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
|
Причина появления трещины |
Характерный вид трещины |
|
Трещины, вызванные перегрузкой участка стен |
Как правило, вертикальные, имеют малое раскрытие, расположены на небольшом расстоянии друг от друга. Эти трещины часто сопровождаются выпучиванием версты и вертикальным расслоением кладки. |
|
Трещины, образовавшиеся от неравномерной осадки, фундамента |
Чаще имеют наклонное направление, значительное раскрытие, расположены на большом расстоянии друг от друга. Вертикальное расслоение кладки при этом обычно не встречается. |
|
При деформации здания в виде прогиба или перегиба (выгиба) |
Осадочные трещины, как правило, не проходят по всей высоте здания. Трещин не бывает в сжатой зоне кладки (вверху при прогибе и внизу при перегибе). В случае перекоса трещины проходят по всей высоте стены. |
|
При различной осадке фундаментов под противоположными стенами здания |
Возникает деформация кручения. При этом трещины на противоположных стенах получают наклон в разных направлениях. При неравномерной осадке фундаментов могут возникать и трещины от перегрузки стен в результате перераспределения усилий между участками стен. |
|
Трещины, температурного происхождения |
Обычно бывают у торцов здания и у торцов перемычек и заходят по наклонным направлениям в простенок и в перемычечный пояс кладки. В результате многократного повторения температурного воздействия температурные трещины, расположенные у торцевых стен, могут получить значительное (до нескольких сантиметров) раскрытие. |
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
|
Вид разрушения |
|||||
|---|---|---|---|---|---|
|
Ширина раскрытия нормальных трещин, мм |
более 1,0 |
||||
|
Ширина раскрытия наклонных трещин, мм |
более 0,4 |
||||
|
Прогиб балок |
1/150 |
1/100 |
1/75 |
более 1/50 |
|
|
Снижение прочности бетона |
более 30 |
||||
|
Уменьшение поперечного сечения арматуры в результате коррозии, % |
более 20 |
||||
|
Вид разрушения |
|||||
|---|---|---|---|---|---|
|
Ширина раскрытия продольных (вертикальных) трещин, мм |
более 0,4 |
||||
|
Ширина раскрытия поперечных (горизонтальных) трещин, мм |
более 0,5 |
||||
|
Уменьшение поперечного сечения колонны в результате коррозии бетона, % |
более 25 |
||||
|
Уменьшение поперечного сечения продольной арматуры в результате коррозии, % |
более 20 |
||||
|
Выпучивание сжатой арматуры |
|||||
Больше о ширине трещин
Оценка состояния железобетонных конструкций при температурных воздействиях (после пожара)
|
Контролируемый показатель |
|||||
|
Прогиб |
в пределах допустимого нормами |
более, чем допускается нормами |
|||
|
Изменение цвета бетона |
нет |
до розового |
от розового до красного |
до темно-желтого |
|
|
Оголение рабочей арматуры |
нет |
оголена часть периметра рабочей арматуры на длину не более 20см, кроме стержней в зоне анкеровки |
оголена часть периметра рабочей арматуры на длину не более 30см, кроме стержней в зоне анкеровки |
оголена часть периметра рабочей арматуры на длину не более 40см, кроме стержней в зоне анкеровки |
оголена рабочая арматура по всему периметру, включая стержни в зоне анкеровки |
|
Отслаивание поверхностного слоя бетона от основной массы конструкции |
нет |
Местами (до 3-х мест) в пределах защитного слоя бетона на площади не более 30см² каждое |
местами в пределах защитного слоя бетона на площади не более 50см², кроме зоны анкеровки |
на глубину более толщины защитного слоя бетона, но не более 5см, кроме зоны анкеровки |
на глубину более 5см |
|
Трещины в бетоне не более, мм |
более 1,0 |
||||
|
Снижение прочности бетона, % |
нет |
более 20 |
|||
Состояние каменной и кирпичной кладки может быть классифицировано на четыре степени повреждения: слабая; средняя; сильная и полная.
Техническое состояние каменной кладки
|
Степень повреждения |
Снижение несущей способности, % |
Характерные признаки повреждения |
|
|
I - незначительная |
0 - 5 |
Видимые повреждения и дефекты, влияющие на несущуюспособность и эксплуатационную пригодность отсутствуют |
Исправное конструкции отвечают предъявленным к ним эксплуатационным требованиям. Ремонтных работ не требуется. Состояние конструкции удовлетворительное |
|
II - слабая |
5 - 15 |
Размораживание и выветривание кладки, отслоение облицовкина глубину до 15%толщины. Огневое повреждение кладки стен и столбов при пожарена глубину не более 0,5 см (без учета штукатурки). Вертикальные и косые трещины (независимо от длины и величиныраскрытия), пересекающие не более двухрядов кладки |
Работоспособное имеющиеся дефекты и повреждения не препятствуют нормальной эксплуатации зданий и сооружений. Требуется текущий ремонт по восстановлению эксплуатационных характеристикконструкций |
|
III средняя |
15 - 25 |
Размораживание и выветривание кладки, отслоение облицовкина глубину до 25% толщины. Вертикальные и косые трещины в несущих стенах и столбахна высоту не более четырех рядовкладки. Наклоны и выпучивания стен и фундаментов в пределах этажа не более чем на 1/6 их толщины. Образование вертикальных трещин между продольными и поперечными стенами: разрывы или выдергивания 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 площадок; вертикальные трещины по краям опор, пересекающие не более двух рядов кладки. Смещение плит перекрытий на опорах не более 1/5 глубины заделки, но не более 2 см. Огневое повреждение при пожаре кладки армированных и неармированных стен и столбов на глубину до 2 см (без штукатурки) |
Ограниченно работоспособное в конструкции наблюдаются деформации и дефекты, свидетельствующие о снижении ее несущей способности, но не влекущие за собой обрушения. Состояние конструкции технически неисправно. Конструкции подлежат ремонту и усилению с проведением, при необходимости, страховочных мероприятий по их разгрузке и недопущению дальнейшего развития повреждений |
|
IV сильная |
25 - 50 |
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 высоту не более восьми рядов кладки. Наклоны и выпучивания стен в пределах этажа на 1/3 их толщины и более. Смещение (сдвиг) стен, столбов и фундаментов по горизонтальным швам или косой штрабе. Отрыв продольных стен от поперечных в местах их пересечения, разрывы или выдергивания стальных связей и анкеров, крепящих стены к колоннам и перекрытиям. Повреждение кладки под опорами ферм, балок и перемычек в виде трещин, раздробления камня или смещение рядов кладки по горизонтальным швам на глубину более 2 см, образование вертикальных или косых трещин, пересекающих до четырех рядов кладки. Смещение плит перекрытий на опорах более 1/5 глубины заделки в стене. Огневое повреждение кладки стен и столбов при пожаре достигает 5 - 6 см |
Недопустимое в конструкциях наблюдаются деформации и дефекты, свидетельствующие о потере ими несущей способности. Состояние конструкций аварийное. Возникает угроза обрушения. Необходимо запрещение эксплуатации аварийных конструкций, прекращение технологического процесса и немедленное удаление людей из опасных зон. Необходимо усиление конструкций и проведение ремонтных работ. При невозможности или нецелесообразности усиления следует произвести разборку конструкций |
|
V - полное разрушение |
Свыше 50 или при полной потере несущей способности конструкции |
Разрушение отдельных конструкций и частей здания. Размораживание и выветривание кладки на глубину 50% толщины стены и более |
Аварийное конструкции подлежат разборке. Необходимо ограждение опасных зон. |
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.
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
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.
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
|
|
|
|
