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.

Технический регламент о безопасности зданий и сооружений (Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ) требует обеспечивать безопасность зданий в процессе их эксплуатации, в том числе и посредством мониторинга состояния строительных конструкций.

Маяки на трещины в жилых зданиях являются таким средством мониторинга.

В соответствии с ГОСТ 53778-2010 (носящим обязательный характер по Распоряжению №1047) эксплуатация зданий, имеющих конструкции в аварийном и ограниченно работоспособном состоянии, не допускается без выполнения мониторинга.

В отношении жилых зданий есть конкретные требования, по которым маяки должны устанавливаться при наличии трещин. На это прямо указывает МДК 2-03.2003 "Правила и нормы технической эксплуатации жилищного фонда", утвержденный постановлением Госстроя РФ от 27 сентября 2003 г. № 170.

Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ Статья 36. Требования к обеспечению безопасности зданий и сооружений в процессе эксплуатации

1. Безопасность здания или сооружения в процессе эксплуатации должна обеспечиваться посредством технического обслуживания, периодических осмотров и контрольных проверок и (или) мониторинга состояния основания, строительных конструкций и систем инженерно-технического обеспечения, а также посредством текущих ремонтов здания или сооружения.

2. Параметры и другие характеристики строительных конструкций и систем инженерно-технического обеспечения в процессе эксплуатации здания или сооружения должны соответствовать требованиям проектной документации. Указанное соответствие должно поддерживаться посредством технического обслуживания и подтверждаться в ходе периодических осмотров и контрольных проверок и (или) мониторинга состояния основания, строительных конструкций и систем инженерно-технического обеспечения, проводимых в соответствии с законодательством Российской Федерации.

МДК 2-03.2003 Правила и нормы технической эксплуатации жилищного фонда (Постановление Госстроя РФ от 27 сентября 2003 г. № 170)

4.2.1.14. Организации по обслуживанию жилищного фонда при обнаружении трещин, вызвавших повреждение кирпичных стен, панелей (блоков), отклонения стен от вертикали, их выпучивание и просадку на отдельных участках, а также в местах заделки перекрытий, должны организовывать систематическое наблюдение за ними с помощью маяков или другим способом. Если будет установлено, что деформации увеличиваются, следует принять срочные меры по обеспечению безопасности людей и предупреждению дальнейшего развития деформаций. Стабилизирующиеся трещины следует заделывать.

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. Требования к программе мониторинга деформаций оснований фундаментов зданий и сооружений

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);

Маяки для наблюдения за деформациями строительных конструкций зданий

Для целей наблюдения за строительными конструкциями зданий и сооружений маяк должен использоваться по соответствующим методикам - ГОСТ 24846-2012(81), ВСН 57-88(р) и Пособие к ВСН 57-88(р), ГОСТ 53778-2010, ГОСТ 31937-2011, МГСН 2.07-97, ТСН 50-302-2004, МДК 2-03.2003 (постановление №170), СТО 17330282.27.100.003-2008, МДС 13-14.2000, МДС 13-20.2004 и др.

При выборе методики использования маяков, следует отдавать предпочтение способам осуществления работ, которые в наибольшей степени учитывают преимущества функциональных возможностей маяков серии ЗИ.

Пользователи могут разрабатывать такие методики самостоятельно, либо пользоваться методами работ, предлагаемыми изготовителем. Вновь разрабатываемые методики должны основываться на целях использования маяков с учетом их функциональных возможностей.

При обследовании зданий с деформированными стенами ведутся наблюдения за развитием трещин.

О скорости развития трещин получается информация по результатам наблюдения за состоянием маяков.

Маяки изготавливаются из гипса, цемента и стекла или имеют иные конструкции.

Маяки устанавливаются на каменной стене, очищенной от облицовочного слоя, не менее двух на каждой трещине: один в месте наибольшего раскрытия трещины, другой - в конце ее.

