти два способа. В зависимости от конструкции в данных маяках могут быть реализованы дополнительные возможности, недоступные в маяках других конструкций:

Сигнальная измерительная шкала, позволяющая без дополнительных инструментов визуально оценить происходящие изменения ширины раскрытия трещины.

1. Возможность измерения перемещения конструкций по двум осям (при использовании специальной конструкции по трем) относительно друг друга - в вертикальном и горизонтальном направлениях.
2. Возможность применения высокоточных измерительных инструментов для измерения сотых долей миллиметра изменения ширины раскрытия трещин.
3. Удобство использования, включая возможность нанесения дополнительной информации на маяк.

В настоящее время это пожалуй наиболее эффективная конструкция с точки зрения соотношения стоимости установки, трудоемкости наблюдений и качества получаемых результатов.

Точечные маяки

Еще одним типом маяков для наблюдения за трещинами являются точечные приспособления, позволяющие вести наблюдения по двум, трем или четырем зафиксированным на конструкции точкам. Конструктивное исполнение подобных устройств может быть крайне разнообразным от простых дюбель-гвоздей, до специальных установочных приспособлений. Подобные приспособления могут выполняться малозаметными в цвет отделки стены или прозрачные (из оргстекла). Преимуществом некоторых из них является отсутствие необходимости подготовки поверхности и расчистки отделочных слоев. Применение специальных расчетных методик позволяет отслеживать перемещения как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Точность измерений ограничивается только точностью применяемых инструментов. Несомненным преимуществом большинства представителей данного типа конструкций маяков является крайне высокая ванадлоустойчивость, достигаемая путем жесткого крепления к конструкции, при малых размерах приспособления.

Маяки часового типа

Кроме указанных выше, распространены маяки часового типа (мессуры), имеющие измерительную шкалу и относительно высокую точность измерений без использования дополнительных инструментов. Это наиболее наглядные в использовании приспособления, позволяющие легко ориентироваться в происходящих изменениях и снимать показания. Почему то именно этот тип маяков больше всего привлекает вандалов иногда не помогают даже специальные защитные конструкции. Кроме того, стоимость их существенно выше пластинчатых, точечных и тем более гипсовых, что существенно снижает область их применения. Добиться большей эффективности можно путем закрепления двух точек на конструкции и использования мессур только в качестве измерительного инструмента для выполнения контрольных замеров расстояния между закрепленными точками.

Есть и другие типы конструкции маяков, но в заключении хотелось бы в очередной раз предостеречь от применения бумажных и стеклянных маяков, так как их конструкции не отвечают предъявляемым задачам и могут вводить в заблуждение при проведении наблюдений.
.