Способы наблюдения за трещинами в несущих конструкциях здания

Существуют различные методы мониторинга трещин и деформаций в несущих конструкциях зданий. Для этого используются специальные приспособления — так называемые «маяки».

В каких случаях обычно устанавливают наблюдение за трещинами в здании?

В рамках комплексного наблюдения за деформациями зданий.
При наличии несущих конструкций, имеющих ограниченно работоспособное и аварийное состояние.
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 и 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 мало-информативным, 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 его помощью уже сейчас можно решать широкий круг задач по мониторингу.

Трещины в стенах зданий могут образовываться по разным причинам. Они могут просто портить вид помещения, а могут свидетельствовать о серьезной угрозе безопасности для людей, находящихся в этом помещении.

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. Точность измерений ширины раскрытия трещины очень низка из-за неровностей в месте измерений. По этой же причине отсутствует возможность применения высокоточных измерительных инструментов.

Пластинчатые маяки

Пластинчатые маяки лишены многих недостатков, которые есть у их гипсовых собратьев. А одним из главных их преимуществ является простата установки — на эпоксидный клей быстрого отверждения либо на дюбели, либо совмещая оба способа.

В зависимости от конструкции в данных маяках могут быть реализованы дополнительные возможности, недоступные в маяках других конструкций.
1. Сигнальная измерительная шкала, позволяющая без дополнительных инструментов визуально оценить происходящие изменения ширины раскрытия трещины.
2. Возможность измерения перемещения конструкций по двум осям (а при использовании специальной конструкции — по трем) относительно друг друга — в вертикальном и горизонтальном направлениях.
3. Возможность применения высокоточных измерительных инструментов для измерения сотых долей миллиметра изменения ширины раскрытия трещин.
4. 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.

Схема работы точечных приспособлений

Цели наблюдения могут быть разными, но суть их одна — своевременное получение информации о происходящих изменениях для принятия решений.

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 креп-ления к конструкции, при малых размерах приспособления.

Маяки часового типа

Также существуют 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 заключение 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.