Места расположения трещин и маяков указываются на обмерных чертежах стены; на маяках и чертежах ставятся номера маяков и даты их установки. Результаты осмотра маяков записываются в журнале по форме таблицы.

Маяки периодически осматриваются и по результатам осмотра составляются акты, содержащие следующую информацию:

дату осмотра;

перечень номеров маяков с датами установки каждого, а также сведения о состоянии маяков во время осмотра, а для маяков, поставленных в конце трещины, кроме того, сведения об удлинении трещины;

сведения о проведенной замене разрушившихся маяков новыми.

сведения о наличии новых трещин и установки на них маяков.

Наблюдения за маяками ведутся в течение длительного периода. Осматриваются маяки через неделю после установки, а затем ежемесячно. При интенсивном развитии трещин маяки осматриваются ежедневно.

Маяки устанавливаются поперек трещин в местах их наибольшего развития и надежно закрепляются на несущей части стен по обеим сторонам трещин. Маяки ставят в очищенных от штукатурки местах, позволяющих вести ежедневные наблюдения. Каждому маяку присваивают номер и указывают дату его установки.

Если в течение срока наблюдения на маяке не появится трещина, значит, неравномерная осадка стен и образование в них трещин прекратились и трещину после расчистки можно заделать раствором.

Если маяки разрушаются, значит деформация стен продолжается. В этом случае журнал с результатами наблюдений направить на изучение для принятия решения.

В сырых местах не допускается ставить гипсовые маяки – в этом случае устанавливать маяки из цементного раствора.

Для контроля развития деформаций в конструкциях недостаточно просто установить маяки. Нужно снимать с них показания (ширина раскрытия трещины и др.) и фиксировать их в документах:

Журнал наблюдения за трещинами. В нем ведется сплошная фиксация результатов установки и наблюдения за трещинами.

Графический шаблон. Он представляет собой наглядную диаграмму, где отражены все происходящие изменения. Графический шаблон удобно использовать как дополнение журнала.

Акт наблюдения за трещинами в строительных конструкциях

Помимо ведения журнала требуется также составление актов наблюдения за трещинами в строительных конструкциях. Утвержденной формы такого акта нет, но есть определенные требования к его содержанию:

дата осмотра маяков;

фамилии и должности лиц, производящих осмотр и составивших акт;

перечень номеров маяков с датами установки каждого, сведения о состоянии маяков во время осмотра;

для маяков, установленных в конце трещины – сведения о ее удлинении;

данные о проведенной замене разрушившихся маяков новыми;

данные о наличии новых трещин и установке на них маяков.

Журнал наблюдения за маяками

График хода раскрытия трещины заполняется не реже одного раза в месяц индивидуально для каждой трещины на основании наблюдений за маяками, установленными на трещину. Он позволяет установить зависимость, либо исключить влияние сезонных изменений на величину раскрытия трещины, а также судить о стабилизации деформаций в конструкциях.

Причины появления трещин с точки зрения оценки их влияния на эксплуатационные качества стен, и с точки зрения правильного выбора метода устранения отрицательных последствий

В некоторых случаях при наблюдении за трещинами пластинчатые и электронные маяки не могут быть использованы. Например, в случаях, когда высок риск повреждения маяков, либо установка маяков нежелательна по эстетическим соображениям.

В этих случаях наблюдение за трещинами в строительных конструкциях может выполняться при помощи закрепленных точек наблюдения. По каждой стороне трещины закрепляется по две точки при помощи дюбелей, либо других приспособлений. Устанавливаемые приспособления обычно малозаметны и в то же время надежно зафиксированы.

При таком способе наблюдения за трещинами измерения производятся при помощи высокоточных измерительных инструментов - цифровых штангенциркулей. Измерению подлежат расстояния между закрепленными точками, а результаты измерений заносятся в электронные таблицы.

После обработки данных мы получаем величину перемещения частей конструкции, разделенной трещиной, друг относительно друга по двум осям - вертикальной и горизонтальной.

Этот метод мониторинга деформаций зданий и сооружений не имеет возможностей для визуального наблюдения, а для получения результатов требуется проведение расчетов.

Выявление трещин производится методом проведения осмотра поверхностей, а также путем выборочного снятия с конструкций защитных или отделочных покрытий. Следует произвести исследования по определению следующих обстоятельств:

определение положения;

определение формы;

определение направления;

определение распространения по длине;

определение ширины раскрытия;

определение глубины.

Предельно допустимые значения параметров дефектов для железобетонных балок, перемычек и плит

Предельно допустимые значения параметров дефектов для железобетонных колонн

Больше о ширине трещин

Оценка состояния железобетонных конструкций при температурных воздействиях (после пожара)

Состояние каменной и кирпичной кладки может быть классифицировано на четыре степени повреждения: слабая; средняя; сильная и полная.

Техническое состояние каменной кладки

Пособие «Пособие по обследованию строительных конструкций зданий»
АО«ЦНИИПРОМЗДАНИЙ»

ПОСОБИЕ ПО ОБСЛЕДОВАНИЮ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ
Москва – 2004

I - нормальное

Конструкция не имеет видимых деформаций, повреждений и дефектов. Наиболее напряженные элементы кладки не имеют вертикальных трещин и выгибов, свидетельствующих о перенапряжении и потере устойчивости конструкций. Снижение прочности камня и раствора не наблюдается. Кладка не увлажнена. Горизонтальная гидроизоляция не имеет повреждений. Конструкция отвечает предъявляемым эксплуатационным требованиям.

II - удовлетворительное

Имеются слабые повреждения. Волосяные трещины, пересекающие не более двух рядов кладки (длиной не более 15 см). Размораживание и выветривание кладки, отделение облицовки на глубину до 15 % толщины. Несущая способность достаточна

III - неудовлетворительное

Средние повреждения. Размораживание и выветривание кладки, отслоение от облицовки на глубину до 25 % толщины. Вертикальные и косые трещины (независимо от величины раскрытия) в нескольких стенах и столбах, пересекающие не более двух рядов кладки. Волосяные трещины при пересечении не более четырех рядов кладки при числе трещин не более четырех на 1 м ширины (толщины) стены, столба или простенка. Образование вертикальных трещин между продольными и поперечными стенами: разрывы или выдергивание отдельных стальных связей и анкеров крепления стен к колоннам и перекрытиям. Местное (краевое) повреждение кладки на глубину до 2 см под опорами ферм, балок, прогонов и перемычек в виде трещин и лещадок, вертикальные трещины по концам опор, пересекающие не более двух рядов. Смещение плит перекрытий на опорах не более 1/5 глубины заделки, но не более 2 см. В отдельных местах наблюдается увлажнение каменной кладки вследствие нарушения горизонтальной гидроизоляции, карнизных свесов, водосточных труб. Снижение несущей способности кладки до 25 %. Требуется временное усиление несущих конструкций, установка дополнительных стоек, упоров, стяжек.

IV - предаварийное или аварийное

Сильные повреждения. В конструкциях наблюдаются деформации, повреждения и дефекты, свидетельствующие о снижении их несущей способности до 50 %, но не влекущие за собой обрушения. Большие обвалы в стенах. Размораживание и выветривание кладки на глубину до 40 % толщины. Вертикальные и косые трещины (исключая температурные и осадочные) в несущих стенах и столбах на высоте 4 рядов кладки. Наклоны и выпучивание стен в пределах этажа на 1/3 и более их толщины. Ширина раскрытия трещин в кладке от неравномерной осадки здания достигает 50 мм и более, отклонение от вертикали на величину более 1/50 высоты конструкции. Смещение (сдвиг) стен, столбов, фундаментов по горизонтальным швам или косой штрабе. В конструкции имеет место снижение прочности камней и раствора на 30-50 % или применение низкопрочных материалов. Отрыв продольных стен от поперечных в местах их пересечения, разрывы или выдергивание стальных связей и анкеров, крепящих стены к колоннам и перекрытиям. В кирпичных сводах и арках образуются хорошо видимые характерные трещины, свидетельствующие об их перенапряжении и аварийном состоянии. Повреждение кладки под опорами ферм, балок и перемычек в виде трещин, раздробление камня или смещения рядов кладки по горизонтальным швам на глубину более 20 мм. Смещение плит перекрытий на опорах более 1/5 глубины заделки в стене.

В кладке наблюдаются зоны длительного замачивания, промораживания и выветривания кладки и ее разрушение на глубину 1/5 толщины стены и более. Происходит расслоение кладки по вертикали на отдельные самостоятельно работающие столбики. Наклоны и выпучивание стен в пределах этажа на 1/3 их толщины и более. Смещение (сдвиг) стен, столбов и фундаментов по горизонтальным швам. Наблюдается полное корродирование металлических затяжек и нарушение их анкеровки. Отрыв продольных стен от поперечных в местах их пересечения, разрывы или выдергивание стальных связей и анкеров, крепящих стены к колоннам и перекрытиям.

Горизонтальная гидроизоляция полностью разрушена. Кладка в этой зоне легко разбирается с помощью ломика. Камень крошится, расслаивается. При уларе молотком по камню звук глухой.

Наблюдается разрушение кладки от смятия в опорных зонах ферм, балок, перемычек. Происходит разрушение отдельных конструкций и частей здания. В конструкциях наблюдаются деформации и дефекты, свидетельствующие о потере ими несущей способности свыше 50 %. Возникает угроза обрушения. Необходимо закрепить эксплуатацию аварийных конструкций, прекратить технологический процесс и немедленно удалить людей из опасных зон.

Требуются срочные мероприятия по исключению аварии и обрушения конструкций - установка стоек, упоров и т.п.

Примечания

1. Для отнесения конструкции к перечисленным в таблице категориям состояния достаточно наличия хотя бы одного признака, характеризующего эту категорию .

2. Отнесение обследуемой конструкции к той или иной категории состояния при наличии признаков, не отмеченных в таблице, в сложных и ответственных случаях, особенно с остановкой производства, должно производиться на основе детальных инструментальных обследований, выполняемых специализированными организациями.

Мы продолжаем серию публикаций методических рекомендаций по вопросам мониторинга зданий с трещинами. В этой статье будут приведен фрагмент документа «Пособие по обследованию строительных конструкций зданий», разработанного , в редакции 2004 года (далее по тексту Пособие). Это одно из самых подробных описаний процесса наблюдения за трещинами, выпущенных за последнее десятилетие. Пособие предназначено для специалистов по обследованию зданий. Однако, часть, касающаяся работы с трещинами, может быть использована и работниками других профессий, в чьи компетенции входит контроль технического состояния зданий и мониторинг деформаций строительных конструкций, например, специалистами по эксплуатации зданий. Далее приводится текст документа и наши комментарии.

5.3. Методы и средства наблюдения за трещинами

5.3.1. При обследовании строительных конструкций наиболее ответственным этапом является изучение трещин, выявление причин их возникновения и динамики развития. Они могут быть вызваны самыми разными причинами и иметь различные последствия.

По степени опасности для несущих и ограждающих конструкций трещины можно разделить на три группы.

1. Трещины неопасные, ухудшающие только качество лицевой поверхности.
2. Опасные трещины, вызывающие значительное ослабление сечений, развитие которых продолжается с неослабевающей интенсивностью.
3. Трещины промежуточной группы, которые ухудшают эксплуатационные свойства, снижают надежность и долговечность конструкций, однако еще не способствуют полному их разрушению.

Следует отметить, что на данный момент отсутствует общепринятая классификация трещин в строительных конструкциях. В разных документах наблюдается различный подход к данному вопросу. При осмотрах и обследованиях зданий оценка степени опасности трещин безусловно важна и является одним из ключевых моментов. Предлагаемое деление трещин на три группы по степени их опасности вполне приемлемо. Однако, не совсем понятны критерии, по которым следует относить трещины к той или иной группе. На степень опасности трещины влияет множество факторов — конструктивные особенности здания, место расположения и параметры трещины, нагруженность и характеристики поврежденной конструкции, причины деформаций и интенсивность их развития, а также многие другие. Для сбора и анализа всей этой информации требуется проведение обследования. Но для обеспечения безопасности важно оценить трещину сразу же после ее выявления. Для этого делается предварительная оценка, точность которой, в условиях недостаточности информации, в большей степени зависит от опыта и знаний специалиста. По результатам предварительной оценки должны быть назначены дальнейшие мероприятия по обеспечению безопасности и получению дополнительных данных, необходимых для уточнения состояния конструкций. В том числе, устанавливается наблюдение за трещинами и разрабатывается состав и график контрольных осмотров.

5.3.2. В металлических конструкциях появление трещин в большинстве случаев определяется явлениями усталостного характера, что часто наблюдается в подкрановых балках и других конструкциях, подверженных переменным динамическим нагрузкам.

Возникновение трещин в железобетонных или каменных конструкциях определяется локальными перенапряжениями, увлажнением бетона и расклинивающим действием льда в порах материала, коррозией арматуры и действием многих труднопрогнозируемых факторов.

5.3.3. Следует различать трещины, появление которых вызвано напряжениями, проявившимися в железобетонных конструкциях в процессе изготовления, транспортировки и монтажа, и трещины, обусловленные эксплуатационными нагрузками и воздействием окружающей среды.

В железобетонных конструкциях к трещинам, появившимся в доэксплуатационный период, относятся: усадочные трещины, вызванные быстрым высыханием поверхностного слоя бетона и сокращением объема, а также трещины от набухания бетона; трещины, вызванные неравномерным охлаждением бетона; трещины, вызванные большим гидратационным нагревом при твердении бетона в массивных конструкциях; трещины технологического происхождения, возникшие в сборных железобетонных элементах в процессе изготовления, транспортировки и монтажа.

Трещины, появившиеся в эксплуатационный период, разделяются на следующие виды: трещины, возникшие в результате температурных деформаций из-за нарушений требований устройства температурных швов или неправильности расчета статически неопределимой системы на температурные воздействия; трещины, вызванные неравномерностью осадок грунтов основания; трещины, обусловленные силовыми воздействиями, превышающими способность железобетонных элементов воспринимать растягивающие напряжения.

5.3.4. 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.

Хотелось бы отметить, что далее по тексту приводятся конкретные данные по периодичности наблюдения за маяками. Однако, следует относится к ним именно как к рекомендуемым. При назначении сроков очередного осмотра трещин каждая ситуация должна рассматриваться индивидуально, а график наблюдений может корректироваться в зависимости от результатов очередного осмотра. В первую очередь это зависит от интенсивности деформационных процессов и «давности» появления трещины. Чем свежее трещина, и чем быстрее она развивается, тем более пристального внимания требует.

5.3.5. 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.

5.3.6. 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.

Здесь необходимо пояснить, что разрываться может только гипсовый (цементный) маяк. Для маяков других конструкций аналогичным сигналом будет отклонение от начального значения (положения). Также необходимо уточнить, что под «графиком развития, раскрытия трещины» понимается схема, на которой в графическом виде фиксируется изменение трещины во времени (пример приведен далее на рисунке 5.14). А под «графиком наблюдения» понимается именно назначенная периодичность проведения контрольных осмотров. Печатные формы упомянутых акта и графика развития трещин можно скачать на нашем сайте.

Рис. 5.5. Приборы для измерения раскрытия трещин а - отсчетный микроскоп МПБ-2, б - измерение ширины раскрытия трещины лупой: 1 - трещина; 2 - деление шкалы лупы; в - щуп

5.3.7. 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. 5.5) или других приборов и инструментов, обеспечивающих точность измерений не ниже 0,1 мм.

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. 5.6.

5.3.8. 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. 5.6);

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.

Рис. 5.6. Определение глубины трещин в конструкции
1 — излучатель; 2 — приемник

Здесь можно отметить, что инструменты и приборы, используемые при определении параметров трещины, следует выбирать исходя из конкретных условий, в которых предстоит проводить измерения, а также с учетом материала конструкций и величины повреждений. Например, если трещина в кирпичной кладке имеет ширину раскрытия более 20 мм, то применить большинство измерительных луп и микроскопов не получится. Кроме того, возможно, что в этом случае и точность более чем 0,1 мм не потребуется. Тем не менее, важно всегда стремиться к выполнению измерений с наибольшей точностью. Во многих источниках, также как и в рассматриваемом, принято, что наблюдения за шириной раскрытия трещин следует выполнять с точностью не ниже 0,1 мм. Добиться такой точности, а также сопоставимости результатов при многократных замерах через определенные промежутки времени, можно только в случае, если места замеров четко обозначены непосредственно на конструкции. Для этого можно наносить засечки перпендикулярно трещине в местах замеров, либо закреплять фиксирующие края трещины приспособления.

5.3.9. Важным средством в оценке деформации и развития трещин являются маяки: они позволяют установить качественную картину деформации и их величину.

5.3.10. 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.

Здесь имеет смысл привести выдержку из другого документа

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

10.3 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.

Т.е. по большому счету маяк — это любое устройство, закрепляемое на конструкции в месте расположения трещины, и позволяющее отслеживать изменение ее параметров (ширины, сдвига и т.п.). Далее по тексту Пособия приводятся и другие виды маяков, неуказанные в п. 5.3.10. Соответственно описание маяков в этом пункте Пособия следует считать только одним из примеров.

5.3.11. Осмотр маяков производится через неделю после их установления, а затем один раз в месяц. При интенсивном трещинообразовании обязателен ежедневный контроль.

5.3.12. 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.

Возникает вопрос: «Чем щелемер и трещиномер отличаются от маяка?» . Четких определений, по которым можно понять различие этих терминов, нам найти не удалось. Назначение, судя по приведенным в документе данным, у них идентичное. Принцип работы может отличаться у разных видов маяков, также как и у щелемеров. Скорее всего, функциональность и возможности для работы с трещинами также не зависят от названия. Хотелось бы все же отделить термин «трещиномер», т.к. более распространено его использование для обозначения электронных приборов, с функциями поиска и определения параметров трещин. Если посмотреть другие методические и нормативные документы данной и смежных тематик, то можно встретить использование терминов «маяк» и «щелемер» для обозначения устройств, аналогичных описываемым в данном Пособии. Причем, прослеживается следующая тенденция — «щелемер» чаще используется в документах, связанных с гидротехническими сооружениями. Возможно, что именно область использования повлияла на распространение названия данных инструментов. Исходя из этого, можно считать, что термины «маяк» и «щелемер» во многом схожи по своему значению. На данный момент это подтверждается и определением из ГОСТ, которое мы приводили в предыдущем комментарии. Надеемся, что в будущем использование терминологии для описания средств наблюдения за трещинами получит большую упорядоченность, а указанные понятия будут разграничены по ясным критериям. Но в данном обзоре мы не будем разделять щелемер и маяк, а предположим, что это в большей степени схожие устройства.

У нас есть дополнительная информация о разграничении понятий маяк, щелемер, трещиномер, деформометр, используемых применительно к средствам наблюдения за трещинами / швами / стыками и другими подобными элементами и повреждениями строительных конструкций зданий и сооружений.

Рис. 1. Порядок установки маяка.

На трещинах установить гипсовые или цементные маяки и организовать наблюдение с регистрацией результатов в определенные промежутки времени в специальном журнале. Размеры маяков: длина 250¸300 мм, ширина 70¸100 мм, толщина 20¸30 мм.

Маяки устанавливаются поперек трещин в местах их наибольшего развития и надежно закрепляются на несущей части стен по обеим сторонам трещин (см. чертеж). Маяки ставят в очищенных от штукатурки местах, позволяющих вести ежедневные наблюдения.

Каждому маяку присваивают номер и указывают дату его установки. Если в течение срока наблюдения на маяке не появится трещина, значит, неравномерная осадка стен и образование в них трещин прекратились и трещину после расчистки можно заделать раствором. Если маяки разрушаются, значит деформация стен продолжается. В этом случае журнал с результатами наблюдений направить на изучение для принятия решения. В сырых местах не допускается ставить гипсовые маяки - в этом случае устанавливать маяки из цементного раствора.

Наблюдения

за трещинами

Наблюдения за развитием трещин в стенах во времени осуществляются с помощью гипсовых, стеклянных или пластинчатых маяков.

1 - трещина; 2 - маяк гипсовый или из стекла; 3 - металлическая пластинка; 4 - риски;

5 - гвоздь

Ширина раскрытия трещин измеряется с помощью: - градуированных луп и микроскопов (МИР-2, МПБ-2) с 2,5-24-кратным увеличением; - целлулоидных или бумажных трафаретов, с нанесенными на них линиями разной толщины от 0,05 до 2 мм , путем совмещения линий с краями трещины; - масштабных линеек при раскрытии трещин более 2 мм (точность измерений ± 0,3 мм ).

При длительных наблюдениях ширина раскрытия трещин за рассматриваемый период определяется с помощью переносных индикаторов с ценой деления 0,01 мм и штангенциркулей с ценой деления 0,1 мм. Величина раскрытия принимается равной разности двух измерений расстояния между штырями (реперами) с центрирующим устройством, заделанными в конструкцию по обе стороны трещины.

Глубина развития несквозных (слепых) трещин hтр определяется: - по следу трещины на поверхности керна, высверленного из тела конструкции; - с помощью стальных калиброванных щупов различной толщины по формуле:

+ 5 мм, (2)

где:
dн - раскрытие трещины снаружи в мм (среднее из трех измерений);

dщ, hщ - толщина щупа и глубина погружения щупа в трещину в мм без усилия (среднее из трех измерений при смещении щупа по трещине на 1- 2 см);

С помощью ультразвуковых приборов (УКБ-1М; УК-10П; УЗП-62 и др.) в соответствии с указаниями РТУ УССР 92-62.

Глубина трещины определяется по разности времени прохождения ультразвуковых импульсов в МКС на длине базы а - с трещиной и без трещины по формуле:

, (3)

где: tl, ta - время прохождения ультразвука соответственно на участке

с трещиной и без трещины.

Маяки нумеруют и пишут на них дату установки. Трещины и маяки в соответствии с графиком наблюдения периодически осматриваются (не реже одного раза в 2-ое суток), и по результатам осмотра составляется акт (журнал), 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 (в журнале (акте) наблюдений обязательно должно быть зафиксировано - место расположения маяка, его номер, дату установки, первоначальную ширину трещины).

В случае деформации (разрыва) маяка рядом с ним устанавливается новый, которому присваивается тот же номер, но с индексом. Маяки, на которых появились трещины, не удаляют до окончания наблюдений.

Если в течение 30 суток изменение размеров трещин не будет

фиксировано, их развитие можно считать законченным, маяки можно снять и трещины заделать.

ЖУРНАЛ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА МАЯКАМИ

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.
.